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红土镍矿真空碳热还原过程中硅的挥发行为
  • ISSN号:1672-7126
  • 期刊名称:《真空科学与技术学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ113.247[化学工程—无机化工]
  • 作者机构:[1]真空冶金国家工程实验室昆明理工大学, [2]云南省复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室(培训基地),昆明650093, [3]云南省有色金属真空冶金重点实验室,昆明650093
  • 相关基金:云南省应用基础研究计划项目(2010C1009;2011FB040);国家自然科学基金项目(51004058)
中文摘要:

为了解红土镍矿在真空碳热还原过程中sn的还原特性和还原过程的主要影响因素,在系统压力2—200Pa下,以分析纯的siO2、Fe203以及煤炭为原料,在热力学分析的基础上,采用X射线衍射、扫描电子显微镜-能量散射谱和化学成分分析等手段,研究了阿si摩尔比、配碳量对siO2还原过程、硅的挥发率和还原反应速率的影响。通过热力学计算,得出Fe,Si氧化物被碳还原的化学反应自由能和还原反应临界温度,表明在100Pa条件下siO2的临界反应温度降低了477~584K。实验结果表明:Fe/Si摩尔比的增大和配碳量的增加,均降低了si的挥发率,提高了siO2还原反应速率;siO2发生了气化反应生成了SiO气体并在石墨冷凝系统歧化生成Si和s峨,且有部分SiO气体与石墨或者CO反应生成SiC;反应残渣中的石英颗粒被Fe-si合金和SiC包围,结合紧密。

英文摘要:

The impacts of the addition of pure silica powder the on carbothermic reduction of saprolite nickel laterite in vacuum were studied. The pellets were made of powders of pure SiO2, Fe203 and coal. The slag was characterized with X-ray diffraction, scanning electron rniemscopy, energy dispersive spectroscopy and conventional chemical analysis. The results show that the molar ratio of Fe/Si and C content significantly affect the volatilization and reduction rate of silica in the carbothermic reduction at a pressure of 2 - 200 Pa. Moreover, the Gibbs free energies and critical temperatures of the Fe and Si oxides were calculated,based on thermal dynamics. At 100 Pa,the critical temperature of SiO2 was found to be 477 - 584 K lower than that at atmosphere. The experimental results show that as the Fe/Si molar ratio and C content in- creased, the volatilization rate of Si decreased, whereas its reduction rate increased. SiO2 was found to change into gaseous SiO, most of which turned into Si and SiO2 after deposition on graphite condenser. And a small amount of gaseous SiO was observed to react with CO, forming solid phased SiC. Some quartz was observed inside the deposits of the compact Fe-Si alloy and SiC in the slag.

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期刊信息
  • 《真空科学与技术学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国真空学会
  • 主编:李德杰
  • 地址:北京朝阳区建国路93号万达广场9号楼614室
  • 邮编:100022
  • 邮箱:cvs@chinesevacuum.com
  • 电话:010-58206280
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7126
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5177/TB
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  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
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