气泡微细化实验中的光路设计及图像处理

气泡微细化实验是对工业中钢水脱硫的水力学模拟，根据相似性原理建立水模型实验，通过研究水模型实验中运动气泡的几何特性和运动特性来分析实际工业生产中脱硫剂的使用效率。通过设计合适的光路来获得最佳效果的拍摄图像；利用不同的图像处理流程分别对运动气泡图片进行处理，获得运动气泡的几何特性和运动特性。利用处理出来的数据进行气泡微细化实验分析，并对不同搅拌条件下气泡微细化实验的图像进行处理，寻找出最佳的气泡微细化实验条件。应用结果表明，所得出的最佳实验条件可大幅度提高镁的精炼反应效率，使反应速度加快，脱硫效率显著增长。     

气泡细化过程中气含率的实验研究

应用压差法测定局部气含率,用膨胀法测定平均气含率.分别讨论了中心和偏心搅拌模式下气体流量、搅拌转速等因素对局部气含率和平均气含率的影响,以及局部气含率沿径向的变化规律.结果表明,中心双向搅拌和偏心单向搅拌均可显著提高气含率,且后者更有效;在筒内壁附近的气含率无论何种搅拌方式均随着气体流量的增大而增大;中心搅拌下的气含率随着径向距离的增大而下降,但偏心搅拌则在不同的位置气含率沿径向的变化表现出不同的变化趋势:平均气含率无论中心和偏心搅拌均随流量增加,但随转速的增加中心搅拌模式下气含率变小而偏心搅拌模式下的则增大.     

管式搅拌反应器功率特性研究

以新型管式搅拌反应器为研究对象,在冷态物理模拟的基础上,研究了管式搅拌反应器内的功率特性,以水作为介质,在流量0～3.6 m3/h,搅拌转速100～400 r/min范围内考察了搅拌转速对功率的影响,并对功率准数与雷诺数的关系进行了分析.研究结果表明,在实验范围内,T型桨管式搅拌反应器的搅拌功率P与N1.3～1.4近似成正比;搅拌功率准数与雷诺数满足下列关系式Np=109.79Re1.69.     

自蔓延冶金法制备硼粉

提出了自蔓延冶金法制备硼粉的新工艺,由计算可知,B2O3-Mg反应体系的绝热温度为2 604 K,大于自蔓延判据温度1 800 K,故采用自蔓延反应是可行的.分析了添加剂MgO和预热温度对反应体系绝热温度的影响,并对B2O3-Mg体系的相关反应热力学数据进行了分析.由DTA分析可知,B2O3-Mg反应体系在1 123～1 203 K时的放热峰表观活化能为903.75 kJ/mol,反应级数为1.由XRD分析确定了燃烧产物以及各个阶段的浸出产物相组成,证实了三步浸出方案的可行性.考察了自蔓延反应初始条件对硼粉纯度的影响,硼粉纯度可达92.43%,平均粒度为0.5～0.8μm.     

难处理金矿浸出预处理过程的FeS2-FeAsS-H2O系电位-pH图

难处理金矿中,金为微细浸染型嵌布在黄铁矿和毒砂的晶格中而不能被充分浸出.本文通过热力学计算绘制了298.15KFeS2-FeAsS-H2O系的电位-pH图,由图可知黄铁矿和毒砂均可以被O2等氧化剂分解.FeAsS的稳定区完全包含在FeS2的稳定区范围内,说明在酸性条件下毒砂比黄铁矿的稳定性差,更容易被分解.当电位及酸度较高时,黄铁矿及毒砂中的硫以稳定的HSO4-、SO42-形式存在,而砷以H3AsO4的形式存在,表明预处理过程能够将包裹在金表面的硫化矿物解离脱除.热力学计算的结果为难处理金矿的浸出预处理过程提供了理论依据.     

铜冶炼渣综合利用进展

系统总结了近年来铜渣综合利用的最新研究成果,主要包括铜渣中有价金属单独提取、有价组元协同还原高值化转化、铜渣协同处置制备建筑材料以及铜渣在环保治理等方面的研究进展,梳理出铜渣综合利用存在的问题,并对其未来发展趋势进行了预测。目前,铜渣缓冷浮选贫化后,渣铜残留量可降至0.23%～0.26%,但选矿尾渣难以利用;传统火法贫化后渣中铜残留量仍在0.6%～1%以上,大量的铜仍未得到有效回收利用,需再次贫化;利用熔融铜渣适度涡流贫化—熔融原位还原制备含铜抗菌不锈钢/耐磨铸铁,联产水泥熟料,渣中铜残留量可降至0.27%左右,不仅实现了铜渣的无渣化资源化高值利用,同时有效利用了铜渣的余热,铜、铁、铅、锌的回收率分别为98%、95%、90%、95%,是未来最具发展潜力的铜渣大规模高值化资源化综合利用新技术。     

二次铝灰酸浸制备聚合氯化铝的研究

二次铝灰中仍含大量铝,对其进行回收具有重要意义。文中以二次铝灰为原料,通过盐酸浸出处理后再添加铝酸钙制备聚合氯化铝（PAC）,研究了HCl浓度、浸出温度、时间、液固比,铝酸钙添加量等因素的影响。综合考虑,适合二次铝灰酸浸制备聚合氯化铝的较优条件为:水洗后的二次铝灰在HCl浓度为6 mol/L,液固比为4∶1 mL/g,温度为85 ℃条件下酸浸2 h,此时的酸浸液中加入12 g/80 mL的铝酸钙,温度为85 ℃条件下反应1.5 h。该条件下酸浸过程中铝的浸出率为48.67%,且制得的液体PAC完全符合国家标准。      

电石渣为钙源的硅热法炼镁煅烧过程

电石渣是化工行业用乙炔法生产乙炔气或聚氯乙烯树脂的工业废渣,其主要成分为Ca(OH)₂,是高碱性物质,属于较难处理的工业废弃物.现有处理电石渣的工艺都存在不足之处,因此电石渣的综合利用是近年来研究的重点与热点问题.本文提出以电石渣为钙源的硅热法炼镁工艺,可综合利用电石渣,将其与菱镁石、萤石和硅铁制成预制球团,用于真空热还原制取金属镁,既可以减少环境污染,又能变废为宝,创造巨大的经济效益.由于电石渣主要成分是Ca(OH)₂,因此文章对Ca(OH)₂作为钙源的炼镁球团进行研究,研究煅烧温度、煅烧时间对失重率的影响,以及煅烧工艺对煅烧后产物的水化活性的影响,并通过XRD分析等手段,确定最佳煅烧工艺条件,为后续以电石渣为钙源的炼镁还原过程提供工艺参数和理论基础.     

电渣熔铸过程渣池电场温度场的ANSYS有限元分析

采用三维SOLID69热电耦合单元对电渣熔铸渣池进行了ANSYS热电场有限元模拟,建立了电渣熔铸渣池热电场数学模型,定义了以自耗电极、渣池、渣壳为对象的计算区域.选用Langrange插值函数,研究发现渣池存在两个区域:一个是温度很高、电流密度很大且分布很不均匀的小区域,位于自耗电极端部附近,为高热源区,另一是电流密度小且分布几乎均匀的大区域,为低热源区.     

利用高铝粉煤灰种分法制备拟薄水铝石的基础研究

以高铝粉煤灰熟料经预脱硅—碱石灰烧结、溶出、二次脱硅后溶液为原料,通过晶种分解后生产拟薄水铝石产品,考察了种分条件对拟薄水铝石产品的影响,并对其进行表征。结果表明,种分法制备的拟薄水铝石产品孔容可达到0.829 1cm3/g,BET比表面积高达393.00m2/g,达到并优于普通大孔拟薄水铝石的理化指标,从而可实现高铝粉煤灰中铝资源的高附加值利用。