Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Ahmadian,Mohammad Hassan Abbasi
مهدی احمدیان (استاد راهنما) محمدحسن عباسی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nushin Loghmani
نوشین لقمانی دوین

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Investigation of the Effect of Iron and Mechanical Milling on the Carbothermic Reduction of Molybdenite in the Presence of Lime
Investigation of the Effect of Iron and Mechanical Milling on the Carbothermic Reduction of Molybdenite in the Presence of Lime In this study, the effect of iron and mechanical activation on structural evolution and reduction behavior of molybdenite, with Carbon in the presence of Lime has been investigated. Various iron amounts (0-10%wt) were added to the powder mixture of molybdenite, carbon and lime (1:2:2). Mechanical milling was performed on the mixtures in argon atmosphere for different time periods (0-70 hours) , using a planetary ball mill.Phase determination was carried out using a X-Ray diffractometer with Cu k ? radiation (?=1.5405 A o ). The results demonstrated that by 70 hours milling on activated powders with and without iron, no chemical reaction occured in the mixture. XRD analysis revealed that carbon peaks completely disappeared in diffraction patterns of samples milled for more than 10 hours, due to the annihilation of carbon crystal structure. In addition, change in molybdenite crystallite size and structural microstrain were studied based on integral breadth analysis of obtained XRD patterns. However, by mechanical activation the grain size and structural strain of molybdenite were decreased and increased, respectively. Furthermore, iron content had no influence on molybdenite,carbon and lime mixture activation.More over scanning electron microscopy (SEM) was carried out in order to investigate the morphological changes in the structure due to milling. SEM observations revealed that mechanical milling produsces a compacted composite structure of particles. The mechanical activation parameter (?/d) was introduced for evaluation of mechanical activation and also as a criterion for the degree of mechanical activation in different mixtures.The obtained results from the methods were in agreement with previous findings. The effect of milling time and iron content on the reduction of different samples were thoroughly investigated by Simultaneous Thermal Analysis (STA). The samples were heated in argon atmosphere with the linear heating rates of 10, 15, 20 o C/min. The plots of process conversion degrees versus temperature showed that
در این پژوهش تأثیر آهن و فعال سازی مکانیکی بر تغییرات ساختاری و رفتار احیایی مخلوط مولیبدنیت، گرافیت و آهک بررسی شده است. بدین منظور مقادیر مختلف آهن (0 تا 10 درصد وزنی) به مخلوط پودری مولیبدنیت، گرافیت و آهک (با نسبت 2:2:1) اضافه گردید. سپس عملیات آسیاب کاری در اتمسفر آرگون بر روی مخلوط های مولیبدنیت، گرافیت، آهک و آهن برای مدت زمان های متفاوت (0 تا 70 ساعت) توسط آسیاب گلوله ای سیاره ای انجام گرفت. آزمون پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد که با انجام 70 ساعت آسیاب کاری در پودرهای فعال سازی شده بدون آهن و پودرهای فعال سازی شده حاوی آهن، هیچ واکنشی در محفظه آسیاب انجام نشده است. نتایج به دست آمده در مورد اندازه دانه و کرنش ساختاری مولیبدنیت نشان داد که با فرایند آسیاب کاری، اندازه دانه مولیبدنیت کاهش و کرنش ساختاری آن افزایش می یابد. مقایسه میزان فعال شوندگی مولیبدنیت در مخلوط های پودری مختلف توسط پارامتر فعال سازی مکانیکی نشان داد که حضور آهن تأثیر چندانی بر میزان فعال شوندگی مولیبدنیت در مخلوط مولیبدنیت، گرافیت و آهک ندارد. اثر زمان آسیاب کاری و حضور آهن بر رفتار احیایی نمونه های مختلف با استفاده از آزمون آنالیز حرارتی همزمان (STA) بررسی گردید. نمونه ها در اتمسفر آرگون و با سرعت های گرم شدن 10، 15 و 20 درجه بر دقیقه حرارت داده شدند. منحنی های کسر انجام واکنش بر حسب دما نشان داد که با انجام فرایند فعال سازی مکانیکی به مدت 50 ساعت در نمونه بدون آهن، دمای شروع واکنش حدود o C 186 کاهش می یابد و در نمونه حاوی 10 درصد وزنی آهن، o C 327 کاهش می یابد. سینتیک احیای کربوترمی مولیبدنیت در شرایط غیر همدما با استفاده از روش برازش مدل کوتز- ردفرن و روش های بدون مدل اوزاوا (FWO)، کسینجر (KAS)، تنگ و استارینک بررسی گردید و مشخص شد که در احیای کربوترمی مولیبدنیت در مخلوط بدون آهن، انجام واکنش بودوارد کندترین مرحله وکنترل کننده سرعت واکنش احیاست. مقدار انرژی اکتیواسیون و ضریب پیش نمایی واکنش احیای مخلوط بدون آهن و بدون آسیاب کاری به ترتیب حدودkcal.mol -1 2/83 و -1 10 12 ×56/1 می باشد که با انجام 50 ساعت آسیاب کاری به kcal.mol -1 1/67 وs -1 10 10 ×81/1 کاهش می یابند. مدل حاکم بر واکنش، مدل کنترل شیمیایی F3 تعیین شد. در حضور آهن نیز همچنان واکنش بودوارد کنترل کننده سرعت واکنش احیاست که در نتیجه اثر کاتالیستی آهن انرژی اکتیواسیون واکنش و ضریب پیش نمایی به ترتیب به مقادیرkcal.mol -1 1/51 و s -1 10 8 ×01/1برای نمونه حاوی 7 درصد وزنی آهن کاهش می یابند. بررسی مکانیزم واکنش احیای کربوترمی مولیبدنیت در مخلوط حاوی آهن نشان

ارتقاء امنیت وب با وف بومی