真空碳热还原过程中喷料问题的解决

针对真空碳热还原过程中。粉状物料出现的喷料现象，我们通过用焦煤代替石墨粉和在还原工艺前增加真空焦结工艺的方法，使之得以成功解决。而且实验证明了此法是行之有效的。     

钛精矿碳热还原制备碳氮化钛的研究

以钛精矿和石墨为原料,在氮气气氛下通过碳热还原法制备出碳氮化钛(Ti CN)粉体。结合XRD、SEM、化学成分分析和TG-DSG综合热分析研究了配碳量及反应温度对钛精矿碳热还原进程的影响。研究结果表明,配碳量的增加影响逐级还原反应温度以及反应总失重,当配碳量达到23%时碳氮化钛产物中出现游离碳。钛精矿碳热还原过程中铁氧化物优先还原,钛氧化物经逐级还原形成Ti CN,还原顺序为Ti O2→Ti4O7→Ti3O5→Ti N→Ti(C,N,O)→Ti CN。得到的碳氮化钛粉体呈微米级不规则形状。     

碳热还原电熔法制备高纯碳化硼

介绍了B4C的主要应用及采用先进的碳热还原电熔法制备高纯B4C晶体的方法。     

低价氟化铝歧化分解提取铝的试验研究

本文利用铝的低价氟化物（AIF）在高温下存在．温度降低后不稳定，容易分解得到金属铝的特性。在一定真空度下，加入还原剂碳从氧化铝中提取铝进行了实验研究。得到比较优化的实验条件：在真空度（即残压）为350Pa-28Pa时．反应温度在1800K-1600K．与热力学分析一致．此工艺也可以用于再生铝的回收、高纯铝的制备以及从低品位含铝原料中直接提取金属铝。     

真空下低价氟化铝歧化分解提取铝的研究

利用铝的低价氟化物(AlF)在高温下存在,低温下不稳定,容易分解得到金属铝的特性,在一定真空度下,加入还原剂碳从氧化铝中提取铝进行了研究。得到比较优化的实验条件：真空度(残压)100～210 Pa、1 600～1700K,制得的金属铝珠颗粒较大,此工艺不仅可以用于从含氧化铝原料中提取铝,还可以用于再生铝的回收、高纯铝的制备以及从低品位含铝原料中直接提取金属铝。     

微波碳热法固相还原制备锰铁合金中影响因素的试验研究

在微波加热条件下对锰矿的固相还原反应情况进行了研究,分别就反应温度、配碳系数及添加剂对还原反应过程及渣金分离过程的影响进行了研究,并对各项参数进行了优化。本研究中,设计了一系列试验点,最终得到:反应温度在1400℃左右时,既有利于金属相还原,也有利于金属相凝聚,促进渣金分离,提高金属回收率;配碳系数为1.1时,向反应物中添加10%的添加剂时,有利于金属相凝聚成大颗粒,从而促进渣金分离,提高金属回收率。     

真空碳热还原制备Mg-Sr合金的反应热力学

介绍了真空碳热还原制备Mg-Sr合金新思路,研究了其还原反应的反应式、吉布斯自由能及临界还原温度。结果表明,真空碳热还原MgO,SrO的混合物可以得到Mg-Sr合金;其他因素不变的情况下,还原反应吉布斯自由能随反应温度的提高而减小,随系统气压的降低而减小,随反应生成的Sr,Mg混合蒸气中Sr摩尔分数的减小而减小;反应温度的提高、系统气压的降低和Sr摩尔分数的减小均有利于还原反应的进行;当系统气压为10 Pa,Sr摩尔分数为0.1时,临界反应温度为1353 K;相同系统气压下,碳热还原制备Mg-Sr合金的临界反应温度低于真空碳热炼锶、炼镁的临界温度,反应更易于进行;常规真空硅热还原制备金属镁(皮江法)的反应温度1473 K,气压13.3 Pa下,无论反应生成的Sr,Mg混合蒸气中Mg,Sr相对比例如何,真空碳热还原制备Mg-Sr合金的反应均具备热力学可行性。     

真空碳热还原制备碳化钛和碳化铌粉体的研究

对TiO₂和Nb₂O₅混合球磨料采用真空碳热还原法制得了TiC和NbC,通过正交实验研究了Nb₂O₅、TiO₂和活性炭混合料的摩尔配比、混料球磨时间、还原温度和还原时间对制备TiC和NbC的影响,运用激光粒度仪、X射线衍射仪(XRD)以及扫描电子显微镜(SEM)对混合料和还原产物的粒度、物相及微观形貌进行分析。实验结果表明,各因素对还原程度的影响由大到小顺序为:还原温度>混合料球磨时间>混合料Nb₂O₅∶TiO₂∶C摩尔配比>还原时间,优化实验条件为:混合料Nb₂O₅∶TiO₂∶C摩尔配比1∶3∶20,混合料球磨时间10 h,还原温度1 600℃,还原时间2 h。在该条件下,Nb₂O₅和TiO₂混合料的还原率达到93.90%。真空碳热还原TiO...     

氧化铝碳热还原氯化法制金属铝的热力学

对氧化铝碳热还原氯化法炼铝的过程进行了热力学研究,该过程分两步,首先,得到一氯化铝,其次,一氯化铝分解得到金属铝。经过热力学计算得到:在常压下,生成一氯化铝的反应发生的起始温度为2 121.21 K,一氯化铝分解得到金属铝的起始温度为1 683.31 K,而当系统压力下降时,上述两步反应的起始温度都会下降;经过计算还得到了上述两步反应的起始温度与系统压力间的关系,也得到了不同系统压力下反应吉布斯自由能与系统温度间的关系。     

歧化分解法真空冶金制备铝

利用低价氟化铝的歧化分解原理,用氧化铝和铝土矿进行了实验研究。得出:1673 K在系统压力小于150 Pa时用氧化铝、氟化铝与还原剂混合煤实验,可得到纯度为93.77%的金属铝;以焦碳作还原剂,铝土矿为原料在1 723 K进行了实验,得到纯度为95.13%的金属铝。     

用真空炉从Al2O3中炼铝的实验

设计出在真空下用碳热还原及低价氯化物分解法从含铝原料炼铝的真空炉,通过试验证明此设备能满足用碳热还原及低价氯化物分解法从含铝原料炼铝对设备提出的要求,并将此设备成功的应用于从Al2O3中炼铝的试验中.     

真空热还原制取金属锂过程中Li2CO3热分解的研究

在热力学分析的基础上,研究了碳酸锂在各种条件下的真空热分解规律。结果表明,添加氧化钙或减少系统分压均可降低碳酸锂分解温度,通过L9(43)正交实验得到碳酸锂热分解的最优条件,在该条件下分解率达到99.86%,并采用X射线衍射分析产物主要为Li2O和CaO。     

Vacuum Carbothermic Reduction of Alumina

The current industrial production of aluminum from alumina is based on the electrochemical Hall-Héroult process, which has the drawbacks of high-greenhouse gas emissions, reaching up to 0.70 kg CO_2-equiv/kg Al, and large energy consumption, about 0.055 GJ/kg Al. An alternative process is the carbothermic reduction of alumina. Thermodynamic equilibrium calculations and experiments by induction furnace heating indicated that this reaction could be achieved under atmospheric pressure only above 2200°C. Lower required reaction temperatures can be achieved by alumina reduction under vacuum. This was experimentally demonstrated under simulated concentrated solar illumination and by induction furnace heating. By decreasing the CO partial pressure from 3.5 mbar to 0.2 mbar, the temperature required for almost complete reactant consumption could be decreased from 1800°C to 1550°C. Deposits condensed on the relatively cold reactor walls contained up to 71 wt% of Al. Almost pure aluminum was observed as Al drops, while a gray powder contained 60–80% Al and a yellow-orange powder contained only Al₄C₃, Al-oxycarbides and Al₂O₃.     

真空下铜还原高铁闪锌矿的研究

进行了真空下铜还原高铁闪锌矿的研究。ZnS中的Zn以锌蒸汽形式冷凝回收,液态Cu2S与矿物中的FeS形成锍Cu2S-FeS,锍经吹炼后,Cu催化剂再生。结果表明,物料中铜锌摩尔比为4、还原温度为850℃、恒温45 min时,锌挥发率在95%以上。     

Vacuum Carbothermic Production of Aluminum and Al-Si Alloys From Kaolin Clay: A Thermodynamic Study

Examination of the thermodynamic constraints for the carbothermic reduction of iron-free kaolinite, Al₂Si₂O₅(OH)₄, or of its calcination product mullite, Al₆Si₂O₁₃, either at atmospheric pressure or under vacuum of 10^?3 to 10^?5 bar, indicates the conditions required at equilibrium to produce either elementary Al or Al-Si alloys. At atmospheric pressure, a very high temperature of 3200 K would be required to obtain from Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 9C an Al-Si alloy with 39 wt.% Si. At 10^?4 bar and 1800 K, the predicted Al-Si alloy would contain 2.4 wt.% Si. From mullite, the reaction of Al₆Si₂O₁₃ + 13C at 10^?4 bar and either 1800 K or 2200 K should produce an Al-Si alloy with 0.65 or 24 wt.% Si. The CO produced by the carbothermic reactions may be by water-gas shift converted to syngas, and further either to methanol or by a Fischer–Tropsch reaction to liquid fuels or chemical intermediates. Concentrated solar energy may be used to supply the required process heat of these high-temperature reactions.     

真空热还原制锂工艺的技术经济分析

系统介绍了以碳酸锂为原料 ,加入石灰或铝氧土后 ,经焙烧、硅铁或铝粉真空热还原制取金属锂的工艺。本法与氯化锂熔体电解制取锂的工艺相比 ,具有产品成本低、纯度高、环境状况好的优点。