Fe2O3在煤矸石碳热还原氮化合成SiAlON时的作用

将煤矸石、碳黑和2%～8?2O3的混合均匀的试样,在1350～1550℃氮化处理6h,然后测定试样的氮化增重率和物相组成,用SEM和EDS观察部分试样显微结构并进行微区成分分析.结果表明,Fe2O3的加入有利于煤矸石还原氮化转变成β-SiAlON,并促使其晶体发育完善.Fe2O3的最佳加入量为4%,当超过此值时,大部分的Fe2O3以FeO、金属Fe或含铁的铝硅酸盐球状颗粒存在.     

碳对碳热还原氮化天然石英物相行为的影响

采用XRD、SEM等研究了碳添加量(理论量、碳过量5%、10%、20%、50%和100%),不同碳源(焦炭和炭黑)对反应产物的影响。结果表明,C的添加量为理论量,在温度为1 600℃时产物为β-Si3N4;在C的添加量为理论量过量10%时,也可以得到含量较高的β-Si3N4,但产物中存在的β-SiC的量相对较多;随着C的添加量的增加,各试样反应产物中β-SiC含量也逐渐增加,当C的添加量过量100%时,产物主要为β-SiC。合成温度在其他温度下(1 500、1 520、1 540、1 560℃和1 580℃)都有相似的规律。碳源种类对反应产物的物相组成的影响较小。     

碳热还原氮化法制备氮化钒铁(FeVxNy)合金

以三氧化二钒、石墨粉、铁粉为原料,采用碳热还原氮化法在推板窑中制备生产氮化钒铁铁合金。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、能谱仪(EDS)和电感耦合高频等离子体(ICP)等分析手段对合金产品的物相组成、断面形貌和元素组成等进行分析。结果表明,在保持三氧化二钒和铁粉配比量不变的情况下,随着碳粉配比量的增加,碳粉配比对高钒合金中V、N含量影响不大,对Fe含量有一定的影响,而对低钒合金中N含量几乎没影响,反而对V、Fe含量影响很大;在反应过程中铁粉做为催化剂及黏结剂使用。     

富铝煤矸石碳热还原氮化合成Fe-Sialon复相材料的研究

采用富铝煤矸石、铁精矿粉、焦炭为原料,经过碳热还原氮化在1 400～1 550℃保温4h条件下合成Fe-Sialon复相材料。利用XRD、SEM和EDS检测手段研究合成温度、焦炭添加量对富铝煤矸石碳热还原氮化的影响。结果表明:①制备得到了Fe-Sialon复相材料,所得产物的主要物相为β-Sialon和Fe3Si;②反应温度为1 400、1 450、1 550℃时,焦炭添加量对产物物相的影响较大。焦炭添加为理论量或过量10%时,所得产物中莫来石、Fe3Si相为主晶相,次晶相为X-Sialon或α-Al2O3,均没有β-Sialon相生成;当焦炭过量大于50%时,X-Sialon作为过渡相向β-Sialon转变,有利于β-Sialon相的生成;③1 500℃下合成的Fe-Sialon复相材料中,β-Sialon为主晶相,其发育成不是很完善的棱柱状晶体。在β-Sialon相周围分散的球状颗粒为Fe3Si相,颗粒直径1～2μm。在本试验条件下,合成Fe-Sialon复相材料的适宜温度为1 500℃,焦炭适宜添加量为理论添加量和焦炭过量10%。     

攀钢含钛高炉渣碳氮化后磁选提钛研究

本文采用攀钢冶炼钒钛矿产生的含TiO220%~26%的高炉渣为原料,通过对渣中的钛氧化物进行还原碳化和氮化生成碳氮化钛后,利用铁作为载体,用磁选的方法实现碳氮化钛和脉石矿物的分离。磁选后获得品位大于36.46%,回收率达到43.77%的碳氮化钛精矿。     

钛铁矿电极碳热还原工艺研究

经过碳热还原,钛铁矿中的铁被还原成单质,并嵌布在还原产物的骨架内,使得钛的氧化物和铁可以充分接触,很好地改善了固体氧化物电极常温下导电性差的问题。通过金相显微镜照片分析,发现经过预还原的钛铁矿在电化学还原后主要出现了三个相,即少量的木炭粉相、合金金属相以及未被还原的钛的氧化物掺杂了部分被还原的铁的混合相。最佳还原条件是,将钛铁矿与物质量1.5倍的木炭粉充分混合,然后加入6%的PVA,经过充分研磨后。在16 MPa的压力下,保持10 min,压制成圆柱形的小片(直径10 mm,重量约0.8 g)。微波输出功率1 500 W,还原温度为1 000℃,保温20 min。     

铁矿石碳热还原过程中铅锌脱除及含铁物相的演变规律

针对含铅0.39%、含锌0.30%的铁矿,采用碳热还原脱除铅锌杂质,利用X射线衍射、扫描电子显微镜及能谱分析等检测手段考察了铁矿还原焙烧过程的反应行为及物相演变规律。结果表明,该铁矿中铅主要以氧化铅和铅铁矾形式存在,锌主要以氧化锌形式存在; 升高焙烧温度及延长焙烧时间均有利于铅锌脱除; 在1 200 ℃下焙烧60 min时,铁矿中铅和锌脱除率均在90%以上。含铅锌铁矿在碳热还原焙烧过程中会生成中间产物铁橄榄石,并最终转变为金属铁和游离的氧化硅固溶体。还原焙烧产物经磁场强度80 kA/m弱磁选可获得铁品位91.91%和铁回收率84.78%的铁精矿,且铁精矿中铅和锌含量分别为0.01%和0.03%,可作为电炉炼钢原料使用。     

CaF2对拜耳法赤泥碳热熔融还原提铁的影响

基于拜耳法赤泥碳热熔融还原提铁过程中渣铁分离难的问题,研究了添加CaF2对炉渣凝固物相、高温黏度、熔化性温度、金属直收率和金属出炉聚集状态的影响.结果表明,拜耳法赤泥碳热熔融还原炉渣的主要凝固相为钙铝黄长石、钙钛矿和霞石,添加CaF2后,炉渣凝固相中出现了萤石相;添加CaF2能够降低拜耳法赤泥炉渣的高温黏度和熔化性温度...     

用金尾矿合成Ca-α-SiAlON/SiC粉体

以河南灵宝金矿尾矿为主要原料,配入适量硅砂和分析纯CaO调整组分,利用碳热还原氮化法合成Ca-α-SiAlON/SiC粉。结果表明：Ca-α-SiAlON的形成与体系温度及CaO掺量有关。随反应温度升高,反应产物依次为SiC、α-Si₃N₄、β-Si3N4和Ca-α-SiAlON,α-Si₃N₄、β-Si₃N₄和SiC是合成Ca-α-SiAlON的中间产物。在烧结温度为1 600 ℃,保温时间为5 h,CaO按化学计量（4.2%）配入的条件下,可获得良好的Ca-α-SiAlON和SiC复合产物,其中Ca-α-SiAlON相对比例约占72%,形貌为柱状晶。     

硅灰碳热还原制备硅铁合金

为了进一步提高硅灰的经济价值并减少环境污染。本文首先对硅灰回收利用制备硅铁合金过程中可能发生的反应及其热力学可行性进行了研究,分析了炉内发生的反应过程,并将冶炼温度确定为1700℃。然后向硅灰中添加Fe粉及石油焦经碳热还原反应成功冶炼出Si含量为34.85%的硅铁合金。通过对产物检测分析得出合金成分主要是Fe和Si,合金成分均匀、结构清晰。为实现硅灰固废的回收利用提供了一条新的工艺路线,并证实了该工艺的可行性。     

Application and development status of coal gasification technology in China

Coal gasification is not only the foundation ofcoal clean conversion, but also a key technique of coalclean conversion. The application of coal gasificationtechnology in China has a history of about 120 a.Three typical gasification technologies i.e. fixed-bedgasifier, fluidized-bed gasifier and entrained-flow bedgasifier are all applied in China. More than 80 milliontons of raw coal is used for gasification in China everyyear. Coal gas is mainly used as industrial fuel,chemical synthesis mat…     

气流床煤气化过程中氯元素的迁移特性

采用神府煤的多喷嘴对置式水煤浆气化装置与采用安徽煤的Shell煤粉气化装置为对象,通过对煤灰、气化生成灰渣以及废水中氯元素含量的分析以及热力学分析,研究气流床煤气化过程中氯元素的迁移特性。研究结果表明：采用神府煤的多喷嘴对置式水煤浆气化装置中,煤中氯元素主要进入废水中,约为88.81%;采用安徽煤的Shell煤粉气化装置中,进入废水中的氯元素为43.03%,存在于粗渣和飞灰中的氯元素分别为34.93%,15.42%;氯元素主要在煤热解过程中释放出来,释放量与最终废水中的氯元素所占比例基本相当;气化温度和进料形态（水煤浆或煤粉）能显著影响产物中氯元素的存在形式,HCl气体的比例随气化温度的升高而降低,水煤浆气化比煤粉气化产物中含有更多的HCl气体;采用安徽煤的Shell煤粉气化装置,Na,K,Cl元素在飞灰中相对富集,这使得最终排放的废水中氯元素的量减少。     

煤炭地下气化特征污染物迁移行为探测

煤炭地下气化潜在的地下水污染风险,是煤炭地下气化产业化的关键技术及瓶颈技术。采用直接钻探法对我国首个钻孔式地下气化炉进行了燃空区探测,并对不同气化区域的煤、岩、半焦、灰渣样品进行了取样。开展了探测样品的浸出实验,研究了浸出液中特征气化污染物及污染指标挥发酚、氨氮及COD的迁移范围及迁移特征,探讨了污染物的迁移路径。研究结果表明,特征污染物的迁移主要发生在中心气化区内,挥发酚及氨气在煤层顶板内发生了垂直向上的迁移,煤层顶板垮落带及裂隙带是污染物迁移的主要通道。污染物向底板岩层渗透迁移的倾向极低。在气化边界区域,煤层顶板内没有形成污染物迁移通道,未发现污染物向围岩的迁移。气化煤田的科学选址是煤炭地下气化地下水污染防治的重要环节。     

Shell煤气化技术及其在我国的应用

介绍了Shell煤气化技术历经30多年的发展历程、技术特点、目前在国内应用中存在的一些问题以及国内引进装置的建设和投产情况。     

气化参数对空气等离子体煤气化过程的影响

讨论了在水蒸气参与下的空气等离子体煤气化过程，结果发现：等离子发生器功率的增加，可以大幅度地提高煤气中H2，CO含量，降低CO2含量，同时也可大幅度地提高碳转化率．在保证进入反应器的煤粒有一定动量的前提下尽量减少空气量；水蒸气输入量适量增加有利于H2含量增加，过量的水蒸气将使碳转化率下降；加大反应器的煤处理量会带来碳转化率的降低；适当条件下煤的转化率可超过95％．气相产物中没有检测到甲烷．同时没有发现液相产物．     

准东高钠煤气化过程中Na的迁移转化规律

针对新疆准东煤由于碱金属Na含量高而无法直接利用问题,基于0.25 t/d高碱煤热化学转化试验台,利用电感耦合等离子体-原子发射光谱（ICP-AES）、X射线衍射（XRD）以及扫描电镜-能谱（SEM-EDX）等先进检测手段,分析了准东高钠煤在循环流化床不同煤气化温度下碱金属Na的迁移转化特性,同时借助FactSage6.1化学热力学平衡计算软件,理论分析了碱金属Na的析出形式。研究结果表明：随着煤气化温度的升高,底渣中碱金属Na的含量降低,而飞灰中碱金属Na的含量增加;煤气化底渣中的Na主要以钠的硅铝酸盐形式存在,飞灰中的钠主要以NaCl形式存在,并含有少量硅铝酸钠;准东高钠煤在循环流化床煤气化试验时未发生失流现象,底渣和飞灰未发现熔融态;煤中Cl在煤气化过程中对金属壁面有腐蚀作用。     

美国煤气化工艺现状及对中国气化技术的启示

文章针对我国煤化工的未来重点发展方向,分别对美国和中国煤气化工艺进行分析,通过对中美两国煤气化技术进行深入对比,分析得出美国煤气化技术的优势以及未来煤气化工艺的发展趋势,为中国自主创新开发煤气化工艺提供借鉴。     

气化用煤均质化探讨

阐述了在采用多种煤配混的情况下,气化用煤的均质化对移动床、气流床等气化炉的操作控制和稳定运行具有重要的影响,并探讨了一些气化用煤均质化的具体方法。     

鄂庄薄煤层富氧地下气化模型试验

研究了不同富氧浓度下，出口煤气有效组分含量、热值、产气率及热效率的变化规律.试验结果表明：随着氧气浓度的增加，煤气中H₂,CO含量及热值增加，但当O₂浓度大于84%时，煤气中有效气体组分含量及热值上升幅度减小；随着富氧浓度的提高煤气产率下降，气化效率在44.47%～64.91%之间；薄煤层富氧-水蒸汽气化能够连续生产有效气体组分（H₂+CO+CH₄）大于59.56%、热值在8.2 MJ/m3以上的煤气，并能有效地控制气化炉温度，保持煤气组分和热值的稳定. 