Khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt khỏi inmenit sa khoá

Nguyễn Thị Thảo

Khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt khỏi inmenit sa khoáng hà tĩnh hoàn nguy

Nghiên cứu khả năng tăng cường quá trình ăn mòn sắt, vượt qua hiệu ứng sa khoá của inmenit. Khám phá cơ chế hóa học và ứng dụng tiềm năng.

Trường ĐH

Đại học Bách khoa Hà Nội

Chuyên ngành

Kỹ thuật Vật liệu

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

2018

Số trang

120

Thời gian đọc

18 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:: Nghiên cứu ăn mòn sắt từ inmenit: Giới thiệu và mục tiêu
Số trang:: 120 trang
Trường:: Đại học Bách khoa Hà Nội
Chuyên ngành:: Kỹ thuật Vật liệu
Tác giả:: Nguyễn Thị Thảo
Năm:: 2018

Tóm tắt nội dung luận án

I.Nghiên cứu ăn mòn sắt từ inmenit Giới thiệu và mục tiêu

Nghiên cứu này tập trung vào khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt từ inmenit sa khoáng. Inmenit, một khoáng vật titan quan trọng (FeTiO3), thường chứa lượng sắt đáng kể. Sắt là tạp chất cần loại bỏ để nâng cao chất lượng tinh quặng. Quá trình loại bỏ sắt hiệu quả giúp cải thiện giá trị thương mại của inmenit. Mục tiêu chính là phát triển phương pháp cường hóa ăn mòn sắt, tối ưu hóa quá trình tách loại sắt kim loại. Luận án đặc biệt khảo sát inmenit từ sa khoáng Hà Tĩnh, Việt Nam. Quá trình ăn mòn sắt được nghiên cứu nhằm tạo ra inmenit nâng cấp (NC) với hàm lượng titan cao hơn. Hiểu rõ cơ chế phản ứng điện hóa và các yếu tố ảnh hưởng là trọng tâm. Kết quả nghiên cứu đóng góp vào công nghệ xử lý quặng inmenit, giảm thiểu vấn đề gỉ sét trong các ứng dụng vật liệu sau này. Tối ưu hóa quá trình này mang lại lợi ích kinh tế và môi trường. Các phương pháp hóa học được đánh giá để đẩy nhanh tốc độ ăn mòn. Nghiên cứu cung cấp định hướng cho công nghiệp sản xuất titan dioxide.

1.1. Quặng inmenit Nguồn tài nguyên và thách thức

Inmenit (FeTiO3) là một khoáng vật quan trọng chứa cả sắt và titan. Inmenit sa khoáng ở Hà Tĩnh là nguồn tài nguyên phong phú. Tuy nhiên, hàm lượng sắt cao trong quặng thô làm giảm giá trị của nó. Để sử dụng inmenit sản xuất titan dioxide (TiO2), cần loại bỏ sắt triệt để. Sắt tồn tại dưới dạng oxit hoặc sắt kim loại sau hoàn nguyên. Sự hiện diện của sắt gây khó khăn trong các bước chế biến tiếp theo. Thách thức đặt ra là tìm kiếm giải pháp hiệu quả, kinh tế để tách sắt. Phương pháp truyền thống thường tốn kém hoặc không đạt hiệu suất cao. Sắt còn có thể gây ra hiện tượng gỉ sét cho các thiết bị công nghiệp. Do đó, nghiên cứu các công nghệ làm giàu tinh quặng inmenit là cần thiết. Nâng cao chất lượng quặng inmenit giúp tối ưu hóa sản xuất công nghiệp. Khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt là chìa khóa để giải quyết vấn đề này. Nghiên cứu góp phần khai thác hiệu quả nguồn quặng inmenit FeTiO3 từ Việt Nam.

1.2. Vấn đề ăn mòn sắt và nhu cầu tách loại

Ăn mòn sắt là quá trình ôxy hóa sắt diễn ra tự nhiên trong môi trường. Trong bối cảnh inmenit hoàn nguyên, sắt kim loại (Fekl) được tạo ra. Sắt kim loại này cần được loại bỏ khỏi ma trận khoáng vật titan. Nhu cầu tách loại sắt xuất phát từ yêu cầu về độ tinh khiết của titan dioxide. Sắt là tạp chất chính ảnh hưởng đến màu sắc và tính chất quang học của TiO2. Nếu không loại bỏ triệt để, sắt có thể gây ra hiện tượng gỉ sét sản phẩm cuối hoặc làm giảm chất lượng. Quá trình ăn mòn sắt được nghiên cứu để chuyển Fekl thành ion sắt hòa tan. Các ion này sau đó được loại bỏ khỏi dung dịch. Việc tách loại sắt hiệu quả giúp sản xuất inmenit nâng cấp. Inmenit nâng cấp có hàm lượng TiO2 cao, là nguyên liệu quý cho ngành sơn, nhựa, giấy và điện cực hàn. Hiểu rõ cơ chế ăn mòn sắt giúp tối ưu hóa điều kiện vận hành. Mục tiêu là đạt hiệu suất tách sắt cao nhất với chi phí thấp nhất.

II.Công nghệ Becher Quy trình tách sắt khỏi quặng inmenit

Công nghệ Becher là một phương pháp quan trọng để làm giàu tinh quặng inmenit. Quy trình này bao gồm các bước chính: hoàn nguyên chọn lọc, ăn mòn sắt và xử lý huyền phù. Bước hoàn nguyên chọn lọc chuyển oxit sắt trong inmenit thành sắt kim loại. Sau đó, sắt kim loại này được loại bỏ thông qua quá trình ăn mòn hóa học. Nghiên cứu đã tập trung vào việc tối ưu hóa từng giai đoạn của công nghệ Becher. Cải thiện hiệu suất tách sắt là mục tiêu hàng đầu. Quy trình Becher cho phép sản xuất inmenit nâng cấp (NC) với hàm lượng TiO2 cao. Đây là nguyên liệu lý tưởng cho nhiều ngành công nghiệp. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn sắt được khảo sát kỹ lưỡng. Từ khóa như FeTiO3, khoáng vật titan, phản ứng điện hóa được lồng ghép để giải thích cơ chế. Công nghệ Becher giảm thiểu ô nhiễm so với các phương pháp nhiệt luyện khác. Nghiên cứu đã đánh giá ảnh hưởng của các thông số như nhiệt độ, nồng độ hóa chất và thời gian. Điều này nhằm đạt được hiệu quả tách sắt tối ưu. Mục tiêu là phát triển một quy trình bền vững và kinh tế.

2.1. Hoàn nguyên chọn lọc inmenit Bước chuẩn bị ban đầu

Hoàn nguyên chọn lọc là bước đầu tiên và quan trọng trong công nghệ Becher. Mục đích là chuyển oxit sắt (Fe2O3 hoặc FeO) trong inmenit thành sắt kim loại (Fekl). Quá trình này thường được thực hiện ở nhiệt độ cao với tác nhân hoàn nguyên. Than cốc hoặc khí hydro thường được sử dụng. Phản ứng hóa học biến đổi cấu trúc của inmenit. Sắt kim loại được hình thành xen kẽ trong ma trận khoáng vật titan. Sự hình thành sắt kim loại là điều kiện tiên quyết cho bước ăn mòn sau này. Tối ưu hóa nhiệt độ và thời gian hoàn nguyên là cần thiết. Điều này đảm bảo hiệu suất chuyển hóa sắt cao mà không ảnh hưởng đến TiO2. Hàm lượng sắt kim loại trong sản phẩm hoàn nguyên ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả ăn mòn. Nghiên cứu đã xác định chế độ hoàn nguyên phù hợp cho inmenit sa khoáng Hà Tĩnh. Chất lượng inmenit hoàn nguyên quyết định toàn bộ quá trình tách sắt sau đó. Đây là bước quan trọng để chuẩn bị cho quá trình ăn mòn sắt hiệu quả.

2.2. Cơ chế ăn mòn sắt trong dung dịch amoni clorua

Sau bước hoàn nguyên, sắt kim loại được tách khỏi inmenit bằng ăn mòn trong dung dịch amoni clorua (NH4Cl). Cơ chế ăn mòn sắt này là phản ứng điện hóa. Sắt kim loại bị ôxy hóa thành ion Fe2+ và hòa tan vào dung dịch. Oxi không khí thường được sục vào để tăng cường quá trình ôxy hóa. Amoni clorua đóng vai trò là chất điện ly và tạo môi trường axit nhẹ. Sự hiện diện của NH4+ và Cl- thúc đẩy quá trình ăn mòn. Sắt bị gỉ sét và hòa tan theo phản ứng: Fe + 2H+ → Fe2+ + H2. Oxi sau đó ôxy hóa Fe2+ thành Fe3+, kết tủa dưới dạng hydroxit sắt. Tốc độ ăn mòn sắt phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Các yếu tố như nồng độ NH4Cl, lưu lượng không khí, nhiệt độ, và thời gian ăn mòn đều có ảnh hưởng đáng kể. Mục tiêu là tối ưu hóa các thông số này để đạt hiệu suất tách sắt cao nhất. Hiểu rõ cơ chế này giúp kiểm soát và cường hóa quá trình ăn mòn. Điều này dẫn đến sản xuất inmenit nâng cấp với hàm lượng sắt rất thấp.

III.Cường hóa ăn mòn sắt Giải pháp nâng cao hiệu suất từ inmenit

Nghiên cứu tập trung vào các giải pháp cường hóa quá trình ăn mòn sắt từ inmenit hoàn nguyên. Mục tiêu là nâng cao hiệu suất và tốc độ tách sắt. Các tác nhân cường hóa bao gồm axit axetic (CH3COOH) và axit xitric (C6H8O7). Hỗn hợp axit axetic và natri axetat (CH3COONa) cũng được khảo sát. Các hợp chất này có khả năng tạo phức với ion sắt, giúp tăng cường sự hòa tan của sắt. Việc kết hợp các axit hữu cơ với amoni clorua tạo ra môi trường ăn mòn tối ưu. Điều này thúc đẩy phản ứng điện hóa, tăng cường quá trình ôxy hóa sắt. Luận án đã đánh giá ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ và các thông số khác. Mục tiêu là tìm ra chế độ thực nghiệm phù hợp nhất. Giải pháp cường hóa này giúp giảm thời gian xử lý và nâng cao chất lượng inmenit nâng cấp. Giảm lượng gỉ sét trong sản phẩm cuối cùng là một lợi ích quan trọng. Kết quả nghiên cứu cung cấp một phương pháp hiệu quả để xử lý quặng inmenit FeTiO3.

3.1. Cơ sở lựa chọn tác nhân cường hóa ăn mòn

Cơ sở lựa chọn tác nhân cường hóa ăn mòn sắt dựa trên khả năng của chúng. Các tác nhân này phải có khả năng tạo môi trường axit hoặc tạo phức với ion sắt. Axit axetic và axit xitric là các axit hữu cơ yếu. Chúng có khả năng tạo phức chelat với ion kim loại, bao gồm sắt. Sự tạo phức này giúp ổn định ion sắt trong dung dịch. Điều này ngăn chặn sự tái kết tủa và thúc đẩy quá trình hòa tan sắt. Hỗn hợp axit axetic và natri axetat tạo ra hệ đệm. Hệ đệm này có thể duy trì pH ổn định, tối ưu cho quá trình ăn mòn. Các tác nhân này cũng cần an toàn hơn, thân thiện môi trường hơn so với axit mạnh. Mục đích là tăng cường tốc độ phản ứng điện hóa của sắt. Các LSI keyword như ôxy hóa sắt, xúc tác ăn mòn được xem xét trong quá trình lựa chọn. Khả năng tương tác với bề mặt khoáng vật titan cũng là một yếu tố. Lựa chọn đúng tác nhân giúp tối ưu hóa hiệu suất tách sắt khỏi FeTiO3.

3.2. Tác động của axit axetic và axit xitric đến ăn mòn sắt

Axit axetic và axit xitric có tác động đáng kể đến quá trình ăn mòn sắt. Khi kết hợp với amoni clorua, các axit này tạo ra hiệu ứng hiệp đồng. Axit axetic (CH3COOH) làm giảm pH dung dịch, thúc đẩy quá trình ôxy hóa sắt. Đồng thời, ion axetat có thể tạo phức với Fe2+ hoặc Fe3+. Axit xitric (C6H8O7) là một chất tạo phức mạnh. Nó hình thành các phức chelat bền vững với ion sắt. Các phức này ngăn chặn sự kết tủa của hydroxit sắt. Điều này giữ cho sắt ở trạng thái hòa tan, dễ dàng loại bỏ. Nhiệt độ và nồng độ axit ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả cường hóa. Nghiên cứu đã chứng minh rằng việc bổ sung các axit này giúp tăng tốc độ ăn mòn. Tỉ lệ tách sắt được cải thiện rõ rệt. Quá trình ăn mòn diễn ra nhanh hơn, hiệu quả hơn. Điều này giúp giảm thời gian xử lý và chi phí năng lượng. Kết quả là inmenit nâng cấp có độ tinh khiết cao hơn, giảm gỉ sét tiềm năng.

IV.Phân tích cơ chế ăn mòn sắt và tối ưu hóa phản ứng điện hóa

Phân tích sâu sắc cơ chế ăn mòn sắt là cần thiết để tối ưu hóa quá trình. Luận án đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng điện hóa. Các yếu tố như nhiệt độ, nồng độ tác nhân, lưu lượng không khí và tỉ lệ lỏng/rắn đều được khảo sát. Mỗi yếu tố đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy hoặc kìm hãm ăn mòn sắt. Việc hiểu rõ cơ chế tương tác giữa các tác nhân cường hóa và inmenit là trọng tâm. Điều này giúp điều chỉnh điều kiện vận hành để đạt hiệu suất cao nhất. Mục tiêu là tăng tốc độ ôxy hóa sắt và hòa tan hiệu quả. Cơ chế xúc tác ăn mòn cũng được xem xét. Nghiên cứu góp phần xây dựng một mô hình lý thuyết cho quá trình. Từ đó, phát triển một quy trình công nghệ ổn định, hiệu quả cho inmenit sa khoáng Hà Tĩnh. Việc tối ưu hóa phản ứng điện hóa giúp giảm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm.

4.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn sắt

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn sắt kim loại từ inmenit. Nhiệt độ ăn mòn là một yếu tố quan trọng, tăng nhiệt độ thường làm tăng tốc độ phản ứng. Nồng độ của amoni clorua và các tác nhân cường hóa (axit axetic, axit xitric) cũng quyết định hiệu suất. Nồng độ tối ưu giúp đảm bảo đủ tác nhân phản ứng. Lưu lượng không khí cung cấp oxy, là chất ôxy hóa cần thiết cho sắt. Tỉ lệ lỏng/rắn (L/R) ảnh hưởng đến sự tiếp xúc giữa dung dịch và vật liệu rắn. Thời gian ăn mòn cần đủ để sắt phản ứng hoàn toàn. pH dung dịch cũng là một yếu tố then chốt, môi trường axit thường thúc đẩy ăn mòn. Điều khiển các yếu tố này giúp tối ưu hóa hiệu suất tách sắt. Nghiên cứu đã xác định các chế độ thực nghiệm phù hợp. Việc hiểu rõ tác động của từng yếu tố giúp kiểm soát quá trình. Điều này dẫn đến sản xuất inmenit nâng cấp chất lượng cao.

4.2. Cơ chế tương tác của các tác nhân cường hóa với FeTiO3

Cơ chế tương tác của các tác nhân cường hóa với FeTiO3 liên quan đến phản ứng điện hóa và tạo phức. Axit axetic và axit xitric không chỉ giảm pH mà còn tạo phức với ion sắt. Axit axetic giúp tạo môi trường thuận lợi cho sự ôxy hóa sắt. Axit xitric, với nhiều nhóm carboxyl, có khả năng tạo phức chelat mạnh với Fe2+ và Fe3+. Các phức này rất bền, ngăn chặn sự kết tủa lại của hydroxit sắt. Chúng giữ cho sắt ở trạng thái hòa tan, tạo điều kiện cho việc loại bỏ. Hỗn hợp axit axetic và natri axetat hoạt động như một hệ đệm. Hệ đệm duy trì pH ổn định trong suốt quá trình ăn mòn. Điều này đảm bảo hiệu suất ăn mòn sắt ổn định và liên tục. Cơ chế này tăng cường tốc độ hòa tan của sắt. Nó giảm lượng sắt dư trong inmenit sau xử lý. Việc hiểu rõ cơ chế này rất quan trọng. Nó giúp thiết kế các quy trình hiệu quả hơn cho việc xử lý quặng inmenit và nâng cấp khoáng vật titan.

V.Đề xuất quy trình xử lý inmenit sa khoáng và giảm gỉ sét

Dựa trên các kết quả nghiên cứu, một quy trình xử lý inmenit sa khoáng Hà Tĩnh được đề xuất. Quy trình này tích hợp các phương pháp cường hóa ăn mòn sắt hiệu quả. Mục tiêu là sản xuất inmenit nâng cấp chất lượng cao, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Quy trình bao gồm hoàn nguyên chọn lọc, ăn mòn trong dung dịch có tác nhân cường hóa, và xử lý sản phẩm. Việc ứng dụng các tác nhân như axit axetic và axit xitric đã chứng minh hiệu quả vượt trội. Các chế độ thực nghiệm tối ưu được xác định cho từng giai đoạn. Quy trình này cung cấp một giải pháp khả thi cho ngành công nghiệp khai thác và chế biến khoáng vật titan. Nó góp phần giải quyết vấn đề gỉ sét do sắt gây ra. Việc giảm hàm lượng sắt không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn kéo dài tuổi thọ vật liệu. Quy trình này là một đóng góp quan trọng cho lĩnh vực kim loại học và công nghệ vật liệu.

5.1. Kết quả thực nghiệm Hiệu suất tách sắt và chất lượng inmenit nâng cấp

Các kết quả thực nghiệm cho thấy hiệu suất tách sắt từ inmenit hoàn nguyên được cải thiện đáng kể. Việc bổ sung axit axetic hoặc axit xitric vào dung dịch amoni clorua tăng tốc độ ăn mòn. Tỉ lệ tách sắt cao hơn đạt được trong thời gian ngắn hơn. Inmenit nâng cấp (NC) thu được có hàm lượng sắt rất thấp, đạt tiêu chuẩn công nghiệp. Hàm lượng titan dioxide trong inmenit nâng cấp tăng lên rõ rệt. Điều này chứng minh tính hiệu quả của các phương án cường hóa. Chất lượng inmenit nâng cấp đáp ứng yêu cầu cho sản xuất TiO2 cao cấp. Giảm hàm lượng sắt cũng đồng nghĩa với việc giảm thiểu tiềm năng gỉ sét. Các phương pháp đã chứng minh khả năng chuyển sắt thành dạng hòa tan. Sau đó sắt được loại bỏ dễ dàng, để lại khoáng vật titan tinh khiết hơn. Điều này là một bước tiến quan trọng trong công nghệ xử lý quặng inmenit.

5.2. Ứng dụng công nghệ Becher cải tiến cho inmenit sa khoáng Hà Tĩnh

Công nghệ Becher cải tiến có tiềm năng ứng dụng lớn cho inmenit sa khoáng Hà Tĩnh. Quy trình đề xuất cung cấp một lộ trình rõ ràng để xử lý quặng này. Các chế độ thực nghiệm được tối ưu hóa cho điều kiện cụ thể của inmenit Hà Tĩnh. Việc tích hợp các tác nhân cường hóa giúp nâng cao hiệu quả kinh tế. Công nghệ này có thể giảm chi phí vận hành và tăng năng suất. Ứng dụng quy trình này giúp khai thác hiệu quả hơn nguồn tài nguyên inmenit FeTiO3. Sản phẩm inmenit nâng cấp sẽ đáp ứng nhu cầu thị trường về nguyên liệu chất lượng cao. Giảm ô nhiễm môi trường là một lợi ích bổ sung. Công nghệ này còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp khoáng vật. Việc kiểm soát gỉ sét và ôxy hóa sắt là mục tiêu cốt lõi. Đây là giải pháp kim loại học tiên tiến, hiệu quả.

08/07/2026

Xem trước tài liệu

Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt khỏi inmenit sa khoáng hà tĩnh hoàn nguyên la tiến sĩ

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (120 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Thị Thảo KHẢ NĂNG CƯỜNG HÓA QUÁ TRÌNH ĂN MÒN SẮT KHỎI INMENIT SA KHOÁNG HÀ TĨNH HOÀN NGUYÊN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU Hà Nội - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Thị Thảo KHẢ NĂNG CƯỜNG HÓA QUÁ TRÌNH ĂN MÒN SẮT KHỎI INMENIT SA KHOÁNG HOÀN NGUYÊN HÀ TĨNH Ngành: Kỹ thuật vật liệu Mã số: 9520309 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. Trương Ngọc Thận 2. Dương Ngọc Bình Hà Nội - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào khác.

Hà Nội, ngày 26 tháng 8 năm 2018 Tập thể giáo viên hướng dẫn Tác giả Nguyễn Thị Thảo LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn trường đại học Bách khoa Hà Nội, Viện đào tạo sau đại học đã tạo điều kiện cho tôi có cơ hội trở thành nghiên cứu sinh của Trường. Tôi xin chân thành cảm ơn bộ môn Vật liệu kim loại màu & Compozit, Viện khoa học & kĩ thuật vật liệu đã giảng dạy và tạo điều kiện về cơ sở vật chất trong suốt thời gian tôi thực hiện Luận án. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới GS. Trương Ngọc Thận, TS.

Dương Ngọc Bình – những thầy giáo trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho tôi hoàn thành Luận án của mình. Cuối cùng, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các bạn bè, đồng nghiệp, gia đình và những người thân vì những tình cảm quý giá, sự động viên khích lệ trong suốt thời gian tôi nghiên cứu và hoàn thành Luận án. Hà Nội, ngày 26 tháng 8 năm 2018 Tác giả Nguyễn Thị Thảo MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT. vi DANH MỤC CÁC BẢNG.

vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ. ix MỞ ĐẦU. KHÁI QUÁT VỀ QUẶNG INMENIT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM GIÀU TINH QUẶNG .1 Quặng inmenit, trữ lượng và phân bố .2 Các công nghệ làm giàu tinh quặng inmenit .1 Luyện xỉ titan.2 Các công nghệ thủy luyện. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BECHER .1 Sơ đồ công nghệ Becher .2 Các công đoạn chính .1 Hoàn nguyên chọn lọc tinh quặng inmenit .2 Ăn mòn sắt từ inmenit hoàn nguyên .1 Cơ chế ăn mòn sắt từ inmenit hoàn nguyên trong dung dịch amoni clorua kết hợp sục không khí.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn .3 Xử lí huyền phù sau quá trình ăn mòn .3 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam .1 Trên thế giới .4 Định hướng nghiên cứu.

NGUYÊN LIỆU, QUY TRÌNH VÀ THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM .2 Quy trình thực nghiệm .3 Thiết bị thực nghiệm .4 Phân tích thành phần hóa học. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .1 Làm giàu tinh quặng inmenit sa khoáng Hà Tĩnh bằng công nghệ Becher .1 Hoàn nguyên chọn lọc .2 Ăn mòn sắt từ inmenit hoàn nguyên trong dung dịch amoni clorua .1 Ảnh hưởng của tỉ lệ lỏng/rắn .2 Ảnh hưởng của lưu lượng không khí .3 Ảnh hưởng của nồng độ amoni clorua .4 Ảnh hưởng của nhiệt độ .5 Ảnh hưởng của thời gian .6 Chế độ thực nghiệm ăn mòn phù hợp và diễn biến pH dung dịch .3 Xử lí sản phẩm sau ăn mòn .1 Khử sắt dư trong inmenit nâng cấp .2 Xử lí nhiệt hợp chất sắt .2 Nghiên cứu khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt.1 Cơ sở lựa chọn phương án cường hóa .1 Axit axetic và axit xitric .2 Hỗn hợp axit axetic và natri axetat .2 Kết hợp amoni clorua với axit axetic .1 Ảnh hưởng của nồng độ axit axetic .2 Ảnh hưởng của nhiệt độ ăn mòn .3 Chế độ thực nghiệm ăn mòn phù hợp và diễn biến pH dung dịch .3 Kết hợp amoni clorua với axit xitric .1 Ảnh hưởng của nồng độ axit xitric .2 Ảnh hưởng của nhiệt độ .3 Chế độ thực nghiệm ăn mòn phù hợp và diễn biến pH dung dịch .4 Thay thế amoni clorua bằng hỗn hợp axit axetic và natri axetat .1 Ảnh hưởng của tỉ lệ nồng độ dung dịch .2 Ảnh hưởng của lưu lượng không khí .3 Ảnh hưởng của nhiệt độ .4 Ảnh hưởng của tỉ lệ L/R .5 Chế độ thực nghiệm ăn mòn phù hợp và diễn biến pH dung dịch .5 Hòa tách inmenit nâng cấp từ các phương án cường hóa ăn mòn .6 Cơ chế tương tác của các phương án cường hóa quá trình ăn mòn.1 Phương án cường hóa kết hợp amoni clorua với axit axetic và amoni clorua với axit xitric .2 Phương án thay thế amoni clorua bằng hỗn hợp axit axetic và natri axetat .3 Đề xuất quy trình và chế độ xử lí inmenit sa khoáng Hà Tĩnh theo công nghệ Becher. 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .97 TÀI LIỆU THAM KHẢO .99 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .108 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Cụm từ đầy đủ Go Thế nhiệt động đẳng nhiệt đẳng áp (Năng lượng Gibbs) Ho Biến thiên enthanpi L/ph lít/phút L/R Ti lệ lỏng/rắn, tính theo thể tích dung dịch (ml) / khối lượng chất rắn (g) Fekl Sắt kim loại Fe Hàm lượng tổng sắt mFe Hàm lượng sắt kim loại inmenit NC Inmenit nâng cấp cNH4Cl Nồng độ dung dịch amoni clorua cCH3COOH Nồng độ dung dịch axit axetic cC3H4(OH)(COOH)3 Nồng độ dung dịch axit xitric cCH3COONa Nồng độ dung dịch natri axetat cH2SO4 Nồng độ dung dịch axit sunfuric LLKK Lưu lượng không khí Tam Nhiệt độ ăn mòn tam Thời gian ăn mòn Thn Nhiệt độ hoàn nguyên thn Thời gian hoàn nguyên Tht Nhiệt độ hòa tách tht Thời gian hòa tách DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Một số khoáng vật quan trọng chứa titan [54] .2 Trữ lượng quặng inmenit trên thế giới [45].3 Trữ lượng và tài nguyên quặng titan-zircon của Việt Nam [9] .4 Thành phần hóa học của tinh quặng inmenit Việt Nam tại một số vùng mỏ [73] 6 Bảng 2.1 Nhiệt độ bắt đầu hoàn nguyên của một số oxit kim loại [1] .2 Thông số nhiệt động học của sắt và titan với oxi [6] .3 Năng lượng Gibbs của các phức ammin sắt (II) của hệ sắt-nước-amoniac ở 25 o C) [51, 65] .1 Thành phần hóa học tinh quặng inmenit sa khoáng Hà Tĩnh .2 Thành phần cấp hạt tinh quặng inmenit sa khoáng Hà Tĩnh .1 Thành phần hóa học inmenit Hà Tĩnh hoàn nguyên.2 Cấp hạt inmenit hoàn nguyên .3 Ảnh hưởng của tỉ lệ L/R tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl .4 Ảnh hưởng của LLKK tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl .5 Ảnh hưởng của 𝑐𝑁𝐻4𝐶𝑙 tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl .6 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl .7 Ảnh hưởng của thời gian tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl .8 Diễn biến pH dung dịch của quá trình ăn mòn sắt trong NH4Cl .9 Thành phần hóa học của inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl .10 Thành phần cấp hạt inmenit nâng cấp sau ăn mòn trong NH4Cl.11 Ảnh hưởng của nồng độ axit H2SO4 tới hàm lượng TiO2 và ∑Fe trong rutin .12 Ảnh hưởng của nhiệt độ hòa tách tới hàm lượng TiO2 và ∑Fe trong rutin .13 Ảnh hưởng của thời gian hòa tách tới hàm lượng TiO2 và ∑Fe trong rutin .14 Thành phần hóa học của rutin tổng hợp .15 So sánh kết quả khử sắt trong inmenit hoàn nguyên theo công nghệ Becher .16 Ảnh hưởng của 𝑐𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl + CH3COOH .17 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl + CH3COOH.18 Diễn biến pH dung dịch của quá trình ăn mòn sắt trong NH4Cl + CH3COOH 71 Bảng 4.19 Ảnh hưởng của 𝑐𝐶3𝐻4(𝑂𝐻)(𝐶𝑂𝑂𝐻)3 tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl+C3H4(OH)(COOH)3 .20 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl + C3H4(OH)(COOH)3 .21 Diễn biến pH dung dịch của quá trình ăn mòn sắt trong NH4Cl+C3H4(OH)(COOH)3 .22 Ảnh hưởng của tỉ lệ 𝑐𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻/𝑐𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong CH3COOH + CH3COONa .23 Ảnh hưởng của LLKK tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong CH3COOH+CH3COONa .24 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong CH3COOH+CH3COONa .25 Ảnh hưởng của tỉ lệ L/R tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong CH3COOH+CH3COONa .26 Diễn biến pH dung dịch của quá trình ăn mòn sắt trong CH3COOH+CH3COONa .27 Hàm lượng TiO2 và Fe trong rutin .28 Chế độ và kết quả ăn mòn sắt trong các dung dịch: NH4Cl; NH4Cl + CH3COOH; NH4Cl + C3H4(OH)(COOH)3 và CH3COOH + CH3COONa .29 Chế độ và kết quả khử sắt từ inmenit hoàn nguyên Hà Tĩnh và Tây Úc. 96 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể của inmenit .2 Sơ đồ nguyên lí luyện xỉ titan một giai đoạn .3 Sơ đồ nguyên lí luyện xỉ titan hai giai đoạn .1 Sơ đồ công nghệ Becher .2 Sự biến đổi của sắt oxit theo nhiệt độ và thành phần pha khí [72] .3 Thành phần pha khí cân bằng của phản ứng Boudouard theo nhiệt độ [72] .4 Cân bằng giữa hỗn hợp CO/CO2 và phản ứng hoàn nguyên sắt oxi bằng C [54] .5 Sơ đồ thay đổi tổ chức hạt inmenit sau quá trình hoàn nguyên và ăn mòn: .6 Giản đồ E-pH của hệ sắt - nước – amoniac, [Fe2+] = 10-3 M; [NH4+] + [NH3] = 1M và [NH4+] + [NH3] = 5 M [65] .7 Sơ đồ minh họa cơ chế ăn mòn sắt từ inmenit hoàn nguyên trong NH4Cl .8 Cấu trúc của amoni clorua và etylendiamoni clorua [93] .1 Giản đồ nhiễu xạ rơnghen tinh quặng inmenit sa khoáng Hà Tĩnh .2 Quy trình thực nghiệm .3 Thiết bị vê viên .4 Lò buồng thanh nung SiC .7 Thiết bị phân tích cấp hạt Horiba LA-950 .8 Thiết bị phân tích giản đồ nhiễu xạ rơnghen (Bruker-AXS D5005 Siemens) .1 Giản đồ nhiễu xạ rơnghen: (a) tinh quặng inmenit sa khoáng Hà Tĩnh và.

45 (b) inmenit hoàn nguyên.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ L/R tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl .3 Ảnh hưởng của LLKK tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl .4 Giản đồ nhiễu xạ rơnghen của hợp chất sắt sau ăn mòn trong NH4Cl với LLKK: (a) 3,0 L/ph và (b) 4,0 L/ph .5 Ảnh hưởng của 𝑐𝑁𝐻4𝐶𝑙 tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl .6 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới mFe còn lại trong inmenit NC sau ăn mòn trong NH4Cl .

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Nguyễn Thị Thảo (2018). Khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt khỏi inmenit sa khoá [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội]. LuanAn.net. https://luanan.net/tai-lieu-khac/kha-nang-cuong-hoa-qua-trinh-an-mon-sat-khoi-inmenit-sa-khoang-ha-tinh-hoan

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt khỏi inmenit sa khoá" nghiên cứu về vấn đề gì?

Nghiên cứu khả năng tăng cường quá trình ăn mòn sắt, vượt qua hiệu ứng sa khoá của inmenit. Khám phá cơ chế hóa học và ứng dụng tiềm năng.

Luận án "Khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt khỏi inmenit sa khoá" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Năm bảo vệ: 2018.

Luận án "Khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt khỏi inmenit sa khoá" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt khỏi inmenit sa khoá" thuộc chuyên ngành Kỹ thuật vật liệu. Danh mục: Tài liệu khác.

Luận án "Khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt khỏi inmenit sa khoá" có bao nhiêu trang?

Luận án "Khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt khỏi inmenit sa khoá" có 120 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Khả năng cường hóa quá trình ăn mòn sắt khỏi inmenit sa khoá" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter