采用热力学分析白云石中二氧化硅对硅热法炼镁的影响

采用热力学方法针对西南地区的白云石SiO2含量偏高不利于硅热法炼镁的情况进行研究.对硅热法炼镁工艺的白云石煅烧过程和真空还原过程的物料体系进行热力学分析,得到各体系中有SiO2参与化学反应的ΔrGθ -T关系.结果表明:SiO2对炼镁结果的影响在于其在白云石煅烧过程的最后阶段会消耗CaO生成2CaO·SiO2;然而该过程中SiO2参与的反应很复杂,并可能生成多种硅化合物(2MgO·SiO2、2CaO·SiO2和3CaO·MgO·2SiO2).计算表明:随着白云石中SiO2的增多,单罐镁产量急剧减少;当SiO2含量小于4％时,减少量约为SiO2含量的4倍.     

氧化镁的铝热还原——Ⅱ.Al-MgO-CaO.系的镁蒸气压

用载流法测定了煅烧白云石与铝反应的镁平衡蒸气压。在886～1035℃温度范围内反应系按下列平衡式进行:12 CaO(固)+21 MgO(固)+14 Al(液)=12 CaO·7 Al_2O_3(固)+21Mg(气)而且测得的镁平衡蒸气压可用下列方程式表示:log P=-(8754/T)+8.462 毫米汞柱     

一种以菱镁石和白云石混合矿物为原料的真空热还原法炼镁技术

提出一种以白云石和菱镁石的混合矿物为原料、以铝粉为还原剂的真空热还原炼镁,然后利用镁还原后的残渣制取氢氧化铝的工艺和技术,并进行实验研究。结果表明:以煅烧后的白云石和菱镁石混合矿物为原料的真空金属热还原炼镁,在还原温度为1 200℃、还原时间为2 h、铝粉过量系数为5%的条件下,镁的还原率可达89%以上,还原渣主要物相为CaO.2Al2O3,还原渣中Al2O3的含量为67%左右;该炼镁还原渣经碳酸钠和氢氧化钠的混合碱液浸出后,Al2O3的浸出率达到85%,浸出Al2O3后渣的主要成分为CaCO3;浸出液中的Al2O3以可溶解的铝酸钠存在于浸出液中,后经碳分分解制得氢氧化铝,氢氧化铝的白度达到97%。     

20CaO·13Al2O3·3MgO·3SiO2的合成与氧化铝的浸出性能

使用分析纯试剂配料,在1 500 ℃、保温1 h的条件下得到了四元化合物20CaO·13Al2O3·3MgO·3SiO2 (C20A13M3S3),研究了其氧化铝浸出性能,并通过XRD和SEM等分析了其在碳酸钠溶液中的作用机理.结果表明:C20A13M3S3具有一定的氧化铝浸出能力,其浸出率随着浸出时间的延长而提高,并在浸出2 h后达到最大值68.87%,低于同条件下12CaO·7Al2O3的氧化铝浸出率(92.78%);C20A13M3S3和Na2CO3反应的主要产物为NaAl(OH)4和CaCO3,并含有少量的Ca2SiO4和Mg(OH)2;生成的Ca2SiO4具有较高的活性,浸出2 h后,其分解率可达到19.35%.     

氧化镁的硅热还原及硅铁活度

用硅热法还原氧化鎂时,系将煅燒白云石与高品位硅铁放在抽成真空的鋼罐內,于1150～1200℃下进行反应。可以設想,定会发生下列反应: MgO+CaO+1/2Si(Fe)=Mg(气)+1/2Ca_2SiO_4+Fe其平衡常数是: K=P_(Mg)·(a_(Ca2SiO4))~(1/2)/a_(MgO)·a_(CaO)·(a_(Si))~(1/2) 庫巴謝夫斯基(Kubaschewski)和伊凡斯(Evans)根据参加反应物質的热力学数据,     

菱镁矿煅烧浮选除钙及其机理

对浮选脱硅后在850℃下煅烧3 h的菱镁矿精矿进行浮选试验,分别以油酸钠和十二胺为捕收剂,水玻璃和六偏磷酸钠为调整剂研究了含钙杂质的可选性。通过ζ电位测定分析了浮选机理。结果表明:以十二胺和水玻璃为捕收剂和活化剂进行的反浮选,可以得到MgO品位和回收率分别为76.48%和79.75%,CaO含量为0.24%的MgO与Mg(OH)2混合物精矿。煅烧后的白云石表面因包裹了氢氧化钙薄膜而吸附了水玻璃水解产物H2SiO3和SiO32聚合成的胶粒被活化,活化的煅烧白云石再次吸附十二胺,表面变得疏水而上浮。运用Material Studio软件模拟了十二胺对经活化后的煅烧白云石的吸附,比较了六偏磷酸钠与水玻璃两种调整剂的优劣。     

铝电解废阴极炭块的资源化利用探讨

废阴极炭块是铝电解生产过程产生的固体废物,由于含有氟化钠和少量氰化物,国家将其归类于危险废物。废阴极炭块含有大量的碳、约65%,其热值较高、发热量22.587 MJ/kg;废阴极炭块的氟化钠含量较高、约15%,氟化钠无规则分布在碳基体内。利用白云石高温两步分解的特点,以白云石作为反应剂,通过实验研究发现:在废阴极炭块中添加40%的白云石,在850℃的加热条件下反应120 min后,氰化物完全氧化分解,白云石分解为MgO和活性CaCO_3,废阴极炭块中的NaF与活性CaCO_3快速反应转化为CaF_2,实现了废阴极炭块的无害化处理。研究结果为废阴极炭块作为替代燃料用于硅热法炼镁的白云石煅烧工序提供了借鉴。     

苛性白云石与菱苦土复合制备砂轮结合剂的研究

本文研究了苛性白云石制备氯氧镁水泥，其适宜的煅烧温度为750℃-850℃，煅烧时间为3—6h。通过力学性能对比试验，表明苛性白云石、菱苦土制备的氯氧镁水泥，二者在强度上相差无几，且前者早期强度更高；若二者按一定比例混合制备复合氯氧镁水泥，由于活性MgO含量的增加和弥散分布的活性CaCO3粒子的增强作用，物理力学性能得到很大改善。苛性白云石中添加菱苦土最佳比例是40—70％。将苛性白云石与菱苦土复合制备氯氧镁水泥作砂轮结合剂，其磨削效率、磨削比、工件表面质量均优于纯菱苦土作结合剂的砂轮。     

Mg(NO3)2·6H2O为原料经均匀沉淀-热处理工艺制备的纳米MgO粉体

以Mg(NO3)2·6H2O与CO(NH2)2为原料经均匀沉淀法制备了纳米MgO粉体.采用差热-热重分析(TG-DTA)、X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等测试技术,分析了沉淀产物的热分解特性及其经不同煅烧温度与时间处理后产物晶相结构、粒子形貌特征等特性,并考察了反应物配比、反应温度与时间对产物得率与粒子特性等的影响.结果表明,制备粉体的合理工艺条件为尿素与硝酸镁配比5:1,沉淀反应条件为95℃反应24 h,产物煅烧条件为435℃热处理4 h,在此工艺条件下制备的纳米MgO粉体晶形完整、分散性良好、粒度分布均匀,平均粒径在10nm左右.     

氟盐对炼镁还原渣中氧化铝浸出率的影响研究

以白云石和菱镁石为原料以铝粉为还原剂真空热还原炼镁过程中添加氟化钙可使镁还原率提高5%以上,还原温度降低50℃,还原后还原渣的主要物相为CaO.2Al2O3,加入的氟化钙在还原过程会参与反应生成氟铝酸钙。在实验室以氢氧化钠和碳酸钠的混合碱液对该含氟盐还原渣中氧化铝的浸出进行了研究,研究结果表明:经碱液浸出后还原渣中的CaO.2Al2O3全部被分解,还原渣中的氧化铝浸出率在70%以上,浸出渣的主要物相为CaCO3。含氟盐炼镁还原中氧化铝的浸出率比不含氟盐的氧化铝浸出率低10%以上,在还原过程中生成的氟铝酸钙和浸出过程中生成的水合铝酸钙是导致氧化铝损失增加的主要原因。