液体介质对黄铁矿超细粉碎的影响

液体介质对黄铁矿超细粉碎的影响作者：刘文萍，尹周澜，丁治英，陈启元，LIUWen-ping，YINZhou-lan，DINGZhi-ying，CHENQi-yuan作者单位：刘文萍,LIUWen-ping(中南大学,化学化工学院,长沙,410083;吉首大学化学化工学院,吉首,416000)，尹周澜,丁治英,陈启元,YINZhou-lan,DINGZhi-ying,CHENQi-yuan(中南大学,化学化工学院,长沙,410083)刊名：中国有色金属学报英文刊名：THECHINESEJOURNALOFNONFERROUSMETALS年，卷(期)：2007，17(1)引用次数：1次参考文献(18条)1.HiranoK.KouzuM.OkadaT.KobayashiMIkenagaNSuzukiTCatalyticactivityofironcompoundsforcoalliquefaction1999(14)2.HiranoK.KandaYStudyonindustrialcatalystforbituminouscoalliquefaction2001(1)3.陈明秀.史士东.何平NEDOL模式下神华煤液化试验中的催化剂活性比较[期刊论文]-洁净煤技术2002(4)4.申峻.王志忠煤直接液化催化剂研究的新进展1999(1)5.张银元.赵景联煤直接液化技术的研究与开发[期刊论文]-山西煤炭2001(2)6.HEMing-zhao.WANGYan-min.ForssbergaESlurryrheologyinwetultrafinegrindingofindustrialminerals:areview2004(1)7.郑水林超细粉碎19998.曾凡.胡永平.杨毅.任守政.杨玉芬矿物加工颗粒学20019.SharmaPK.RaoKHAdhesionofPaenibacillusolymyxaonchalcopyriteandpyrite:surfacethermodynamicsandextendedDLVOtheory2003(1)10.卢寿慈.翁达界面分选理论及应用199211.贾建业黄铁矿的中远红外谱及其对含金性的评价[期刊论文]-西北地质1996(3)12.法默.应育浦矿物的红外光谱198213.贾建业.朱自尊.潘兆橹.兰斌明含金黄铁矿的拉曼光谱特征及其找矿意义初探1997(6)14.ToniazzoV.MustinC.PortalJM.HumbertBBenoitRErreRElementalsulfuratthepyritesurfaces:speciationandquantification1999(3)15.杨玉萍.郑海飞常温和压力0.1～1300MPa下硬石膏的拉曼光谱研究[期刊论文]-矿物学报2005(3)16.任俊.沈健.卢寿慈颗粒分散科学与技术200517.邱冠周.胡岳华.王淀佐颗粒间相互作用与细粒浮选199318.顾帼华.锁军.柳建设.钟素姣黄铁矿微生物浸出体系中的表面热力学和扩展DLVO理论[期刊论文]-中国有色金属学报2006(8)相似文献(8条)1.期刊论文刘文萍.尹周澜.陈启元.LIUWen-ping.YINZhou-lan.CHENQi-yuan煤直接液化用黄铁矿催化剂超细粉碎的研究-功能材料2006,37(3)采用粒度、XRD、IR等检测手段对煤直接液化用黄铁矿催化剂的超细粉碎进行了研究,分析了超细粉碎,包括干磨和湿磨两种不同粉碎方式,对粉体粒度、结构和性质变化的影响,及其对催化效果可能产生的影响.结果表明,超细粉碎黄铁矿时,湿磨的粉碎效果比干磨好;超细粉碎使黄铁矿粉体晶粒尺寸减小,晶格发生畸变,畸变率较小;超细粉碎使黄铁矿中的硫部分氧化成了硫酸根,湿磨过程中的氧化程度比干磨的小.从粉碎效率,粒度分布及氧化程度来考虑,制备粒度为1μm左右的煤直接液化用黄铁矿催化剂采用湿磨的方式较好.2.学位论文刘文萍机械化学方法制备煤直接液化用黄铁矿催化剂的研究2006煤直接液化用催化剂的研究重点是开发超细分散型催化剂。黄铁矿粉体是一种很好的煤直接液化用催化剂原料，因为它在煤直接液化反应条件下，不需要加入对环境有污染的硫即能转化成催化活性物质磁黄铁矿。采用机械化学方法制备煤直接液化用黄铁矿催化剂，成本低，工艺简单，是一种较为理想的方法。本文采用现代检测技术研究了黄铁矿超细粉碎过程中粉体性质和结构的变化，探讨了搅拌磨工艺参数、液体介质和助磨剂对黄铁矿超细粉碎的影响。实验结果表明：1．超细粉碎使黄铁矿粉体晶粒尺寸变小，晶格发生畸变，湿磨后粉体的晶粒尺寸和晶格畸变率较干磨的小；超细粉碎使黄铁矿中的硫部分氧化成了硫酸根。2．用搅拌磨超细粉碎黄铁矿时，介质充填率应保持较高值；搅拌器存在最佳转速；小球有利于黄铁矿细化；原料粒度越小，产品粒度越小；粉碎初期，粉体粒度减小速度很快，粉碎后期，粉体粒度减小缓慢。在优化后磨矿条件下，研磨10h可得到中位粒径为0.239μm的黄铁矿粉体。3．在超细湿磨过程中，矿浆具有合适粘度时，才会得到较高的研磨效率。液体介质对粉体颗粒的界面作用影响很大，而粉体颗粒的界面作用决定了磨矿过程中矿浆粘度的大小，从而影响粉碎效率。黄铁矿粉体在乙醇中分散性好，用乙醇为液体介质超细湿磨黄铁矿粉体时，矿浆粘度小，流动性好，且矿浆粘度越大粉碎效率越高；黄铁矿粉体在水中分散性差，以水为液体介质超细湿磨黄铁矿粉体时，矿浆粘度随研磨时间和矿浆浓度的增大而急剧增大，矿浆粘度适宜时，研磨效率较高，在高矿浆浓度超细湿磨黄铁矿粉体时，有必要添加助磨剂来调节矿浆粘度，提高粉碎效率。4．在乙醇中，黄铁矿粉体颗粒在间距大于0.5nm时都是排斥能大于吸引能，在间距为1nm时，还存在一个高达250kT的势垒，可阻碍颗粒聚集；在水中，黄铁矿粉体颗粒在整个作用距离上界面相互作用能都是吸引能大于排斥能，因此颗粒易聚沉。5．六偏磷酸钠能有效改善黄铁矿粉体在水中的磨矿环境，显著降低矿浆粘度，提高粉碎效率。这主要是由于六偏磷酸钠吸附在黄铁矿粉体表面，使矿物亲水性增大，表面带更多负电荷，提高了磨矿过程的分散性，产生了助磨作用。3.期刊论文刘文萍.尹周澜.丁治英.陈启元六偏磷酸钠对黄铁矿超细粉碎影响的研究-矿产保护与利用2006(6)通过粒度分析、矿浆粘度和粉体ζ电位的测定,研究了六偏磷酸钠对黄铁矿超细粉碎的影响.分析了六偏磷酸钠与黄铁矿粉体的表面作用及黄铁矿粉体的界面作用能.结果表明,六偏磷酸钠能有效改善黄铁矿粉体在水中的研磨环境,显著降低矿浆表观粘度,提高粉碎效率.4.学位论文刘琨非水介质中机械化学法制备黄铁矿粉体的动力学研究2008近年来，人们针对材料机械化学制备中的相关理论问题开展了一系列的研究，但在对非水环境中材料机械化学过程的基础理论研究尤为欠缺；同时，黄铁矿被认为是非传统领域内的新型无机材料，得到了广泛的应用。已有大量的文献报道通过机械化学方法制备黄铁矿，但对于研究黄铁矿制备过程中的动力学问题报道甚少。因此，迫切需要加强对机械化学制备黄铁矿的中间过程的认识，研究机械化学制备黄铁矿过程中的动力学模型。本论文在机械化学基本理论的基础上，采用现代检测技术研究并分析了黄铁矿粉体的机械球磨制备过程中非水介质对黄铁矿的超细球磨的影响；并且，研究了非水环境下机械化学合成黄铁矿的结构宏观动力学，同时从晶态的微观结构和自由能角度出发，揭示了不同的非水环境与机械化学合成黄铁矿粉体的反应动力学之间的关系，并探讨了机械化学合成黄铁矿粉体的反应途径和机制。本研究工作得到的主要结论如下：1.在乙醇体系中，针对不同的时间对粗制黄铁矿进行高能球磨，发现随着球磨时间的增加，所得到的黄铁矿粉体的粒度先迅速减小，随后减小趋势随球磨时间的增加而减缓。黄铁矿在水体系中的球磨速度和效率最大，粒度最细，但发生了氧化分解反应；空气介质下黄铁矿在超细粉碎过程中的球磨速度和效率最小，所得到的黄铁矿粉体的颗粒最粗。2.在同具有-OH基团的一系列醇类介质中，乙醇能更好地吸附在黄铁矿颗粒的新生表面和裂缝中，从而更大程度地降低颗粒的强度和硬度或者阻碍断裂键的复合，促使裂纹扩展和新表面的生成，产生“劈裂效应”。因此，非水环境中非水介质的碳链越短，机械超细粉碎制备黄铁矿粉体时的球磨速度和效率就越大。3.当非水介质中的极性基团和黄铁矿的晶格原子相似时，能更加促进黄铁矿的化学键断裂和新表面生成，并更好地沿黄铁矿的晶体缺陷和新表面下的裂痕进行浸润，降低黄铁矿的晶格能和表面能，以利于黄铁矿沿这些缺陷和裂纹进行碎裂，从而提高黄铁矿的球磨速度和效率，降低黄铁矿粉体的粒度。4.黄铁矿在非水介质中进行超细球磨制备时，符合无机化学中的软硬酸碱理论，易与基团电负性较小的非水介质相互吸附，因此，在醇类体系中，乙醇介质下机械球磨黄铁矿的球磨速度和效率比在其它的非水介质下要大。5.机械化学合成黄铁矿粉体的过程可分为诱导期、加速期和减速期三个阶段。整个合成过程要先生成中间产物白铁矿，接着白铁矿再发生晶型转变转变为黄铁矿，此后，铁粉和硫粉反应生成白铁矿和白铁矿转变为黄铁矿处于动态平衡，直至铁粉和硫粉反应完全。6.机械力的作用先使铁粉和硫粉的晶粒尺寸减小，晶格畸变程度逐渐增大，并形成结晶不完整的白铁矿，随着系统内能的升高，当系统内能大于晶型转变的活化能时，白铁矿将发生转变成黄铁矿。随着球磨时间的延长，铁相和硫相的含量逐渐减少，自铁矿相的含量先急剧增加，达到最大值后，白铁矿相的含量又逐渐减少；而黄铁矿相的含量随着球磨时间缓慢增加，同时不同球磨环境下黄铁矿含量的增加趋势也不相同。7。三种不同介质下的黄铁矿生成动力学方程分别为：空气体系：NPyrite=1/1+e14.40-0.63t无水乙醇体系：NPyrite=1/1+e20.56-0.80t煤油体系：NPyrite=1/1+e8.90-0.33t三种介质对合成过程都有不同程度的影响，其中无水乙醇环境更有利于黄铁矿的机械化学合成，空气环境次之，煤油环境最差。5.学位论文张国旺超细搅拌磨机的流场模拟和应用研究2005超细搅拌磨机是一种高效节能的超细粉碎设备，是目前制备亚微米粉体或浆料的主要工业生产方法，所以，研制产品粒度细、粒度分布均匀、处理量大、能耗省的工业大型超细搅拌磨机就显得非常重要。但是至今没有形成超细搅拌磨机的设计理论，对其基础理论也研究得较少，这阻碍了超细搅拌磨机的工程放大和应用。因此，本文在系统地评述了超细粉体、超细粉碎设备和超细搅拌磨机的现状和发展的基础上，围绕超细搅拌磨机的结构和工艺参数，从理论模拟建立、粉磨理论研究、设备研制开发、试验研究和应用实践等方面进行了研究工作，其主要内容如下：本文对超细搅拌磨机基本结构、粉磨机理和性能参数进行了详细分析，研究认为：超细搅拌磨机主要是以摩擦粉碎为主。在磨机中，应力强度是一个非常重要的参数，通过对棒式和螺旋式搅拌磨机的应力强度分析，得出不同类型的搅拌磨机具有不同的应力强度，因而适应不同的物料粉碎。对磨矿区域研磨介质球的受力和速度分析，得出磨矿作用主要发生在环形磨矿区域，提出了速度梯度大磨矿效果好，而不是以往的速度大磨矿效果好的概念，为工业型超细搅拌磨机的结构放大和优化设计提供了理论基础。利用计算流体力学方法(CFD法)对超细搅拌磨机进行了流场仿真数值模拟，分析了盘式、棒式、螺旋式三种搅拌器的流场特性(速度梯度、流场的剪切率分布和粘性耗散率等)。通过综合分析，发现棒式搅拌磨机流场圆周方向速度梯度最大，流场的剪切率分布均匀性最好，是速度梯度大、应力分布均匀和阻力较小的一种磨机。流场仿真数值模拟分析为超细搅拌磨机的参数优化设计和工程放大提供了一种新方法。通过采用不同搅拌器的对比试验，表明棒式搅拌磨机的研磨效果较好，这与流场数值的模拟结果是一致的，验证了模型的建立和模拟分析的正确性和可靠性。在3600L大型超细搅拌磨机，在研磨重钙时，条件相同的前提下采用棒式搅拌器的能耗比盘式搅拌器节省15％-17％，处理能力提高13％-15％。提出了工业型超细搅拌磨机的结构工程放大方法，应用综合放大原则，对其结构参数和工艺参数进行