二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料

以再生铝行业二次铝灰为主要原料,开展二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石(MA)材料的研究.热力学分析表明,二次铝灰添加MgO,理论上可以制备出MA材料.研究结果表明,当二次铝灰和氧化镁质量分数比为1:0.2,在1100～1500℃范围内,均能制备出MA材料;随烧结温度升高,MA材料纯度和结晶度明显提高,抗压强度呈升高趋势,显气孔率呈下降趋势.当烧结温度为1400℃时,所制备出MA材料显气孔率和体积密度分别为9.65％和2.02 g/cm3,线变化率和抗压强度分别为38％和89.8 MPa,材料抗压强度达到国家行业标准《镁砖和镁铝砖》(GB/T 2275-2007)(40 MPa),即抗压强度≥40 MPa标准.上述结果表明,在二次铝灰中添加适量氧化镁,可以将二次铝灰烧结制备成镁铝尖晶石材料,实现资源化利用.     

二次铝灰酸解渣温和脱硅制备镁铝尖晶石

二次铝灰是铝工业熔铸过程产生的危险废弃物,可用于制备高值镁铝尖晶石材料,但其中的硅易转化为低膨胀性硅酸盐,影响产品品质。提出二次铝灰酸解渣温和脱硅—成型烧结制备镁铝尖晶石工艺,考察了NaOH浓度、液固比、温度和时间对脱硅率的影响,并对脱硅过程进行了动力学计算与转化行为分析。结果表明,脱硅过程的最优反应条件为：NaOH浓度100 g/L、液固比6 mL/g、反应温度70℃、反应时间10 min,硅脱除率可达49.60%。当轻质氧化镁添加量20%、成型压力150 MPa、烧结温度1 600℃、烧结时间3 h时,所制备的镁铝尖晶石体积密度为2.76 g/cm³,显气孔率为21.85%,满足工业使用要求。本研究可为二次铝灰的资源化利用提供新思路。     

二氧化硅对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能的影响

国内二次铝灰产量大,且总铝含量不低,堆放过程中受到雨水淋溶,导致自然水体被污染和土壤盐碱化等危害。在前期研究的基础上,以再生铝行业产生的二次铝灰为主要原料,采用固相烧结法开展二氧化硅含量对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能影响的研究,并采用XRD、SEM及红外谱图等手段分析烧结产物。研究结果表明,二次铝灰和氧化镁质量分数比为1∶0.2时,在1 400℃条件下烧结,保温3 h,二次铝灰可以烧结制备镁铝尖晶石材料;二氧化硅对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能有影响,添加5%二氧化硅时,所得镁铝尖晶石材料性能最佳,体积密度为2.03 g/cm³,线变化率为0.42,抗压强度为91.1 MPa;含5%～20%二氧化硅的原料样品在1 400℃烧结,烧结材料主要物相为MgAl₂O₄,随二氧化硅含量增加,MgAl₂O₄衍射峰强度减弱,烧结体中出现较厚纤维状组织,材料致密性提高,适量二氧化硅的存在对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料起到促进作用;在烧结过程中,产物的晶胞常数和晶胞体积都经历先变大后...     

预处理铝灰制备镁铝尖晶石研究

采用铝灰制备耐火材料是其高附加值资源化利用的一个方向,以预处理后的无害化铝灰为主要原料,利用烧结法合成镁铝尖晶石材料。借助XRD、SEM及EDS等对烧结试样的晶型组成及微观形貌进行了分析。结果表明:利用预处理后铝灰添加部分氧化镁可制备出物理性能优良的耐火材料,烧结后的主要物相为镁铝尖晶石,烧结温度对产品性能影响较大,适宜的烧结温度为1 650℃。     

二次铝灰烧制镁铝尖晶石固相反应动力学及材料耐水蚀性能

以再生铝行业二次铝灰为主要原料,开展二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料的研究。材料物相分析表明：二次铝灰可以烧结制备镁铝尖晶石材料。根据适宜的原料配比,在不同温度条件下烧结制备材料,进一步探讨烧结温度对材料耐水蚀性能的影响。二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料的晶化反应表观活化能E_a=104.54 kJ/mol。在1 200～1 500℃烧结3 h,材料水化反应动力学方程依次为：(1-(1-5.76η)^1/2)²=kt,(1-(1-6.15η)^1/2)²=kt,(1-(1-6.43η)^1/2)²=kt和(1-(1-6.34η)^1/2)²=kt;1 400℃烧结3 h,材料水化率为8.83%,达不到高耐水性材料标准(0.2%)要求。     

添加氧化铈对反应烧结制备镁铝尖晶石材料性能的影响

为了进一步提高高品质钢冶炼用镁铝尖晶石耐火材料的关键性能,以电熔镁铝尖晶石、轻烧氧化镁和白刚玉为原料,镁铝溶胶为结合剂,氧化铈为添加剂,采用反应烧结工艺成功制备了镁铝尖晶石材料.系统研究了氧化铈添加量(质量分数,0、3％,6％、9％和12％)对合成镁铝尖晶石材料显气孔率、体积密度、线收缩率、体积收缩率、常温耐压强度和抗...     

添加剂对合成镁铝尖晶石反应烧结的影响

研究了ＭｇＣｌ_２、ＡｌＣｌ_３、ＭｇＦ_２、ＡｌＦ_３四种添加剂对合成镁铝尖晶石的影响。结果表明，添加适量的ＡｌＦ_３，不仅能使镁铝尖晶石相提前大量生成，提高镁铝尖晶石熟料的致密性，改善镁铝尖晶石熟料的显微结构，而且还可以提高以菱镁石和高铝矾土天然原料为原料合成镁铝尖晶石熟料的纯度。     

SrO对镁铝尖晶石烧结性能的影响

以Al₂O₃、Mg(OH)₂和SrO为原料,引入质量分数分别为0、0.25%、0.5%、0.75%、1%的SrO制备镁铝尖晶石。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显气孔率、体积密度测定仪和图像处理软件,对烧结后的试样进行分析。结果表明：不同烧结温度煅烧后,随SrO含量逐渐增加,试样烧结后线收缩率和体积密度先增大后减小,显气孔率先减小后增大,当SrO添加量为0.5%时,线变化率和体积密度最大,显气孔率最小。试样在1 600℃下保温3 h时,未添加SrO制备的镁铝尖晶石烧结后线变化率为4.9%,显气孔率为50.1%,体积密度为1.64 g/cm³;而添加了0.5%SrO制备的镁铝尖晶石线变化率为5.4%,显气孔率为44.3%,体积密度为1.89 g/cm³。     

镁铝尖晶石的合成与应用

镁铝尖晶石的合成方法有电熔法和烧结法。利用镁铝尖晶石研制的耐火材料主要有尖晶石浇注料、镁铝尖晶石碳砖、方镁石－尖晶石砖等，可用于钢包内衬及水泥回转窖、活性石灰窖等，抗侵蚀性能好，使用寿命长。     

镁铝尖晶石透明陶瓷研究进展

综述了镁铝尖晶石透明陶瓷发展历程,分析其结构与性能,并从光反射、散射和吸收等光学角度分析影响其光学性能的因素,阐述了气孔率、气孔直径以及杂质等对其光学性能的影响,并指出要想获得透光性好的镁铝尖晶石陶瓷,还需要在高质量粉体材料的制备、坯体的烧结致密化以及透明陶瓷的表面加工等三个方面进一步深入研究,用以全面改善和提高镁铝尖晶石透明陶瓷的性能,拓展其在国防和其它领域的应用。     

镁铝尖晶石质耐火材料的合成

以MgAl2O4为骨料,MgO和Al2O3为基质料,通过固相烧结法合成了镁铝尖晶石质耐火材料,考察了原料组成、骨料粒度和成型压力对一步烧结法合成镁铝尖晶石烧结性能的影响.结果表明,随着基质料含量的增加和骨料粒度的增大,试样的线变化率和显气孔率逐渐增大;随着成型压力的增加,试样的显气孔率明显减小,线变化率增加.以镁铝尖晶石(粒度＜177μm)为骨料,按镁铝尖晶石,氧化镁,氧化铝的摩尔比为20:40:40配料,在200MPa压力下成型,可以获得显气孔率较低、线变化率适宜的镁铝尖晶石质耐火材料.     

物理富集—熔盐电解法从二次铝灰回收金属铝

二次铝灰是铝工业生产过程中产生的固体废弃物,含有金属铝、氧化铝和氮化铝等。通过球磨—筛分富集铝灰中的金属铝,研究球磨过程铝灰的粒度分布和金属铝的分离规律。结果表明,球磨后铝灰中的金属铝粒径变大,而其他盐类组分变细。较优条件是球磨3 h并筛分,粒度范围97～150μm的铝灰中金属铝的质量分数为24.51%,金属铝的质量占原料中金属铝总质量的41.40%。在冰晶石熔盐中电解最优条件下球磨—筛分后的铝灰,XRF分析表明：电解产物中Al和Si的质量分数分别为97.3%和1.6%,铝回收率为45.89%,电流效率为46.06%。     

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。      

二次铝灰处置及利用现状及其在炼钢中的应用

中国是铝生产和消费大国,伴随着铝产业的发展,原铝的制备、加工和再生过程中排放出大量铝灰(渣)危险固体废弃物,不仅对环境造成了污染,还存在着二次资源浪费的问题。针对二次铝灰的成分特点以及处理现状,综述了二次铝灰在钢铁行业中的应用及其制备成铝酸钙炼钢精炼剂的技术现状和发展趋势。利用廉价的二次铝灰制备成铝酸钙炼钢精炼剂作为炼钢辅助原料,可在一定程度上节约炼钢成本,同时也是目前缓解二次铝灰处置及利用问题的有效手段。     

二次铝灰中氟、氯的浸出与回收分析

为了研究二次铝灰中氟、氯等有害元素在水溶液中的浸出规律和无害化处理的方法,针对某铝厂生产过程中产生的二次铝灰中含有的氟氯化合物进行了浸出影响因素分析,考察了不同浸出时间、液固质量比、浸出液pH值、浸出温度对氟氯浸出率的影响。结果表明,最佳的工艺参数为浸出时间为8 h,液固质量比为6,浸出液pH值为4,浸出温度为60 ℃,氟、氯元素的最大浸出率分别为87.67%和99.02%。分离后滤液经蒸发回收氯盐与氟盐,冷凝液回用到浸出工序,滤渣无有害元素析出后可以作为原料生产免烧砖等建筑材料,实现了二次铝灰的无害化处理和资源化利用。     

镁铝尖晶石对钢液脱碳的影响

通过高温实验,研究了镁铝尖晶石对钢液脱碳反应的影响,利用热力学分析了镁铝尖晶石对钢液脱碳的作用机理.研究结果表明:高温(1 900 K)下镁铝尖晶石对钢液具有明显的脱碳作用,加热温度、钢中[C]含量以及镁铝尖晶石成分是影响钢液脱碳的主要因素;钢水脱碳量随着加热温度和钢中w[C]的升高而增加;镁铝尖晶石的化学成分对钢液脱碳有重要影响,其中以钢中[C]与MgO组分的反应为主要反应,与MgAl2O4的反应为次要反应.     

MgAlON结合镁质、镁铝尖晶石质与刚玉质材料的组织与性能

采用反应烧结法制备了MgAlON结合的镁质、镁铝尖晶石质和刚玉质试样,研究了不同主晶相对MgAlON单相结合相形成温度的影响及化学反应引起的体积膨胀和氧化物挥发对材料烧结的影响.结果表明:虽然用以形成MgAlON结合相的混合细粉的组成和数量都相同,但MgAlON结合的镁质、镁铝尖晶石质和刚玉质试样中形成MgAlON单相结合相的温度是不同的,依次呈升高趋势;MgAlON结合镁质试样在烧成过程中体积显著膨胀,MgO大量挥发,烧后试样镁砂颗粒和基质结合松散,密度低,强度小;MgAlON结合刚玉试样在烧成过程中体积膨胀小,氧化物挥发少,烧后试样刚玉颗粒和基质结合紧密,密度较高,强度较大;而MgAlON结合镁铝尖晶石试样烧成过程中的体积膨胀量、氧化物挥发量,烧后试样颗粒和基质的结合程度、密度和强度都介于前两者之间.