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作者:李俊;鞠艳梅;孙沐;
单位:广西工业职业技术学院;东北大学;
摘要:针对铜渣中铁主要以铁橄榄石形式与SiO_2共生、传统方法难以低成本回收的问题,本文以裂解废塑料炭为还原剂,在1 000~1 250℃条件下通过热失重法详细考察了铜渣-废塑料复合球团的等温还原过程,并进行了反应动力学分析,得到以下主要结论。复合球团的还原过程符合三维气体扩散控制(Ginstling-Brushtein模型),线性拟合得到表观活化能为82.67 k J·mol~(-1);在1 000~1 200℃区间金属化率随温度快速上升,1 200℃保温30 min即达78.3%;温度继续升高液相生成导致孔隙堵塞,金属化率略降;该裂解炭同时提供固相碳和CO、H_2活性气体,与常规焦炭体系相比,本体系可在低50~100℃的条件下获得接近的金属化率,说明裂解废塑料炭通过“双重还原剂”效应降低了能垒,缩短了保温时间,并抑制了高温烧结包覆现象。研究表明,利用裂解废塑料炭热还原铜渣不仅可提高铁的回收效率、削减燃料消耗与碳排放,还实现了两类固废的协同资源化。所获动力学参数为后续工业炉型优化、连续供料与磁选联用工艺设计提供数据参考,推进该低碳回收技术的产业化应用。
关键词:铜渣;;铁橄榄石;;碳热还原;;裂解废塑料炭;;表观活化能;;金属化率;;动力学分析
基金资助:2020年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2020KY39009)