煤矸石火山灰活性的快速评价方法

利用全谱直读等离子体发射光谱仪,在不同浓度NaOH溶液中,不同反应温度、不同反应时间的条件下,测定了经热活化、机械力活化的不同细度的煤矸石的Si4 和Al3 离子溶出量.发现在某些实验条件下,各种煤矸石的Si4 和Al3 离子溶出量与其火山灰活性具有良好的相关性.据此建立了在NaOH溶解溶液中,以Si4 和Al3 离子溶出总量为评价指标的煤矸石火山灰活性快速评价方法.结果表明:在40℃,1mol/L的NaOH溶液中,煤矸石的溶解时间仅需3h,其Si4 和Al3 离子溶出总量可作为火山灰活性的判据.     

山西煤矸石的热活化影响因素分析

对煤矸石热活化及在不同条件下影响其活性的因素进行了系统的实验研究,考察了煅烧温度、停留时间、冷却方式等因素对煤矸石活化的影响,并采用X射线衍射(XRD)、红外(FTIR)、活性硅铝溶出量等分析方法深入地了解煤矸石的活化情况,得出了山西太原静态煅烧煤矸石的最佳活化工艺参数。     

准格尔煤田高铝煤矸石矿物特征及热活性研究

对准格尔煤田煤矸石试样进行化学成分、矿物组成及微观形貌的研究表明,该煤矸石试样结构比较致密,主要成分为高岭石,Al2O3含量为48.41%,属于高铝煤矸石;进一步采用高温煅烧活化工艺对煤矸石试样进行了热活性研究,以试样活性铝溶出测定结果为参考,确定激发煤矸石试样最佳热活性条件为煅烧温度750℃,保温时间1 h。     

活化煤矸石酸浸过程中金属离子的溶出

以HCl作为酸浸介质,考察热活化及碳酸钠助剂+热活化耦合活化两种活化方式下,煤矸石物料在酸浸过程中Al,Fe,Ca,Mg,K和Ti等金属离子的溶出活性,采用X射线衍射光谱(XRD)和红外光谱(IR)对活化前后的物料及酸浸渣进行矿物组成和微观结构表征,并根据金属在煤矸石中的矿物存在形态对金属离子的溶出活性进行解释.结果表明,在750℃热活化作用下,煤矸石中Al,Fe,Ca和Mg大量溶出,K的溶出率很低,Ti基本上不溶出;加碳酸钠助剂活化不仅有利于Al的溶出,同时滤液中金属离子K,Ti和Na也大量溶出,增加了滤液分离提纯和铝产品制备的难度.此外还研究了煤矸石热活化-酸浸工艺过程中金属离子的溶出规律,提出了酸浸预除杂的措施.     

铁尾矿来源对其易磨性及活性的影响

通过粉磨时间、强度测定和活性指数指标研究了迁安和密云两种不同来源铁尾矿粉磨特性及其活性差异,并通过活性Si4+和Al3+溶出量及孔结构和SEN测试对其活性差异进行了分析.试验结果表明:不同来源铁尾矿因其化学成分及组成的矿物差异,使其易磨性、力学性能及活性均有差异.密云铁尾矿的易磨性显著高于迁安铁尾矿,且其活性Si4+和Al3+溶出量高于迁安铁尾矿,从而使其活性、力学性能及孔结构分布均优于迁安铁尾矿.     

煤矸石的机械-热复合活化研究

采用直接煅烧(单纯热活化)和球磨后煅烧(机械-热复合活化)两种方式活化太原西山煤矿预处理的煤矸石,考察了球磨时间、煅烧温度对煤矸石硅铝溶出量的影响。结果表明,机械-热复合活化效果明显优于单纯热活化,太原煤矸石的机械-热复合活化的最佳工艺条件为球磨20 min,650℃煅烧2 h。此时硅溶出量68.46 mg/g,铝溶出量为131.69 mg/g。     

煤矸石和赤泥协同提取氧化铝过程矿相转变研究

开展了煤矸石和赤泥协同提取氧化铝研究,考察了添加赤泥对煤矸石活化提取氧化铝及对助剂碳酸钠消耗量的影响,并利用TG-DSC和XRD研究了赤泥添加对煤矸石活化过程的影响。结果表明,"煤矸石-赤泥-Na_2CO_3"混合样中氧化铝的溶出率随Na/Al摩尔比和煅烧温度的增加而增加,在Al/Si摩尔比为1的条件下,当Na/Al摩尔比为1.2、煅烧温度为850℃时,混合样的氧化铝溶出率可达到91.7%,与碳酸钠直接活化煤矸石相比,碳酸钠消耗量可降低77.9%。TG-DSC和XRD的结果表明,煤矸石、赤泥以及碳酸钠在低于700℃时相互作用比较弱,在高于800℃时三者发生相互作用,赤泥的加入由于调整了样品中的Al/Si摩尔比,使反应的最终物相选择性地向Na∶Al∶Si摩尔比为1∶1∶1的霞石和沸石相转化。     

低活性高硅尾矿的活化及其在矿物聚合反应中的活性评价

对某低活性高硅型尾矿进行活化,以使其适合作为矿物聚合反应的硅铝原料使用。通过碱溶浸出试验、SEM和XRD表征手段系统研究湿法加碱煅烧、干法加碱煅烧以及干式机械球磨的方式对尾矿活化的效果,并探索适合于该尾矿的活化方式,揭示相关活化机理;以最合适技术参数下活化的尾矿与四种不同铝校正料复合制备矿物聚合材料试样,分析试样抗压强度与复合硅铝原料在强碱溶液中(Si+Al)浸出浓度的关系。结果表明,经过三种不同方式活化之后,尾矿活性均有一定程度的提高,其中以湿法加碱煅烧方式对该尾矿活化的效果最好,且采用该方式最适合的技术参数为:煅烧温度为450℃,尾矿/NaOH(质量比)为5/1,煅烧时间为1h;矿物聚合材料的抗压强度与复合硅铝原料的(Si+Al)浸出浓度具有良好的线性相关性,从而验证通过碱溶浸出试验定量判断硅铝原料在矿物聚合反应中的活性具有很好的可靠性。     

煤矸石和赤泥协同提取氧化铝过程矿相转变研究

开展了煤矸石和赤泥协同提取氧化铝研究，考察了添加赤泥对煤矸石活化提取氧化铝及对助剂碳酸钠消耗量的影响，并利用TG-DSC和XRD研究了赤泥添加对煤矸石活化过程的影响。结果表明，“煤矸石-赤泥-Na₂CO₃”混合样中氧化铝的溶出率随Na/Al摩尔比和煅烧温度的增加而增加，在Al/Si摩尔比为1的条件下，当Na/Al摩尔比为1.2、煅烧温度为850℃时，混合样的氧化铝溶出率可达到91.7%，与碳酸钠直接活化煤矸石相比，碳酸钠消耗量可降低77.9%。TG-DSC和XRD的结果表明，煤矸石、赤泥以及碳酸钠在低于700℃时相互作用比较弱，在高于800℃时三者发生相互作用，赤泥的加入由于调整了样品中的Al/Si摩尔比，使反应的最终物相选择性地向Na∶Al∶Si摩尔比为1∶1∶1的霞石和沸石相转化。     

煤矸石增钙煅烧的机理

研究了徐州未燃煤矸石以石膏和萤石作矿化剂煅烧前后结构变化及其活化机理.采用X射线衍射和核磁共振测试手段对煤矸石活化过程的物质组成和微观结构进行分析.结果表明:随着Ca与Si的摩尔比和煅烧温度的提高,煤矸石样品的活性也增加.煅烧过程中,硅氧四面体结构从高聚态向低聚态转变,生成多种胶凝性硅酸盐矿物.同时,煅烧前后铝氧结构也发生变化,铝的配位数由6变成4.因此,煅烧激活了煤矸石的硅氧结构,稳定了铝氧结构,有利于煤矸石胶凝活性的改善.     

Fe2O3对天然原料合成Al4SiC4/Al4O4C复合耐火材料的影响（英文）

以焦宝石、活性炭和铝粉为原料并添加Fe2O3后制备了Al4SiC4/Al4O4C复合耐火材料。利用化学分析、X射线衍射和扫描电镜研究了Fe2O3对所制备复合材料的物相组成和显微结构的影响。结果表明：在烧结过程中,从1400℃开始,Fe2O3转变为低熔点物相Fe3Si,产生液相促进Al4SiC4成核、细化晶粒,同时包裹Al4SiC4。此外,未添加Fe2O3的样品中生成的Al4O4C短纤维,Fe2O3的加入使得Al4O4C相变为细小的晶粒。

Abstract：

Al4SiC4/Al4O4C composite refractory was synthesized by using flint clay,activated carbon and aluminum powders as the raw materials and Fe2O3 as the additive. The effects of Fe2O3 on the phase composition and microstructure of Al4SiC4/Al4O4C composite refractory were investigated by chemical analysis,X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results show that Fe2O3 transforms into a low melting point phase of Fe3Si above 1 400 ℃,which leads to generate liquid phase and promote the nu-cleation and grain refinement of Al4SiC4 phase. Fe3Si also could coat Al4SiC4 grains. Moreover,the morphology of Al4O4C in Al4SiC4/Al4O4C composite refractory without addition of Fe2O3 is short fibrous-like structure,but changes into fine granules structure after adding Fe2O3.     

煤矸石热活化及影响因素

对煤矸石热活化及在不同条件下影响其活性的因素进行了系统的实验研究.考察了煅烧温度、粒径形态、停留时间、冷却方式等因素对煤矸石活化的影响.并采用X射线衍射(XRD)、差热(DTA)、红外(FTIR)、电感耦合等离子原子发射光谱仪(ICP-AES)等分析方法深入地了解煤矸石的活化情况.结果表明,煤矸石热活化不仅与关键因素煅烧温度有关,还受到原矿特性、粒径形态、停留时间、冷却方式等因素的显著影响.     

MgSiF_6对铝硅酸溶胶凝胶化的影响及其机理

实验研究了ＭｇｓｉＦ６对铝硅酸溶胶凝胶化的影响，并用２７Ａｌ、２９Ｓｉ核磁共振和ＸＲＤ研究了铝硅酸溶胶－ＭｇＳｉＦ６凝胶的物相组成及Ａｌ、Ｓｉ在其中所处的结构状态。结果表明：在铝硅酸溶胶中加入ＭｇＳｉＦ６会导致Ａｌ３＋离子从溶胶胶粒中溶出，溶胶胶粒结构的破坏，从而引起溶胶胶粒中Ａｌ／Ｓｉ比和Ａｌ、Ｓｉ所处结构状态的变化。ＭｇＳｉＦ６与从溶胶胶粒溶出的Ａｌ３＋、Ｎａ＋离子作用形成水溶性很低的ＮａＭｇＡｌＦ６，从而降低了液相中Ａｌ３＋离子的浓度，减弱了Ａｌ３＋对溶胶的絮凝作用，同时使得铝硅酸溶胶－ＭｇＳｉＦ６系统的Ｎａ、Ｆ溶出率降低。     

多晶硅金刚线切割废料制备Al-Si合金过程中的热力学和动力学分析

通过X射线衍射仪、X射线荧光光谱分析仪、傅里叶变换红外光谱仪分析了金刚线切割多晶硅废料的组分及其体系中存在的硅氧化物，研究了铝与切割废料合金化过程中可能存在的化学反应过程，采用HSC Chemistry 6.0软件对其反应体系进行了热力学分析，利用差热分析法研究了铝热还原切割废料中SiO2的动力学过程，对金刚线切割多晶硅废料进行了掺铝制备铝硅合金的实验研究。结果表明，金刚线切割多晶硅废料和铝粒按不同铝硅摩尔比兑掺后，在电磁搅拌的作用下，合金化的温度范围为800~1600℃，铝热反应可将废料中少量的SiO2杂质还原成单质Si，铝热还原二氧化硅的活化能为364.1 kJ/mol，反应级数为0.91，实验样品的EPMA和XRD等表征结果表明合金成分和渣相与热力学分析完全吻合，合金化效果明显。     

加碱煅烧活化粉煤灰工艺参数研究

研究了以碳酸钠为助剂活化粉煤灰的煅烧工艺。采用滴定法测定不同煅烧条件（煅烧温度和煅烧时间）所得活化粉煤灰溶解在氢氧化钠溶液中的硅、铝浓度,并采用X射线衍射（XRD）表征不同煅烧条件（灰碱质量比）所得活化粉煤灰的物相组成,得出粉煤灰较佳煅烧工艺参数：煅烧温度为875 ℃,保温时间为1.5 h,粉煤灰与碳酸钠的质量比为1∶0.87。煅烧后的产物主要以可溶性的硅铝酸钠（NaAlSiO₄）和硅酸钠（Na₂SiO₃）为主,原粉煤灰中的石英、莫来石基本消失,粉煤灰得到充分活化。     

Structure and phase formation in the Ti–Al–Nb system in the thermal explosion mode

This paper presents the results of the structure and phase formation in the Ti/Nb/2Al, Ti/Nb/2.5Al and Ti/Nb/3Al systems in the thermal explosion mode of self-propagating hightemperature synthesis. The morphology, phase composition, microstructure, and physical properties have been studied. It has been found that compounds with the highest content of aluminum have the most homogeneous composition and the lowest porosity. The main phase of the synthesis product is a phase based a solid solution of Nb in γ-TiAl.     

相变介质组成对粉煤灰基高温定形复合相变材料蓄热性能的影响

分别以Al粉、Al-12Si、Al-20Si合金粉为相变介质,粉煤灰为基体材料,采用混合烧结法在空气、真空两种烧结氛围下制备金属/陶瓷基高温定形复合相变材料,探讨相变介质中硅铝相对含量及烧结氛围对材料蓄热性能的影响。结果表明:分别用三种金属粉制备复合相变材料时,Al的氧化难以避免,致使Si的相对含量均超过共晶点组成,凝固时其状态点始终处于共晶相+Si相的两相区,未被氧化的Al都转变成为Al-Si共晶相。空气中烧结有利于Al形成致密氧化膜从而阻止其进一步反应,材料的密度、相变潜热都比真空中烧结高。三种复合相变材料中,由Al粉制备的热稳定性最差,由Al-12Si合金粉制备的相变潜热、保留率最高,热稳定性及蓄热性能突出。     

Mechanical activation of α-spodumene for further processing into lithium compounds

The mechanical activation of α-spodumene in centrifugal planetary apparatuses changed the structure of the mineral and caused the cleavage of the Me-O (Me-Li, Al) bonds. Further treatment with acids and alkali led to the nearly complete transition of aluminum and lithium to the liquid phase. The alkaline decomposition of activated α-spodumene formed aluminate solutions, from which lithium aluminum hydroxide LiOH · 2Al(OH)₃ · mH₂O was precipitated.     

热活化温度对氧化铝赤泥反应活性的影响及机理研究

通过热重-差热分析（TG-DTA）赤泥的相变温度,通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）分析赤泥热活化前后矿物的组成变化和键能变化,并以活性指数来评定活化赤泥的反应活性,分析了热活化温度对赤泥反应活性的影响规律和作用机理。实验结果表明:热活化后赤泥中硅酸二钙的衍射峰明显,硅酸二钙增多,方解石分解转化成不稳定的高活性物质,Si—O键和Al—O键的结构稳定性降低;热活化温度低于700 ℃时,赤泥的活性指数随着活化温度的升高而增加,700 ℃时活化赤泥的活性指数比原生赤泥提高19.1%,而热活化温度升高至800 ℃时,活化赤泥的活性指数急剧下降。     

ELECTROCHEMICAL PROPERTIES OF GEL-TYPE ZEOLITE SYNTHESIS MIXTURES

The variation of the potential difference of two electrodes, connected by a voltmeter and immersed into different gel mixtures yielding various zeolites, was observed with respect to synthesis time. The potential difference-time curves obtained for zeolites such as X, A, and HS exhibited characteristic behaviors that might be helpful in their identification. These behaviors could be rationalized by taking into consideration the changes occurring mainly in the dissolved sodium and aluminum concentrations of the liquid phase, before and during the crystallization of zeolites. The relative rates of zeolite crystallization were also reflected on the potential difference-time curves. Reaction mixture compositions with relatively low Si/Al ratios generally led to sharper changes in the potential difference, due to the relatively high crystallization rates obtained in these cases.