钼精矿真空分解工艺热力学分析

对钼精矿真空分解工艺中的关键性环节进行了热力学分析,并进行了真空分解试验验证。结果表明:控制炉内压力在低于100Pa、分解温度在1773~2073 K范围,实现钼精矿分解得到金属Mo完全可能。钼精矿中As2S3、Sn S2、Pb S直接以硫化物形式升华去除,而Bi2S3则更容易分解为Bi蒸气和S蒸气,直接以气态形式去除。Cu S在较低温度下容易分解为Cu2S和S蒸气,而要使Cu2S分解为Cu蒸气将Cu去除,则需要更高的温度。硫磺可以通过冷凝的方式回收,硫磺回收的温度区间为392~490 K。通过试验得到Mo含量达到93.69%的金属钼球和S含量达到98.6%的硫磺产品,金属Mo中P、S、Cu、As、Pb和Sn等杂质元素较少。     

In2O3还原挥发的热力学计算

在In C O体系中存在C(graphite) ,CO(g) ,CO2 (g) ,O2 (g) ,In(l) ,In(g) ,In2 O(g)和In2 O3 (s)等物种 ,反应体系的独立反应数为 5。用Mathematica程序求得部分反应的ΔG ,热力学计算得到 773～ 2 0 0 0K各气相分压与温度的关系 ,In2 O3 还原挥发的最低温度是 10 30K ,当T >974K时 ,In2 O3 更容易被C还原 ,还原为In比还原为In2 O容易。结果表明 :In2 O3 还原挥发物的主要成分是In(g)和In2 O(g) ,当 773K pIn2 O;升高温度对氧化铟的还原挥发有利 ,pO2 对 peff的影响并不显著     

Al2O3/Cu复合材料制备中的Cu2O-Al体系化学反应

对Cu2O与Al进行热力学分析后将其粉末压制成块,测试了不同温度下反应的热分析曲线,并对反应后的试样进行X射线衍射分析.结果表明Cu2O-Al体系化学反应包括3个阶段,即第1阶段体系温度T＜910 K,有少量Al2O3和Cu生成;第2阶段体系温度为910 K≤T＜1103 K,Cu2O-Al体系未发生化学反应;第3阶段体系温度为1103 K≤T≤1373 K,Cu2O-Al体系发生化学反应,其产物为Cu、Al2O3及CuAlO2.     

燃气中H2 S、C02气体腐蚀反应的化学热力学计算

运用化学热力学理论与计算方法对燃气中H2 S、CO2 与金属腐蚀反应的标准吉布斯函数、反应平衡常数、平衡分压等进行计算 ,从而得出腐蚀反应ΔG0 T关系式。通过这些数据 ,从理论上解释H2 S、CO2 对金属发生腐蚀反应的可能性 ,并进而推断出燃气中H2 S、CO2 对设备腐蚀的可能性大小和条件     

元素S对镍基合金G3在高温高压H2S/CO2气氛中腐蚀行为的影响

利用美国Cortest公司高温高压反应釜模拟H2S/CO2及元素S共存环境,在流动高矿化度饱和H2S/CO2介质中进行试验,然后利用SEM、EDS及XPS等表面分析技术,探讨元素S对镍基合金G3高温高压H2S/CO2腐蚀行为的影响。结果表明:在元素S含量为0、1及10 g/L时,镍基合金G3的平均腐蚀速率变化不大,钝化膜厚度约为11 nm,其结构呈双极性,外层以Cr、Ni的氢氧化物、氧化物为主,内层以Cr、Ni的氧化物为主;当元素S含量增大到100 g/L时,腐蚀速率急剧增大,钝化膜厚度也迅速增大到约90 nm,且结构转变为外层以Cr、Ni的硫化物为主,内层以Cr、Ni的氧化物为主;钝化膜结构的转变可能是导致镍基合金G3耐蚀性能降低的最主要原因。     

温度和气氛对CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FetO渣系磷容量的影响

采用气-渣-金平衡法测定CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FetO渣系的磷容量,用钼坩埚作为反应容器,Ag-0.2%P合金作为气-渣-金平衡的熔剂,CO-CO2-Ar混合气体提供体系的氧分压,分析了温度和气氛对该渣系磷容量的影响.结果表明,对于一定成分的炉渣,当体系CO、CO2、Ar组成一定时,随着温度由1 723 K增加到1 823 K,CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FetO渣系的磷容量降低;在1 773 K,气氛中氧分压由3.6×10-5 Pa增大到7.2×10-4 Pa时,磷容量随着氧分压的增大而增大.     

真空下碳热还原氧化铝的热力学

对真空条件下碳热还原氧化铝进行热力学研究.结果表明:在1 643～1 843 K的温度范围内,真空碳热还原氧化铝生成气体产物,该气体在温度降低时发生二次反应形成冷凝物,反应过程中体系压力保持在5～150 Pa.热力学分析表明:当体系压力为1～100 Pa时,在1 200～1 900 K的温度范围内,碳热还原氧化铝生成Al2O、Al和CO;生成Al2O的初始反应温度低于生成Al的初始反应温度,但反应温度高于一定值时,更易生成Al气体,该温度取决于体系的压力;当CO的分压分别为1、10和100 Pa时,Al2O稳定存在的温度分别高于1 462、1 560和1 674K,Al气体稳定存在的温度分别高于1 514、1635和1 777K.     

Al-Ti-CaC2体系自蔓延反应及其热力学分析

对Al-Ti-CaC<,2>体系自蔓延反应过程中有关反应的Gibbs自由能ΔG及最高热力学温度进行了一系列计算,并对Al(50%,质量分数,下同)、Ti(30%)、CaC<,2>(20%)混合粉末进行了压制,并将压制试样在氩气保护下进行了加热烧结试验.结果表明,Tic、CaAl<,2>、TiAl<,2>、Al<,4>G<,3>具有较好的热力学稳定性,在1 200 K以上时,由TiAl<,3>、Al<,4>C<,3>反应,合成TiC;Al-Ti-CaC<,2>体系的最高热力学温度随预热温度提高而增加;在体系中Al含量为50%、预热温度为1 000 K条件下,计算的最高热力学温度大于2 400 K,自蔓延反应易于发生;试验时压制试样加热到963 K时发生剧烈反应.X射线衍射分析表明反应产物中含有TiC、CaAl<,2>、TiAl<,3>,TiAl<,3>为不完全反应产物.试验与热力学分析结果基本符合.     

含MO（MO=FeO,NiO）的低碱度CaO-MgO-Al2O3-SiO2熔渣电导率（英文）

作为有色冶金渣中有价金属回收基础,利用电化学交流阻抗谱法,测定低碱度MO(MO=FeO,NiO)-CaOMgO-Al2O3-SiO2五元熔渣体系的电导率。结果表明:随着熔渣体系温度的升高和MO浓度的增大,熔渣电导率增大。在1573～1773K下,(CaO+MgO)与(SiO2+Al2O3)质量比为0.47,当MO浓度小于12%时,熔渣电导率为1.4～14.4S/m。随着熔渣中MO浓度的增大,熔渣电导率增大的幅度增加。当熔渣中FeO和NiO浓度小于8%时,两种熔渣的电导率相差不大;当浓度达到12%时,含FeO的熔渣电导率明显大于含NiO的熔渣电导率。随着MO浓度的增加,电导活化能降低。     

Na2CO3-Na2SO4复盐熔炼法从碱溶渣中高效分离钨的工艺研究

钨合金废料资源化利用过程中容易产生含钨碱溶渣,且该部分含钨碱溶渣中钨品位较高。本文开发了一种复盐(Na₂CO₃-Na₂SO₄)熔炼工艺,以对含钨碱溶渣中的钨进行高效分离;探究Na₂CO₃和Na₂SO₄的添加量、复盐熔炼温度、熔炼时间以及水浸液固比、水浸温度对钨回收率的影响。结果表明：从含钨碱溶渣中高效分离钨的最优条件为n(W)∶n(Na₂CO₃)∶n(Na₂SO₄)=1∶1.25∶0.54,复盐熔炼温度为800℃,熔炼时间为3 h,水浸液固比为2.5,水浸温度为75℃,在该最优条件下可将含钨碱溶渣中99.93%的钨分离出来。同时,本文通过XRD分析以及热力学分析对复盐熔炼的反应机理进行了探讨,复盐体系的构建有助于降低体系共熔点,降低能耗,同时有助于促进碱溶渣与反应介质的充分接触,提高反应效率。     

Thermodynamic Modeling of Eutectic Point in the LiNO3-NaNO3-KNO3 Ternary System

A thermodynamic model based on the thermodynamic principles is developed to predict the eutectic temperature and composition in molten salt systems. The LiNO₃-NaNO₃-KNO₃ ternary system was chosen to demonstrate the applicability of this model. The calculated eutectic composition and temperature obtained from the thermodynamic model were verified experimentally using the Differential Scanning Calorimeter (DSC) technique. The experimentally determined melting temperature of the eutectic composition was in excellent agreement with that of calculated eutectic temperature of the system. The results obtained from this study suggest that this thermodynamic model can be successfully extended to predict the eutectic points in other molten salt systems.     

Electrochemical reduction mechanism of Zn2+ in molten NaCl−KCl eutectic

A process comprising selective chlorination and molten salt electrolysis was proposed to develop an efficient and environmental-friendly technology for zinc recovery from metallurgical dusts. The theoretical feasibility of this technology was firstly estimated based on thermodynamic fundamentals. Subsequently, the electrochemical behavior of Zn²⁺ on tungsten electrode was investigated in molten NaCl?KCl eutectic at 973 K by many electrochemical transient methods. The results showed that the reduction of Zn²⁺ on tungsten electrode was found to be a one-step process exchanging two electrons with the initial reduction potential of ?0.74 V (vs Ag/AgCl), and the electrode process was considered as quasi-reversible and controlled by diffusion. The diffusion coefficient of Zn²⁺ ions in the melts was determined in the order of 10^?5 cm²/s. Finally, the electrolytic preparation of zinc was carried out by potentiostatic electrolysis in molten NaCl?KCl?ZnCl₂ eutectic at ?1.6 V (vs Ag/AgCl). Spheroidic granular metal with silver-white luster was attained after electrolysis for 9.5 h, and identified as pure Zn. The present study confirms that it is practically feasible to extract pure zinc metal by direct electrolysis of ZnCl₂ in molten NaCl?KCl eutectic, and provides a valuable theoretical reference for the efficient recovery of zinc from metallurgical dusts.     

拓扑微晶转换法合成片状KNbO3粉体

以K2CO3,Nb2O5为原料,KCl为熔盐,采用熔盐法合成片状K4Nb6O17粉体,系统研究了熔盐含量、合成温度和保温时间对K4Nb6O17粉体形貌的影响。当熔盐含量与反应物的质量比为5:5,合成温度为1050℃,保温3h的条件下,能够制备出长5~100μm,宽5~10μm,厚1~3μm,边缘整齐且具有钙钛矿结构的片状K4Nb6O17粉体。以获得的片状K4Nb6O17粉体为前驱体,采用拓扑微晶转化法,在950℃下保温8h,成功制备出了片状KNbO3粉体,可作为制备织构化铌酸钾钠无铅压电陶瓷的模板剂。     

ZnFe2O4基材料在NaF-AlF3-Al2O3熔盐中的腐蚀

采用锌铁尖晶石材料作为铝电解惰性阳极,考察了这种阳极在ＮａＦ－ＡｌＦ３－Ａｌ２Ｏ３熔盐中的腐蚀行为,阳极电视密度为０￣２．５Ａ／ｃｍ＾２。实验结果表明,锌铁尖晶石材料在阳极极化条件下的ＮａＦ－ＡｌＦ３－Ａｌ２Ｏ３熔盐中具有很好的耐腐蚀性能。在低电流密度下,阳极材料的腐蚀速度随电流密度的增大而增大,最高的腐蚀速度出现于０．５￣０．７５Ａ／ｃｍ＾２。此事,腐蚀速度随电流密度的增大而降低。实验证明,高阳     

超音速喷涂45CT涂层在KCl+K2SO4+Na2SO4熔融盐中的热腐蚀行为

目的研究超音速喷涂45CT涂层抗KCl+K_2SO_4+Na_2SO_4熔融盐腐蚀性能,了解45CT涂层在熔融盐中的防护及失效机制。方法将试样置于KCl+K_2SO_4+Na_2SO_4混合熔盐中,获得样品在熔盐中不同温度下的腐蚀动力学规律。采用XRD、SEM、EDS对高温腐蚀产物成分、结构、形貌进行分析。结果 45CT涂层在熔融盐中的主要腐蚀产物为Cr_2O_3、NaCrO_2。在600℃和650℃下,涂层能较好地保护基体,涂层上腐蚀产物层较薄;而在700℃下,涂层退化严重,涂层内有大量金属硫化物,基体中的Fe向涂层扩散。结论在高温条件下,涂层易发生硫化,导致涂层与氧化膜的弱结合。随着测试温度升高,涂层在KCl+K_2SO_4+Na_2SO_4熔融盐中的热腐蚀越严重,涂层失效加快。     

熔盐电镀过程中Na2WO4-WO3-ZnO熔盐体系的成分分析和电化学反应机理研究

三元氧化物Na2WO4-WO3-ZnO是目前熔盐电镀制备钨涂层的一种主要的熔盐体系。熔融盐在不同温度和电镀持续时间下的结构和离子组分影响着电化学过程的进行和镀层的性能。利用XRD和SEM等测试技术系统分析了Na2WO4-WO3-ZnO氧化物熔盐的离子组成和结构,并对不同温度和电镀持续时间下熔盐结构对镀层性能的影响进行了分析。结果表明,温度对Na2WO4-WO3-ZnO三元熔盐体系的离子组成和成分没有影响;但长时间的电镀使得熔盐中的Na2WO4浓度降低;而且会使氧化锌与金属钨一同沉积到基体上,影响了涂层的性能。     

熔盐法制备Ba1-xKxBiO3超导体及Ba0.6K0.4BiO3的稳定性

利用熔盐法在260℃的低温下制备出了单相Ba1-xKxBiO3(BKBO,0.315≤x≤0.6)样品.磁性测量结果表明,在x值整个范围内的BKBO样品都表现出超导电性,x=0.4时,超导转变温度达到最高值(Tc=30.6 K):粉末X射线衍射结果表明,所有样品中均含有少量的BaCO3杂相,它是由于反应过程中Ba(OH)2·8H2O和空气中的二氧化碳反应造成的;扫描电镜观察BKBO微观形貌为片状.为与熔盐法作比较,利用溶胶.凝胶法制备Ba0.6K0.4BiO3,发现此法难以制备出单相BKBO样品.利用热分析和退火处理来研究熔盐法制备Ba0.6K0.4BiO3的热稳定性,发现样品大约在400℃开始分解,表明Ba0.6K0.4BiO3在400℃以上是不稳定的.     

熔盐法制备Bi_2WO_6

采用熔盐法合成纯的单斜晶系的Bi2WO6,利用XRD、SEM、DRS等对其进行表征,通过光催化降解甲基橙(MO)对其可见光催化性能进行表征,并与传统固相反应法制得的粉末样品做对比。结果表明:熔盐的使用可以使原来固相反应法的所需温度(900℃)降低到350℃。稳定性实验表明样品具有较好的循环使用稳定性。     

Fe-14Cr-Mn合金在不同温度熔融共晶NaCl-MgCl2中腐蚀行为及机理研究

熔融共晶NaCl-MgCl₂作为太阳能中高温相变储热介质,运行状态下其温度常在熔点附近波动。但不同温度下该熔融盐对金属容器材料腐蚀行为不清楚。以Fe-14Cr-Mn合金为例,采用浸盐法研究了718K、768K和818K熔融共晶NaCl-MgCl₂对该合金的腐蚀行为,探讨了腐蚀机理。结果表明：腐蚀速率随温度增加略微增加,三种温度下试样腐蚀动力学曲线服从线性规律(斜率约k=-4.806E-4)。腐蚀初期,试样表面形成泡状腐蚀产物,腐蚀80h后形成腐蚀坑洞,主要是Fe、Fe-Cr和MgO,也检测到含微量Fe和Ni的Mg-Fe-Ni的氧化物。腐蚀机理主要是MgCl₂吸潮后以H₂O形式引入的氧原子和溶解在熔融盐中的微量氧作为阴极去极化剂,合金元素Cr和Mn与Cl_-反应生成的氯化物,氯化物吸附水分子,形成具有低熔点的含水氯化物(如CrCl₃.6 (H₂O) 和MnCl₂.n (H₂O))逃逸腐蚀体系。另外,在熔岩表面形成了由MgCl₂. (H₂O) ₆, NaCl 和 MgO组成的盐壳,而在熔融盐内部,NaCl与NaMgCl₃共存。本研究为研发耐熔融NaCl-MgCl₂腐蚀的新合金奠定了基础。     

NaF·AlF3-Al2O3-CaF2-ZrO2熔盐体系的电导率

采用改进的固定电导池常数法研究 NaF-AlF3-CaF2-Al2O3-ZrO2熔盐体系的电导率。结果表明, NaF-AlF3-3%Al2O3-3%CaF2-ZrO2熔盐体系的电导率随着ZrO2含量（0~5%）的增加呈降低趋势。每增加1%氧化锆,电导率相应地降低约0.02 S/cm。温度每增加1°C时电导率相应降低约0.004 S/cm。随着NaF与AlF3摩尔比的增加,体系的电导率随之增加。最后采用二次回归正交设计方法,建立分子比相同时电解质的电导率与温度和氧化锆浓度关系的回归方程。