Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hassan Abbasi,Ali Saidi
محمدحسن عباسی (استاد راهنما) علی سعیدی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Khadijeh Biralvand
خدیجه بیرالوند

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Effect of Mechanical Activation on Carbothermic Reduction of Molybdenite in the Presence of Alkaline Oxides
In this study, Carbothermic reduction of Molybdenite in the presence of Magnesium oxide and calcined Dolomite has been thermodynamically studied. Also the effect of Mechanical activation on structural evolution and reduction behavior of Molybdenite with carbon in two mixtures of MoS2-C-MgO and MoS2-C-CaxMg1-xO has been investigated. It was found that the reaction proceeds through direct oxidation of MoS2 by CaO and MgO to form intermediate molybdenum oxidized species, MoO2, MgMoO4 and CaMoO4. The results showed that the Reduction of oxidized species leads to the formation of Mo, Mo2C, MoC or MgO and CaO products. Also the results showed that the gaseous phase was mainly composed of CO. Mechanical activation was performed on the mixtures (molybdenite: Graphite: Magnesium oxide =1:2:2 and molybdenite: Graphite: calcined Dolomite =1:2:2) in argon atmosphere for different time periods (0-50 hours), using a planetary ball mill. Structural and phase changes in the powder mixtures were investigated by X-ray diffraction (XRD). The Results showed that no reaction occurred in the mill to produce new phases in the mixtures. Changes in Molybdenite crystallite size and structural micro strain 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. The Parameters (?/d) and ?/tan? were introduced for evaluation of the degree of mechanical activation in different mixtures.The Results showed that the activation i MoS2-C-MgO mixture was lower than MoS2-C-CaxMg1-xO. 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 produces a compacted composite structure of particles. The effects of Mechanical activation 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 ?C/min. the plots of process conversion degrees versus temperature showed that by mechanical activation for 50 hours, the starting reduction temperature of reduction in two mixtures (molybdenite, Graphite, Magnesium oxide) and (molybdenite, Graphite, calcined Dolomite) decreased 190?C and 240 ?C, respectively. Kinetics of Molybdenite carbothermic reduction in non-isothermal conditions were studied by model- fitting (Coats-Redfern) and model-free (Ozawa, Friedman, Kessinger) methods. It's was found that the Boudouard reaction was the controlling step in the carbothermic reduction of Molybdenite in . The
در این پژوهش ترمودینامیک و سینتیک احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور عوامل اکسیدی قلیایی شامل اکسیدمنیزیم و دولومیت تکلیس شده، مورد بررسی قرارگرفت. همچنین اثر فعال سازی مکانیکی برتغییرات ساختاری و رفتار احیایی دو مخلوط پودری (مولیبدنیت، کربن و اکسیدمنیزیم) و(مولیبدنیت، کربن و دولومیت تکلیس شده)، بررسی شد. بررسی های ترمودینامیکی، نشان داد که احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور این عوامل به راحتی امکان پذیر بوده و با تشکیل فازهای میانی نظیر MgMoO4 و CaMoO4 پیش می رود. فعال سازی مکانیکی کلیه مخلوط های پودری(مخلوط مولیبدنیت،کربن و اکسیدمنیزیم به ترتیب با نسبت مولی 2:2:1 و مخلوط مولیبدنیت،کربن و دولومیت تکلیس شده به ترتیب با نسبت مولی 2:2:1)، در یک آسیاب گلوله ای، در محیط گاز خنثی آرگون و برای مدت زمان های 10 تا50 ساعت، صورت گرفت. نتایج حاصل از آزمون پراش پرتو ایکس(XRD) کلیه نمونه ها، نشان داد که در حین فعال سازی مکانیکی، هیچ واکنشی در محفظه آسیاب انجام نشده است. همچنین تغییرات اندازه دانه، کرنش ساختاری و درصد بی شکل شدگی ذرات مولیبدنیت با فعال سازی مکانیکی در دو مخلوط پودری ذکر شده، مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که آسیاب کاری، اثر شدیدی بر کاهش اندازه دانه و افزایش کرنش ساختاری ودرصد بی شکل شدگی ذرات مولیبدنیت دارد. البته شدت این تغییرات، در مخلوط پودری مولیبدنیت،کربن و دولومیت تکلیس شده به مراتب بالاتر از مخلوط پودری مولیبدنیت،کربن و اکسیدمنیزیم بوده است. از پارامترهای ?/Tan(?) و /d?، جهت مقایسه شدت فعال شدگی مخلوط های پودری، استفاده شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، نشان داد که افزایش زمان فعال سازی مخلوط های پودری، سبب کاهش اندازه ذرات و همچنین ایجاد ساختاری مرکب و متراکم از ذرات می گردد. اثر فعال سازی مکانیکی بر رفتار احیایی نمونه های مختلف با استفاده از آزمون آنالیز حرارتی (STA)، بررسی گردید. نمونه ها در اتمسفر آرگون و با سرعت های گرم شدن10،15و20 درجه بر دقیقه، حرارت داده شدند. منحنی های کسر انجام واکنش بر حسب دما نشان داد که دمای شروع واکنش احیا به شدت تحت تأثیر میزان فعال سازی مکانیکی است. به طوری که با انجام 50 ساعت آسیاب کاری، دمای شروع واکنش احیا در مخلوط مولیبدنیت،کربن و اکسیدمنیزیم، حدود ?C190 و در مخلوط مولیبدنیت،گرافیت و دولومیت تکلیس شده حدود ?C240 کاهش یافته است. سینتیک احیای مخلوط های پودری با استفاده از روش برازش مدل کوتز- ردفرن و روش های بدون مدل اوزاوا، فریدمن و کسینجر مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ها نشان داد که در احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور اکسیدمنیزیم انجام واکنش بودوارد کندترین مرحله و کنترل کننده واکنش احیاست. بر اساس محاسبات سینتیکی در مخلوط مولیبدنیت،کربن و اکسیدمنیزیم مقدار انرژی اکتیواسیون و ضریب پیش نمایی(نمونه فعال سازی نشده) به ترتیب حدود kJ.mol-1 425 و sec-11010

ارتقاء امنیت وب با وف بومی