1723K下熔渣中Ni~(2+)和Fe~(2+)离子共存时的电化学行为

利用MgO部分稳定的ZrO_2固体电解质管集成构建以Pt,O_2(空气)|ZrO_2作为参比电极的新型可控氧流电解池,采用循环伏安CV、方波伏安SWV、恒电位电解PE等方法,并结合热力学计算与显微观察、能谱分析,研究1 723K高温下SiO_2-CaO-MgO-Al_2O_3熔渣中共存的Ni~(2+)、Fe~(2+) 离子在Ir电极上的电化学行为。结果表明:熔渣系中FeO与NiO之间存在较弱的相互作用,但镍离子以Ni~(2+)存在,铁离子基本以Fe~(2+) 存在。进行方波伏安分析时,Ni~(2+)、Fe~(2+) 离子的还原峰电流对频率呈现不同的规律。Ni~(2+)在Ir电极上的电化学还原是扩散控制的一步两电子转移反应过程;Fe~(2+) 到Fe的电化学还原也是一步两电子转移反应过程,但Fe~(2+) 的还原明显受到Ni~(2+)还原的影响。基于循环伏安法,计算得到NiO、FeO的质量分数分别为3%、5%的熔渣中Ni~(2+)离子在1 723K下的扩散系数为(9.2±0.2)×10-6cm2/s。     

CaCl_2熔盐中电解高钛渣/SiO_2复合阴极制备Ti_5Si_3的研究

采用FFC熔盐电解法,在900℃和2.6~3.2V槽电压的条件下,以CaCl2熔盐为电解质电解还原高钛渣/SiO_2复合阴极,成功制备出了Ti_5Si_3合金。通过热力学计算和单因素条件试验探讨了电解时间和槽电压对电解产物的影响。结果表明,在初始阶段反应速率很快,随着中间产物CaTiO_3和CaSiO_3的生成,反应速率逐渐减缓。当槽电压为2.6V时,反应速率缓慢;提高到2.8V后,反应速率有了明显的提升。在900℃、8h、3.2V的条件下制备出的Ti_5Si_3为疏松多孔、粒径为2~5μm的合金粉末。     

ICP-AES法测定钛铁矿中SiO_2、Al_2O_3

建立了碱熔水浸的方法溶解试样,ICP-AES法同时测定钛铁矿中硅和铝的方法,对分析过程中的一些条件进行了研究,该法用于测定钛铁矿中Si O2和Al2O3,得到了满意的结果,相对标准偏差为3.00%~5.04%,回收率在96.5%~103.8%之间。     

不锈钢粉尘中FeCr_2O_4还原过程分解行为研究

不锈钢粉尘还原过程中FeCr_2O_4分解对Cr的分离回收影响显著。对气体和固体碳还原FeCr_2O_4的热力学过程和分解特征进行研究,探讨Cr在还原过程中存在形式和还原分离条件。结果表明,CO气体和H_2在标准状态下不能还原FeCr_2O_4,固体碳能将FeCr_2O_4还原为铬氧化物和铁氧化物,甚至还原成金属Cr和Fe。提高温度和降低体系总压可促进反应进行。温度1 000～1 200℃,配碳量为β=0.25～0.5时,还原产物主要为Cr_2O_3+Fe;温度1 250℃,配碳量β1.0时,还原产物主要为Cr+Fe;900℃时体系总压在0.01～0.001MPa还原产物主要为Cr_2O_3+Fe,低于0.5kPa时还原产物主要为Cr+Fe。     

制备SiO_2包覆的Fe_3O_4磁性纳米复合粒子

首先用化学共沉淀法制备出柠檬酸三铵改性的Fe3O4磁性纳米粒子,然后用反相微乳液法制备了SiO2包覆的Fe3O4磁性纳米复合粒子。用X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM),傅立叶-红外光谱仪(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)表征SiO2包覆的Fe3O4磁性纳米复合粒子。结果表明,SiO2成功包覆在Fe3O4表面,且饱和磁化强度下降,但矫顽力趋近于零,仍显示超顺磁性。     

REO-SiO_2-Al_2O_3基熔渣盐酸浸出稀土的研究

以钕铁硼废料回收的REO-SiO_2-Al_2O_3-FeO-B_2O_3多组元熔渣为原料,考察了盐酸用量、温度和时间在盐酸低温常压和高温高压两种情况下对稀土浸出率的影响。熔渣低温常压浸出较佳条件为:盐酸理论用量1.45倍、时间60min、温度85℃,稀土的浸出率为96%。熔渣高温高压浸出较佳的条件为:盐酸理论用量1.05倍、温度110~120℃、时间30min,稀土的浸出率高达98%。高温高压浸出不但能够降低盐酸用量,还可以大大缩短浸出时间。     

SiO_2-FeO-CaO-Na_2O渣系锑氧粉还原熔炼研究

设计了一种适用于锑氧粉熔池还原熔炼的低熔点渣SiO_2:FeO:CaO:Na_2O=30:34:12:24,通过单因素试验法研究熔炼时间、焦率和熔炼温度对锑氧粉还原熔炼过程的影响。得到的最佳条件为:熔炼时间50 min、焦率12.5%、熔炼温度1 000℃,在此最优条件下进行扩大试验,金属锑直收率为92.66%,渣含锑为1.06%,粗锑品位为97.09%,均优于传统反射炉工艺。     

Al_2O_3/SiO_2对低温烧结成矿规律的影响

研究了混合料 Al2 O3/Si O2 对低温烧结时烧结矿成矿规律的影响 ,揭示了低温烧结时铁酸盐的矿物含量、化学成分、结晶状态、成矿特性等的内在变化规律 ,指出调整混合料 Al2 O3/Si O2 是钒钛磁铁精矿实现低温烧结的前提条件     

CaCl_2-NaCl熔盐对电解SiO_2制备Si纳米线的影响

采用熔盐电解法,以SiO_2粉末为阴极原料、等摩尔比的CaCl_2-NaCl混合熔盐为电解质、石墨棒为电解阳极,在700℃、1.8V槽电压下,经过5h电解后,制备得到数微米长、200nm宽的硅纳米线。讨论了电解质对阴极原料SiO_2的影响。在700℃的熔盐中浸泡2h后,原料物相并未改变,而微观形貌由最初的类球形颗粒转变成彼此相连的网状或泡沫状多孔体。SiO_2在电解过程中生成中间产物CaSiO_3,CaSiO_3进一步电解后,生成成了单质硅。     

CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO渣系FeO活度的计算模型

利用熔渣结构共存理论建立了CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO渣系FeO活度的计算模型,并分析了1400℃时炉渣碱度、MgO和FeO含量对该渣系FeO活度的影响规律。结果表明：当CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO渣系三元碱度为1.3,Al2O3含量为12wt%,FeO含量为2wt%条件下,随MgO含量的增加,炉渣FeO活度增大;当二元碱度为1.1,Al2O3含量为12wt%,MgO含量为10wt%时,FeO活度随随渣中FeO含量的增加呈线性增加;当渣中Al2O3、MgO和FeO含量分别为12wt%、10wt%和2wt%固定不变时,随着二元碱度的提高,炉渣FeO活度迅速增加。计算得到的上述规律和实测规律一致,说明了本模型用于分析FeO活度的正确性。     

SiO_2-CaO-MgO-Al_2O_3熔渣中铁氧化物的分解电压

电解含有铁氧化物的熔融电解质提铁是一种钢铁冶炼短流程新工艺,该工艺可以减少甚至消除CO2排放。为测定熔渣中铁氧化物的分解电压,采用一端封闭的氧离子传导的氧化锆基固体电解质管内装熔渣,并以烧结在固体电解质管封闭端外侧表面的多孔铂金作为阳极,构建一种阴、阳极相互隔离的新型管状电解池。将该电解池的多孔铂金阳极置于恒定氧分压的气氛下,在熔渣中分别插入铱丝、铁棒作为阴极,利用线性扫描伏安法测定了1 723K下SiO2-CaO-MgO-Al2O3熔渣中FeO的分解电压,研究了熔渣碱度、阴极材料以及阳极气氛氧分压等因素对FeO分解电压的影响。结果表明,增大熔渣碱度、阴极还原合金化以及降低电解产物气体O2的分压,均可降低FeO的分解电压,有利于FeO的电解。测定结果与采用FactSage 6.1热力学软件理论计算的结果一致。证实采用氧离子传导的固体电解质管构建新型管状电解池,测定固体电解质管内熔渣中氧化物的分解电压是可行的。     

固体CaO在3CaO·P2O5-2CaO·SiO2饱和熔渣中的溶解及反应机理

摘要：为了深入了解非均相脱磷剂中固体CaO在3CaO·P2O5-2CaO·SiO2（C2S-C3P）饱和熔渣中的溶解及反应机理，采用静态浸入法和旋转圆柱法研究固体CaO在C2S-C3P饱和CaO-SiO2-FetO-P2O5（10%）渣中的溶解行为，运用FESEM/BSED EDS对固体CaO和熔渣界面进行了观察，分析了固体CaO与C2S-C3P饱和熔渣间的反应机理。结果表明，加强对熔池的搅拌，能够加快固体CaO在熔渣中的侵蚀速度和溶解速度；发现了固体CaO在饱和熔渣中的溶解数量受熔渣中FeO通过边界层向固体内部渗透深度的影响，FeO渗透深度越深，溶解越多；固体CaO先与熔渣中的硅和磷反应生成磷含量低的C2S-C3P固溶体，待一段时间后，最终生成磷含量高的Ca5(PO4)2SiO4。     

CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系脱磷行为

利用Factsage软件计算了Al2O3含量对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系熔点和黏度的影响,并通过实验研究了在1 400℃时,CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系对高磷铁水脱磷行为的影响.结果表明:渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间时,随着A12O3含量的增加,渣系的熔化温度迅速降低,进一步增加渣中的A12O3含量,渣系的熔化温度逐渐增加;Al2O3对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系的黏度影响不大;渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间变化时,渣系脱磷能力变化不是很大,脱磷率维持在91％左右,进一步增加渣系中A12O3的量,脱磷率逐渐下降;Al2O3对脱磷率产生影响可能是其改变了炉渣中液相所占比例,进而影响磷从铁水中向液相渣的传质过程.     

CaO-SiO_2-FeO-P_2O_5-Al_2O_3脱磷渣系中组元活度的计算

2CaO·SiO_2-3CaO·P_2O_5含磷固溶体的生成可提高转炉液相渣的脱磷能力,减少渣量.但目前CaO-SiO_2-FeO-P_2O_5-Al_2O_3渣系中各组元活度的变化规律尚不明确,无法为分析含磷固溶体的形成机理提供理论依据.为此,本文依据分子离子共存理论建立了熔渣组元的活度模型,分析了不同条件下组元活度的变化规律.结果表明:随渣中Al_2O_3含量的增加,2CaO·SiO_2、3CaO·P_2O_5、3FeO·P_2O_5的活度逐渐降低;随着碱度的增大,3CaO·P_2O_5的活度升高,2CaO·SiO_2、3FeO·P_2O_5的活度则呈先升高后降低的趋势;随着渣中FeO含量的增加,2CaO·SiO_2、3FeO·P_2O_5及CaO·Al_2O_3的活度逐渐增大,并在w(FeO)为15%时达到最大值,之后逐渐降低;升高温度会导致CaO、3CaO·SiO_2的活度增大,2CaO·SiO_2的活度降低.     

Al2O3/SiO2对低温烧结成矿规律的影响

研究了混合料Al2O3/SiO2对低温烧结时烧结矿成矿规律的影响,揭示了低湿烧结时铁酸盐的矿物含量、化学成分、结晶状态、成矿特性等的内在变化规律,指出调速混合料Al2O3/SiO2是钒钛磁铁精矿实现低温烧结的前提条件。     

CaO—SiO2—Na2O三元渣系的挥发率

采用失重法对ＣａＯ－ＳｉＯ２－Ｎａ２Ｏ三元渣系在不同温度下的挥发率进行了测量。结果表明，在烧结温度下，低熔点渣的挥发率呈三段式变化，而高熔点渣无此特性；当修正碱度Ｒ′＞１、成分固定时，只有在温度超过其流动温度时才能显著提高挥发率；温度一定时，挥发率随着碱度Ｒ及Ｎａ２ＣＯ３含量的增加而提高；当Ｒ′＜１时，温度、碱度、Ｎａ２ＣＯ３含量对挥发率的影响都不大。     

w(SiO2)/w(V2O3)对含钒炉渣熔化温度及黏度的影响

摘要：为了对转炉提钒冶炼过程含钒炉渣熔化和流动性进行合理的控制，采用半球点法和内旋转黏度法分别测试了含钒炉渣熔化温度和黏度，采用XRD测试了含钒炉渣的物相，并采用综合碱度（BI′）反映渣中酸碱氧化物平衡关系。结果表明，在FeO质量分数一定的条件下，随着w（SiO2）/w（V2O3）增大，综合碱度由BI′>1单调下降至BI′<1，含钒炉渣熔化温度先降低后升高；随着FeO质量分数的增加，熔化温度最低点对应的w（SiO2）/w（V2O3）增大。随着w（SiO2）/w（V2O3）增大，黏度随温度变化的趋势变缓，高温熔融态含钒炉渣黏度增大，低温阶段黏度减小。综合考虑黏度对钢渣界面反应和钒渣流失的影响，FeO质量分数为44%时含钒炉渣w（SiO2）/w（V2O3）应控制为0.7。     

Investigation on pumping oxygen characteristics of (Bi2O3)0.73(Y2O3)0.27 solid electrolyte

(Bi2O3)0.73(Y2O3)0.27 fine powders prepared by wet chemical precipitation method were cold isostatically pressed to form solid electrolyte tubes, and sintered at 900 ℃ for 10 h in the air. Their pumping oxygen characteristics in non-dehydrated Ar gas were investigated, where a ZrO2 (Y2O3 stabilized) oxygen sensor was used to measure the oxygen partial pressure Po2. The results showed that the Po2 value reached magnitudes of 1×10-20-1×10-10 Pa at the applied pumping oxygen voltage of 0.5 V, 1×10-37-1×10-27 Pa at 1.0 V and 1×10-53-1×10-47 Pa at 2.0 V within the temperature range from 550 to 650 ℃. Moreover, no cracks were found in the tested solid electrolyte tubes. Thus, the Bi2O3-Y2O3 system might be used in solid electrolyte oxygen pump for purifying gases.