铝电解槽干式防渗料在电解过程中的反应机理探讨

通过对大修铝电解槽中废防渗料的成分和物相组成进行分析,探讨了干式防渗料与电解质的反应机理。研究结果表明,渗透电解质中的NaF和冰晶石均会与干式防渗料反应生成霞石(NaAlSiO_4)玻璃体层,可起到防止电解质进一步向下渗透的作用。但随着渗透电解质的增加,冰晶石会继续与霞石反应生成β氧化铝,β氧化铝层不具有防渗作用,这是导致防渗料中电解质继续渗透的主要原因之一。渗透电解质与防渗料反应还可生成SiF_4气体,使硅元素向防渗料下部迁移,导致废防渗料上层硅元素含量降低。     

稳恒电磁场对铸造用共晶铝硅合金中铁相的影响研究

针对碳电热法生产的一次铝硅合金经稀释精炼后其主要杂质为铁,而传统加除铁剂过滤的方法除铁效率较低的问题,采用锰为除铁剂,研究了电磁场对铝硅合金中富铁相的影响.结果表明,加入直流磁场后铝硅合金中的铁相由针状长大到片状、球状,合金中的铁相体积随直流磁场强度的增大而增大,当磁场强度达到一定值时针状的铁相消失,从而使最终合金中的绝大部分富铁相被去除.     

以白云石和菱镁石的混合物为原料真空铝热还原法炼镁的机理(英文)

利用SEM和EDS研究真空铝热还原煅白和煅烧菱镁石的混合物炼镁的反应机理。结果表明,根据在温度T时,t时间的还原率ηt与此温度下实验最终获得的还原率ηf的比,将还原过程分为三个阶段:0≤ηt/ηf≤0.43±0.06、0.43±0.06≤ηt/ηf≤0.9±0.02、0.9±0.02≤ηt/ηf<1。第一阶段为铝分别与煅烧菱镁石和煅白反应,主要产物为12CaO·7Al2O3和MgO·Al2O3,还原速率受化学反应的控制;Ca2+伴随熔融铝的扩散和化学反应速度决定了第二阶段的还原速率,CA相是此阶段的主要产物;CA2相在第三阶段产生,反应速率受Ca2+扩散控制。     

铝热还原氟钛酸钠法制备钛铝合金的酸洗除氧研究

二段铝热还原氟钛酸钠法制备钛及钛合金具有流程短、成本低、绿色化的特点,有一定的工业化应用前景。但在工业规模试生产中发现,部分钛铝合金产物存在氧含量过高等问题。依据酸洗可溶解钛铝合金表面自然形成的氧化膜从而降低氧含量的原理,探究草酸+盐酸的混合酸浓度、液固比、浸出时间、反应温度、粉末粒度等工艺条件对酸洗除氧效果的影响。结果表明：在1%草酸+5%盐酸、液固比10∶1、浸出时间6 h、反应温度30℃、粉末粒度<75μm的条件下酸洗除氧效果最佳,可将钛铝合金中的氧含量从1.79%降低至0.79%。该酸洗工艺也同样适用于低氧钛铝合金,可将氧含量从0.366%降低至0.178%。     

含铝固废和低品位铝土矿制备Al-Si和Al-Si-Fe合金及其应用

我国每年产生的大量工业含铝固废与逐渐枯竭的优质铝土矿资源,给我国的铝工业发展带来了新的挑战。为减轻工业含铝固废对自然环境的污染与缓解铝矿石大量依赖进口的现状,以含铝固废与低品位铝矿回收利用为目的的碳电热还原法制备Al-Si和Al-Si-Fe合金的技术受到了广泛的关注。碳电热还原法制备Al-Si和Al-Si-Fe合金的应用技术也是当前研究热点。综述了国内外以低品位铝矿资源和含铝固废为原料碳电热还原制备Al-Si和Al-Si-Fe合金的研究及工业现状,并对碳电热还原法制备的Al-Si和Al-Si-Fe合金的应用途径进行了详细的分析。根据当前碳电热还原制备Al-Si和Al-Si-Fe合金的最新研究进展,对碳电热还原制备Al-Si和Al-Si-Fe合金的前景进行了展望。      

以白云石和菱镁石的混合物为原料真空铝热还原法炼镁过程的动力学（英文）

研究真空铝热还原煅烧白云石和煅烧菱镁石的混合物炼镁过程的动力学,提出一种满足真空铝热过程的等温还原方法。实验在4 Pa的真空下进行。实验结果表明:还原率随着温度、制团压力和铝粉添加量的提高而增加。对不同还原时间的还原渣进行XRD分析,结果表明,还原过程能够粗略地分为3个阶段:MgAl2O4和Ca12Al14O33的形成阶段;CaAl2O4的生成阶段;CaAl4O7的形成阶段。根据动力学模型将获得的实验数据分为3部分,这3部分的活化能分别为98.2、133.0和223.3 kJ/mol。     

Al-Si-Fe合金真空热还原法制镁工艺研究

以Al-Si-Fe合金为还原剂,采用真空热还原白云石煅白制取金属镁。通过对还原温度、还原时间、还原剂过量系数、制团压力以及氟盐的添加对还原过程的影响分析,确定本工艺最佳工艺条件为:还原温度1413 K、还原时间120 min、真空度4 Pa、还原剂过量10%、制团压力150 MPa、CaF2添加量为3%。在该条件下金属镁还原率为91.3%,产品纯度达到99.1%。     

LiF对Na3AlF6-Al2O3熔盐电解阴极过程的影响

电解铝工业中铝在阴极上析出,铝析出反应的机理对电解铝生产具有理论指导意义。在运用循环伏安法研究的基础上,通过理论计算,对Na₃AlF₆-Al₂O₃和Na₃AlF₆-Al₂O₃-LiF体系中金属铝在钨电极上的电化学沉积行为以及铝钨金属间化合物的形成机理进行了研究。结果表明：两体系中铝钨金属间化合物在50 mV·s^-1≤ν≤150 mV·s^-1扫描速率下的形成过程是受扩散控制的准可逆过程。在化合物形成的过程中,两体系中Al³⁺的扩散系数从4.54×10^-9 cm²·s^-1增长到5.71×10^-9 cm²·s^-1,Al³⁺反应的活化能分别为11.14 kJ·mol^-1和10.47 kJ·mol^-1。在Na₃AlF₆-Al₂O₃-LiF体系的还原过程中,Li并没有还原析出,而在氧化过程中Al在金属间化合物中的氧化电流增大;在恒电流电解时,Al-W金属间化合物并不溶于熔盐中,会附着在工作电极表面,LiF的加入会使电极表面的WAl₄量变小,取而代之的是Al₂O₃的增加,说明LiF的加入使电解更加稳定,抑制了电极表面WAl₄的生长。     

硼镁石真空铝热还原提镁实验研究

热力学分析了铝还原剂从MgO、2MgO·B2O3和3MgO·B2O3中提取金属镁的化学反应。实验研究了制团压力、CaF2添加、还原温度、还原剂用量等对氧化镁还原率的影响。结果表明,适当地提高反应物料的制团压力有利于改善氧化镁还原率,但较大的制团压力会导致球团孔隙率降低,从而阻碍了产物Mg蒸气的释放以及氧化镁还原过程。对还原渣的X射线衍射分析表明,铝热还原生成的Al2O3会先与CaO结合。添加少量的Ca F2有利于氧化镁的还原,CaF2与还原渣结合成11CaO·7Al2O3·Ca F2。添加3%的CaF2,制团压力为90 MPa,在1200℃下还原120 min,氧化镁的还原率为85%,铝利用率为74%。