钛渣电铝热还原一步合成Ti-Al-xFe-ySi多元合金热力学分析

从理论上分析了钛渣铝热还原制备Ti-Al-xFe-ySi多元合金的可行性,计算并分析了钛渣中金属氧化物与铝还原过程中可能的化学反应,讨论了钛渣中氧化物还原反应顺序的优先程度。结果表明,钛渣铝热还原制备钛铝基多元合金是可行的。从热力学分析了制备的合金中可能出现的二元合金相,主要为Ti5Si3、TiAl3和TiFe,其中Ti5Si3最易生成,研究结果较好地满足了热力学分析结果,制备的合金主要物相为Al2.68Mn0.32Ti和Al3Ti0.75Fe0.25,还有少量的TiFe和Ti3SiC2相。     

表面化学处理与TiFe合金的活化

研究了在酸、碱、盐溶液中处理后TiFe合金的表面特性和活化性能。试验发现:HCl、NaOH、NiSO_4、MnCl_2、MmCl_3溶液处理均可有效地改善TiFe合金表面性状,使其在常温下得到活化,而CuSO_4无明显作用。X射线光电子谱、X射线衍射谱和电镜能谱分析表明:在酸、碱、盐溶液中处理,TiFe合金表面分别发生了不同程度的腐蚀、充氢、置换和离子交换,破坏了TiFe表面的氧化膜,使表面的成份发生了改变,形成新的催化中心,促进了TiFe的活化。CuSO_4处理的作用尚待研究。     

盐酸基溶液中铁离子对铁素体不锈钢腐蚀行为的影响

通过腐蚀失重测试、宏观形貌观察、微观形貌分析、自腐蚀电位测定、极化曲线以及交流阻抗图谱测试等试验检测方法,考察了盐酸溶液中铁离子对热轧抛丸后铁素体不锈钢表面氧化层去除过程的影响。结果表明:不锈钢酸洗过程中Fe~(2+)的累积使溶液氧化还原电位降低,同时降低酸洗效率;Fe~(3+)的累积使溶液氧化还原电位提升,同时提升酸洗效率。在3 mol/L盐酸浓度的溶液中,加入0.5 mol/L的Fe~(3+)或Fe~(2+),不锈钢的酸洗失重率由0.22%分别增至1.23%或降至0.14%。随着溶液中Fe~(3+)同Fe~(2+)摩尔浓度比(C_(Fe~(3+))/C_(Fe~(2+)))的增大,不锈钢的酸洗失重率逐渐增大。在盐酸浓度为1.37 mol/L、全铁浓度为1.79 mol/L的溶液体系中,当C_(Fe~(3+))/C_(Fe~(2+))≥2时,不锈钢的酸洗失重率较不含铁离子的溶液体系提高7.2倍以上。在盐酸溶液中,Fe~(3+)通过直接参与阴极反应提升反应速率,Fe~(2+)通过替换不锈钢表面吸附的H~+从而降低反应速率。     

天然铬铁矿在1416℃时的还原机理

通过热解重量分析、X 射线衍射分析、能量分散 X 射线分析和金相分析,研究了南非 Transvaal 的 Bushveld 杂岩的天然铬铁矿在1416℃用石墨还原时的行为。试验期达120分钟,得到了99%还原。此项研究的特定目的就是描绘出用石墨还原铬矿的还原机理,在还原度达70%的部分还原的铬铁矿里观察到分区现象。其内核富铁,而外核的铁被消耗殆尽。能量分散 X 射线分析表明,Fe~(2+)和 Cr~(3+)离子已向外扩散,而 Cr~(2+)、Al~(3+)和 Mg~(2+)离子已向内扩散。根据随着还原程度的加大尖晶石相的组成仍保持其化学计量这一假设,提出了下述还原机理:(a)起初,在铬铁矿颗粒表面的 Fe~(3+)和 Fe~(2+)离子被还原成金属状态;此后紧接着 Cr~(3+)离子被还原成二价状态;(b)向颗粒中心扩散的 Cr~(2+)离子在内核与外核间的交界处将颗粒表面下尖晶石中的 Fe~(3+)还原成 Fe~(2+),Fe~(2+)离子向表面扩散,在表面被还原成金属钛:(c)当铁被完全还原之后,cr~(3+)和任何存在的 Cr~(2+)被还原成金属状态,剩下一种无铁和铬的尖晶石 MgAl_2O_4。     

TiFe基合金储氢活化性能研究进展

TiFe基合金吸氢量大、放氢压力适中、成本低廉,可应用于太阳能、风电储能系统中,是一种非常具有应用潜力的室温储氢材料。但其活化性能很差,需在670 K、高氢压下活化后才能吸氢。针对如何改善TiFe合金的活化性能,国内外研究者进行了大量的研究工作。本文综述了TiFe合金的国内外研究进展,介绍了TiFe合金的相结构、氢化物相结构,TiFe储氢合金的风电储能应用研究进展;从活化特点、表面偏析、活化条件等方面对TiFe合金储氢活化的机制进行了系统归纳;从过量添加合适的Ti、过渡金属元素和稀土元素的替代或添加、制备工艺及表面改性等方面,总结了改善其活化性能的方法以及活化性能改善的机制。通过降低合金表面的致密性以促进氢原子快速进入合金表面、增加相界面或引入晶体缺陷以提高氢原子的扩散能力等,多方面策略联用来改善合金的活化性能,是未来TiFe室温储氢合金实际应用的重点研究方向。     

氧化法处理废水的理论分析

在处理废水时,为使单纯采用中和水解法所不能除去的杂质(As~(3+)或Cr~(6+)等)净化,或者为使其在更低的pH值净化,经常要辅以氧化或还原过程。按照不同价态的离子进行水解的难易程度,金属离子可分为两类:第一类是高价易于水解而低价难于水解的离子,例如Fe~(3+)、Fe~(2+)、Sa~(4+)、Sn~(2+)等;第二类是高价不能或难于水解而低价易于水解的离子,例如UO_2~(2+)、U~(4+)、Cr~(6+)、Cr~(3+)等。对前者适于在氧化条件下进行氧化水     

线性扫描伏安法测定电镀铬槽液中铬(Ⅵ)和铁(Ⅱ)

以光谱纯石墨电极作为工作电极,采用三电极体系对镀铬槽液进行动电位极化扫描,利用电活性物质的质量浓度在石墨电极表面的还原峰与氧化峰电流值的变化关系,分别建立了线性扫描伏安法测定电镀铬槽液中Cr~(6+)和Fe~(2+)的方法。结果表明,在扫描速率为50~60mV/s,酸度为pH 2.0,测试温度为20℃时,测定结果最佳。Cr~(6+)在0.43V(vs.饱和甘汞电极,SCE)发生还原,Cr~(6+)的质量浓度在2~14g/L范围内,其质量浓度与还原峰峰电流呈线性,线性回归方程的相关系数R2=0.999;Fe~(2+)在0.52V(vs.饱和甘汞电极,SCE)发生氧化,Fe~(2+)的质量浓度在5~15g/L范围内,其质量浓度与氧化峰峰电流呈线性,线性回归方程的相关系数R2=0.998。实验方法用于测定实际槽液中Cr~(6+)和Fe~(2+),结果的相对标准偏差(RSD,n=10)在1.1%~1.3%之间。将按照实验方法对实际槽液中Cr~(6+)和Fe~(2+)的测定结果与硫酸亚铁铵滴定法测定Cr以及原子吸收光谱法测定Fe的结果进行比对,吻合性较好。     

快速容量法测定钛铁中的钛

以往我厂试验室测定钛铁中的钛,采用锌铝等作还元剂容量法,手续繁杂,时间也较长,一般需2～3小时。最近试验将钛铁用稀硫酸溶解,反应如下; 2TiFe+5H_2SO_4→Ti_2(SO_4)_3+2FeSO_4+5H_2↑并预先在锥形瓶中加固体碳酸钠和加盖还原器(在还原器内预先盛有饱和无水碳酸钠),以防止三价钛被空气氧化,然后将生成的三价钛盐溶液用硫酸高铁铵滴定Fe~(+3)+Ti~(+3)→Ti~(+4)+Fe~(+2),以硫氰酸铵作指示剂滴定至褐红色为终点。     

Cu~(2+),Fe~(3+)对萤石浮选的活化作用机制

针对萤石选别流程复杂,浮选分离成本高以及浮选药剂对萤石的影响效果问题,本文通过单矿物浮选实验,采用溶液化学计算、Zeta电位测试和红外光谱分析的方法,研究了Cu~(2+),Fe~(3+)对萤石浮选过程的影响,并分析了Cu~(2+),Fe~(3+)对萤石浮选过程的活化机制,试验分析结果表明:油酸钠作为萤石捕收剂时,在p H=8~10范围内萤石的浮选回收率为83%;而采用Cu~(2+),Fe~(3+)作为活化剂对萤石进行活化后,萤石回收率分别达到96%和91%,提高了8%和13%,使萤石浮选效果显著提升,有明显的活化作用。溶液化学计算和XRD结果表明在p H=8~10范围内的萤石浮选溶液中,Cu~(2+)和Fe~(3+)主要以Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀的形式存在,进一步验证Fe~(3+),Cu~(2+)阳离子作用的有效组分是氢氧化物或者络合物沉淀;Zeta电位结果表明Fe~(3+)和Cu~(2+)两种金属离子都能使萤石的Zeta电位发生正移,而且Fe~(3+)使萤石的Zeta电位偏移幅度大于Cu~(2+)的偏移幅度,说明萤石表面的Fe~(3+)吸附量多于Cu~(2+);红外光谱分析结果表明油酸钠在分别经过Cu~(2+),Fe~(3+)活化后的萤石表面的作用方式主要为化学吸附。     

黑钨矿浮选的溶液化学研究

本文从溶液化学理论角度出发,分析讨论了多种捕收剂和黑钨矿表面质点的性质及存在状态以及它们之间的相互作用,找出了捕收剂与黑钨矿表面浮选活性中心的一般关系。捕收剂在酸性介质中,其解离后的离子态和分子态比例为1:1时,黑钨矿表面的活化中心质点为Fe~(3+)及其羟基络合物。捕收剂在中性或碱性介质中,其解离后的离子态和分子态比为1:1时,黑钨矿表面的活化质点为Mn~(2+)及其羟基络合物。提出了离子态-分子态共吸附形式是捕收剂的最佳捕收作用形态的观点。     

ZrVFe吸气剂激活过程研究

通过X射线光电子能谱仪（XPS）对ZrVFe吸气剂的激活过程进行了研究。结果表明：暴露于大气的吸气剂表面覆盖着一层CO2,O2及碳氢化合物,合金表面中的锆和钒主要以氧化态存在。当吸气剂置于高真空进行激活时,钒的氧化物在较低的温度（200～300℃）下被还原,并且还原比例高于锆的氧化物。在激活温度为300℃至340℃的过程中,表面大量的ZrO2和VO2逐渐减少而被还原为亚氧化物和金属态。激活过程还导致了在表面近金属态锆的富集,以及部分金属碳化物的生成。     

快速示波极谱测定氧化铜粉中的锌

据文献论述,抗坏血酸有显著的还原性,可将许多金属离子还原为低价状态,当pH值在1～2.5时能将Fe~(3+)、Hg~(2+)、Ca~(2+)还原为Fe~(2+)、Hg~+、Cu~+,pH值为3.5～4时,可将多种金属离子还原为低价状态,如Mn~(7+)还原成Mn~(2+),还可将Ag~+、Au~(3+)、Hg~(2+)还原为元素态,当pH值为4～5时,可还原As等元素,在此酸度下用他去除溶液中氧的效果也很好。 为应用抗坏血酸的上述性能,以掩蔽对测定氧化铜粉中锌的干扰而作了一系列试验,结果表明,本法去除干扰     

红土镍矿回转窑焙烧预还原的工厂试验研究

在中试厂进行了红土镍矿焙烧预还原试验研究,试验结果显示,焙烧温度从800℃提高到900℃,Ni~(2+)到Ni的还原率提高9%,Fe~(3+)到Fe~(2+)的还原率提高35.7%,提高温度能够同时提高Ni~(2+)和Fe~(3+)的还原率,但相对于Fe~(3+),Ni~(2+)的还原率提高并不明显,850℃是回转窑焙烧预还原合理的温度。     

三种利用钛的性质和特性的新的表面处理工艺

<正>钛具有较高的比强度、良好的耐蚀性及耐高温性(熔点超过1 650℃),并且可呈+2、+3、+4价态的氧化态,部分可在溶液中以离子态存在,因此可利用钛的这些性质和特性进行表面处理。日本大阪府立大学科研工作者利用钛的性质和特性进行表面处理工艺研究时,获得了三种新的工艺,分别如下。(1)通过化学方法,利用氧化还原离子对Ti3+/Ti4+制备高纯镍镀层。(2)利用氧化还原离子对Ti N/Ti F2-6制备金属纳     

Fe~(3+)低品位原生硫化铜矿细菌浸出影响的研究

为了提高永平低品位原生硫化铜矿细菌浸出的效率,通过摇瓶试验,研究了Fe~(3+)对低品位原生硫化铜矿细菌浸出的影响。研究表明:在细菌浸出的初始阶段,添加Fe~(3+)可以提高浸出液的氧化还原电位,但不会提高铜的浸出速度和浸出率,相反会抑制铜的浸出,而且随着添加的初始Fe~(3+)浓度增加,抑制作用进一步加强。     

硫酸铜催化代替氯化汞氧化重铬酸钾滴定法测定铁矿石中TFe

试样以硫磷混酸溶解后,加盐酸使铁转化为氯化铁,首先用SnCl_2预还原大部分Fe~(3+)为Fe~(2+),然后用TiCl。定量还原剩余的Fe~(3+)为Fe~(2+),以钨酸钠作指示剂还原终点,即当Fe3+定量还原为Fe~(2+)后,过量一滴TiCl_3溶液时,可使作为指示剂的钨酸钠中的六价钨(无色)还原成蓝色的五价钨化合物,故溶液呈显蓝色。过量的TiCl_3可在硫酸铜的催化下,借水中溶解氧及空气中的游离氧氧化使钨蓝色泽褪去,从而消除过量TiCl_3还原剂的影响。避免了国标法及经典法的无汞测铁分析方法用重铬酸钾氧化过量TiCl_3时易引入的误差。在硫磷混酸介质中,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用重铬酸钾标准溶液滴定全铁量,取得了令人满意的结果。     

铝离子对氧化亚铁硫杆菌活性及浸出黄铜矿的影响

以氧化亚铁硫杆菌(Acidthiobacillus ferrooxidans,At.f)为研究对象,研究了铝离子浓度对黄铜矿浸出体系At.f菌氧化活性、黄铜矿表面吸附细菌数量以及铜浸出率的影响,并对其之间内在联系进行了考察。研究结果表明,浸出体系铝离子浓度在所研究的0~20 g·L~(-1)范围内,对细菌氧化活性的影响有明显差异。铝离子浓度为1 g·L~(-1)时,细菌氧化活性最好,浸出15 d后,体系氧化还原电位便可由381 mV升高到588 mV左右,Fe~(2+)氧化率达到98.49%,体系pH值由2.11下降到1.44;超过1 g·L~(-1)后,细菌氧化活性逐渐降低,Fe~(2+)氧化率下降,铝离子浓度为20 g·L~(-1)时,浸出45 d后,体系氧化还原电位仅为400 mV左右,Fe~(2+)氧化率也仅为40%左右。矿物表面吸附细菌数量、浸出体系铜浸出率均随铝离子浓度增加先升高后降低,铝离子浓度为15 g·L~(-1)时,浸出体系铜离子浸出率最高,可达71.39%,矿物表面吸附细菌数量也最多,表明铜浸出率与矿物表面吸附细菌数量正相关。     

HF—HCI溶样重铬酸钾滴定法测定钛矿中二价铁

作者曾用HF—H_2SO_4—HCl溶样的方法测定钛矿中二氧化钛,取得较好的效果.本法仍然以HF分解钛矿,HCl助溶,采用双球式还原漏斗做还原装置,防止溶样过程中Fe~(2+)被氧化,溶样在水浴中进行,避免了酸的挥发污染,方法快速、准确,操作方便,可推广应用.一、试剂与仪器双球式还原漏斗:(见图1)作者设计制作.塑料皿:能用长的镊子夹住放入200ml锥瓶中,体积约8～10ml,可用废塑料瓶盖代替;     

关于碳酸钠、氟化钠、硫化钠对Ca~(2+)、Fe~(3+)活化的绿柱石、锂辉石作用规律及作用机理的研究

浮选、表面电特性及吸附量测定试验表明,在强碱性介质中,Na_2CO_3、NaF 对 Ca~(2+)活化的绿柱石、锂辉石的抑制强弱顺序为 Na_2CO_3>NaF,作用机理为 CO_3~(2-)、F~-吸附到矿物表面,致使矿物亲水性增加。Na_2S 对 Fe~(3+)活化的矿物有较强的抑制作用,系 HS~-和 Na_2S 水解使矿浆 pH上升综合作用的结果,Na_2S 氧化产物不具抑制作用。Na_2S 对绿柱石上吸附的铁的选择性解吸,可能为绿柱石进一步吸附 Ca~(2+)创造有利条件。     

NaCl-KCl熔盐中低价氯化钛制备工艺研究

采用XRD等手段对不同原料及配比制备的低价氯化钛离子、钛离子浓度和不同温度下钛离子平均价态进行研究。结果表明,TiCl_4与海绵钛在NaCl-KCl熔盐中反应,当海绵钛过量时,生成2价的TiCl_2,TiCl_4过量时,能将TiCl_2部分氧化成K_3TiCl_6,而HCl气体可将其完全氧化,体系钛离子呈现3价;随着体系钛离子浓度的增加,Ti~(3+)体系受歧化反应影响钛离子平均价态将逐步降低,而Ti~(2+)体系基本不变;随着体系温度的增高,Ti~(3+)体系钛离子平均价态逐步降低,而Ti~(2+)体系则逐渐升高,其主要受歧化自由能降低的影响。