铁钙比对煤灰熔融特性的影响

在灰中铁钙比(Fe2O3/Ca O)1.1的刘一煤中添加Ca CO3和还原铁粉,调节灰中铁钙比,考察铁钙比对煤灰熔融温度及渣样矿物组成的影响。结果表明,随铁钙比的增大,煤灰熔融温度逐渐降低,铁钙比5.5时,煤灰流动温度1 300℃;增大铁钙比,莫来石的生成受到了抑制,钙长石在高温下依然存在,含铁矿物进入低温共融矿物群的数量增大,显著降低灰熔融温度;降低铁钙比,高温下生成大量的高熔点矿物钙黄长石,导致灰熔融温度较高。     

阻熔剂提高煤灰熔融温度及其阻熔机理

选择低灰熔点神华煤,研究了添加SiO2 、TiO2和Al2O3阻熔剂在弱还原性气氛下对煤灰熔融性的影响,利用X射线衍射分析方法研究阻熔剂对高温煤灰矿物转化行为和阻熔机理.实验结果表明:815℃时,煤灰中主要晶体矿物为硬石膏、赤铁矿、石英、石灰和方解石等;添加SiO2、TiO2和Al2O3阻熔剂都能够在一定程度上提高神华煤灰熔融温度,但Al2O3效果较好;在还原性气氛下,随温度升高至1100℃和1300℃,添加阻熔剂后的煤灰中的硬石膏、赤铁矿和方解石等晶体矿物逐渐减少,生成的新矿物质方石英、刚玉和金红石是导致煤灰熔融温度升高的主要原因.     

煤灰熔聚行为的研究

本文采用转鼓指数较好地测定了三种成分不同的煤灰在加热过程中的熔聚强度。低熔点成分熔化产生液相并胶结其它颗粒是煤灰熔聚的主要原因。铁的化合物比钙的化合物更能促进煤灰的熔聚,富含K_2O的伊利石对煤灰的熔聚也有促进作用。本文还对煤中常见的几种矿物在煤灰熔聚过程中的作用作了较详细的研究。     

硅铝比对钙镁耦合作用降低煤灰熔融性的影响研究

利用化学试剂配制不同硅铝比的模拟煤灰,探究不同硅铝比模拟灰的流动温度随灰中钙镁配比的变化规律;并借助XRD、SEM-EDX分析矿物转化过程,初探钙镁耦合作用发生机理.结果表明:随着硅铝比的增加,钙镁耦合作用降低煤灰熔融性的强度先增大后减弱,且在Si/Al为1.5时最大;钙长石与镁橄榄石发生低温共熔是钙镁耦合作用降低煤灰熔融性的主要原因.Si/Al为1.0和4.0时,随着模拟灰中镁钙比的增大,钙长石低温共熔体系及辉石类矿物低温共熔体系的建立,使得煤灰流动温度一直下降,未表现出耦合作用.钙镁含量相同的灰渣中,随硅铝比的增加,灰渣由片块状向团聚状、絮状转变;SEM-EDX分析结果与XRD分析结果一致.     

高钙钒渣焙烧过程中硅酸盐矿物变化特征研究

作为钒渣体系的重要组成部分,查明硅酸盐矿物在焙烧阶段的变化特征有助于更好掌握钒渣体系在焙烧过程的演变规律,对指导焙烧工艺的改进具有重要意义。文章综合应用X射线衍射分析仪、矿物分析仪、扫描电镜以及能谱仪等技术手段对高钙钒渣焙烧阶段主要硅酸盐矿物的变化特征进行分析,结果表明:铁橄榄石的氧化分解温度区间为334~850 ℃,分解初期颗粒内外形成非晶态石英,随温度上升,铁橄榄石颗粒外缘出现逐渐加厚的氧化铁边直至颗粒完全分解,其分解产物为石英和氧化铁;钙铁辉石的氧化分解温度区间为334~850 ℃,分解初期同样以颗粒内外形成非晶态石英为标志,随温度上升,钙铁辉石颗粒外缘出现钒酸钙环带和氧化铁直至颗粒完全分解,其分解产物主要为石英、钒酸钙和氧化铁;硅酸二钙的反应温度区间为640~850 ℃,反应初期以颗粒外缘出现钒酸钙环带为标志,随温度升高,硅酸二钙逐渐分解,其分解产物主要为钒酸钙、石英和氧化铁。     

新型铁钙脱氧剂性能研究

研制一种强度好和耐硫的铁钙脱氧剂,以保护中变催化剂。考察了不同中和剂制得的铁钙复合氧化物脱氧剂A、B的强度和脱氧活性以及使用条件对脱氧性能的影响。结果表明,脱氧剂A还原后强度好,水煤气条件下,温度≥300 ℃,空速4 000 h^-1,可将体积分数0.5%~1%的O₂脱至10×10^-6以下,并且耐高硫冲击。     

神经网络法预测煤灰中铁钙比与灰熔融温度的关系

向铁钙比不同的ZX煤、SH煤、LY煤中添加Ca、Fe助剂,改变煤灰中Fe2O3/Ca O,测定煤灰在弱还原气氛下的灰熔融温度,采用BP神经网络模型预测灰熔融温度与灰成分及其组合参数之间的关系。结果表明,3种煤中加入Fe S2、Fe、Ca CO3后,灰熔融温度均降低。当添加同种含Fe助剂,在中铁高钙的煤中,铁钙比越小,煤灰流动温度越低;而在低铁低钙的煤中,铁钙比越大,煤灰流动温度越低。同一煤样,加入不同含Fe助剂,相同铁钙比时,加入单质Fe的煤灰熔融温度更低。铁钙比对煤灰熔融温度的影响还与灰成分等其它因素有关。使用质量百分数作为基准,输入层包含8个灰成分参数和3个组合参数(铁钙比、铁钙和及酸碱比)的BP神经网络模型对灰熔融温度的预测优于仅包含8个灰成分和酸碱比的9参数输入层预测模型,该模型对高铁低钙的煤样灰熔融温度的预测效果较好。     

神经网络法预测煤灰中铁钙比与灰熔融温度的关系

向铁钙比不同的ZX煤、SH煤、LY煤中添加Ca、Fe助剂,改变煤灰中Fe2O3/Ca O,测定煤灰在弱还原气氛下的灰熔融温度,采用BP神经网络模型预测灰熔融温度与灰成分及其组合参数之间的关系。结果表明,3种煤中加入Fe S2、Fe、Ca CO3后,灰熔融温度均降低。当添加同种含Fe助剂,在中铁高钙的煤中,铁钙比越小,煤灰流动温度越低;而在低铁低钙的煤中,铁钙比越大,煤灰流动温度越低。同一煤样,加入不同含Fe助剂,相同铁钙比时,加入单质Fe的煤灰熔融温度更低。铁钙比对煤灰熔融温度的影响还与灰成分等其它因素有关。使用质量百分数作为基准,输入层包含8个灰成分参数和3个组合参数(铁钙比、铁钙和及酸碱比)的BP神经网络模型对灰熔融温度的预测优于仅包含8个灰成分和酸碱比的9参数输入层预测模型,该模型对高铁低钙的煤样灰熔融温度的预测效果较好。     

由铁铝酸钙水化生成钙矾石的动力学

定量研究了石膏与Ｃ４ＡＦ或Ｃ６ＡＦ３量的比从１／３到４／１（以摩尔计）在室温水化生成钙矾石的动力学。结果表明,在ＤＴＧ曲线上ＡＦ１主峰所含２６Ｈ２Ｏ对应于其结构式中２６个以Ｈ２Ｏ状态结合较弱的结晶水,ＡＦ１中Ｆｅ２ｏ３对Ａｌ２Ｏ３取代量为２０％～２５％。得出由铁铝酸钙水化生成ＡＦ１的反应方程式,在反应动力学中引入反应物颗粒尺寸分布与反应率的关系。将铁铝酸钙表面反应深度与反应率的关系α（ｘ）与实测的     

含钙和含铁矿物对粉煤气化堵渣的影响机理

为了研究粉煤气化的堵渣机理,选取气流床粉煤气化过程中产生的工业渣样(正常渣样和非正常渣样)和在不同还原性气氛与温度下烧制的试验渣样,利用X-射线荧光光谱(XRF)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜和能谱仪(SEM-EDX)等研究渣样的灰成分、晶体矿物组成、微观形貌和微区化学组成等性质,结果表明:非正常渣中钙长石的生成和铁的析出是导致堵渣的主要原因;熔渣析铁的主要原因是在还原性气氛下,赤铁矿被还原的中间产物FeO、FeSx转变的中间产物FeS形成Fe-O-S共熔体;气化炉操作温度的波动易导致钙长石晶体生成,而钙长石的大量析出与铁质矿物的富集和单质铁的析出存在内在联系。     

白云岩中Fe_2O_3、CaO、MgO的连续测定

白云岩中通常测定Fe2O3、CaO、MgO,传统的方法溶矿和测定都较繁琐冗长,不适合例行测试,笔者通过在对碱熔溶液进行理论研究和大量的实验的基础上,对白云岩标准物质同一溶液中用EDTA标准溶液连续测定Fe2O3、CaO、MgO方法进行了探索和偿试,同一溶液中以控制酸度的方法来实现EDTA连续测定Fe2O3、CaO、MgO的含量,其结果与分测值相符,精密度和重现性都较好。     

CaO/Al2O3比对高铝钢连铸保护渣凝固结晶行为的影响

针对目前高铝钢用常规结晶器保护渣中SiO2易被钢液中Al还原导致连铸坯质量缺陷及非反应性保护渣消耗量偏低和润滑差的问题,基于CaO-SiO2-Al2O3三元系相图设计了SiO2含量为20%(w)的CaO-SiO2-Al2O3连铸保护渣,并采用热丝法模拟研究了CaO/Al2O3比对该渣系凝固结晶行为的影响. 结果表明,随CaO/Al2O3比的增加,保护渣的结晶性能增强;CaO/Al2O3比在0.7~1.3范围内其凝固固相分数较小,与现用工业渣具有相似的润滑作用. 综合考虑保护渣的传热和润滑作用,高铝钢保护渣中CaO/Al2O3比范围应为0.7~1.3.     

Effect of CaF2, B2O3 and the CaO/SiO2 mass ratio on the viscosity and structure of B2O3-containing calcium-silicate-based melts

The relationship between the viscosity and structure of B₂O₃-containing calcium-silicate-based mold fluxes and the effects of fluidizers including CaF₂, CaO, and B₂O₃ on the viscosity and their correlation with the structural aspects were studied using a rheometer with Fourier transformation infrared and Raman spectroscopy. The viscosity decreased with increasing CaF₂ addition up to 28 wt% at a fixed CaO/SiO₂ ratio of 0.3, which was related to depolymerization. Furthermore, CaF₂ addition also affected the apparent activation energy for viscous flow, which decreased with increasing CaF₂ content to 105.1 from 151.1 kJ/mol. At higher C/S ratios, the viscosity decreased in the presence of greater Ca²⁺ and O²⁻ supplied from CaO, which subsequently increased the activation energy to 149.7 from 122.0 kJ/mol. With regard to the B₂O₃-melt, polymerization of the network structure was observed by comparing the B₂O₃-free to 4.4 wt% B₂O₃ content. However, the viscosity was relatively constant with increasing B₂O₃ addition. However, the viscosity decreased due to greater simplification of the network structure above 4.4 wt% B₂O₃. The break temperature decreased with greater B₂O₃ addition as the crystallization was inhibited. Furthermore, the apparent activation energy decreased as depolymerization of the network structures occurred above 4.4 wt% B₂O₃.     

Fe/Al2O3梯度涂层的制备与性能

采用喷涂法和溶胶-凝胶法相结合的工艺制备钢基Fe/Al2O3梯度涂层复合材料,并对其性能进行分析。结果表明：Fe/Al2O3梯度涂层与钢基体的界面结合强度较高,达21.2MPa;涂层与基体以及涂层与涂层之间没有明显的界面,实现了良好结合。涂层的表面硬度要比钢基体高4-5倍;Fe/Al2O3梯度涂层主要由α-Al2O3、AlFeO3、Al2Fe2O3和Al3Fe5O3物相组成。     

Au/Fe2O3催化剂上CO选择氧化反应性能的研究

采用共沉淀法、沉积-沉淀法和浸渍法制备了1.5%Au/Fe2O3催化剂,考察了不同方法制备的Au/Fe2O3催化剂对富氢气体中CO选择氧化反应性能的影响。结果表明,浸渍法制得的催化剂在40℃~60℃时CO的转化率为100%;共沉淀法与沉积-沉淀法制得的催化剂在80℃以下CO的转化率均为100%;沉积-沉淀法制得的催化剂在100℃时CO的转化率依然高于95%。上述三种催化剂CO氧化反应的选择性均高于40%,且在CO完全转化时选择性在50%以上。     

Fe2O3/TiO2纳米材料的制备及其紫外-可见光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了不同Fe含量的纳米Fe2O3/TiO2复合光催化材料,并用X射线衍射和透射电镜研究了样品的晶体结构和形貌,分别在紫外和可见光下研究了不同Fe含量复合催化剂的光催化降解甲基橙的活性.结果表明在Fe复合比例较低时,样品为锐钛矿结构;在紫外光情况下,最佳Fe2O3/TiO2复合比例为0.5%,在比例为10%情况下催化效果也比较好;而在可见光情况下,最佳fe2O3/TiO2复合比例为0.1%.     

油酸包覆型Fe_2O_3对铁厂沟煤加氢热解特性的影响

采用固定床反应器考察了干混法添加油酸包覆型Fe2O3对煤加氢热解特性的影响,并与添加常规Fe2O3进行比较。对其催化作用下得到的半焦进行了TG、BET和XRD表征,焦油进行GC模拟蒸馏分析。结果表明:(1)采用常规Fe2O3考察铁的添加量时,在添加量为5%时焦油产率最高,由不加催化剂时的14.3%提高到16.3%。添加油酸包覆型Fe2O3时,煤的热解转化率更高,焦油产率由不加催化剂时的14.3%提高到18.0%。(2)添加油酸包覆型Fe2O3和常规Fe2O3得到的半焦反应性基本相同,半焦的孔结构则是添加油酸包覆型Fe2O3时最发达;添加油酸包覆型Fe2O3的半焦表面Fe晶粒的直径28 nm,小于添加常规Fe2O3的半焦表面Fe晶粒的直径39.5 nm。(3)加入常规Fe2O3和油酸包覆型Fe2O3都使得焦油品质得到提高,但两者相比,常规Fe2O3作用下得到的焦油品质更高。     

Na2O-Al2O3-Fe2O3系烧结过程中铝、铁的反应行为

以Al2O3, Fe2O3和Na2CO3为原料,对Na2O-Al2O3-Fe2O3系烧结过程中的反应行为进行了详细研究. 基于溶出率与时间、温度的关系,证明Na2O×Al2O3和Na2O×Fe2O3的生成反应动力学都服从Zhuralev-Lesokin-Tempelman模型,表观活化能分别为186.59和80.92 kJ/mol,表明Na2O×Fe2O3比Na2O×Al2O3在动力学上更易形成;Al2O3易与Na2O×Fe2O3反应形成Na2O×Al2O3和Fe2O3,在1273 K烧结30 min,所得熟料Al2O3溶出率达98.51%;Fe2O3对Na2O×Al2O3的形成有双重作用,在1273 K下可加速Na2O×Al2O3的形成,超过1323 K,促使Na2O×Al2O3分解成Na2O和b-Al2O3,且随着温度升高或时间延长,分解程度增高,从而导致熟料中Al2O3溶出率显著降低.     

Fe2O3/泡沫镍复合材料电磁屏蔽效能研究

本文以电沉积法制备了泡沫镍材料,并在泡沫镍材料空隙内生长了纳米棒状Fe2O3,制备了Fe2O3/泡沫镍复合材料,测试了复合材料在Ku(12.4～18 GHz)频段的介电常数和电磁屏蔽效能.实验结果表明:复合材料具有较高的介电常数,介电常数的实部和虚部最大值可分别达到51和100.该复合材料的电磁屏蔽效能则随频率的增大而增加,并在20～33 dB范围内变化,表明该材料具有潜在的实际应用价值.     

PVA/Fe2O3磁敏感性水凝胶的制备及性能

采用循环冷冻-解冻方法制备了聚乙烯醇(PVA)/Fe2O3磁敏感性水凝胶. 考察了水凝胶的力学性能、溶胀性能和磁敏感性,并用扫描电镜观察了其表面形貌. 结果表明,当Fe2O3含量为1%(w)时,水凝胶的力学性能最好;水凝胶的溶胀度和脱水率随时间增加有相似的变化趋势,都随磁性粒子含量升高而降低;溶胀性能降低其交联程度增加;PVA和Fe2O3相容性较好;水凝胶在3000 Oe的磁场强度下达到饱和,呈现出很强的顺磁性,磁滞损耗较多,表明具有较好的磁敏感性.