一水硬铝石型铝土矿在KOH亚熔盐介质中的溶出行为

采用KOH亚熔盐介质溶出中低品位一水硬铝石型铝土矿,考察了反应温度、碱矿比、初始KOH溶液浓度、反应时间及添加CaO对溶出后赤泥化学成分和物相的影响.结果表明,在反应温度220℃、碱矿质量比1.5、初始KOH溶液浓度50%(ω)、反应时间1h的条件下,Al2O3回收率可达81.4%,赤泥的铝硅质量比降至1.06,赤泥中硅主要以KAlSiO4形式存在.溶出过程中添加CaO不能提高Al2O3溶出率.进一步回收溶出后赤泥中的K2O和Al2O3,终赤泥中K2O含量降至0.61%,Al2O3含量降至8.09%,Al2O3总回收率可达90.7%.     

高铝粉煤灰预脱硅碱溶提铝过程中的物相转变规律

采用化学分析和XRF、XRD、激光粒度仪、SEM、FT-IR分析技术,研究了高铝粉煤灰预脱硅及浓碱液提铝过程中的固相变化规律.结果表明,高铝粉煤灰经预脱硅及NaOH浓碱溶液溶出后,碱灰质量比大于6时,Al2O3的溶出率大于85%,尾灰中铝硅质量比降至0.21,铝硅选择性分离.预脱硅过程中莫来石相和刚玉相未被破坏,而所含无定型铝硅酸盐溶解形成羟基方钠石Na8Al6Si6O24(OH)2(H2O)2,并附着于颗粒表面导致中值粒径略有增加;浓碱溶液提铝过程中,莫来石及刚玉相完全溶解,形成规则柱状或杆状的NaCaHSiO4及类沸石1.2Na2O’0.8CaO’Al2O3’2SiO2’H2O,中值粒径减小.     

NaOH亚熔盐法处理拜尔法赤泥的铝硅行为

针对拜尔法赤泥铝/硅比偏高的问题,对NaOH亚熔盐法处理拜耳法赤泥过程中的Al, Si行为进行了研究. 考察了溶出温度、碱/泥比、添加CaO等主要因素对终赤泥化学成分和物相结构的影响. 结果表明,溶出温度高、碱/泥比大有利于Al2O3的回收,相应的终赤泥的铝/硅比较低. 在碱/泥比6、溶出温度230℃、时间2 h的条件下,氧化铝回收率可达79.22%,终赤泥的铝/硅比可降到0.39,终赤泥中的硅主要以NaCaHSiO4和Ca3(Fe0.87Al0.13)2(SiO4)1.65(OH)5.4形式存在. 在处理CaO/SiO2>1.2的拜尔法赤泥时继续添加CaO并不能继续提高Al2O3的回收率.     

Ti3SiC2/Al2O3复合材料的制备与性能研究

以TiC／TiO2/Si／Al／Ti等为主要原料，采用热压法原位合成Ti2SiC2／Al2O3复合材料，分别探讨了Al掺入量和工艺制度对Ti3SiC2/Al2O3复合材料物相、显微结构以及性能的影响。结果表明：原位合成制备的Ti3SiC2/Al2O3复合材料与传统方法合成制备的纯Ti3SiC2材料相比，材料的硬度和致密度均有很大的提高。     

Al2O3-SiO2-Na2O体系中制备莫来石连续纤维

以Al2O3、SiO2、Na2CO3粉末为原料,通过熔融拉丝法制备了莫来石连续纤维;通过X-ray衍射、扫描电镜、能谱及差示扫描量热法(DSC)等分析,讨论了莫来石纤维的形成过程及机理.实验表明,采用熔融法,从Si2-Al2O3-Na2O体系中能够制备出组织形态为针状的莫来石连续纤维,纤维的主晶相为莫来石和玻璃相;部分玻璃相在热处理过程中能够转变为莫来石晶相,从而进一步提高了纤维的耐火度.     

ZrO2—3Al2O3—2SiO2—Al2O3／SiCn纳—微米复相陶瓷的反应烧结技术

概述复相陶瓷和纳米陶瓷的主要内容和机理,介绍反应烧结ZrO3-3Al2O3-2SiO2-Al2O3/SiCn纳米复相陶瓷技术的研究内容,技术路线,工艺原理和发展前景。     

Fe3Al/Al2O3复合材料的凝胶注模成型工艺研究

机械合金化法制备Fe3Al粉,用凝胶注模成型的方法制备Fe3Al/Al2O3复合材料.结果表明,用凝胶注模成型工艺制备出了Fe3Al/Al2O3复合材料,分散剂MN可以显著提高浆料的固相含量,固相含量对浆料流变性有重要影响,10% Fe3Al/Al2O3坯体的微观结构最均匀.     

无机盐先驱体Al2O3-SiO2-ZrO2复合溶胶制备及稳定性研究

稳定的复合溶胶是制备良好的复合陶瓷膜的基础。笔者以无机盐Al(NO3)3、ZrOCl2.8H2O为前驱体,用正硅酸乙酯引入SiO2,采用溶胶—凝胶法分步水解制备了Al2O3-SiO2-ZrO2复合溶胶,并得出制备性能良好的AlOOH及SiO2-ZrO2溶胶的最佳工艺条件,通过对不同配比的复合溶胶进行研究,得出影响复合溶胶稳定性的主要因素是Si/Zr。     

Al2O3-SiO2-TiO2复合陶瓷膜的研制

本文用Sol-Gel法制备了掺杂TiO2、SiO2改性的γ-Al2O3膜,Al2O3-SiO2-TiO2混合溶胶的比例为:Al:Si:Ti=1:4:1(mol比),加入硝酸调节其pH值位1.2-2.5,可得到稳定的Al2O3-SiO2-TiO2溶胶。通过XRD分析,膜的相组成为非晶态SiO2、γ-Al2O3和Al4Ti2SiO12及TiO2,SEM分析膜主要特征为层状表面结构,平铺在支撑体上。研究发现添加剂、pH值、膜与基体之间的应力作用、浸渍时间、热处理过程对膜的形成的影响甚大。     

Na2O-Al2O3-Fe2O3系烧结过程中铝、铁的反应行为

以Al2O3, Fe2O3和Na2CO3为原料,对Na2O-Al2O3-Fe2O3系烧结过程中的反应行为进行了详细研究. 基于溶出率与时间、温度的关系,证明Na2O×Al2O3和Na2O×Fe2O3的生成反应动力学都服从Zhuralev-Lesokin-Tempelman模型,表观活化能分别为186.59和80.92 kJ/mol,表明Na2O×Fe2O3比Na2O×Al2O3在动力学上更易形成;Al2O3易与Na2O×Fe2O3反应形成Na2O×Al2O3和Fe2O3,在1273 K烧结30 min,所得熟料Al2O3溶出率达98.51%;Fe2O3对Na2O×Al2O3的形成有双重作用,在1273 K下可加速Na2O×Al2O3的形成,超过1323 K,促使Na2O×Al2O3分解成Na2O和b-Al2O3,且随着温度升高或时间延长,分解程度增高,从而导致熟料中Al2O3溶出率显著降低.     

亚熔盐溶出一水硬铝石型铝土矿过程中赤泥的铝硅行为

对NaOH亚熔盐溶出一水硬铝石型铝土矿过程中赤泥的Al, Si行为进行了研究,通过实验研究了溶出过程的反应温度、碱矿比、添加CaO等主要因素对赤泥成分和物相结构的影响. 结果表明,在相同碱矿比下,温度越高越有利于Al2O3的溶出. 在碱矿比为2、反应温度为180℃、反应时间为2 h的条件下,一水硬铝石完全溶出,赤泥中硅主要以Na8Al6Si6O24(OH)2(H2O)2和Na9Al9Si15O48(H2O)27的钠铝硅酸盐形式存在. 亚熔盐溶出过程中添加CaO并不能抑制Si进入溶出液中,甚至会降低Al2O3的溶出率. 但添加CaO可以减少碱的损耗,适于处理中等品位的铝土矿.     

NaOH-NaCl亚熔盐法活化含钾岩石制备SOD沸石

为了实现含钾岩石的高效利用,以NaOH-NaCl混合碱为助剂进行亚熔盐法活化含钾岩石的研究。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及滴定法对反应前后的产物组成进行分析。结果表明,含钾岩石活化的适宜条件为：m(NaOH)/m(potassic rocks)=0.7、m(NaCl)/m(potassic rocks)=0.7、m(H₂O)/m(potassic rocks)=1.0、反应温度160℃,反应时间120 min。在该条件下,K⁺浸出率可达92%,碱浓度下降至41wt%,低于常规亚熔盐体系的介质浓度,活化后产物为SOD沸石。通过分析合成后母液组成,设计母液的循环工艺,实现NaCl的循环利用。该法显著减少了亚熔盐活化含钾岩石过程中的碱用量,并实现矿石的高效活化,为含钾岩石的综合利用提供新途径。     

高硅铝比钾离子筛的合成及其对K+的交换性能

以NaA1O2、水玻璃为原料,KOH为碱源,利用水热法合成了高硅铝比钾离子筛.考察了硅铝比、碱度、模板剂、晶化温度和晶化时间对钾离子筛晶相结构、产率和交换容量的影响,通过X射线衍射、化学组成分析、扫描电镜、热重差热分析、Fourier红外光谱对样品进行了表征.结果表明:以四丁基溴化铵为模板剂,物质的量比为6.68K2O:19.3SiO2:1Al2O3:624H2O,120℃条件下合成12 h,获得的高硅铝比钾离子筛为钾型钙十字沸石,化学组成为Si21Al5.1K2.4Na2O55·8H2O;离子筛对纯钾溶液和海水中钾离子的交换量分别达123·22 mg/g和56.96 mg/g,对K+/Na+的选择性系数为95.46,可用于从海水中选择性分离钾盐.     

碱法提高铝硅矿物的铝硅比

采用NaOH溶液时铝硅矿物进行预脱硅处理,测出溶渣中SiO2和Al1O3的含量,计算得出渣中的铝硅比.考察液固比、溶出温度、溶出时间、碱浓度等因素对铝硅矿物溶出后渣中铝硅比的影响.实验表明,在液固比为40∶1、温度95℃、溶出时间3 h、40%碱浓度条件下,矿物的脱硅率可达55%以上.预脱硅后渣中铝硅比由0.89提高到...     

4A沸石合成工艺研究与产物表征

利用正交优选实验研究了硅铝比、钠硅比、水钠比、反应温度和反应时间等5个因素对水热合成4A沸石的影响,在此基础上还研究了超声波辅助水热合成4A沸石,利用XRD、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和钙离子交换能力对4A沸石进行了表征。正交优选实验结果表明:硅铝比是影响4A沸石钙离子交换能力的主要因素,其次是钠硅比和反应时间,水钠比和反应温度的影响最小;水热合成4A沸石的最佳工艺为以硅铝物质的量比为1.5、钠硅物质的量比为2.05、水钠物质的量比为150配制硅铝酸钠凝胶,于130℃下晶化5 h。通过水热合成及超声波辅助水热合成的4A沸石的对比表明:一定时间的超声波辅助水热合成更容易得到较高性能的4A沸石。     

亚熔盐法粉煤灰脱铝渣水热处理后碱含量的影响因素

以亚熔盐法处理粉煤灰的脱铝渣为原料,采用动态水热法分解脱碱,研究了不同A/S(Al2O3/SiO2质量比)、C/S(CaO/SiO2质量比)和不同脱铝溶出工艺对硅渣碱含量的影响. 结果表明,随脱铝渣A/S增加,碱含量先降低后升高,脱铝渣A/S为0.11,硅渣Na2O含量降至1.18%,适当的A/S有利于提高硅渣中含铝托贝莫来石的晶化程度;脱铝渣C/S为0.98,硅渣Na2O含量仅有1.31%,随脱铝渣C/S增加,硅渣碱含量增加,C/S过高会降低硅酸钠钙(NaCaHSiO4)的分解率,不利于生成含铝托贝莫来石相;溶出时间和停留时间较长的脱铝渣在脱碱过程中不易生成含铝托贝莫来石.     

添加物对MgO-ZrO2-C材料性能的影响

研究了Al和Si添加物对镁锆炭砖碳化烧成后膨胀性能的影响及机理。结果表明 :Al和Si在高温下氧化成Al2 O3和SiO2 ,继而与CaZrO3或用于稳定氧化锆的稳定剂反应 ,生成铝酸钙、MA、C2 S和M2 S,另外 ,C2 S和ZrO2 还发生了晶型转变。这一系列反应使试样产生很大的体积膨胀 ,从而破坏了制品结构。因此 ,与镁炭砖不同 ,Al和Si不但不能增强镁锆炭砖 ,而且使其结构破坏和耐侵蚀性降低。     

纳米Al2O3与SiO2在陶瓷釉料中的应用

将纳米Al2O3与SiO2材料应用于陶瓷面釉釉料中,其烧结温度比普通陶瓷面釉釉料烧结温度降低了30℃;并且釉层质量得到明显改善。该面釉釉料良好的性能源于纳米材料较大的表面积及高的烧结活性。     

准东煤灰提取氧化铝和白炭黑技术研究

为实现准东煤灰的绿色化综合利用,笔者研究设计了从准东煤灰中制取氧化铝和白炭黑的工艺流程,确定了最佳工艺条件,并通过SPSS双变量分析比较不同影响因素对提取率影响程度。试验采用准东煤--将军庙原煤,破碎并用马弗炉模拟煤粉炉静态燃烧方式制取灰样。准东煤灰的成分分析和元素分析表明:SiO2占48.84%,Al2O3占31.26%。参照标准制备灰样,对灰样进行SEM分析,发现粘黏性严重,因此试验前先进行机械研磨。采用煤灰与硫酸铵焙烧法制备氧化铝,工艺分为焙烧过程和酸浸过程。因滤液中含有大量杂质铁、钙等元素,采用pH调节法除杂并对除杂效果进行检验,检验结果为除杂率接近100%。从提铝渣中制备白炭黑分为碱浸过程和多次碳分过程。在提铝工艺焙烧过程中,通过提铝率变化曲线及节能角度确定了各因素的最佳试验条件为:焙烧温度600℃,焙烧时间60 min,焙烧配料比1∶6;在提铝工艺酸浸过程中,得到最佳试验条件为:酸浸温度60℃、酸浸时间20 min、H2SO4浓度0.2 mol/L、酸浸液固比50。从提铝渣制备白炭黑研究中,通过SEM观察到提铝渣疏松多孔,有利于进一步的提硅试验。通过XRD对提铝渣分析,得出提铝渣中含有大量硅、钙元素;用K值法(RIR法)求得提铝渣中Si含量及经提铝后的Si损失率为7.64%。得出碱浸过程最佳试验条件为:碱浸温度60℃、碱浸时间30 min、碱浸NaOH浓度3 mol/L、碱浸液固比70,此时Si提取率为99%。采用多次碳分法进行提硅能够满足不同硅含量纯度要求,得到最佳碱浸工艺条件为碳分pH=9.5、CO2通气速率24 m L/min、碳分NaOH浓度0.2 mol/L、碳分液固比80。通过双变量相关性分析,得到各因素对提铝率、SiO2提取率及H2SiO3沉淀率影响程度大小分别为:焙烧温度>焙烧时间>焙烧配料比,酸浸时间>酸浸温度>H2SO4浓度>酸浸液固比,碱浸液固比>碱浸温度>NaOH浓度>碱浸时间,碳分pH>碳分液固比>碳分NaOH浓度>CO2通气速率。通过经济性及可行性分析,说明提出的工艺能有效实现准东煤灰的绿色化综合利用。从提铝后的滤液中重新提取(NH4)2SO4,实现生产原料的再利用;碳分过程后的Na2CO3溶液可通过加入石灰苛化的方式实现NaOH可循环利用于提取工艺生产;本工艺除生产氧化铝和白炭黑外,还能获得Na2SO4等附加产品。