以菱镁石为原料铝热还原炼镁的实验研究

对以菱镁石为原料,以铝粉为还原剂的真空热还原炼镁技术进行了实验研究,通过热力学分析和对还原渣的物相分析,对铝热还原煅后菱镁石的机理进行了探讨.还原实验结果表明:当以还原反应4MgO+ 2Al=3Mg+MgO·Al2O3进行配料时,在还原温度1200℃,还原时间2h,铝粉过量5％的条件下,氧化镁的还原率在72％以上,铝粉利用率在91％以上,还原过程的实际料镁比低于3.3∶1.进一步提高还原过程的铝粉加入量,可使镁铝尖晶石中的MgO进一步被还原,还原过程中的氧化镁还原率可达85％以上,但铝粉利用率下降至84％左右.     

新法真空铝热还原炼镁的研究

对以煅后白云石和煅后菱镁石为原料,以铝粉为还原剂的新法炼镁技术的热力学进行了分析,并进行了真空热还原实验。通过X射线衍射和扫描电子显微镜对还原渣的主要物相与物质形态进行了分析。实验结果表明:以煅后白云石和煅后菱镁石为原料,以铝粉为还原剂的新法真空热还原炼镁技术是可行的,在还原温度1200℃,还原时间2 h,铝粉过量5%和无氟盐添加剂的条件下,氧化镁的还原率可达90%,CaF2或MgF2的添加可大幅度地提高还原过程中氧化镁的还原率,降低还原温度。还原后还原渣主要物相为CaO.2Al2O3,还原渣中氧化铝的含量在65%以上,氧化硅含量低于2%,是一种非常适合生产氢氧化铝的原料。     

氧化镁真空碳热还原法炼镁的工艺研究

采用物料失重率、金属Mg还原率、X射线衍射(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)等手段与方法,研究了真空条件下氧化镁碳热还原温度、物料造球成型压力、物料配比、碳热还原保温时间以及催化剂对氧化镁碳热还原法炼镁工艺的影响。研究结果表明,在30~100 Pa时,碳热还原温度高于1553 K,控制物料压块压力为8 MPa,此时物料失重率最大,最有利于氧化镁的还原。随着焦煤还原剂与氧化镁摩尔比以及碳热还原时间的增加,碳热还原反应速率加大,还原率提高,但是变化效果不明显,加入氟盐CaF2后,物料失重率明显提高,添加CaF2的质量超过物料总质量的3%时,物料失重率超过95%,还原率也相应大幅提高。因此,选择适当的焦煤还原剂与氧化镁摩尔比值以及碳热还原时间,添加超过3%CaF2,将有利于该法炼镁过程的顺利进行与金属Mg还原率的提高。此研究为真空碳热法从氧化镁中提取金属Mg工艺提供了很好的实验依据。     

真空碳热还原氧化镁制取金属镁的研究

文章首先简单介绍了现有炼镁方法的状况,指出了现有炼镁方法存在的一些问题,认为真空碳热还原氧化镁制取金属镁的研究具有十分重要的意义.随后文章从热力学和动力学两个方面分析了真空碳热还原氧化镁的反应机理.文章在重点介绍国内外真空碳热还原氧化镁制取金属镁的研究历程和最新研究进展后,明确了今后对该方法制取金属镁需要重点解决的难题.文章最后对真空碳热还原氧化镁制取金属镁的特点进行了总结,并对该方法制取金属镁做了展望.     

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。     

真空碳热还原制镁工艺的研究进展

碳热还原炼镁工艺是采用廉价的碳及碳化物还原氧化镁或者其他镁矿的炼镁新工艺,是一种潜在的能够代替现有工业生产中传统热法炼镁工艺的低能耗、高产出的炼镁技术。重点介绍了碳热还原炼镁技术的起源、反应原理、试验设备、工艺路线,以及真空碳热还原炼镁技术的发展现状和碳热还原的动力学研究进展。     

真空铝热还原一步法制取镁钙合金的实验研究

提出一种以煅烧后的菱镁石和白云石为原料, 真空铝热还原一步法制备镁钙合金的方法。通过正交试验研究了四种影响金属还原率主要因素的主次关系, 然后对这些因素进行实验研究, 并通过ICP发射光谱仪、扫描电子显微镜及X射线衍射对金属产物及还原渣进行了分析。结果表明, 铝粉过量系数和制块压力对MgO、CaO还原率的影响较大, 还原温度和还原时间次之, 在制块压力为150 MPa, 还原温度1250℃, 还原时间180 min, 铝粉过量系数10%的条件下, MgO和CaO还原率最高, 分别为93.1%和49.5%。     

碳热炼锶的热力学研究及经济性和环保性分析

采用热力学方法计算并分析了真空碳热炼锶的反应自由能和临界还原温度,同时分析了碳热炼锶的经济性和环保性。结果表明,在标准状态下,碳热炼锶温度需高达2279K;真空工艺可显著降低反应临界温度,真空度为10Pa时,1462K以上碳热炼锶反应即可进行;碳热炼锶的还原剂成本仅为铝热法的1/34.1、硅热法的1/14.6,同时,碳热法的锶资源利用率更高、产生的渣量更少。     

真空铝热还原LiAlO2制取金属锂的研究

真空金属热还原法是一种具有工业应用前景的炼锂方法。本文对常压下以工业碳酸锂、氧化铝和氧化钙为原料合成LiAlO2以及真空条件下铝热还原LiAlO2提取金属Li进行了实验研究。研究了不同煅烧条件对LiAlO2合成的影响以及不同还原条件对铝热还原制取金属锂过程的影响。结果表明:在制团压力50MPa、煅烧温度1073 K和煅烧时间120 min的条件下,碳酸锂的分解率为98.21%,煅烧产物为LiAlO2和CaO。在还原温度1423 K,时间180min,铝粉过量20%,物料粒度-75μm和制团压力为45MPa的条件下金属锂的还原率为95.50%,铝粉利用率为79.17%。还原渣主要成分为CaO.Al2O3和12CaO.7Al2O3,可用于溶出氧化铝。     

真空铝热还原Li_5AlO_4制取金属锂的研究

常压煅烧氢氧化锂、氧化铝和氧化钙混合物可得到Li_5AlO_4型富锂熟料,真空铝热还原该熟料可制备金属锂,同时获得12CaO·7Al_2O_3型还原渣,该渣通过碱液溶出、碳酸化分解可制备氢氧化铝。研究了还原温度、还原时间、铝粉过量系数对真空铝热还原制取金属锂过程的影响。结果表明:在系统压强-5 Pa,还原温度1200℃,还原时间120 min,铝粉不过量的条件下,金属锂的还原率为97.76%,还原渣主要成分为12CaO·7Al_2O_3。铝粉过量超过10%不利于金属锂还原率的提高,且还原渣的主要成分为CaO·2Al_2O_3和CaO·Al_2O_3。     

铝热还原生产钒铁合金的工艺优化

当前技术条件支持下,我国对钒铁合金的生产主要以铝热还原工艺技术为主,然而受多方面因素共同影响,当前的铝热还原生产钒铁合金工艺技术还存在诸多的问题与缺陷,制约着钒铁合金生产的规范化与规模化。本文以铝热还原生产钒铁合金的工艺技术为研究对象,从决策树角度人手,对钒铁合金在生产过程中的主要技术参数进行了详细分析,并归纳出会对整个钒铁合金生产质量、效率产生不同程度的影响的要素构成情况,并指导后续工作从这些影响要素与影响模式人手,对整个铝热还原生产钒铁合金的工艺进行优化作业。     

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%.     

硼镁石真空铝热还原提镁实验研究

热力学分析了铝还原剂从MgO、2MgO·B2O3和3MgO·B2O3中提取金属镁的化学反应。实验研究了制团压力、CaF2添加、还原温度、还原剂用量等对氧化镁还原率的影响。结果表明,适当地提高反应物料的制团压力有利于改善氧化镁还原率,但较大的制团压力会导致球团孔隙率降低,从而阻碍了产物Mg蒸气的释放以及氧化镁还原过程。对还原渣的X射线衍射分析表明,铝热还原生成的Al2O3会先与CaO结合。添加少量的Ca F2有利于氧化镁的还原,CaF2与还原渣结合成11CaO·7Al2O3·Ca F2。添加3%的CaF2,制团压力为90 MPa,在1200℃下还原120 min,氧化镁的还原率为85%,铝利用率为74%。     

碳化钙真空还原镁热力学分析及试验

本文通过对碳化钙还原MgO的化学反应热力学研究,计算得到:在常压下该反应的临界反应温度为2148 K;在真空条件时还原反应临界温度降低,当压力降低至1 kPa时,临界反应温度为1395 K.通过还原炼镁试验表明:随着反应温度升高,镁还原率提高;当在1150℃左右和1～2Pa真空条件下,可以获得80%以上的镁还原率.     

真空碳热还原法炼镁过程氧化镁行为分析

对真空碳热还原法炼镁过程中氧化镁的行为进行了热力学分析和动力学模拟,热力学分析表明,真空下CO量很少,被CO还原的MgO可以忽略。而MgO自身分解比较难。在此基础上,进行了分子动力学模拟研究,结果表明,高温对于MgO的结构影响并不明显,Mg-O键不会断裂生成Mg蒸气与氧气。此外Mg-O之间并无相互作用。对MgO在1723 K、50 Pa条件下加热过程的动力学模拟计算结果表明,高温并不会使Mg-O键自身发生断裂,MgO结构并未有明显变化。     

Al-Si-Fe合金真空热还原法制镁工艺研究

以Al-Si-Fe合金为还原剂,采用真空热还原白云石煅白制取金属镁。通过对还原温度、还原时间、还原剂过量系数、制团压力以及氟盐的添加对还原过程的影响分析,确定本工艺最佳工艺条件为:还原温度1413 K、还原时间120 min、真空度4 Pa、还原剂过量10%、制团压力150 MPa、CaF2添加量为3%。在该条件下金属镁还原率为91.3%,产品纯度达到99.1%。     

氧化镁真空碳热还原行为研究

本文在真空条件下碳还原氧化镁行为的热力学和动力学进行研究.热力学研究表明,氧化镁真空碳热还原反应是C直接还原MgO,动力学研究表明,氧化镁真空碳热还原反应机理符合界面化学反应模型,动力学方程为1-(1-α)1/3=0.192e-221400/RTt,表观活化能E=221.4kJ·mol-1.     

真空铝热还原制备Mg-Sr中间合金及渣相的分析

以氧化镁和氧化锶为原料,铝粉为还原剂,氟化钙催化剂,在混料瓶中混合均匀后,在台式粉末压片机上压片,然后在真空管式炉内还原,制备得到镁锶合金。对得到镁锶合金进行XED射线衍射分析和扫描电镜能谱分析,产物中含有α-Mg,Mg17Sr2和Mg2Sr相,镁锶合金中镁含量为97.7%,锶含量为2.3%。对渣相进行XED射线衍射分析,渣相中主要物质为Sr O·Al2O3和Sr O·2Al2O3。还原温度为1250℃,还原时间4h,真空度为0.08k Pa,自然冷却结晶。     

铝热还原氮化微晶白云母合成α-Al2O3/β-SiAlON的物相演变

以川西微晶白云母为主要原料,铝粉为还原剂,采用铝热还原氮化法合成了α-Al2O3/β-SiAlON材料,并利用X射线衍射仪(XRD)研究了不同温度下的物相变化及配铝量对反应产物的影响.结果表明:在1350℃和1450℃,所有样品的主要产物均为α-Al2O3和β-SiAlON相,但铝粉用量为35%(质量分数,下同)的样品经1350℃铝热还原氮化后的产物中含β-SiAlON相较多;当铝粉用量和加热温度分别为45%和1550℃时,反应产物中不含α-Al2O3和β-SiAlON相,却出现了AlON、AlN和Si3Al7O3N9相.     

真空硅浴熔融还原白云石炼镁的实验研究

通过往煅烧白云石中添加适量的Al2O3和SiO2,使其在1500～1600℃之间形成熔融炉渣,并在真空下采用硅铁还原液态渣中的MgO。研究了造渣剂对MgO还原率的影响,结果表明,在能够获得熔融炉渣的情况下,增大Al2O3/SiO2比能够极大地提高渣中MgO的还原率,理想的炉渣成分为32.0%CaO-23.0%MgO-35.0%Al2O3-10%SiO2。同时,对该炉渣进行了正交实验,通过分析得出影响MgO还原率因素的顺序依次是:反应温度、还原剂硅铁添加量、反应时间、催化剂CaF2添加量。在熔融还原工艺参数为:反应温度1600℃,还原剂硅铁添加量n(Si)/n(2MgO)=1.2,反应2h,催化剂CaF2添加量3%条件下,渣中的MgO还原率高达97.3%。