高纯金属铪制备技术研究进展

高纯金属铪具有特殊的物理化学性质和核性能,在核反应堆和航空航天等工业领域具有广泛的应用前景。总结了国内外高纯金属铪常用的几种制备方法,包括熔盐电解、碘化精炼、电子束熔炼和电子束悬浮区熔,概述了各方法的原理和研究进展,并分析比较了各制备方法的优缺点。在实际生产中通常将上述几种制备方法结合起来制备高纯金属铪。     

高纯金属钙的制备

在前期研究的基础上,进一步对冷凝温度进行了理论分析与计算,并自行设计制造了适合工业生产的金属钙真空蒸馏提纯装置。对不同装置材质的试验研究表明,在304系列不锈钢罐体内壁镀铬后,可以有效地降低装置材质对金属钙提纯效果的影响。结合前期研究结果,经一步蒸馏试验,即获得了纯度高达99.99%、活性钙含量高达99.5%,且气体含量较低(C0.002%,N0.002%,O=0.012%)的高纯金属钙。     

CaCl2-CaF2熔盐的脱水工艺及性能研究

采用真空脱水工艺对CaCl_2-CaF_2熔盐进行处理,研究了脱水温度、脱水时间对CaCl_2-CaF_2熔盐中H_2O、CaO含量的影响,研究了不同粒度对吸水性能的影响以及金属铈溶解度和温度、时间的关系。结果表明,脱水温度500℃、脱水时间5 h时,熔盐中的H_2O、CaO含量最低;温度800℃、保温时间2 h制备的熔盐中的H_2O0.05%、CaO0.02%;金属铈在熔盐中的溶解度随着熔盐温度、溶解时间的增加逐渐增加;不同粒度的熔盐表现出不同的吸水性能,熔盐粒度越小,吸水性能越强。     

氢还原法制备高纯金属铼粉工艺研究

高纯金属铼主要应用于航空航天、石油化工和电子工业等关乎国家安全及发展战略的高新技术领域,且消费量逐年递增。铼在地壳中含量较低且具有高度稀散性,导致无法通过采矿直接获取,主要通过回收富集铜、钼冶炼烟气中的铼元素生产铼酸铵,但铼酸铵仅是过程产品,需进一步制备成高纯金属铼产品才能有广泛的应用,因此有必要开展高纯金属铼制备技术的研究。本文以自制的高纯铼酸铵（纯度99.99%,4N）为原料,采用二段氢还原工艺,研究了原料粒度、还原温度、还原时间和装料厚度等工艺参数对还原铼粉中氧含量的影响。研究结果表明：采用原料粒度范围100~150 μm、装料厚度<10 mm,一段还原温度为500 ℃、还原时间为4 h,二段还原温度为900 ℃、还原时间为2.5 h,还原铼粉氧含量可降低到0.088%（质量分数）,还原铼粉的纯度达到99.99%以上,经二段还原工艺制备的还原铼粉粒度较小、分布均匀,粉末形貌主要以薄片为主,界面清晰。     

钍的萃取法提取进展与金属钍制备技术

钍是重要的核燃料之一,其中子吸收截面大且本身不易裂变,经中子轰击后转化为易裂变的233 U,形成核燃料高效增殖体系。钍因具有核废料毒性小、核扩散少、储量丰富且能更大程度保障核燃料供应等诸多优势,在未来核能利用中应用前景广阔。钍通常采用萃取法进行提取,得到的含钍产物经进一步加工后可制备成金属钍。简述了目前国内外萃取法提取钍的研究进展。概述了金属钍的制备方法,主要包括熔盐电解法、金属热还原法、碘化法和电迁移法的基本原理、工艺流程及技术概况。     

脱水方式对CaCl_2-CaF_2熔盐制备及性能的影响

采用干燥脱水法制备了CaCl_2-CaF_2熔盐,与真空脱水法制备的熔盐在杂质含量、溶解度、吸水性能和黏度等方面进行比较研究。结果表明,与干燥脱水法制备的CaCl2-CaF2熔盐相比,真空条件下制备的熔盐中H2O、CaO杂质含量更低,CaO、金属Ce的溶解度增加,熔盐的吸水性能更强,黏度更低。     

Cr-Cu-Si金属硅化物合金组织与耐磨性

利用激光熔炼材料制备技术，制得了由铜基固溶体增韧的Cr5Si3／CrSi金属硅化物新型耐磨合金，分析了合金的显微组织结构，测定了合金的显微硬度，考察了合金在室温干滑动磨损条件下的耐磨性能。研究结果表明：Cr-Cu-Si金属硅化物合金显微组织由Cr5Si3金属硅化物初生树枝晶、CrSi相的初生树枝晶及枝晶间铜基固溶体组成，由于金属硅化物Cr5Si3及CrSi的高硬度、强原子间结合力与铜基固溶体的优异导热性、摩擦相容性，上述激光熔炼Cr-Cu-Si金属硅化物合金材料在室温滑动干摩擦试验条件下表现出优异的耐磨性。     

高活性铝合金阳极的电化学行为

制备了Al-Ga-In-Bi-Pb-Mg、Al-Ga-In-Cd-Mg和Al-Ga-In-Pb-Mg等3种铝阳极合金材料.采用腐蚀质量损失法、排水法和电化学方法分别测试了合金的自腐蚀速率、析氢速率及电化学性能,并采用SEM分析了合金腐蚀后的表面形貌.结果表明,制备的3种铝阳极合金在5 mol/L的NaOH溶液中均具有较负的开路电压、低的自腐蚀速率和析氢速率,并且随着极化电位的增加,各合金均具有很高的电化学活性.     

锌冶炼过程中浸渣加压还原酸浸除铁工艺优化

铁是金属锌产品中主要的杂质元素之一,如何去除是目前锌冶炼生产过程亟须解决的技术难题,湿法锌冶炼中如何除铁已开展了很多研究。介绍了工业上常用的几种湿法锌冶炼工艺流程以及常用的除铁方法,分析了黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法和氧压浸出法等除铁方法的工艺特点以及相应的产品指标,并开展了锌中浸渣加压还原酸浸除铁工艺研究。结果表明：在高温高压条件下,可以同时进行浸锌沉铁,使铁以赤铁矿渣的形式沉淀,达到了浸锌除铁的目的,不需单独设计除铁工序,酸浸液中铁可低于4 g/L,酸度40~50 g/L H2SO4,利用沸腾焙烧炉产出的SO2烟气作为还原剂通入高压釜前段将溶液中Fe3+还原为Fe2+, Fe3+还原率高达94%,将O2通入高压釜中段,对锌中浸渣进行加压酸浸,锌还原浸出率可高达90%。该工艺可以有效解决除铁工艺工序长、设备多、投资大、操作复杂等问题,实现了缩短流程、简化设备、方便操作以及高效安全的生产目的。