Влияние условий внутреннего теплообмена на процесс термического разложения карбонатов в фосфорсодержащем сырье


DOI: 10.34759/tpt-2023-15-4-167-173

Авторы

Орехов В. А.*, Бобков В. И.**

Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске, Энергетический пр-д, 1, Смоленск, Смоленская обл., 214013

*e-mail: fundukoff@mail.ru
**e-mail: vovabobkoff@mail.ru

Аннотация

Рассматривается влияние скорости нагрева фосфорсодержащего сырья на химико-энерготехнологические процессы термической диссоциации карбонатов, протекающие при его высокотемпературном обжиге. Исследование проводилось для диапазонов температур действующих обжиговых и агломерационных машин с учетом макрокинетики процессов прокалки. Обнаружено существенное влияние скорости нагрева образцов фосфоритных руд на кинетику термического разложения карбонатов. Авторами предложена математическая модель, позволяющая учесть широкий диапазон изменения параметров кинетических уравнений химико-энерготехнологических процессов диссоциации карбонатов. Проведена серия вычислительных экспериментов, направленных на выявление зависимости между скоростью нагрева фосфорсодержащих рудных образцов и эволюцией полей концентрации карбонатов, скоростей превращения и градиентов температуры. Результаты исследований могут быть использованы для выработки оптимальных с точки зрения энергоресурсоэффективности режимов функционирования агломерационных и обжиговых конвейерных машин.

Ключевые слова:

фосфорсодержащая руда, обогащение руды, обжиг, диссоциация карбонатов, термическое разложение, тепломассообмен

Библиографический список

  1. Li J., An H.-F., Liu W.-X., Yang A.-M., Chu M.-S. Effect of basicity on metallurgical properties of magnesium fluxed pellets. Journal of Iron and Steel Research International, 2020, no. 27(3), pp. 239–247.
  2. Kavchenkov V.P., Kavchenkova E.V., Chernenkov I.D. Modeling of the relationship between the earth population growth and the electric energy production processes. Journal of Applied Informatics, 2021, vol. 16, no. 4 (94), pp. 110–121. DOI: 10.37791/2687-0649-2021-16-4-110-121.
  3. Wang S., Guo Y., Zheng F., Chen F., Yang L. Improvement of roasting and metallurgical properties of fluorine-bearing iron concentrate pellets. Powder Technology, 2020, 376, pp. 126–135.
  4. Ильин И.В., Лёвина А.И., Калязина С.Е. Функционально-ориентированный подход к автоматизации горнодобывающих предприятий // Прикладная информатика. 2022. Т. 17. № 2. С. 5–19. DOI: 10.37791/2687-0649-2022-17-2-5-19
  5. Nayak D., Ray N., Dash N., Pati S., De P.S. Induration aspects of low-grade ilmenite pellets: Optimization of oxidation parameters and characterization for direct reduction application. Powder Technology, 2021, vol. 380, pp. 408–420.
  6. Kossoy A. Effect of thermal inertia-induced distortions of DSC data on the correctness of the kinetics evaluated. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2021, vol. 143, no. 1. pp. 599–608.
  7. Курилин С.П., Соколов А.М., Прокимнов Н.Н. Компьютерная программа для моделирования показателей технического состояния электромеханических систем // Прикладная информатика. 2022. Т. 17. № 2. С. 105–119. DOI: 10.37791/2687-0649-2022-17-2-105-119
  8. Tian H., Pan J., Zhu D., Wang D., Xue Y. Utilization of Ground Sinter Feed for Oxidized Pellet Production and Its Effect on Pellet Consolidation and Metallurgical Properties. Minerals, Metals and Materials Series. 11th International Symposium on High-Temperature Metallurgical Processing, 2020. pp. 857–866.
  9. Matkarimov S.T., Berdiyarov B.T., Yusupkhodjayev A.A. Technological parameters of the process of producing metallized iron concentrates from poor raw material. International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering, 2019, no. 8(11), pp. 600–603.
  10. Пучков А.Ю., Лобанева Е.И., Култыгин О.П. Алгоритм прогнозирования параметров системы переработки отходов апатит-нефелиновых руд // Прикладная информатика. 2022. Т. 17. № 1. С. 55–68. DOI: 10.37791/2687-0649-2022-17-1-55-68
  11. Akberdin A.A., Kim A.S., Sultangaziev R.B. Experiment Planning in the Simulation of Industrial Processes. Steel in Translation, 2018, no. 48(9), pp. 573–577.
  12. Dli M.I., Vlasova E.A., Sokolov A.M., Morgunova E.V. Creation of a chemical-technological system digital twin using the Python language. Journal of Applied Informatics, 2021, vol. 16, no. 1 (91), pp. 22–31. DOI: 10.37791/2687-0649-2021-16-1-22-31
  13. Коссой А.А., Лопатин А.В. Реакционная калориметрия: основные типы, простая теория и применение для исследования кинетики реакций // Химическая промышленность. 2020. Т. 97. № 4. С. 188–198.
  14. Yang C.-C., Zhu D.-Q., Pan J., Zhou B.-Z., Xun H. Oxidation and Induration Characteristics of Pellets Made from Western Australian Ultrafine Magnetite Concentrates and Its Utilization Strategy. Journal of Iron and Steel Research International, 2017, no. 23(9), pp. 924–932.
  15. Pancnehko S.V., Bobkov V.I., Fedulov A.S., Chernovalova M.V. Mathematical modelling of thermal and physical-chemical processes during sintering. Non-Ferrous Metals, 2018, vol. 45, no. 2, pp. 50–55.
  16. Meshalkin V.P., Khodchenko S.M., Bobkov V.I., Dli M.I. Computer modeling of the chemical-power engineering process of roasting of a moving multilayer mass of phosphorite pellets. Doklady Chemistry, 2017, vol. 477, no. 2, pp. 282–285.
  17. Бобков В.И. Особенности электропроводности и структуры фосфоритов при высокотемпературном нагреве // Тепловые процессы в технике. 2018. Т. 10. № 1–2. С. 77–83.
  18. Орехов В.А., Бобков В.И. Экспериментальная методика исследования кинетики термической декарбонизации при наличии градиентов температур в исследуемых образцах // Тепловые процессы в технике. 2022. Т. 14. № 6. С. 261–267. DOI: 10.34759/tpt-2022-14-6-261-267
  19. Shvydkii V.S., Yaroshenko Y.G., Spirin N.A., Lavrov V.V. Modeling of metalized pellets firing with the account of physico-chemical transformations in them. Izvestiya Ferrous Metallurgy, 2018, 61(4), pp. 288–293.
  20. Tian Y., Qin G., Zhang Y., Zhao L., Yang T. Experimental research on pellet production with boron-containing concentrate. Characterization of Minerals, Metals, and Materials. Springer, 2020, pp. 91–102.
  21. Yaroshenko Y.G. Thermal physics as the basis for energy and resource conservation in steelmaking. Steel in Translation, 2017, vol. 47(8), pp. 505–516.
  22. Бобков В.И. Особенности тепловых процессов при агломерации фосфатного сырья // Тепловые процессы в технике. 2017. Т. 9. № 1. С. 40–46.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024