钙乙酸分离-三氯化铝浸取-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定地质样品中氟化钙

采用传统EDTA滴定法测定地质样品中氟化钙(CaF₂),操作过程复杂,涉及强碱、强酸等试剂用量大,滴定终点不易判断,严重影响了CaF₂的准确测定。采用钙乙酸分离碳酸钙(CaCO₃)、氧化钙(CaO)等杂质相钙,过滤后的滤渣用AlCl₃·6H₂O溶液浸取CaF₂,再使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定Ca,换算成CaF₂,最终实现了地质样品中CaF₂的测定。在选定的仪器条件下,试验探讨了乙酸(1+9)和钙乙酸分离杂质相钙的效果,以及样品粒度、钙乙酸浓度、水浴温度和AlCl₃·6H₂O溶液用量等关键因素对测定结果的影响。结果表明:使用乙酸(1+9)分离杂质相钙会使CaF₂溶失导致测定结果偏低,而使用钙乙酸分离杂质相钙可有效降低CaF₂的溶失;实验确定了样品粒度为0.106～0.074 mm,钙乙酸溶液(以Ca计)质量浓度为0.8 g/L,水浴温度为95 ℃,AlCl₃·6H₂O溶液用量为25 mL。校准曲线中Ca的线性范围为5.00～50.00 μg/mL,线性回归方程为I=462.13ρ+16.863,线性相关系数r为0.999 9; CaF₂检出限为5.1 mg/kg,定量限为16.8 mg/kg。按照实验方法测定具有代表性的典型实际地质样品中CaF₂,结果的相对标准偏差(RSD,n=7)为0.22%～0.44%。经实际地质样品分析和标准物质验证,CaF₂测定值与参考值/认定值相符。方法有效解决了地质样品前处理物相分离损失CaF₂、测定结果误差大、不宜批量生产等影响CaF₂快速准确测定的问题。     

钙乙酸分离-三氯化铝浸取-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定地质样品中氟化钙

采用传统EDTA滴定法测定地质样品中氟化钙(CaF₂),操作过程复杂,涉及强碱、强酸等试剂用量大,滴定终点不易判断,严重影响了CaF₂的准确测定。采用钙乙酸分离碳酸钙(CaCO₃)、氧化钙(CaO)等杂质相钙,过滤后的滤渣用AlCl₃·6H₂O溶液浸取CaF₂,再使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定Ca,换算成CaF₂,最终实现了地质样品中CaF₂的测定。在选定的仪器条件下,试验探讨了乙酸(1+9)和钙乙酸分离杂质相钙的效果,以及样品粒度、钙乙酸浓度、水浴温度和AlCl₃·6H₂O溶液用量等关键因素对测定结果的影响。结果表明:使用乙酸(1+9)分离杂质相钙会使CaF₂溶失导致测定结果偏低,而使用钙乙酸分离杂质相钙可有效降低CaF₂的溶失;实验确定了样品粒度为0.106～0.074 mm,钙乙酸溶液(以Ca计)质量浓度为0.8 g/L,水浴温度为95 ℃,AlCl₃·6H₂O溶液用量为25 mL。校准曲线中Ca的线性范围为5.00～50.00 μg/mL,线性回归方程为I=462.13ρ+16.863,线性相关系数r为0.999 9; CaF₂检出限为5.1 mg/kg,定量限为16.8 mg/kg。按照实验方法测定具有代表性的典型实际地质样品中CaF₂,结果的相对标准偏差(RSD,n=7)为0.22%～0.44%。经实际地质样品分析和标准物质验证,CaF₂测定值与参考值/认定值相符。方法有效解决了地质样品前处理物相分离损失CaF₂、测定结果误差大、不宜批量生产等影响CaF₂快速准确测定的问题。     

含钙乙酸分离-熔融制样-X射线荧光光谱法测定萤石中氟化钙

萤石的主要成分为氟化钙，其含量是决定矿石品级的主要指标。采用X射线荧光光谱法(XRF)测定氟化钙时，萤石中的碳酸钙及其他氟化物均会对其产生干扰，从而影响测定结果。采用含钙乙酸(含0.02 mol/L Ca²⁺)溶解萤石，过滤后保留残渣，残渣灰化灼烧至恒重，用质量校正系数法进行酸溶减量校正，以钙谱线为分析谱线，建立了一种XRF测定萤石中氟化钙的方法。实验表明，以四硼酸锂和偏硼酸锂的混合物(m_四硼酸锂∶m_偏硼酸锂=7∶3)为熔剂，控制熔剂与样品的稀释比为20∶1,以溴化铵溶液为脱模剂，于熔样机上650℃预氧化5 min、1 100℃摇动熔融8 min,可制备均匀、透亮的熔片。选用萤石标准物质及人工合成校准样品绘制校准曲线，校准曲线中氟化钙的含量范围为12.17%～94.91%(质量分数，下同),相关系数为0.999 8,方法的检出限为0.21%。按照实验方法测定萤石标准物质和实际样品中氟化钙，结果的相对标准偏差(RSD,n=6)均小于1.0%。分别按照实验方法和GB/T 5195.1—2017规定的EDTA滴定法测定8个萤石...     

组分对100 t LF高碱度精炼渣粘度和TC80钢脱硫的影响

试验研究了组分对碱度3~5的LF精炼渣(/%:37.5~54.8CaO,9.8~18.2SiO2,20~30Al2O3,4~10MgO,3~10CaF₂)粘度的影响。结果表明,CaF₂和Al₂O₃对渣粘度影响较大,碱度和MgO对粘度影响较小。随着CaF₂含量的增加,渣粘度先降低后增加;随着Al₂O₃含量的增加,渣粘度逐渐降低。渣中Al₂O₃含量为20%,CaF₂≥6%或渣中Al₂O₃含量为25%,CaF₂≥3%时,1500℃渣的粘度值低于0.5 Pa.s。试验得出粘度较优组分为4~5R,25%~30%Al₂O₃,6%~10%MgO,3%~6%CaF₂。100 t LF精炼TC80钢生产试验表明优化后精炼渣将钢水中的硫由0.020%脱至0.005%以下,脱硫率从优化前的72%提高至84%,LF精炼终点平均T[O]为14×10^-6。      

CaF2和Al2O3对KR脱硫剂性能的影响研究

为降低钢中有害杂质硫元素含量，KR脱硫法广泛应用于钢铁企业生产低硫钢，脱硫剂对脱硫效果影响尤为关键。基于单纯形格子法，综合FactSage 8.1热力学软件、半球点熔点仪、旋转黏度计、渣-金接触试验等，分析了CaO-Al₂O₃-SiO₂-CaF₂-MgO渣系组分对脱硫剂的液相线温度、硫容量、脱硫剂消耗量、熔化温度、黏度、脱硫率的影响规律。结果表明，脱硫剂液相线温度随CaO含量增加而增加，随CaF₂含量增加而降低；脱硫剂硫容量随CaO含量增加而增加，随Al₂O₃和CaF₂含量增加而降低；增加CaF₂和Al₂O₃含量，当脱硫剂中SiO₂含量低时，脱硫剂消耗量及熔化温度变化不大，而当SiO₂含量高时，脱硫剂消耗量大幅增加，熔化温度明显降低；熔化温度为1 400～1 424℃、w(SiO₂)...     

结晶器保护渣吸收TiO2夹杂物的动力学研究

碱度0.85、CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO-Na₂O-CaF₂为基本渣系,采用旋转动力学方法研究了TiO₂棒的旋转角速度(50～120)r/min,碱度(0.7～1.15),熔渣温度(1300～1480℃),TiO₂(0～12%),CaF₂(5%～15%)对保护渣吸收TiO₂速率的影响。结果表明,分别随温度升高,碱度增加,TiO₂含量降低和CaF₂含量增加,使TiO₂在渣中的溶解速率升高,其中温度和碱度的影响最显著。TiO₂溶解的限制性环节是扩散过程,溶解过程的活化能为130.9kJ/mol。     

CaCO3微粉对锆酸钙性能的影响

以Ca（OH）₂和m-ZrO₂为原料，按物质的量1:1进行配料，添加不同质量分数的CaCO₃微粉，混料均匀后压样，经1600℃保温3 h后制备得到锆酸钙（CaZrO₃）。利用显气孔体密测定仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X'Pert plus图象处理软件分析CaCO₃微粉对锆酸钙材料烧结性能、物相组成及微观结构的影响。结果表明:当没有添加CaCO₃微粉时，试样烧结前后线收缩率为8.23%，体积密度为3.40 g·cm-3，显气孔率为14.5%，CaZrO₃晶粒尺寸为4.08μm；当加入质量分数为8% CaCO₃微粉时，试样烧结前后线收缩率为14.89%，制备锆酸钙体积密度为4.02 g·cm-3，显气孔率为8.6%，CaZrO3晶粒尺寸为5.45μm；由此可见，添加少量CaCO₃微粉有利于锆酸钙烧结致密性和晶粒长大。     

含氟连铸保护渣黏度检测与预测模型

采用旋转柱体法对不同类型的含氟连铸保护渣黏度进行检测,并基于Arrhenius方程通过非线性回归分析建立了新的黏度预测模型,分析了组分变化对黏度的影响。结合模型计算和实验检测,建立了CaF₂?Na₂O?Al₂O₃?CaO?SiO₂?MgO渣系的等黏度图。结果表明,与传统的含氟连铸保护渣黏度预测模型相比,该模型计算的偏差在10%以内,当渣中w（CaF₂）超过20%时,偏差逐渐增大,主要由于氟化物挥发造成炉渣成分变化,最终黏度实测值与炉渣初始成分不符,造成模型无法对黏度有效预测。此外,研究发现,CaF₂的增加能显著降低炉渣黏度,而Al₂O₃和Na₂O对黏度的影响受CaF₂含量的限制。当w(CaF₂)>17%,炉渣黏度随Al₂O₃含量增加而减小,当w(CaF₂)<17%,Al₂O₃的增加使炉渣黏度显著增大;当w(CaF₂)>11.5%,炉渣黏度随Na₂O含量增加显著下降,当w(CaF₂)<11.5%,Na₂O含量变化对黏度的影响并不明显。此外,该等黏度图表明低黏度区w(CaF₂)接近14%。通过调整等黏度图中各组分比例,可以改善保护渣的黏度和流动性,供钢铁工业应用。      

CaF2-Al2O3-MgO-CaO电渣重熔渣系成分与性质演变行为

电渣重熔过程熔渣成分变化使其性质发生改变，将影响重熔工艺顺行和铸锭质量。针对CaF₂-Al₂O₃-MgO-CaO电渣重熔渣系，研究氟化物挥发导致的熔渣成分变化规律，分析随成分变化熔渣结晶行为及流动性质的演变规律。研究结果表明，在电渣重熔过程因氟化物挥发造成熔渣中CaF₂和Al₂O₃含量下降，CaO含量上升，而MgO含量基本保持不变。随熔渣成分变化，渣层中析出的CaF₂晶体由点状或球状变为块状或条状，MgO·Al₂O₃晶体由球状变为树枝状，作为主要析出相的铝酸钙晶体由CaO·6Al₂O₃变为CaO·2Al₂O₃并最终变为12CaO·7Al₂O₃。生产中结晶器上部的渣皮更易发生分层结晶现象，析出相中靠近熔池侧主要为CaF₂晶体，靠近结晶器侧主要...     

电感耦合等离子体原子发射光谱法用于甘肃某矿区蓝晶石的物相分析

蓝晶石物相分析单纯采用化学分析无法满足地质要求，必须根据不同矿石成分进行实验。根据甘肃某矿区蓝晶石与其伴生矿物的组成特点，实验选择甘肃某矿区具有代表性的3个蓝晶石，前期采用立体双目显微镜挑选出蓝晶石单矿物，运用SY/T 5163—2018《沉积岩中黏土矿物和常见非黏土矿物X射线衍射分析方法》确定蓝晶石单矿物的性质与组成。蓝晶石经HF冷溶分解、过滤，残渣用Na₂O₂熔融，酸化后移至容量瓶中，再分取适量溶液于25 mL容量瓶中，介质为10%HNO₃。在分析谱线Al 308.215 nm处，使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定Al₂O₃,再计算出蓝晶石的含量，从而建立了ICP-AES测定甘肃某矿区蓝晶石物相分析的方法。方法中Al₂O₃校准曲线的线性相关系数为0.999 9;检出限为0.002 3%,定量限为0.012%。按照实验方法测定模拟校准样品中蓝晶石，结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为2.7%;加标回收率为9...     

碳酸钙在转炉粗炼钢中的脱磷行为

钢铁企业通过实践发现，在转炉出钢过程中向钢液添加CaCO₃可以有效降低钢中磷含量。为了解此过程中脱磷机制，采用CaCO₃、MgCO₃和CO₂等试剂对转炉粗炼钢进行了模拟脱磷实验，并结合热力学计算，揭示了CaCO₃的脱磷机制。结果表明，上述3种试剂都具有脱磷作用，其中CaCO₃的脱磷效果最好。MgCO₃分解产生的MgO不具备脱磷作用，其主要依靠分解产生的CO₂进行脱磷。CO₂与钢液反应的实验结果进一步证明了CO₂具有脱磷能力。CaCO₃脱磷是其分解产物CaO和CO₂共同作用的结果。CaO会与钢液中的磷结合生成富磷相(CaO-P₂O₅-FeO_x)存在于渣中；CO₂在搅拌钢液的同时还会氧化钢液中的磷，其脱磷产物为气态P₂O<...     

电铝热法冶炼钒铁渣熔化性能

利用Fact Sage热力学软件Phase Diagram和Equilib模块分别计算了CaO含量对CaO-Al₂O₃-22% MgO-1% SiO₂-2% FeO系液相线的影响以及CaO、调渣剂CaF₂和B₂O₃单独或复合添加对Al₂O₃-MgO-25% CaO-1% SiO₂-2% FeO系1700℃液相量的影响.通过差热分析测定了现场实验炉渣的熔化开始温度和结束温度,验证了理论计算变化规律.结果发现:电铝热法生产FeV的炉渣中CaO质量分数应该控制在25%左右,此时熔化性能较好;调渣剂CaF₂的调渣效果好于B₂O₃,且Al₂O₃/MgO质量比较高时二者不能复合使用;考虑到工业应用效果和环境保护,CaF₂添加量应控制在2%~5%.      

组分和粒度对高碱度精炼渣半球熔点和熔化速率的影响

使用CQKJ-Ⅲ矿渣熔化温度测定仪和MTLQ-RD-1300半球熔点熔速综合测定系统,通过正交实验研究碱度、BaO(6%~14%)、CaF₂(0~10%)和Al₂O₃(18%~28%)对基础精炼渣系CaO-SiO₂-Al₂O₃一MgO-CaF₂半球熔点(熔化温度)和熔化速率的影响。结果表明,对高碱度精炼渣熔点的影响因素为CaF₂、BaO、Al₂O₃、碱度(R)依次减弱;对熔速的影响因素为碱度(R)、Al₂O₃、CaF₂、BaO依次减弱,提高精炼渣碱度同时添加适量的Al₂O₃可以降低精炼渣的熔点和提高熔速,BaO、CaF₂的加入也能不同程度的降低精炼渣的熔点,提高精炼渣的熔速;当碱度为4~5,BaO 10%~14%,Al₂O₃ 23%~28%,CaF₂ 5%~10%时,精炼渣的熔点比较低(约1340℃),熔速比较大(熔化时间＜50 s);减小高碱度精炼渣的粒度可以降低熔渣的熔点和提高熔化速率。     

精炼渣组成对钢渣硫分配比的影响

采用二次正交回归实验设计方法在中频感应炉内进行碱度R(CaO/SiO₂)2～7的CaO-SiO₂-MgO- Al₂O₃精炼渣系的脱硫实验,建立渣系组分与钢-渣硫分配比Ls关系的数学模型,实验渣碱度、渣指数MI (R:Al₂O₃)、CaF₂、MgO和FeO含量对硫分配比Ls的影响。结果表明,渣碱度R 3.5～5.0、渣指数MI 0.25～0.40时脱硫效果较好;精炼渣最佳组分为(%):9CaF₂、8MgO、13Al₂O₃、<0.5FeO,R值=4。     

铝镇静钢连铸保护渣对Al2O3夹杂物的吸收能力

釆用Al₂Q₃溶解速率测定仪测定了 CaO-SiO₂-Na₂O-CaF₂-Al₂O₃-MgO连铸保护渣系的抱@溶解 速率。通过建立Al₂O₃溶解速率和渣成分关系的回归正交设计模型,精确预测铝镇静钢连铸保护渣的夹杂物 吸收能力,并通过建立的非线性规划模型对该保护渣进行优化设计。结果表明,在CaO/SiQ = 1.15,Na₂CO₃0.0%,CaF₂ 20.0%,2.0%, MgO 8.0%时,连铸保护渣的溶解速率的最大值为1.73 x 10^-3 kg·m^-2 ·s^-1     

电感耦合等离子体原子发射光谱法快速测定萤石矿中氟化钙

样品先经稀乙酸浸取,过滤后的残渣再用AlCl₃溶液提取,然后用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定了提取液中的氟化钙含量。在选定的仪器条件下,进行了AlCl₃和F^-的干扰试验,结果显示AlCl₃对Ca的测定存在影响,可采用在标准溶液中加入AlCl₃进行基体匹配后测定。经标准物质验证,方法准确度和精密度较高,萤石矿标准物质中氟化钙的测定值与认定值相符,相对标准偏差(n=6)小于1%。与传统分析方法相比,本法操作简单、快速,适合萤石矿中氟化钙含量的快速测定。     

一种石灰系复合脱硫剂组分的定量分析方法探讨

以钢厂现场使用的一种石灰系复合脱硫剂为研究对象,采用X射线衍射定量分析的内标法、添加标样法和K值法分别对脱硫剂中CaF₂含量进行了测定,同时利用热重分析法对脱硫剂中CaCO₃和Ca(OH)₂含量进行了定量分析,进而求得CaO含量。分析结果表明：这种多设备联用的物理检测手段能从物相上对脱硫剂的组成进行全面的定性和定量分析,准确度可靠,具有较强的实用性,能有效弥补化学分析方法在物相检测方面的不足,对脱硫剂的改性研究和完善脱硫剂等原辅材料的检测方法有一定参考价值。     

新型自润滑模具材料的制备和高温性能研究

以铁镍基合金为基体, 添加硬质相Cr₂O₃及固体润滑剂CaF₂, 利用粉末冶金工艺制备了高温自润滑热锻模具材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及显微硬度计, 研究了烧结工艺对铁镍基自润滑材料力学性能的影响, 分析了Cr₂O₃和CaF₂对铁镍基自润滑材料烧结性能的影响, 并得到了最佳烧结工艺。结果表明: 当烧结工艺为1320℃、保温2 h时, 制备得到的铁镍基自润滑材料力学性能优越; 硬质相Cr₂O₃质量分数从0增加到30%, 试样相对密度下降4.0%, 硬度从HV 227.3增加到HV 342.8;固体润滑剂CaF₂质量分数从0增加到10%, 试样相对密度和硬度均下降; 通过600℃摩擦磨损实验发现, 随CaF₂质量分数的增加, 试样摩擦系数和磨损率先降低后升高; 当添加质量分数20% Cr₂O₃和8% CaF₂时, 自润滑模具材料的综合性能最佳。     

电渣重熔过程ANF-6渣Al2O3选分结晶对渣皮成分和组织的影响

分析和检测了MC5钢7.6 t锭总渣量310 kg ANF-6渣系（/%:69.14CaF₂,29.51Al₂O₃,0.54CaO,0.83SiO₂）电渣重熔（ESR）过程中渣头、渣皮形成过程、成分和结构。结果表明,ESR后渣中CaF₂和Al₂O₃含量明显降低,CaO、SiO₂含量明显增高;ESR渣皮最外层是急冷层,中间层是选分结晶层,Al₂O₃含量明显高于初始值,第3层是共晶层;渣皮在不同高度的平均成分存在明显差异,其中中部渣皮Al₂O₃含量明显高于初始值。     

基于挥发影响的CaF2-Al2O3二元相图测定与解析

 为实现对CaF₂-Al₂O₃二元相图做出有效测定与评价,首先利用FactSage软件计算和熔点测试绘制了CaF₂-Al₂O₃二元相图,共晶点成分为10%Al₂O₃-90%CaF₂(质量分数),共晶温度为1 340 ℃。通过热重-差热试验发现,该二元体系升温过程存在明显失重和吸热,温度达到1 500 ℃时,90%CaF₂-10%Al₂O₃的试样失重率可达27%,失重主要是CaF₂挥发,并伴随明显吸热峰。基于失重及挥发反应,对熔点测定过程进行成分修正,得到新的CaF₂-Al₂O₃二元相图,共晶点成分为12%Al₂O₃-88%CaF₂(质量分数),共晶温度为1 340 ℃。最后,通过荧光分析对熔化后的渣样进行成分检测,结果与新的相图基本吻合。研究结果对含易挥发组元炉渣熔点测定及相图的绘制和解析具有参考价值。