Sc2O3加入量对菱镁矿制备镁砂性能的影响

为改善烧结镁砂性能,以菱镁矿经900℃煅烧后的轻烧氧化镁粉为主要原料,引入Sc₂O₃作为添加剂,经1 600℃煅烧3 h得到烧结镁砂试样。研究Sc₂O₃添加量(质量分数分别为0、1%、2%、3%和4%)对试样致密度、物相组成及显微结构的影响。结果表明：Sc₂O₃会固溶进入MgO晶粒并引起MgO晶格畸变,起到了活化晶格促进烧结的作用;同时Sc₂O₃会与镁砂中杂质成分CaO发生反应,在方镁石晶间生成高熔点的CaSc₂O₄相。因此,添加Sc₂O₃提高了试样致密度,当加入3%(w)时,致密性最好。     

含CO工业尾气煅烧改性磷矿石结块成因分析

含CO工业尾气煅烧中低品位磷矿石工艺实际应用时，常出现磷矿石结块和窑体结瘤问题，导致设备损坏。针对煅烧产物进行组分分析，并对可能产生的产物体系进行熔融特性和流动特性研究，判断发生熔融的临界条件，分析结块成因，为优化煅烧工艺提供依据。结果表明：磷矿石中的Fe₂O₃和Al₂O₃杂质降低了磷矿石的熔融温度，增加了流动性，造成结块。最容易发生熔融结块体系：在氧化条件下，w(CaO)/w(Fe₂O₃)为0.25且w(MgO)为5%的Fe₂O₃-CaO-MgO体系，流动温度为1 262.3℃，熔融时间为1.34 min，流动性指数为26.87；在弱还原条件下，w(SiO₂)/w(CaO)为1.8且w(Al₂O₃)15%的Al₂O₃-CaO-SiO₂体系，流动温度为1 388.3℃，熔融时间为3....     

添加浮选镁砂颗粒和Al2O3细粉对方镁石-尖晶石砖性能的影响

以烧结镁砂、浮选镁砂、电熔镁铝尖晶石和煅烧Al₂O₃细粉为主要原料,以木质素磺酸钙为结合剂,经混练、成型、1 650℃烧成制备了方镁石-尖晶石砖,主要研究了以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒以及在此基础上外加不同量煅烧Al₂O₃细粉（质量分数分别为0、3%和5%）对方镁石-尖晶石砖性能的影响。结果表明：1)以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。2)在以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖中,随着煅烧Al₂O₃细粉引入量的增多,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。     

用菱镁矿碎矿生产烧结镁砂的试验研究

为了提高菱镁矿资源的有效利用率,将块度小于20 mm的废弃菱镁矿碎矿分别破碎成粒度5~3、3~1和≤1 mm的颗粒和≤0.088 mm的细粉,分别与5%(w)的轻烧镁粉(≤0.088mm)和4%(w,外加)的结合剂混合,经压球、高温(1 800℃)煅烧等工序制成烧结镁砂,通过研究菱镁矿碎矿粒度配比、结合剂种类(分别为MgCl2溶液、纸浆废液和水)和成型压力(分别为45、135、225、250和300 MPa)对煅烧或烘干后试样致密度的影响。结果表明:将菱镁矿碎矿破碎成≤0.088 mm的细粉,与轻烧镁粉按95 5的质量比配料,采用MgCl2溶液与纸浆废液按3 1质量比混合的复合结合剂,按250 MPa成型压力压球后,在1 800℃保温5 h煅烧制备的烧结镁砂,理化指标达到了国标中MS96牌号烧结镁砂的要求。     

复合生料无光釉的研制

叙述了复合生料釉的研制过程,讨论了MgO、CaO、ZnO、Al₂O₃、SiO₂等氧化物及Al₂O₃/SiO₂比、烧成制度和其他因素对无光釉的影响。     

宁东能源化工基地燃煤电厂粉煤灰的矿物学及元素地球化学特征

粉煤灰的类型、元素及矿物组成等理化性质是决定粉煤灰资源化利用途径的基础。为实现宁东能源化工基地周边燃煤电厂粉煤灰的潜在高值化利用,以马莲台电厂和银星电厂原煤、炉渣、粗灰、细灰为研究对象,用X射线荧光广谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)手段分析粉煤灰化学组成及微量元素含量,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜分析粉煤灰矿物组成与形态特征。结果表明：马莲台电厂和银星电厂的粗灰、细灰氧化物化学组成以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和CaO为主,含少量TiO₂、MnO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅;两电厂粉煤灰中CaO质量分数均小于10%、w(SiO₂)+w(Al₂O₃)+w(Fe₂O₃)>75.39%,均属F型低钙粉煤灰;结晶矿物相均以...     

添加Y2O3对CaO-MgO-SiO2体系中CMS的影响

为了提高镁质耐火材料的高温性能,以分析纯化学试剂MgO、CaO、SiO₂、Y₂O₃等为主要原料,研究了添加Y₂O₃对CaO-MgO-SiO₂体系中钙镁橄榄石(CMS)的生成和转化的影响,以及转化生成物Ca₄Y₆O(SiO₄)₆的耐火度。结果表明：1)Y₂O₃的添加不仅能够显著减少CaO-MgO-SiO₂体系中低熔点相CMS的生成量,而且能够从CMS中捕获CaO和SiO₂使CMS转化为高熔点相Ca₄Y₆O(SiO₄)₆、MgO和Y₂Si₂O₇,有利于提高镁质材料的高温性能。2)Ca₄Y₆O(...     

电熔镁砂在CaO–Al2O3–SiO2熔渣中的溶解行为

作为镁质耐火材料的重要原料，电熔镁砂在低密度高强钢精炼用CaO–Al₂O₃–SiO₂系熔渣中的溶解是影响炉衬使用寿命及钢质量的重要因素。本工作采用高温激光共聚焦显微观测系统研究了1 600℃下镁砂在该熔渣中的溶解行为，探究了镁砂颗粒的形状、质量及熔渣CaO和SiO₂质量分数比(即C/S)对其溶解行为的影响。结果表明：镁砂主要形状对其溶解速率影响较小；溶解速率随质量增大呈近线性下降，随C/S的增加而先降低后增加；镁砂颗粒的溶解曲线受质量影响更大，其溶解模型n值分别对应1/2、2/3、3/5，这为深入理解镁质耐火材料的渣蚀行为和提质优化提供指导。     

硅钙质胶磷矿浮选耦合化学浸提法实验研究

针对湖北某地中低品位硅钙质胶磷矿，通过浮选实验研究，考察浮选药剂制度对浮选效果的影响，并研究化学脱镁实验以及磷矿循环酸浸脱镁实验的工艺条件。采用一粗两精一扫浮选工艺开路流程得到w(P₂O₅)为29.05%、w(MgO)为3.43%、回收率为87.50%的浮选精矿；采用正浮选-化学脱镁耦合工艺得到w(P₂O₅)为30.12%、w(MgO)为1.45%、回收率为81.35%的化学脱镁精矿。     

钛精矿重选分离含硅物相影响因素研究

针对四川某钛精矿中存在的硅含量过高的问题,提出了摇床重选法分离二氧化硅的方法。通过球磨工艺获得不同粒径颗粒,然后采用摇床进行重选,研究粒径大小、粒径组分占比、冲程等因素对钛精矿含硅相的分离效果。结果表明,随着磨矿时间的增加,-200目(＜75 μm)钛精矿占比逐渐增加。当研磨时间为8 min时,-200目钛精矿的占比为83.0%(质量分数)。随着冲程的增大,SiO₂的品位和TiO₂的回收率均呈逐渐增大的趋势。当冲程为15 mm时,SiO₂的品位由2.46%(质量分数)降低至1.07%。重选分离后原矿分为三部分,TiO₂品位:钛精矿>中矿>尾矿,SiO₂品位:钛精矿<中矿<尾矿。当-200目铁精矿占比85.5%(质量分数)时,重选后SiO₂的含量最低可降至0.93%(质量分数)。     

环保型转炉修补砖的研制与应用

为了减少对环境的污染,以w(MgO)>92.21%的烧结镁砂和w(MgO)=84.34%的含油镁碳废料为主要原料,以粉状改性沥青粉为流动剂,加入少量硫磺作助流剂,以木质素磺酸钙溶液为结合剂,研制出一种环保型转炉修补砖,并进行了实际使用试验。结果表明:该修补砖高温软化性好,烧结时间短,节能环保。     

氧化钛对镁砂抗热震性能及抗渣渗透性能的影响

为改善镁砂抗水化性能、抗热震性能及抗熔渣渗透性能，在轻烧氧化镁粉中添加1%(质量分数)、2%及3%的TiO₂微粉制备镁质复合材料，研究了TiO₂含量对材料烧结行为、显微结构及各性能的影响。结果表明：随TiO₂添加量增加，游离CaO及部分MgO相继转化为CaTiO₃及Mg₂TiO₄相，且MgO晶粒尺寸增大，样品抗水化性能显著提高。CaTiO₃及Mg₂TiO₄晶间相的形成降低了样品的热膨胀系数，诱导裂纹发生偏转，因此，样品的抗热震性能也随TiO₂增加逐步提高。此外，添加1%的TiO₂样品，因MgO晶粒增大及高稳定性的CaTiO₃晶间相形成，抗渣性能明显提高。然而，进一步增加TiO₂，低稳定性的Mg₂TiO₄晶间相的生成显著降低了样品的抗渣渗透性能。     

三元复合钙基材料CaO-Ca3Al2O6-MgO的合成及其CO2吸附性能

采用Al₂O₃和MgO同时掺杂改性的方法制备了CaO-Ca₃Al₂O₆-MgO复合钙基高温吸附CO₂材料。复合钙基材料孔隙发达,活性物相为CaO,惰性骨架物相为Ca₃Al₂O₆和MgO。Ca₃Al₂O₆/MgO质量比偏小的材料,表面微粒粒径较小。在10%（体积分数,下同）CO₂和90% N₂的混合气气氛下,采用热重分析仪测量了复合钙基材料吸附CO₂容量、碳化反应速率以及循环碳化（670℃）/煅烧（900℃）过程的稳定性。结果发现,复合钙基材料CaO-Ca₃Al₂O₆-MgO具有较好的吸附CO₂性能,提高Ca₃Al₂O₆/MgO质量比,合成材料的循环稳定性较好;降低Ca₃Al₂O₆/MgO质量比,合成材料的碳化反应速率加快,CaO转化率提高。最后,通过对不同循环次数下复合钙材料的比表面积、孔径分布、微观形貌、表面元素分布,晶相、晶粒大小进行研究分析,对合成材料的失活以及掺杂物质对烧结的抑制机理进行了讨论。     

钒催化剂载体的预处理工艺研究

对低品位的硅藻土采用“煅烧—水洗—酸处理”工艺进行预处理，考察了煅烧温度、煅烧时间、水洗次数、水洗温度、酸质量分数及热煮时间等对载体性能的影响。结果表明，经600℃煅烧2 h,60℃水洗2次，质量分数40%～45%的硫酸热煮12 h后，得到的硅藻土w(SiO₂)>90%,w(Al₂O₃)<3%,w(Fe₂O₃)<1%，堆密度小于0.38 g/mL，烧失量小于5%，孔容大于1.50 cm³/g，比表面积大于60.0 m²/g，是一种性能较好的钒催化剂载体。     

亚微米SiO2粉体对无水泥铁沟浇注料性能的影响

以致密刚玉、碳化硅等为主要原料，以w（SiO₂）=99.9%的亚微米SiO₂粉体(d₅₀=0.242μm)为结合剂，制备了一种新型无水泥铁沟浇注料。研究了亚微米SiO₂粉体加入量（质量分数分别为3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%）对其性能的影响，并从亚微米SiO₂粉体的粒度分布、红外光谱等角度，分析探讨了亚微米SiO₂粉体的作用机制。结果表明：1)亚微米SiO₂粉体可以单独作为铁沟浇注料的结合剂制备出无水泥铁沟浇注料；2)相比传统铁沟浇注料，无水泥铁沟浇注料在加水量、高温抗折强度等方面取得突破性进展，亚微米SiO₂粉体的最佳加入量为4%～6%（w）。     

循环捕集CO2后煅烧石灰石的硫化特性

ZEC(zero emission coal)系统中,粗煤气进入碳酸化/重整炉前需先脱除H₂S,提出利用经过多次碳酸化/煅烧捕集CO₂循环的煅烧石灰石(CaO)脱除H₂S,并研究循环碳酸化/煅烧次数、硫化温度、H₂S浓度和微观结构对循环CaO硫化特性的影响。结果表明,多次循环碳酸化/煅烧捕集CO₂后CaO仍具有较高H₂S吸收性能。前20次循环,CaO硫化转化率随循环次数增加迅速降低;20次循环后,CaO硫化转化率缓慢下降。硫化120 min后,未循环CaO的硫化转化率接近100%,而经历1、20和100次循环后CaO的硫化转化率分别为94%、81%和74%。H₂S浓度对循环CaO硫化性能影响较大。硫化温度(800～1000℃)对循环CaO的硫化性能影响较小,最佳硫化温度为900℃。随循环次数增加,CaO颗粒发生高温烧结,导致比表面积降低和20～150 nm内孔隙减少,而这是与H₂S吸收密切相关的孔隙,导致CaO硫化转化率降低。     

制备工艺对La2O3掺杂氧化镁陶瓷性能的影响

以高纯氧化镁粉体为主要原料,分别掺杂0、2%、4%、6%以及8%（w）的La₂O₃粉体,选用聚乙烯醇为结合剂,研究单轴压成型、等静压成型及不同煅烧温度（1 400、1 500以及1 600℃）对La₂O₃掺杂氧化镁陶瓷烧结性能、显微结构及抗热震性能的影响。结果表明：采用等静压成型,氧化镁粉体受到来自各方向大小一致的成型压力,并均匀地传递至各个方向,从而得到了更为致密的坯体,显著提高了氧化镁陶瓷的烧结性能。提高烧成温度,更有利于掺杂物La₂O₃与MgO形成置换型固溶体或发生晶格畸变,促进烧结,达到致密化。煅烧温度为1 600℃,La₂O₃掺杂量为4%（w）时,经等静压成型坯体最为致密,热震后裂纹细小。这是由于方镁石晶相间交界处的La₂O₃晶体改变了裂纹走向,阻挡和分散了部分能量和应力,减缓了裂纹的线性延伸。     

水泥生料中碳酸盐煅烧热力学特性及其碳排放分析

对熟料生产的料耗、组成和热耗及碳排放量进行计算；在计算碳酸盐热分解温度的同时，由热重(TG)测定石灰石中SiO₂不同含量对碳酸钙热分解温度的影响；按照2022年中国碳价、国际碳价计算熟料碳税。结果表明，每吨水泥熟料的生料投料量为1507kg，其中石灰石投料量为1288kg、黏土为198kg、铁粉为21kg，所得水泥熟料含CaO为66.05%、SiO₂为21.66%、Al₂O₃为5.56%、Fe₂O₃为3.16%、MgO为2.26%和其他为1.31%；熟料率值KH=0.90、SM=2.6、IM=1.6，单位熟料热耗量为3075kJ/kg；碳酸钙热分解初始温度为836.35℃，碳酸镁为394.80℃；当石灰石中SiO₂含量分别为0.67%、2.42%和3.84%时，碳酸钙热分解温度分别为850.7℃、843.2℃和837.6℃；每吨熟料排放CO₂的量为887.7kg；每吨熟料的碳税为44.86～54.68元，若按国际...     

改性SiO2源对合成高纯莫来石材料结构及性能的影响

在天然石英中引入质量分数为8%的γ-Al₂O₃,经1 550 ℃加热处理实现了对SiO₂源的掺杂改性。以不同SiO₂源和γ-Al₂O₃为原料,对比研究了改性SiO₂源对合成高纯莫来石材料结构和性能的影响。结果表明:SiO₂中掺入少量γ-Al₂O₃后,其熔融温度降低;改性SiO₂源在较窄的温度范围(1 570~1 580 ℃)内转化为富SiO₂液相。大量富SiO₂液相的形成促进了莫来石化反应,加速了颗粒重排,提高了材料的致密度,从而改善了高纯莫来石材料的反应烧结性能。在煅烧过程中,富SiO₂液相逐渐被反应消耗转化为高温相的莫来石;同时,改性SiO₂源熔融提供的液相环境,促进了莫来石晶体的各向异性生长。经1 700 ℃保温3 h煅烧后,莫来石晶体发育呈柱状并形成交叉的网络结构,增强了晶体间的结合程度。采用改性SiO₂源合成的高纯莫来石材料,表现出更好的力学性能。     

SiC惰性氧化对Al2O3-SiO2浇注料线变化率的影响

以三级矾土（5～0.088、≤0.088 mm）、特级矾土（1～0.088、≤0.088 mm）、碳化硅（≤0.074 mm）为主要原料,以铝酸钙水泥为结合剂,加入适量的α-Al₂O₃微粉、SiO₂微粉和减水剂制备了Al₂O₃-SiO₂浇注料。对经1 400℃空气气氛保温24 h烧后试样的线变化率、显气孔率、化学组成、物相组成和微观结构进行分析,探讨了SiC加入量（w）分别为3%、6%、8%、10%时SiC的惰性氧化对试样线变化率的影响。结果表明：1)SiC惰性氧化产物SiO₂可以填充气孔,降低显气孔率,但SiO₂生成后并不会立即与Al₂O₃发生反应形成莫来石;2)二次莫来石化是试样线变化率提高的主要因素,过量SiC抑制了自身的惰性氧化,氧化产物SiO₂相对减少,不利于试样的烧结以及二次莫来石化的持续进行;3)全组分试样中SiC加入量（w）为6%时...