碳热还原法制取铝硅合金的反应机理及其动力学

利用XRD、TG/DTA技术分别分析真空碳管炉内不同反应温度下的物相组成和碳热共还原Al2O3、SiO2的反应过程,并在此基础上探讨碳热还原法制取铝硅合金的反应机理.分别采用10、15、20和25 K/min升温速率的差热分析,研究动态氩气气氛中碳热法制取铝硅合金的反应动力学.结果表明:碳热还原反应过程可分为4个阶段,其中,以碳化物的生成与分解阶段为主.碳热还原反应的4种还原机理中,碳化物的生成与分解理论能较好地解释反应过程中出现的反应现象.各个吸热峰的表观活化能分别为848.9、945.4、569.7、325.7、431.9和723.1 kJ/mol,给出了各个吸热峰的动力学方程.同时,利用XRF和红外定硫定碳仪对碳管炉和电炉所得产物组成的定量分析,验证了动力学分析结果的可行性.     

硼镁石铝热还原法炼镁实验研究

以硼镁石为原料,配入一定量的碳酸钙,并压制成团,经过煅烧获得熟料,将熟料与铝粉还原剂制团,在高温真空条件下可以还原制取金属镁.本文考察了生料的制团压力、煅烧温度、煅烧时间对烧损率和镁还原率的影响,研究得出在45MPa～60MPa生料制团压力,煅烧温度在950℃ ～ 1000℃,恒温0.5h镁还原率较高.     

新法铝热炼镁还原渣提取高白氢氧化铝

新法铝热炼镁工艺以白云石和菱镁石为原料、以铝粉为还原剂,在真空还原获得金属镁的同时得到富含CaO·2Al₂O₃的还原渣,该还原渣可通过氢氧化钠和碳酸钠的混合碱液溶出得到铝酸钠溶液,并通过碳酸化分解制备氢氧化铝。以该工艺所得还原渣为原料,系统地研究各溶出条件对氧化铝溶出率的影响,并对碳分所得氢氧化铝进行性能检测。结果表明,在氢氧化钠浓度80 g·L^-1、碳碱浓度110 g·L^-1、溶出时间120 min、溶出温度95℃、液固比为6的条件下,炼镁还原渣中氧化铝的溶出率在85%以上。氢氧化铝产品白度均大于98,平均粒径为26.98 μm,能够达到高白氢氧化铝的要求。     

KF对Na3AlF6-Al2O3熔盐电解阴极过程的影响

采用循环伏安法、交流阻抗法和方波伏安法等电化学测量技术,考察了KF对Na₃AlF₆-Al₂O₃熔盐电解体系的阴极过程的影响。研究结果表明：在Na₃AlF₆-Al₂O₃和Na₃AlF₆-Al₂O₃-KF电解质体系的循环伏安曲线中,还原峰随着扫描速率的增大而负移,氧化峰随着扫描速率的增大而正移,在扫描速率较低（25～100 mV·s^-1）的情况下,反应过程不可逆,反应过程相对平缓稳定;随着扫描速率的提高,电极可逆性相对提高。由于电极附近铝离子的聚合现象,使得在无KF的熔盐体系下,交流阻抗的高频区出现了感抗现象;在含KF的体系下,反应是由电化学反应过程和扩散过程共同控制的,且随着KF含量的增加,Warburg阻抗系数减小,电化学反应过程控制逐步取代扩散过程控制;反应电流也随之增大,氧化速率加快,还原和氧化过程可逆性降低。同时KF的加入抑制了铝的沉积,合金化作用比较明显,通过对阴极前波进行高斯拟合,得到不同KF含量（0、3%、5%）体系下的铝离子的电子转移数分别为1.19、1.02、0.75。     

CaC_2还原MgO热力学分析与实验研究

本文对常压及真空条件下以碳化钙为还原剂制取金属镁的热力学分析,计算出平衡状态下镁蒸汽的露点,并进行真空热还原实验研究.结果表明:常压下临界反应温度为2095K;当系统压力降至10~3Pa和10Pa,临界反应温度依次降为1376K和1030K;达到平衡时,还原温度1316K时,镁蒸汽的露点为熔点,还原温度为1273K、1373K时,露点分别为901K、958K.升高还原温度或延长还原时间可提高镁收率和CaC_2利用率;理论配比的反应物料在1423K条件下还原2h的镁收率为83.1%.而当还原时间达到2.5h,镁还原率和CaC_2利用率均超过80%.     

铝电解质过热度检测仪表的开发与应用

介绍了一种测量铝电解质过热度的仪表,具有测量成本低、测量速度快、准确度高的优点,实际应用表明,该仪表方便易用,能准确测量铝电解质过热度,有利于对电解槽进行合理有效的控制,适合电解铝工业生产使用.     

以硅铁为还原剂制取金属锂的工艺优化

以硅铁为还原剂,采用真空热还原法制备金属锂. 通过单因素实验及正交实验研究了还原温度、反应时间、制团压力、物料粒度、真空度及还原剂过量率等因素对金属锂还原率的影响. 结果表明,在实验范围内各因素对还原率的影响次序为：还原温度>还原时间>还原剂过量率>制团压力>物料粒度. 硅热真空还原制备金属锂的最佳工艺条件为：还原温度1293 K,还原时间180 min,制团压力30 MPa,物料粒度80 mm,还原剂过量率50%. 在该条件下金属锂的还原率可达97.85%,纯度达99.24%.     

真空热还原法制备金属锂的研究进展

熔盐电解法是生产金属锂的传统方法，但该法存在原料成本高、阳极会生成氯气、产品中钠含量高等问题。真空热还原法是将锂还原后，再利用饱和蒸汽压的差异来提取金属锂，产品分离简单，且产品中的钠含量较低，具有成本较低、工艺简单、产品纯度高、生产过程中基本无污染性气体产生等优点。文章综述了碳热还原、硅热还原和铝热还原等真空热还原法炼锂工艺的技术现状及存在的问题，介绍了一种以氢氧化锂为原料副产高白氢氧化铝的新型铝热还原炼锂新工艺，旨在为真空金属热还原法炼锂开拓新路径。      

一种真空硅热法炼锂新方法的探索性研究

随着金属Li需求量的迅猛增加和真空技术的不断发展,真空金属热还原法是一种具有工业应用前景的炼锂方法。本文对常压下以氢氧化锂、氧化铝和氧化钙为原料合成Li5AlO4熟料以及以硅铁为还原剂真空热还原提取金属Li进行了探索性实验研究。研究了不同煅烧条件对Li5AlO4合成的影响以及不同还原条件对硅热还原制取金属Li过程的影响。结果表明:常压下可以煅烧获得富锂熟料,其物相为Li5AlO4和CaO以及少量的LiAlO2。采用该熟料在系统压强-5 Pa,还原温度1473 K,还原时间120 min,硅铁不过量的条件下,金属锂的还原率为98%,还原渣主要成分为2CaO·SiO2。该硅热法炼锂工艺可行,其料锂比为9.9∶1。     

铝电解槽新型内衬材料导热系数的测量

工业铝电解槽内衬材料的导热系数是计算热平衡和温度场的重要数据之一.根据傅立叶定律和稳态平板法测量导热系数的原理设计了铝电解槽内衬材料导热系数的测量装置,阐述了此装置的测量原理和方法,测量了新型内衬材料氮化硅结合的碳化硅板、耐火混凝土砖在中低温度下的导热系数;用数学回归方法得到其与温度的线性关系式.