微波热解生物质强化白云鄂博富铌矿还原的影响

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单位内蒙古科技大学稀土产业学院;内蒙古科技大学内蒙古自治区碳中和协同创新中心;内蒙古自治区白云鄂博共体生矿采选冶废弃物资源综合利用工程研究中心;内蒙古自治区稀土二次资源可持续利用工程技术研究中心,内蒙古科技大学;轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室(内蒙古科技大学);
来源钢铁
出版年2025
期号04
摘要
针对低品位白云鄂博复杂共伴生矿中铌、铁的高效分离及降低还原能耗的迫切问题,以白云鄂博富铌矿为研究对象,将生物质球团低温还原工艺与微波加热技术相耦合,研究了微波对白云鄂博酒糟基球团在差热特性、低温还原程度、物相变化、显微形貌方面的影响,以及微波作用下的还原机理。生物质热解释放大量富氢气体,可直接取代煤粉作为还原剂,其金属化率酒糟>玉米>小麦>杨木。与无烟煤相比,酒糟基球团孔隙结构发达,其孔体积增加了38.75倍,显著提升了气体分子的扩散和接触效率,优化了反应动力学条件。微波加快了反应进程,降低了反应温度。微波加热条件下,白云鄂博酒糟基球团金属化率随着还原温度、还原时间和酒糟添加量的增大而增大,其影响程度由大到小依次为还原温度>添加量>还原时间。酒糟添加量A、温度B、还原时间C与金属化率M的关系经验公式为M(A,B,C)=92.27+1.84A+3.53B+1.79C+0.9575AB-1.91AC-0.9425BC-2.30A2-3.23B2+0.607 5C2。在微波功率为3.6 kW、还原温度为950℃、焙烧时间为50 min、酒糟添加量为40%的条件下,其金属化率为94.3%。此时,物料中固定碳总量约为无烟煤和褐煤的2/5,实现了显著的降碳效果。

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