铁粉矿在HIsarna工艺中预还原行为的研究

通过高温实验与理论分析研究了铁粉矿颗粒在高温下的热分解和熔化行为,以及熔化后气体与熔融粉矿液滴之间的还原动力学.当温度高于FeO熔点且产物层中有FeO生成时,铁粉矿颗粒会出现熔化现象.还原反应前210 ms伴随着剧烈的热分解反应,主要是Fe_2O_3分解成Fe_3O_4.熔化后的铁粉矿颗粒产物层是液态的FeO,颗粒中心是未反应的固态Fe_3O_4,还原反应发生在颗粒表面.Fe~(3+)在产物层中的扩散是还原反应的限制性环节,通过计算得到气体与熔融铁粉矿颗粒还原反应的表观活化能约为141 kJ/mol.     

金属催化剂对Fenton试剂活性的影响因素分析

在分析Fenton氧化法作用机理的基础上,研究了金属催化剂Fe~(2+)/Fe~(3+)对Fenton试剂活性的影响。结果表明:Fe~(2+)和Fe~(3+)对Fenton试剂活性均具有催化作用,Fe~(2+)催化作用远大于Fe~(3+)催化作用;在H_2O_2投加量为12 mmol/L,反应温度为25℃,反应时间为25 min条件下,[Fe~(2+)]/[H_2O_2]的物质的量比为1∶10时,焦化含酚废水COD去除率最高达到90.2%(质量分数);在光照特别是紫外线协同作用下,Fe~(2+)和Fe~(3+)活性增大,且Fe~(3+)的活性增强趋势明显高于Fe~(2+)。     

流动3.5%NaCl溶液中Cr对低合金钢锈层还原行为的影响

利用电化学极化曲线、EPMA、XRD以及XPS等方法,研究了3.5%(质量分数)NaCl流动溶液中碳钢及含Cr钢锈层的还原行为。试验结果表明,含Cr钢的腐蚀失重小于碳钢。随着腐蚀的进行,试验钢锈层中Fe~(3+)参与了阴极还原反应。Cr元素以Cr~(3+)的形式富集于试验钢内锈层中,提高了腐蚀过程中试验钢的自腐蚀电位,抑制了锈层中Fe~(3+)的还原,使内锈层中Fe_3O_4含量降低,降低了由于锈层还原造成的基体腐蚀。并且,锈层还原作用受到抑制降低了锈层的导电性,使锈层还原O_2的能力降低,进一步降低了基体的腐蚀。所以,在流动3.5%NaCl溶液中,Cr元素主要通过抑制电化学阴极反应改善试验钢的耐蚀性。     

光学碱度在钢铁冶金研究中的应用

阐述光学碱度的概念及理论光学碱度的计算方法,计算了 MO—MCl_2—Fe_xO 渣系的理论光学碱度,研究了理论光学碱度与磷容、Fe~(2+)/Fe~(3+)、同质异能移的关系。发现 MgO-MgF_2、Na_2O—NaF、BaO—BaF_2系的 logCpo_4~(3+)与理论光学碱度呈线性关系。CaO—SiO_2—Fe_2O_3系中 log(Fe~(2+)/Fe_2~(3+))随理论光学碱度的增加而下降。MO—MX_2—Fe_2O_3系中同质异能移与理论光学碱度亦呈线性关系。     

MgO在球团矿中赋存形式的研究

本文利用X射线衍射和穆斯堡尔谱学方法,研究了MgO在球团矿中的赋存形式。由研究得到,Mgo的加入使球团矿中的磁铁矿相量增加。进入磁铁矿中的Mg~(2+)占据尖晶石的八面体B晶位,但Mg~(2+)取代Fe~(2+)不是当量的,在B位存在着严重的阳离子空位。由此含镁磁铁矿的化学式为Fe·(Fe_(2-x-y),Mg_x)O_4,(x,y>0),其中x,y值取决于球团矿的化学成分及工艺条件。这种结构的变化决定了含氧化镁球团矿的性能。     

绿松石中亚铁和高铁的测定

绿松石[1]为含铜、铝的磷酸盐矿物。化学式为CuAl_3[PO_4](OH)_8·4H_2O或CuO·3Al_2O_3·2P_2O_5·8H_2O。主要元素含量:CuO=9.78％、Al_2O_3=37.60％、P_2O_5=34.90％、H_2O~+=17.72％。Fe_2O_3最高可达20～21％,但一般不高。由于绿松石中少量铜能被FC~(2+)、Ca~(2+)、     

三氯化钛还原—重铬酸钾滴定法测定铁酸钙中Fe_2O_3

试样以硫磷混酸溶解后,加盐酸铁转化为氯化铁,用Sn Cl_2预还原大部分Fe~(3+)为Fe~(2+),再用Ti Cl_3定量还原剩余的Fe~(3+)为Fe~(2+),以钨酸钠为指示剂指示还原终点;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,计算出试样中Fe_2O_3的含量。该方法简便、快速,分析结果准确稳定,RSD≤0.001 8%。     

弱磁性赤铁矿表面磁化研究

通过调整矿浆pH值,添加铁离子,合成Fe_3O_4,使其吸附在赤铁矿表面,从而使赤铁矿表面磁化。进行了Fe~(2+)和Fe~(3+)离子的用量、两种离子的比值等条件试验。结果表明,在60℃时,磁化效果最好,当亚铁离子浓度0. 021 mol/L,氨水浓度1. 0 mol/L,恒温搅拌8 min,赤铁矿的磁选回收率由70. 86%提高到83. 39%。通过扫描电子显微镜等检测手段,发现有Fe_3O_4晶粒在赤铁矿表面生成,使赤铁矿磁化,通过XPS分析证明赤铁矿表面有粒子Fe_3O_4生成。     

铁矿石中褐铁矿的测定

褐铁矿的测定在找矿地球化学研究中具有重要意义。 褐铁矿,或名水针铁矿,化学式Fe_2O_3·H_2O·nH_2O,通常是指的一类矿物,其代表性矿物主要有针铁矿(Fe_2O_3·H_2O)以及黄针铁矿(Fe_2O_3·2H_2O)、多水褐铁矿(Fe_2O_3·3H_2O)和夹状褐铁矿(Fe_2O_3·4H_2O)……等。     

Fe~(3+)、Fe~(2+)对白云石、高岭土、石英浮选行为的影响研究

在油酸钠体系下,考察了Fe~(3+)、Fe~(2+)随着pH值的变化对白云石、高岭土、石英纯矿物浮选的影响,以及在最佳pH值条件下Fe~(3+)、Fe~(2+)添加量对矿物浮选的影响;并分析了Fe~(3+)、Fe~(2+)对Zeta电位的影响作用。结果表明,白云石在油酸钠体系中有较好的浮选特性,且条件因素影响不显著;高岭土在油酸钠溶液中浮选回收率最高可达80%,在Fe~(3+)、Fe~(2+)参与的强酸强碱环境下几乎没有可浮性,Fe~(3+)一定程度上活化了高岭土,而Fe2+则起到了抑制作用;石英的可浮性较差,加入Fe~(3+)、Fe~(2+)后经调节pH值均能使石英的最佳回收率达到90%以上;Zeta电位测试证实了浮选实验的结果,说明Zeta电位的变化与回收率存在一定的内在关系。     

1723K下熔渣中Ni~(2+)和Fe~(2+)离子共存时的电化学行为

利用MgO部分稳定的ZrO_2固体电解质管集成构建以Pt,O_2(空气)|ZrO_2作为参比电极的新型可控氧流电解池,采用循环伏安CV、方波伏安SWV、恒电位电解PE等方法,并结合热力学计算与显微观察、能谱分析,研究1 723K高温下SiO_2-CaO-MgO-Al_2O_3熔渣中共存的Ni~(2+)、Fe~(2+) 离子在Ir电极上的电化学行为。结果表明:熔渣系中FeO与NiO之间存在较弱的相互作用,但镍离子以Ni~(2+)存在,铁离子基本以Fe~(2+) 存在。进行方波伏安分析时,Ni~(2+)、Fe~(2+) 离子的还原峰电流对频率呈现不同的规律。Ni~(2+)在Ir电极上的电化学还原是扩散控制的一步两电子转移反应过程;Fe~(2+) 到Fe的电化学还原也是一步两电子转移反应过程,但Fe~(2+) 的还原明显受到Ni~(2+)还原的影响。基于循环伏安法,计算得到NiO、FeO的质量分数分别为3%、5%的熔渣中Ni~(2+)离子在1 723K下的扩散系数为(9.2±0.2)×10-6cm2/s。     

烧结矿的岩矿相分析

本文以岩矿鉴定方法为主要手段,分析首钢实验高炉烧结矿在高炉内的微观变化.1. 入炉前的烧结矿入炉前烧结矿的化学分析与矿物组成见表1.烧结矿中Fe_3O_4与硅酸盐渣相形成粒状结构,与CaO·Fe_2O_3形成熔蚀结构,从而得到很好固结.Fe_2O_3多集中在烧结矿的边缘和孔洞周围,见图1.2. 铁矿物还原2.1 在显徽镜下对炉内烧结矿依次诸层各点进行观察,全面得到Fe_2O_3、CaO·Fe_2O_3、Fe_3O_4、     

Room temperature ferromagnetic property of Fe-Y(Fe:Y-6.5) composite oxide nano-cluster via an extremely easy and scalable method

A novel Fe-Y composite oxide(Fe:Y-6.5) nanocluster was synthesized by self-assembly approach.The α-Fe_2 O_3 and cubic-Y_2 O_3 nanocrystalline with diameter around 10 nm are homogeneously assembled to form a cluster architecture which are constituted of Fe_(6.5)Y composite oxide particles.Additional oxygen vacancies are introduced with cubic-Y_2 O_3,and the oxygen vacancies as Fe~(3+)-V_0-Y~(3+) between α-Fe_2 O_3 and cubic-Y_2 O_3 nanocrystalline are generated by self-assembly process.Magnetic hysteresis loops recorded by vibrating sample magnetometry at 273 K display a ferromagnetic order,related to the fact that Fe~(3+)-Vo-Y~(3+) act as defect centers in the bound magnetic polaron model for Fe-Y composite oxide nanomaterial.The ferromagnetic prope rties are proportional to oxygen vacancy co ntents,and maximum magnetization(M_m) value of the nano-cluster reaches 5.14 A·m~2/g.     

蛇纹石硫酸法浸出MgO的热力学研究

本文通过对蛇纹石硫酸浸出过程中的热力学计算,分析了浸出MgO过程中各种矿物与酸的反应活性,及温度对各种矿物浸出的影响.结果表明,蛇纹石中主要矿物Mg6[Si_4O_(10)](OH)_8极易与硫酸反应;铁矿物中的FeO、FeO·SiO_2和FeCO_3易与硫酸反应,Fe~(2+)的析出将不利于Mg~(2+)的分离;磁黄铁矿FeS与硫酸有一定的反应;铝矿物Al_2O_3高温时不易与稀硫酸反应,低温时易与稀硫酸发生反应;而Fe_2O_3、黄铁矿FeS_2和黄铜矿CuFeS_2则不会与稀酸反应,它们的存在不影响Mg~(2+)的分离.     

软磁Mn-Zn铁氧体纳米晶的低温自蔓延合成及表征

采用低温自蔓延方法合成了Mn-Zn铁氧体纳米晶,EDS测试结果表明该纳米晶的化学式为(MnZn)_(0.5)Fe_2O_4。由ESR谱图求得其g值为9.9560,远大于自由电子的g值(g_e=2.0023),这主要由Mn~(2+),Fe~(3+)的3d~5半充满价电子层结构和它们在尖晶石型晶胞(MnZn)_(0.5)Fe_2O_4中的磁矩偶合作用所致;XRD测试结果显示该Mn-Zn铁氧体纳米晶结晶良好。TEM测试结果表明该Mn-Zn铁氧体纳米晶粒径较均匀,晶粒粒径为10～20 nm,与由Scherrer公式算得的晶粒尺寸16.9 nm较吻合。     

RH精炼用无铬刚玉-尖晶石砖侵蚀机理研究

以电熔白刚玉、烧结刚玉、电熔镁铝尖晶石、金属铝粉、硅粉为原料,制备金属复合刚玉-尖晶石不烧砖,并在RH精炼炉下部槽中进行现场试用。结果表明,用后残砖由外向内可依次划分为侵蚀层、增强相层和原砖层。经分析表明,侵蚀层厚约1cm,Fe以FeO和Fe_2O_3两种形式存在,其中FeO与Al_2O_3反应生成了铁铝尖晶石固溶体(Al_(15.44)Fe_(6.16)Mg_(2.32)O_(32));增强相层形成了粒径约2um的尖晶石结构的Mg-Al-O-N固溶体及片状21R-AlN多型体(SiAl_6O_2N_6)增强相,并对其形成机理进行研究。     

白云鄂博稀土尾矿催化CO还原NO实验研究

针对稀土尾矿催化CO还原NO进行实验研究。实验结果表明,稀土尾矿能有效催化还原NO,且脱硝率随着反应温度的升高和碳氮比的增加而增加。稀土尾矿在中高温段的脱硝率高于纯物质CeO_2、Fe_2O_3、Fe_2O_3/CeO_2和5Fe_2O_3/CeO_2;H_2-TPR测试表明,稀土尾矿在800℃以上出现的还原峰也高于这4种纯物质。XRD分析表明稀土尾矿的主要矿相在脱硝反应前后没有变化,但各矿相特征峰的强度下降,氟碳铈矿特征峰消失。SEM图像显示脱硝反应后稀土尾矿中出现裂缝和孔隙。EDS分析表明,稀土尾矿单一颗粒中存在多种金属元素的重叠区。XPS分析结果表明稀土尾矿脱硝后Fe~(3+)和Ce~(3+)的比例增加。当反应温度为900℃,碳氮比为4∶1时,稀土尾矿的脱硝率为98%。     

N_(235)净化稀土溶液废水净化回用的研究

以稀土分离工艺中产生的含Zn~(2+)、Fe~(3+)的N235废水为研究对象,在控制pH=8的条件下,使用氢氧化钠为沉淀剂将Zn~(2+)和Fe~(3+)同时去除;通过优化工艺条件,将去除了Zn~(2+)和Fe~(3+)的废水酸化后重新返回生产工序,实现了废水的有效回用。废水中所含的氯化钠会影响其对N235中Zn~(2+)和Fe~(3+)的洗涤效果,但所得的氯化稀土产品质量完全符合技术要求。     

响应面优化芬顿法脱除硫酸锰溶液中残余有机物

采用芬顿法氧化脱除硫酸锰溶液中残余的有机物。通过基于Box-Behnken设计的响应面法对初始pH值、Fe~(2+)离子投加量和H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比的工艺参数进行研究并优化,以COD脱除率为响应值。结果表明:Fe~(2+)离子投加量对COD脱除率的影响最显著,H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比次之,初始pH值最小;在Fe~(2+)的投加量为29.47 mmol/L,H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比为5.00,初始pH值为3.11的条件下,COD脱除率可达74.50%,与响应面模型预测值误差小于2%。证明利用芬顿反应脱除硫酸锰溶液中残余有机物的方法是可行的。     

皂化P507对Fe~(3+)和Fe~(2+)的萃取行为

研究了皂化P507对Fe~(3+)和Fe~(2+)的萃取行为,考察了萃取相比、料液pH、Fe~(3+)质量浓度等因素对萃取的影响。结果表明:氨皂化后的P507对Fe~(3+)有很强的萃取能力;在相比Vo∶Va=3∶1、料液pH为0~2、Fe~(3+)质量浓度0.7g/L条件下,Fe~(3+)萃取率接近100%;但在料液pH≥1.5条件下,部分皂化P507进入下层水相形成水包油型乳化物,导致乳化现象发生;部分Fe~(3+)水解后被皂化P507萃取;皂化P507对Fe~(2+)的萃取过程没有出现乳化现象,Fe~(2+)萃取率随料液pH降低及Fe~(2+)质量浓度升高而降低;P507对Fe~(3+)的萃取能力大于对Fe~(2+)的萃取能力。