Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Ahmadian,Mohammad Hassan Abbasi
مهدي احمديان (استاد راهنما) محمدحسن عباسي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nushin Loghmani
نوشين لقماني دوين

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
چکيده در اين پژوهش تأثير آهن و فعال سازي مکانيکي بر تغييرات ساختاري و رفتار احيايي مخلوط موليبدنيت، گرافيت و آهک بررسي شده است. بدين منظور مقادير مختلف آهن (0 تا 10 درصد وزني) به مخلوط پودري موليبدنيت، گرافيت و آهک (با نسبت 2:2:1) اضافه گرديد. سپس عمليات آسياب کاري در اتمسفر آرگون بر روي مخلوط هاي موليبدنيت، گرافيت، آهک و آهن براي مدت زمان هاي متفاوت (0 تا 70 ساعت) توسط آسياب گلوله اي سياره اي انجام گرفت. آزمون پراش پرتو ايکس (XRD) نشان داد که با انجام 70 ساعت آسياب کاري در پودرهاي فعال سازي شده بدون آهن و پودرهاي فعال سازي شده حاوي آهن، هيچ واکنشي در محفظه آسياب انجام نشده است. نتايج به دست آمده در مورد اندازه دانه و کرنش ساختاري موليبدنيت نشان داد که با فرايند آسياب کاري، اندازه دانه موليبدنيت کاهش و کرنش ساختاري آن افزايش مي يابد. مقايسه ميزان فعال شوندگي موليبدنيت در مخلوط هاي پودري مختلف توسط پارامتر فعال سازي مکانيکي نشان داد که حضور آهن تأثير چنداني بر ميزان فعال شوندگي موليبدنيت در مخلوط موليبدنيت، گرافيت و آهک ندارد. اثر زمان آسياب کاري و حضور آهن بر رفتار احيايي نمونه هاي مختلف با استفاده از آزمون آناليز حرارتي همزمان (STA) بررسي گرديد. نمونه ها در اتمسفر آرگون و با سرعت هاي گرم شدن 10، 15 و 20 درجه بر دقيقه حرارت داده شدند. منحني هاي کسر انجام واکنش بر حسب دما نشان داد که با انجام فرايند فعال سازي مکانيکي به مدت 50 ساعت در نمونه بدون آهن، دماي شروع واکنش حدود o C 186 کاهش مي يابد و در نمونه حاوي 10 درصد وزني آهن، o C 327 کاهش مي يابد. سينتيک احياي کربوترمي موليبدنيت در شرايط غير همدما با استفاده از روش برازش مدل کوتز- ردفرن و روش هاي بدون مدل اوزاوا (FWO)، کسينجر (KAS)، تنگ و استارينک بررسي گرديد و مشخص شد که در احياي کربوترمي موليبدنيت در مخلوط بدون آهن، انجام واکنش بودوارد کندترين مرحله وکنترل کننده سرعت واکنش احياست. مقدار انرژي اکتيواسيون و ضريب پيش نمايي واکنش احياي مخلوط بدون آهن و بدون آسياب کاري به ترتيب حدودkcal.mol -1 2/83 و -1 10 12 ×56/1 مي باشد که با انجام 50 ساعت آسياب کاري به kcal.mol -1 1/67 وs -1 10 10 ×81/1 کاهش مي يابند. مدل حاکم بر واکنش، مدل کنترل شيميايي F3 تعيين شد. در حضور آهن نيز همچنان واکنش بودوارد کنترل کننده سرعت واکنش احياست که در نتيجه اثر کاتاليستي آهن انرژي اکتيواسيون واکنش و ضريب پيش نمايي به ترتيب به مقاديرkcal.mol -1 1/51 و s -1 10 8 ×01/1براي نمونه حاوي 7 درصد وزني آهن کاهش مي يابند. بررسي مکانيزم واکنش احياي کربوترمي موليبدنيت در مخلوط حاوي آهن نشان

ارتقاء امنیت وب با وف بومی