镁质贫镍红土矿热分解理论计算与实验研究

• 作者: 周世伟 彭博 李博 王宇鲲 魏永刚
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 红土镍矿 热分解 密度泛函理论 动力学模拟
• 年，卷（期）: 2019,（8）
• 所属期刊栏目: 金属与金属基复合材料
• 页码范围: 1406-1411
• 页数: 6页
• 分类号: TF815
• 字数: 4500字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.18010015

摘要

以镁质贫镍红土矿为原料,对其进行焙烧热分解实验,研究红土矿受热分解过程中的脱羟基反应与重结晶过程的物相转变.以蛇纹石热分解物相转变的实验研究为基础进行模拟结果验证,通过理论计算模拟了实验过程,以阐明镁质红土矿升温过程中的物相转变作用机制.结果表明,红土矿中主要成分是蛇纹石相(Mg3Si2O5(OH)4),升温至612℃后发生脱羟基反应,生成非晶态硅酸盐;继续加热至817℃发生重结晶反应,生成橄榄石和顽辉石相以及少量的SiO2.通过密度泛函理论(DFT)计算Mg3Si2O5(OH)4原子的键长、态密度、密立根布居等参数,对其热分解过程进行分子动力学计算模拟.结果显示,动力学模拟条件下,蛇纹石内部羟基以氢氧根的形式直接脱离,生成非晶态硅酸盐产物,继续升温,非晶态硅酸盐中SiO2有离解分离的趋势,参与重结晶过程,生成结晶度良好且致密的橄榄石和顽辉石相,计算模拟结果与实验结果吻合较好.