MgO对Fe_2O_3压团还原过程铁氧化物晶格结构的影响

以纯试剂为原料,采用"压团-焙烧-还原"的方法,研究了MgO对Fe_2O_3压团在还原不同阶段铁氧化物晶格结构的影响,为探索球团矿还原膨胀机理、理解铁氧化物还原反应机制提供理论基础。研究结果表明:在压团焙烧阶段,晶格常数a,b的变化是由于溶质原子周围点阵膨胀所致,而晶格常数c的变化是因为氧的减小;在Fe_2O_3还原到Fe_3O_4阶段,Mg~(2+)能同时固溶在两种铁氧化物中,稳定晶格,阻碍了还原的进行;在Fe_2O_3还原到FexO阶段,随着MgO添加量的增加,FexO晶胞参数随之减小,符合Vegard线性定律;Fe_2O_3还原到Fe阶段,MgO对Fe的晶胞参数无明显影响。最终探明了MgO在Fe_2O_3压团还原过程中的行为规律。     

CeO2对Fe2O3压团焙烧行为及强度的影响

在 Fe2 O3试剂中添加CeO2制成压团试样，对其进行预热及焙烧，利用 X射线衍射、DSC和 SEM相结合的方法，研究CeO2含量对试样抗压强度的影响机理。结果表明，在975℃预热压团中形成了Ce-Fe-O 固溶体，使Fe2 O3晶粒间的连接增强，预热压团强度增大；在1250℃焙烧压团中Ce-Fe-O 固溶体发生了脱溶和分解，析出的高熔点氧化物CeO2存在于 Fe2 O3晶粒间，阻碍了 Fe2 O3晶粒之间的连晶生长，使焙烧压团的强度随 CeO2含量增多而降低。     

CO气氛下CeO_2对Fe_2O_3压团还原行为的影响

在Fe_2O_3中添加CeO_2制成压团试样,利用X射线衍射和SEM、EDS相结合的方法就CO气氛下CeO_2对焙烧压团还原膨胀率及还原度的影响进行了研究。通过实验发现,还原过程中CeO_2部分形成铈铁固溶体,有效地促进了Fe_2O_3到Fe_xO阶段的还原,抑制了Fe_xO到Fe阶段的还原。实验结果表明,当CeO_2添加量为5%时,还原后压团试样的体积膨胀率由原来的15.83%降低至13.66%,但随着CeO_2添加量继续增大到7%,膨胀率反而增大至16.35%。可见CeO_2在一定的含量范围内起到了抑制还原膨胀的作用。     

碱金属对铁氧化物气-固还原行为的影响

 利用热重分析的方法研究了Fe2O3在竖式电阻炉内被CO/CO2混合气体还原,Na2O对其还原行为的影响,共设计了4个成分,分别为纯Fe2O3、Fe2O3-1％Na2O、Fe2O3-3％Na2O和Fe2O3-5％Na2O。在还原过程中由于还原失氧引起的试验小饼失重量被实时记录下来,根据这些数据可以计算出还原反应速率以及化学反应的速率常数,以此来判断Na2O对Fe2O3还原性的影响。同时利用扫描电镜观察了还原后试样的微观形貌变化。研究发现：Na2O的存在将阻碍Fe2O3的还原。通过对还原后小饼的显微形貌观察,结合FeO-Na2O二元相图,发现这种负面影响主要是由于在还原过程中产生液相引起的。另外,还检测了还原前后试验小饼的孔隙率和体积变化。检测结果确认：还原后含Na2O的试验小饼的孔隙率和体积都有所下降。分析认为这种现象同样归因于还原过程中液相的产生。     

石煤钒矿碳酸钠混合焙烧-浸出实验研究

以湖南某地的石煤钒矿为原料,通过实验研究了Na2CO3作为添加剂和浸出剂对石煤钒矿焙烧-浸出效果的影响。实验结果表明,钒的浸出率随焙烧温度、焙烧时间和Na2CO3添加量不同而变化;该地石煤钒矿最佳焙烧条件是:焙烧温度为800℃,焙烧时间为2h,Na2CO3添加量为矿量的2%。     

(In_(1-x)Fe_x)_2O_3粉末的制备及红外性能研究

采用固相合成法,以In2O3和Fe2O3为原料合成了(In1-xFex)2O3粉末样品,并研究了Fe掺杂浓度和焙烧温度对(In1-xFex)2O3粉末结构和红外性能的影响。结果表明:当Fe掺杂浓度为x=0.05,焙烧温度为900℃时,所制备(In1-xFex)2O3粉末中Fe元素能很好地固溶到In2O3晶格中;随着Fe掺杂浓度的增加,(In1-xFex)2O3粉末的晶粒尺寸呈现先减小后增大的趋势,但In2O3的晶体结构基本不变,为典型的立方晶系方铁锰矿结构;掺杂Fe后的(In1-xFex)2O3粉末在400~4 000cm-1的红外波段内存在较强的吸收峰。     

MgO对碱金属球团还原膨胀性能的影响

采用压团、焙烧、分步还原(Fe_2O_3→Fe_3O_4,Fe_3O_4→Fe_xO,Fe_xO→Fe)及测定各还原阶段的还原膨胀率的方法来揭示MgO抑制含K、Na碱金属球团还原膨胀的机理。结果表明,随着MgO含量的增加,试样焙烧后磁铁矿或铁酸镁相增加,降低了第一还原阶段的还原膨胀率;含MgO试样焙烧时会生成高熔点渣相,从而抑制第二还原阶段的还原膨胀;MgO的添加抑制了铁晶须的生长,使得第三还原阶段的还原膨胀率降低。     

铁酸盐粘结相熔化速率及对烧结强度的影响

 考察了添加SiO2和Al2O3对铁酸钙（铁酸一钙CaO·Fe2O3和二铁酸钙CaO·2Fe2O3）熔化速率的影响。同时考察了铁酸盐添加SiO2和Al2O3对以其为粘结相的烧结试样强度的影响。试验结果表明：铁酸一钙中添加SiO2和Al2O3促进了熔体的形成;而二铁酸钙添加SiO2和Al2O3则抑制了其熔体的形成。在CF中添加SiO2和Al2O3对烧结试样强度的影响中,当添加w(SiO2)=2%和w(Al2O3)=4%时获得相对较大的烧结强度;而在CF2中添加SiO2和Al2O3则对烧结试样强度有不利影响。     

钾长石对CO还原铁氧化物过程还原膨胀性的影响

摘要：包钢巴润矿具有粒度细、品位高、价格低廉、适合球团生产等特点,但该矿是一种典型的高碱负荷磁铁矿,其中碱金属含量较高。以揭示含钾脉石对铁氧化物还原膨胀性的影响为出发点,采用分阶段还原法,通过在线检测的方法研究了不同天然钾长石添加量对CO的Fe2O3→Fe3O4,Fe3O4→FeO以及FeO→Fe分阶段还原过程试样的线膨胀率进行了检测,并对各阶段还原产物的物相组成和显微结构采用XRD和SEM进行了分析。结果表明,试样在氧化焙烧过程中,天然钾长石中的钾长石熔化后形成玻璃相,SiO2以石英的形式析出。试样中天然钾长石质量分数从0增加到12%,在Fe2O3→Fe3O4还原阶段,其线性膨胀率从2.19%下降到2.11%,试样在焙烧过程中钾长石形成的渣相对Fe2O3还原膨胀性起到抑制作用;在Fe3O4→FeO还原阶段,其线性膨胀率从-0.51%增加到0.46%,钾长石引起Fe3O4晶格畸变,造成Fe3O4还原膨胀加剧;在FeO→Fe还原阶段,其线性膨胀率从-6.26%增加到-1.68%,天然钾长石中的SiO2与FeO结合形成铁橄榄石对FeO还原过程的铁相收缩起到抑制作用。因此,钾长石主要对CO还原Fe2O3的第Ⅰ和第Ⅱ阶段作用明显,SiO2主要对还原第Ⅲ阶段产生影响。     

MgO对含钾钠氟球团还原膨胀性能的影响

包头铁精矿球团中含有钾、钠、氟等有害元素,造成球团还原异常膨胀.而MgO可有效地降低球团还原膨胀率.采用压团、焙烧、分段还原法(Fe2O3→Fe3O4、Fe3O4→FexO、FexO →Fe),测量铁氧化物各还原阶段的还原膨胀率,采用光学显微镜及SEM观察焙烧试样和还原产物的形貌.研究结果表明,MgO促进了铁酸镁的形成,抑制了氟质量分数低的试样在Fe2O3→Fe3O4阶段的还原膨胀;但MgO抑制了铁酸钙的形成,反而促进了氟质量分数高的试样在Fe2O3→Fe3O4阶段的还原膨胀;MgO对第二阶段还原膨胀率的影响因试样中钾、钠、氟质量分数不同而有所差异;MgO抑制了铁晶须生长,降低了第三阶段的还原膨胀率.     

钒页岩氯化挥发富集过程的热力学分析

对钒页岩与氯化钠、氯化钙和氯化铁三种固体氯化剂氯化挥发富集过程进行热力学分析。结果表明,以氯化铁作为固体氯化剂效果较好,可以利用氯化铁对V_2O_4、V_2O_5的直接氯化和氯化铁离解产生的氯气对V_2O_3、V_2O_4、V_2O_5的间接氯化反应,有效地将钒氧化物氯化挥发富集,且反应程度随温度的升高而增大。在高温焙烧过程中,Fe_2O_3、Al_2O_3和SiO_2不能被氯化,钒页岩中氧化物氯化反应自发进行的难易程度由易到难分别为K_2O、Na_2O、CaO、V_2O_3、V_2O_4、V_2O_5、MgO。通过焙烧温度的控制可以将V与Fe、Al、K、Na、Ca和Mg等金属杂质有效分离。     

O2/N2与O2/CO2气氛下Fe2O3与K2CO3对无烟煤催化燃烧反应性的影响

利用综合热分析仪研究了O2/N2与O2/CO2气氛下Fe2O3与K2CO3对无烟煤催化燃烧反应性的影响。结果表明,在O2/CO2气氛下,Fe2O3与K2CO3均可以催化无烟煤粉的燃烧,但其催化作用要弱于O2/N2气氛,且在低氧气浓度的O2/CO2气氛下对Fe2O3与K2CO3的抑制作用大于高氧气浓度。氧气浓度为20%~80%时,K2CO3在O2/N2气氛下催化煤粉前期燃烧使燃烧由反应控制转变为扩散控制,Fe2O3则只在氧气浓度为20%时能改变煤粉前期燃烧的控制步骤;而Fe2O3与K2CO3在O2/CO2气氛下均只能在氧气浓度为20%时改变煤粉前期燃烧的控制步骤,由反应控制转变为扩散控制。     

焙烧氰化尾渣中氧化铁的磁化焙烧研究

对金精矿焙烧氰化浸金工艺产生的尾渣用煤粉作还原剂进行了磁化焙烧研究,通过对尾渣中铁的物相分析表明,尾渣中的铁主要以Fe2O3的形态存在。主要研究了煤粉的加入量、焙烧温度和焙烧时间对尾渣中铁的还原度的影响。结果表明,以煤为原料通过磁化焙烧可以获得Fe3O4,磁化焙烧的较优条件为焙烧温度750℃,焙烧时间1 h,煤粉用量为尾矿重量的10%,可以使焙烧处理的尾矿中Fe2O3的还原度达到51.7%,磁化焙烧后渣中的磁性矿中铁达到72.75%。     

复合熔盐法合成Y2O3.Eu3+红色荧光粉

以草酸钇铕(Y2(C2O4)3:Eu3+)为前驱体,采用复合熔盐(NaCl+S+Na2CO3)协助焙烧法合成Y2O3:E.u3+红色荧光粉.利用XRD、SEM、光谱分析等测试和分析荧光粉粒径、颗粒形貌以及发光性能.主要考察复合熔盐配比、用量以及焙烧温度和时间对Y2O3:Eu3+荧光粉发光性能的影响.结果表明,NaCl在...     

Partial Oxidation of Methane to Syngas over Monolithic Ni/γ-Al2O3 Catalyst——Effects of Rare Earths and Other Basic Promoters

A series of monolithic Ni/γ-Al2O3 catalysts with and without basic promoters (Na, Sr, La, Ce) were prepared. Partial oxidation of methane (POM) to syngas was carried out in a continuous-flow, fixed-bed reactor. The influences of reaction conditions, including temperature, CH4/O2 ratio and space velocity, on the performance of the catalyst were investigated. The results show that at a high space velocity of 1×105 h-1, optimal CH4 conversion can be obtained. Effects of promoters such as Na, Sr, Ce, La were also investigated, and the catalyst samples were characterized by means of temperature-programmed reduction and XRD techniques. XRD suggests that the addition of promoters has no influence on the crystal structure of Ni/γ-Al2O3 catalyst. The results show that the addition of a small amount of promoters improves the reducibility and activity of the catalyst. The side reaction CH4 2 O2→CO2 H2O, is fully restrained and 100% H2 selectivity is achieved when Ce and La are used as promoters, respectively.     

高硅高钙低品位钒渣提取五氧化二钒的研究

以碳酸钠为添加剂,采用氧化焙烧-水浸工艺从高硅高钙低品位钒渣中提取五氧化二钒.考察了碳酸钠加入量、焙烧温度、焙烧时间、浸出温度、浸出时间、浸出液固比等对钒浸出率的影响.结果表明:氧化焙烧过程对钒的提取影响显著,而水浸过程影响较小.通过氧化焙烧使钒转化为可溶性的钒酸钠与不溶性的钒酸钙.在水浸过程中,钒酸钠溶于水;而钒酸钙与磷酸钠或硅酸钠反应转化为可溶性的钒酸钠,可同时除去浸出液中的杂质硅和磷.通过实验获得了优化工艺参数:碳酸钠加入量为18％,焙烧温度为700℃,焙烧时间为2.5h;浸出温度为90℃,浸出时间为30 min和液固比为5∶1 ml·g-1.在此优化条件下,钒浸出率可达到89.5％以上,浸出液中主要杂质为Si,P和Cr.产物五氧化二钒的纯度大于99％.     

铁锂废料回收制备电池级碳酸锂和磷酸铁工艺研究

采用HCl+H_2O_2体系对铁锂废料选择性提锂,浸出液除杂沉Li_2CO_3;浸出渣盐酸酸溶后,采用Na_2CO_3控制pH制备FePO_4·2H_2O。主要研究盐酸用量、H_2O_2用量和液固比对锂浸出率的影响;反应pH、反应温度、反应物Fe/P比对FePO_4·2H_2O产品质量的影响。两工序后液混合可获得Li_3PO_4副产物。工艺中无铁的废渣产生,锂回收率达到97%,铁回收率达到98%。     

Preparation and characterization of Ce-Fe-Zr-O(x)/MgO complex oxides for selective oxidation of methane to synthesize gas

A series of Ce-Fe-Zr-O(x)/MgO(x denotes the mass fraction of Ce-Fe-Zr-O,x=10%,15%,20%,25%,30%) complex oxide oxygen carriers for selective oxidation of methane to synthesis gas were prepared by the co-precipitation method.The catalysts were characterized by means of X-ray diffraction and H2-TPR.The XRD measurements showed that MgFeO4 particles were formed and Fe2O3 particles well dispersed on the oxygen carriers.The reactions between methane diluted by argon(10% CH4) and oxygen carriers were investigated.Suitable content of CeO2/Fe2O3/ZrO2 mixed oxides could promote the reaction between methane and oxygen carriers.There are mainly two kinds of oxygen of carriers:surface lattice oxygen which had higher activity but lower selectivity,and bulk lattice oxygen which had lower activity but higher selectivity.Among all the catalysts,Ce-Fe-Zr-O(20%)/MgO exhibited the best catalytic performance.The conversion of the methane was above 56%,and the selectivity of the H2 and CO were both above 93%,the ratio of H2/CO was stable and approached to 2 for a long time.