بررسی ترشوندگي گرافيت تا سرباره و سينتيك واكنش

بررسی ترشوندگي گرافيت تا سرباره و سينتيك واكنش

تعداد صفحات: 19

حجم فایل: 22.9 KB

فرمت فایل: doc

دسته بندی:

قیمت: 30,000 ریال

تعداد نمایش: 29 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 20 آوریل 2023

به روز رسانی در: 20 آوریل 2023

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

30,000 ریال – خرید

قسمت اول، سينتيك و مكانيسم واكنش احياي Feo مذاب

w.Siddigi,B.Bhoi,R.K.Paramguru, V.sahaj walla, and O.Ostrvski اين نوشته، نتايجي در رابطه با سينتيك ومكانيسم كاهش Feo با گرافيت ارائه مي دهد، اين اطلاعات از تحقيقات تجربي(آزمايشي) در مورد ترشوندگي گرافيت با سرباره مذاب حاوي Feo بدست آمده اند. نرخ احيا Feo با اندازه گيري ميزان گاز Co حاصل از كاهش Feo تعيين مي شود. وآزمايش ها با تجهيزات يكساني در روش قطره چبنده انجام مي گيرد.Sessile drop opparatos واكنش احياء با تماس مستقيم سرباره و گرافيت شروع مي شود. Co توليد شده و به درون قطره سرباره مذاب پخش مي شودو با عث كف كردن سرباره مي شود احياء بيشتر Feo اغلب از طريق احيا غيرمستقيم ادامه مي يابد. مشخص شده است كه نرخ احيا به ميزان Feo ابتدايي بستگي دارد.

افزايش دما ،نرخ واكنش بالا مي برد. واكنشي با انرژي اكيتواسيون 112.18 kg mol اي نتايج نشان ميدهند كه احتمالا، انتقال Feo

 به فاز سرباره مذاب آهسته ترين مرحله است. (در زماني كه كار انجام مي شد، Dr,Dr,Mr,Dr در مدرسه علوم مهندسي ،‌دانشگاه sydney 2.52 ,New svth wales استراليا بودند و Dr در آزمايشگاه محلي f510B Bhrbonewar هند بوده است. نوشته در 1999 Dec 16 رسيد و در 20 April 2000 پذيرش شد.

2000 lom commuincation Ltd.

 

مقدمه

نسل كنوني فرآيند حمام مذاب براي توليد آهن، به ميزان زيادي به بر هم كنش سرباره و كربن بستگي دارد، چرا كه (N%40) آهن با زغال نيمسوز پراكنده در فاز سرباره احيا مي شود.

بنابراين فصل مشترك كربن سرباره مهم فرض مي شود.

در آن جا بايد شوندگي مناسبي بين سطح كربن جامد و سرباره مايع ايجاد شود تا تماسي مناسب براي ايجاد واكنش داشته باشيم.

همچنين سينتيك و مكانيسم واكنش نيز به اين فصل مشترك وابسته است.

در اين نوشته، مولفين حاضر، ترشوندگي گرافيت با سرباره Cao,sio2   Al2o3    Feo   Mgc را با استفاده از تكنيك قطره چسبيده مورد مطالعه قرار دادند

تاثير پارامترهاي مختلي از جمله ،تركيب سرباره (Fe,Mg,sio2) دما و نوع گرافيت برترشوندگي تحقيق شد. مشخص شد كه دو مورد مهم تر اثرگذار بر تر شوندگي، ميزان Feo

 دو سرباره ودما هستند. تساوي 1 به عنوان واكنش اصلي در رابطه با ترشوندگي سطح گرافيت با سرباره مذاب حاوي Feo ذكر مي شود

Feo+c=Fe+Co

ترشوندگي به دو كلاس گسترده ترشوندگي فيزيكي وشيميايي تقسيم مي شود. در ترشوندگي فيزيكي نيروهاي فيزيك بازگشت پذير مثل وان در والنس ونيروهاي پراكندگي گسترش انرژي جذابه لازم بريا تر شدن سطح را فراهم مي كند. در حالي كه در ترشوندگي شيميايي، واكنشي در فصل مشترك جامد ،مايع صورت مي گيرد كه به همراه انتقال جرم ،علت اصلي ترشوندگي هستند.

مورد دوم كه به عنوان واكنش ترشوندگي نيز مشخص مي شود، موضوع را با فرايضي شرح مي دهد.

در حال حاضر بنا به اطلاعات مولف، تئوري كاملا مناسبي براي شرح واكنش ترشوندگي وجود ندارد، اگر چه نوشته ها [4   12] هستند كه به واكنش ترشوندگي اغلب براي فصل مشترك فلز مذاب ماده ديرگذار پرداخته اند.

ابزار اندازه گيري پذيرفته شده ترشوندگي براي قطره مايع بر روي سطح جامد، زاويه تماس است. براي يك سيستم بدون واكنش، پالانس نيروهاي كشش سطحي تساوي 10vng را بصورت زير نتيجه مي دهند

 به ترتيب نيروهاي كششي سطحي بخار/جامد، بخار/مايع، مايع/جامد هستند. وقتي پارامتر ترشوندگي

 بزرگتر از صفر باشد. انتظار مي رود سيستم ترشونده باشد. وقتي واكنشي در فصل مشترك رخ مي دهد، انرژي آزاد واحد سطح و در واحد زمان تغيير مي كند و همچنين ترشوندگي را تسهيل مي كند.

در اين مورد تساوي loung 2 بايد براي اين محرك تصحيح شود. به طبق نوشته بيان [10]Laurent  ،كمترين زاويه

 ممكن در سرسيستم شامل واكنشي با رابطه زير مشخص مي شود

زاويه تماس مايع بر روي،زيرين در نبود هيچ واكنش است.

 تغيير در انرژي هاي سطحي، كه حاصل از واكنش فصل مشترك است.

را به حساب مي آورد. و

 يعني تغيير در انرژي آزاد در واحد سطح كه توسط واكنش در اولين همسايگي فصل مشترك( مايع/لايه زيرين) آزاد مي شود.

در كل اين نشان مي دهد كه

،يكي از فاكتور اصلي تاثير گذار بر ترشوندگي در حالت ترشوندگي شيميايي است.

به هر حال، اندازه گيري اين مقدار كمي ، از آزمايش ها ومحاسبات تئوري، سخت است.

در واقعيت، اين سختي در ايجاد تناظر واكنش فصل مشترك (وابسته به زمان) و سينتيك ترشوندگي همچنان باقي است.

اين مطالعه، قصد دارد ترشوندگي طبيعت گرافيت با سرباره مذاب را تحقيق كند و همچنين را بطه بين سينتيك و مكانسيم احيا آهن از سرباره حاوي Feo  بوسيله كربن را درك مي كند.

بخش اول (اين مورد) مربوط به سينتيك ومكانسيم واكنش (1) است ، در حالي كه  بخش 12 مورد بعدي) مربوط به ترشوندگي و ارتباط آن با تشكيل دهنده ها مي شود.

گرچه ، تحقيق دراشل آزمايشگي، در ارتباط با واكنش Feo در سرباره مايع بوسيله كربن از دهه [13   2f]1950 انجام مي شده است. ولي مكانيسم واكنش پديده فصل مشترك همراه هنوز كاملا واضح نيست.

مكانيسم احيا Feo از سرباره مايع با كربن جامد، كمي پيچيده است. دو واكنش زير ممكن هستند

احيا مستقيم Feo مذاب با كربن جامد

(گاز co2 + (فلز)Fe (جامد )C+ (در سرباره مذاب) Feo

احيا غيرمستقيم Feo مذاب با گاز co.

(گاز)Co2 +(فلز)Fe( گاز Co (+ (در سرباره مذاب) Feo

در مورد احيا غيرمستقيم، گاز Co (كاهنده)، با گاز شدن كربن و يا واكنش Boundered با توليد مي شود و 2co =(گاز) co2 +جامد C

مشاهده شده است كه [24] كرهاله گاز فورا در فصل مشترك carbon /سربار شكل مي گيرد وسپس مخلوطي از واكنش هاي 4و5احيا مستقيم را شرح مي دهند.

نرخ اين واكنش هاي همگن را ميتواند با انتقال جرم و يا واكنش هاي شيميايي بر طبق موارد زير، در فصل مشترك كنترل كرد.

مرحله 1 نفوذ Feo

 در فاز سرباره از طريق مرز در فصل مشترك سرباره   گاز

مرحله 2  واكنش (4) در فصل مشترك گاز/ سرباره .

مرحله 3نفوذ Co2 در فاز گازي تا فصل مشترك گاز /كربن

مرحله 4واكنش (5)Bounderd در فصل مشترك گاز/كربن.

مرحله 5 نفوذ Co در فاز گازي تا فصل مشترك سرباره/گاز

بنابراين ،مولفين مختلف، مكانيسم هاي مختلفي بر مبناي نتايج حاصل از آزمايشات خود براي كنترل نرخ سرعت لازم دانستند.

در يك مورد، انتقال جرم با جريان كانوكشن بوسيله توليد Co به عنوان كنترل كننده نرخ به وسيله بعضي مولفن در نظر گرفته شده [13   15,24,26,27] در حالي كه مرحله [2] توسط بعضي از ديگر مولفين مرحله تعيين كننده سرعت (تحت شرايطي) در نظر گرفته مي شود.[16,23].

بعضي نيز واكنش Bovnelerd (مرحله 4) را تعيين كننده سرعت فرض مي كنند. [20,21] در كل ديده مي شود كه به علت ذات پيچيده واكنش وتنوع وضعيت هاي آزمايش، هيم موافقت كلي بين مولفين در مورد مكانيسم واكنش و مرحله محدودكننده نرخ وجودندارد.

چنين ناهماهنگي در نتايج براي احيا آهن بوسيله كربن را ميتوان تا قسمتي منسوب به تاثير پديده فصل مشترك سرباره/كهن دانست. كه به وضعيت شيميايي سرباره و احتمالا ديگر پارامترها بستگي دارد، از جمله نوع ماده كربن دار.

بنابراين ترشوندگي عاملي مهم در اين فرآيند فرض مي شود و در نتيجه تلاشي براي ايجاد تناظري بين آن ومكانيسم وسينتيك و احياء Feo در اين كار انجام شده است.

 

آزمايشات

پارامترهاي فرآيند

تركيب شيميايي سرباره سرباره Co   sio2   l2o3mgo    Fec با تكرار سمباده زدن (grinding) و ذوب مخلوط اكسيدهاي خاص (99%) بدست آمد. نمونه هاي سرباره بوسيله xkF آناليز شد و تركيب شيميايي آن ها در جدول 1 آمده است.

 

 

پاسخ دهید