真空下以煤还原氧化铝的实验

研究真空下以煤为还原剂进行碳热还原氧化铝。结果表明:压力为10-2Pa~10Pa的条件下,温度在1450℃~1650℃范围内,氧化铝与煤中的碳反应生成碳化铝和铝,温度越高,反应程度越大。煤中的硅、铁也被还原。还原产物铝、硅、铁蒸发出来,部分硅、铁冷凝在温度较高的位置,形成碳化硅、硅铁合金。铝与另一部分硅铁冷凝在温度较低的位置,一部分金属铝形成碳化铝和铝硅铁合金。     

真空下碳热还原氧化铝的二次反应

通过热力学分析和实验研究了真空条件下碳热还原氧化铝的二次反应.热力学分析表明:低温、高压有利于碳热还原氧化铝的产物Al2O、Al与CO的二次反应.分别绘制了Al2O和Al在一定分压下,与CO的二次反应平衡曲线图,给出了各二次反应的CO平衡分压与温度的关系,根据CO的分压和温度、利用二次反应平衡曲线图分析二次反应的产物.氧化铝与石墨的真空碳热还原实验研究证实:Al2O与CO降低温度首先生成Al4O4C和C,Al与CO降低温度首先生成Al4O4C和Al4C3,符合根据二次反应平衡曲线图分析得到的结论,说明二次反应平衡曲线图的合理性.     

真空下碳热还原氧化铝的热力学

对真空条件下碳热还原氧化铝进行热力学研究.结果表明:在1 643～1 843 K的温度范围内,真空碳热还原氧化铝生成气体产物,该气体在温度降低时发生二次反应形成冷凝物,反应过程中体系压力保持在5～150 Pa.热力学分析表明:当体系压力为1～100 Pa时,在1 200～1 900 K的温度范围内,碳热还原氧化铝生成Al2O、Al和CO;生成Al2O的初始反应温度低于生成Al的初始反应温度,但反应温度高于一定值时,更易生成Al气体,该温度取决于体系的压力;当CO的分压分别为1、10和100 Pa时,Al2O稳定存在的温度分别高于1 462、1 560和1 674K,Al气体稳定存在的温度分别高于1 514、1635和1 777K.     

真空下氯化亚铝歧化法提取铝的设备研究

设计了真空刚玉管式炉和真空石墨炉。真空刚玉管式炉不适于进行氧化铝的碳热还原-氯化-歧化反应。真空石墨炉成功用于利用该反应提取铝的实验研究,其高温反应区的温度可以控制在25℃~1570±2℃的范围内,其三氯化铝升华区的温度可以控制在25℃~200±2℃的范围内,且真空石墨炉操作方便。     

氧化铝在碳热还原-氯化法炼铝过程中的行为

采用XRD、气相色谱仪、EDS及质量损失等手段与方法,在不同反应温度、系统压力、添加剂及反应时间对氧化铝在碳热及氯化过程进行研究。结果表明:碳热与氯化过程生成的气体主要是CO,含量达98.4%(质量分数)以上;碳热过程在50～100Pa、高于1693K时,Al4O4C与Al4C3开始生成,且含量随着温度的升高与保温时间的延长而增加;在1Pa及1773K时,Al4O4C碳热转化为Al4C3;分别添加10%Fe2O3与10%SiO2(质量分数),在40～100Pa、1803K、保温120～150min时,可使物料质量损失率达到26.70%与30.13%,促进碳热过程向生成Al4O4C与Al4C3方向进行;温度高于1853K不利于该反应的进行;碳热-氯化过程是Al2O3与Al4O4C、Al4C3及AlCl3共同反应生成低价氯化铝AlCl,气态AlCl进入低温区歧解得到金属铝。     

氧化铝真空碳热还原-氯化工艺中二氧化钛的行为分析

在不同温度下氧化铝真空碳热还原和氯化反应的过程中,利用XRD、SEM和EDS检测手段分析TiO2的行为。在制备材料时,Al2O3和C的摩尔比为1：4,并添加10%TiO2和过量的AlCl3。结果表明,TiO2从锐钛矿型转化为金红石型后与C反应生成TiC。在1763-1783K的温度区间,在残渣和冷凝物中没有发现Ti和Al的化合物。生成铝的纯度达到98.35%,且TiO2不参与氧化铝真空碳热还原和氯化过程。     

低价氧化铝真空歧解法炼铝的研究

用低价氧化铝歧解法对含铝原料炼铝的过程进行了热力学研究,热力学计算表明:在10Pa～100Pa的体系压力下,生成低价氧化铝的初始温度为1670K～1820K,低价氧化铝歧解得到金属铝的初始温度为低于1820K。重点考察了反应温度、反应时间以及真空度对试验的影响。结果表明,在1713K时,体系压力为20Pa,保温90min时,效果最好且铝的纯度达到100%。通过实验验证了热力学理论研究的正确性。     

固态氧化铝碳热还原反应研究进展

固态氧化铝碳热还原反应在陶瓷材料及铝冶金领域得到广泛的应用和研究,但其反应机理至今未能得到统一的认识。介绍氧化铝碳热还原过程形成的固态、气态产物,阐述3种主要反应机理。提出固-固相反应机理缺乏直接证据,气-固相反应机理与热力学分析及实验不符,而氧化铝分解反应机理较合理。可能的反应机理如下:氧化铝分解为含铝气体和氧气,碳与氧气反应以降低氧分压,含铝气体再次反应形成最终产物,在减压或氩气下形成碳化铝、碳氧化铝等,在氮气下形成氮化铝。并提出了系统解释固态氧化铝碳热还原反应需要继续研究的方向。     

氧化铝碳热还原反应机制及其热力学

研究了球磨活化后氧化铝碳热还原反应合成氮化铝的机理 ,提出了通过氧化铝碳热还原反应合成氮化铝的新机制 :氧化铝首先发生氮化反应生成AlON相 ,AlON再还原氮化生成氮化铝。通过热力学计算得到的反应平衡温度与实验得到的氮化铝开始生成温度相吻合。     

转盘真空过滤机在氧化铝行业的应用

江苏新宏大石化机械有限公司在消化国外技术的基础上,开发的转盘真空过滤机成功应用于化工行业及铝行业，本文介绍了该过滤机在铝行业的应用情况，并与进口过滤机作了比较。     

Aluminum production by carbothermo-chlorination reduction of alumina in vacuum

Aluminum production by carbothermo-chlorination reduction of alumina in vacuum was investigated by XRD, SEM, EDS and thermodynamic analysis. Thermodynamic calculations indicate that AlCl(g) generated by carbothermo-chlorination process among Al₂O₃-C-AlCl₃ system should be at 1 377–1 900 K (100 Pa) and AlCl (g) will disproportionate into aluminum and AlCl₃(g) below 950–1 050 K at 10–10² Pa. Experimental results demonstrate that Al₄O₄C and Al₄C₃ begin to be formed by Al₂O₃-C system over 1 698 K (40–150 Pa). It is Al₄O₄C and Al₄C₃ but not Al₂O₃-C that participate in the carbothermic-chlorination reaction. Temperature for AlCl(g) generated by Al₄O₄C-AlCl₃-C, Al₄C₃-Al₂O₃-AlCl₃ and Al₄O₄C-Al₄C₃-Al₂O₃-AlCl₃-C system is 1 703–1 853 K (40–150 Pa). Aluminum metal is produced by AlCl(g) disproportionation process below 933 K. The average purity of aluminum metal reaches 95.32%, which has perfect crystallization and uniform grain size.     

氧化铝的真空碳热还原—氯化—歧化反应(英文)

通过XRD物相分析和热力学分析研究氧化铝的真空碳热还原—氯化—歧化反应。以氧化铝和石墨为原料,在真空下、1643-1843K的温度范围内进行实验。结果表明,AlCl3(g)与氧化铝碳热还原产生的Al2O(g)或Al(g)反应生成AlCl(g),该AlCl(g)在较低温度下歧化分解为金属铝和AlCl3(g);当压力为100Pa、温度为980K时,AlCl(g)的歧化反应率达到90%。生成的金属铝可以吸附催化CO歧化为C和CO2,并可以与CO二次反应形成Al4C3、Al2O3、C和CO2,导致铝产物中含有C、Al4C3和Al2O3。产物铝中所含的这些杂质随着AlCl(g)歧化反应温度的降低而减少。AlCl3(g)在接近室温的温度下冷凝下来。     

真空碳热还原菱镁矿制取金属镁的试验研究

用简化的“布斯自由能函数”对真空条件下用碳一步还原菱镁矿反应进行热力学分析,得到真空条件下碳酸镁分解和还原反应的起始温度.将菱镁矿和煤混合制团,进行一步还原炼镁试验.结果表明,在真空20Pa下温度600℃,30min后碳酸镁基本分解完全,温度至1200℃,MgO被还原,冷凝得到条状金属镁,镁条表面纯度达93％,内部纯度可达99.5％以上.     

真空气氛中CuMnCr合金在石墨表面的润湿行为

通过差热分析确定了含Cr量分别为0,0.25%,0.5%,1.0%,2.0%,4.0%(摩尔分数)的CuMnCr合金的熔化温度.采用座滴法测量了不同温度下不同Cr含量的CuMnCr合金在石墨表面的铺展面积和接触角.在真空气氛中Mn的蒸发引起CuMnCr合金在石墨表面的润湿性随温度变化而变化,不同Cr含量的CuMnCr合金在石墨表面的接触角在960℃时最小.不同Cr含量的合金在不同温度下表现出最佳的铺展面积,随含Cr量的增加界面反应层的厚度增加.通过X射线衍射分析不含Cr和含Cr的合金界面反应产物分别为Mn7C3和CrxCy.     

真空硅热同步还原制备镁锰研究

阐述锰在镁合金中的作用以及镁锰合金的性能、应用与制备.为了提高镁锰合金中的含锰量,制备新型镁合金及南含锰量Mg - Mn中间合金,分析富锰渣硅热还原的基本原理,提出真空硅热还原制备镁锰合金的新方法.通过热力学分析真空硅热同步还原MgO、MnO,其平衡蒸汽压关系是:Mn的平衡蒸汽压＞Mg的平衡蒸汽压＞系统压强;同步还原条件是:P系≤102 Pa,T还≥1517K;还原温度为1550K时,同步固化冷凝温度T＜922K.研究设计了真空熔融及热还原设备用于实验研究真空硅热同步还原制备镁锰.     

氧化铝碳热还原氯化法制低价氯化铝反应的热力学研究

对氧化铝碳热还原氯化法制低价氯化铝的反应进行了热力学研究,经过热力学计算得到:在常压下,该反应发生的起点温度为2121.21K,而当系统压力下降时,该反应的起点温度也会下降;经过计算得到了该反应起点温度与系统压力间的关系,也得到了不同系统压力下反应吉布斯自由能与系统温度间的关系。