Physicochemical and Mass Transfer Processes when Samples from Fluxed Magnetite Iron Ore Concentrates are Heated in a Thermal Plant

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

It is established that firing samples (granules) in a layer of fluxed magnetite iron ore concentrates are accompanied by complex physicochemical processes related to the oxidation of magnetite and the decomposition of carbonates. When they are heated, along with heat exchange processes, mass transfer processes also occur. These processes are interrelated and affect each other, as well as the degree of completion of the processes of oxidation and decarbonization in the layer. The oxidation mechanism of the samples containing magnetite is considered. A model of the mass transfer process for the period of decomposition of carbonates is refined. An equation is proposed that describes the kinetics of magnetite oxidation in samples upon heating for a more general form of boundary conditions. An equation is presented that makes it possible to determine the rate constant of the oxidation process depending on the characteristics of the heat-carrier gas and the properties of the material. A calculation procedure is developed to determine the diffusion coefficient of oxygen in the combustion products of various fuels. Experiments are carried out to study the kinetics of oxidation and decarbonization processes in a layer of granules on an experimental setup, which make it possible to simulate these processes in relation to different periods of their heat treatment in thermal plants and determine the mass transfer coefficients. This will make it possible to determine the degree of completion of processes by the height of the layer at the given values of the temperature and duration of firing.

About the authors

B. P. Yuriev

Yeltsin Ural Federal University, Yekaterinburg, Russia

Email: yurev-b@mail.ru
Россия, Екатеринбург

V. A. Dudko

Yeltsin Ural Federal University, Yekaterinburg, Russia

Author for correspondence.
Email: yurev-b@mail.ru
Россия, Екатеринбург

References

  1. Королев В.Н. // Тепломассообмен. Екатеринбург: УГТУ–УПИ, 2006.
  2. Брюханов О.Н., Шевченко С.Н. // Тепломассообмен. М.: Инфра – М, 2012.
  3. Дульнев Г.Н. // Теория тепло- и массообмена. СПб.: НИУ ИТМО, 2012.
  4. Yang X.Y., Gong Z.Q., Liu F.L. // J. Cent. South Univ. Technol. 2004. V. 11. № 2. P. 152.
  5. Gao Q.J., Shen Y.S., Liu C.S. // J. Iron Steel Res. Intern. 2016. V. 23. № 10. P. 1007.
  6. Zhang H.Q., Fu J.T. // Intern. J. Miner. Metall. Mater. 2017. V. 24. № 6. P. 603.
  7. Zhang H.Q., Fu J.T., Guo Z.Q. // J. Wuhan Univ. Technol. Mater. Sci. Ed. 2018. V. 33. № 6. P. 1516.
  8. Liang R.Q., Yang S., He J.C. // J. Iron Steel Res. Intern. 2013. V. 20. № 9. P. 16.
  9. Петров Л.В., Соляников В.М. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 11. С. 9.
  10. Шайтура Н.С., Ларичев М.Н. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 9. С. 18.
  11. Рязанов А.А., Рахимов Р.З., Винниченко В.И. и др. // Строит. материалы. 2020. № 3. С. 54.
  12. Фрумина Н.С., Кручкова Е.С., Муштакова С.П. // Аналитическая химия кальция. Сер. Аналитическая химия элементов. М.: Наука, 1974.
  13. Колобердин В.И., Боброва Н.С. // Химия и хим. технология. 2005. Т. 48. Вып. 1. С. 81.
  14. Голубев В.О., Белоглазов И.Н. // Записки Горного института. 2006. Т. 169. С. 104.
  15. Манташян А.А. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 4. С. 18.
  16. Кольцов Н.И. // Хим. физика. 2021, Т. 40. № 11. С. 3.
  17. Eriksson A., Andersson C., Semberg P. // ISIJ Intern. 2021. V. 61. № 5. P. 1439.
  18. Kumar T.K.S., Viswanathan N.N., Bjorkman B. // Metall. Mater. Trans. B. 2019. V. 50. № 1. P. 162.
  19. Sardari A., Alamdari E.K., Toncaboni S.Z. et al. // Intern. J. Miner. Metall. Mater. 2017. V. 24. № 5. P. 486.
  20. Кафаров В.В. Основы массопередачи. М.: Высш. шк., 1962.
  21. Абзалов В.М., Горбачев В.А., Евстюгин С.Н. и др. Физико-химические и теплотехнические основы производства железорудных окатышей. / Под ред. акад. Леонтьева Л.И. Екатеринбург: МИЦ, 2015.
  22. Эдстрем И.О. // Пробл. современной металлургии. 1958. № 1. С. 3.
  23. Юрьев Б.П., Брук Л.Б., Спирин Н.А. и др. Основы теории процессов при обжиге железорудных окатышей. Нижний Тагил: НТИ (филиал) УрФУ, 2018.
  24. Берман Ю.А., Марков А.Д. // Изв. вузов. Черн. металлургия. 1971. № 1. С. 31.
  25. Ball D.F., Buler F.G., Ratter H. // Iron and Steel. 1966. V. 39. № 4. P. 150.
  26. Фон Богданди Л., Энгель Г.Ю. Восстановление железных руд. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1971.
  27. Братчиков С.Г., Берман Ю.А., Белоцерковский Я.Л. и др. Теплотехника окускования железорудного сырья. М.: Металлургия, 1970.
  28. Копырин И.А., Перминов Н.И., Борц Ю.М. // Изв. вузов. Черн. металлургия. 1970. № 6. С. 28.
  29. Похвиснев А.Н., Савельев Б.А. // Сталь. 1958. № 2. С. 105.
  30. Юсфин Ю.С., Базилевич Т.Н., Савицкая Л.Ю. // Изв. вузов. Черн. металлургия. 1968. № 9. С. 31.
  31. Есин О.А., Гельд П.В. // Физическая химия пирометаллургических процессов. Т. 1. М.: Металлургиздат, 1950.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (195KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Б.П. Юрьев, В.А. Дудко

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».