R2O-Al2O3-B2O3-SiO2系统玻璃对羟基磷灰石的烧结及其相转变的影响

系统地研究了R2O－Al2O3-B2O3-SiO2系统玻璃对羟基磷灰石（HAP，Hydroxyapatite)的烧结和相转变的影响。其中玻璃组成为Na2O5-12,K2O 7-15,Al2O3 3-5,ZnO 0-5,B2O3 15-25,SiO2 65-75(wt%).结果表明R2O－Al2O3-B2O3-SiO2系统玻璃有较强的促进HAP烧结能力，但在较高温度下会促使HAP分解；合适的添加量为30wt%，烧结温度为1000℃。     

微球状a-Fe2O3还原动力学

采用连续共沉淀和喷雾干燥相结合的方法制备出平均颗粒直径15.3 mm的微球状a-Fe2O3颗粒粉体,利用H2-TG还原实验手段结合Hancock-Sharp方法,研究了微球状a-Fe2O3在563~583 K温度范围内等温还原为Fe3O4的还原行为和还原动力学. 结果表明,随等温还原温度的升高,还原速率增大,在还原度a<0.8的还原阶段由a-Fe2O3转化为Fe3O4的还原反应是由相转变反应机理控制的,578 K以上恒温还原时,还原后期会发生部分Fe3O4的进一步还原. 在相转变机理控制的还原反应范围内,还原反应活化能为152.44 kJ/mol.     

Ni2O3对水泥熟料烧成及矿物组分的影响

本文研究了Ni2O3对硅酸盐水泥熟料的烧成及组分的影响,以空白生料为基准,分别掺入0.5%、1%、2%的Ni2O3试剂,煅烧至1250℃、1300℃、1350℃、1400℃,并利用化学分析、XRD和SEM等方法对熟料进行检测分析.结果表明:Ni2O3对熟料煅烧的促进作用十分显著;在相同Ni2O3掺量下,随着煅烧温度的升高,烧成效果越好;而且掺量对易烧性影响不大;Ni2O3的加入导致了Ca/Si比下降,同时Fe2O3,Al2O3的固溶量也上升,特别是Fe2O3固溶量的上升,造成液相量增多,液相粘度下降.     

Na2CO3/γ-Al2O3吸附剂对SO2吸附性能的研究

用浸渍法制备了 Na2 CO3 /γ- Al2 O3 吸附剂 ,考察了 Na2 CO3 含量、焙烧温度和吸附温度对 Na2 CO3 /γ- Al2 O3 吸附剂 SO2 吸附性能的影响 .结果表明 :Na2 CO3 含量从 4%增加到 2 0 %时 ,穿透时间和硫容在 1 6%时出现峰值 .未经焙烧的吸附剂穿透时间和硫容都比较低 ,较理想的焙烧温度为 30 0℃～ 40 0℃ .吸附温度对 SO2 吸附性能的影响明显 ,在室温下吸附时 ,穿透时间和硫容都较小 ,适宜的吸附温度为 1 2 0℃～ 1 60℃ .     

Al2O3对CaO烧结过程的作用

在较低温度下(≤1600℃)，将添加Al2O3的高纯石灰石在不同煅烧温度下制得了CaO烧结熟科。考察了煅烧温度、保温时间及不同的Al2O3添加量对CaO烧结的作用。试验结果表明，Al2O3的加入使CaO在煅烧过程中得到发育良好的晶粒和撮低的显气孔率。在高于1500℃煅烧的试样中，显气孔率与保温时间之间呈对数关系，这种烧结熟料良好的抗水化性能在于其级低的显气孔率和发育良好的CaO晶粒自身水化活性的降低。     

含Al2O3/SiO2体系反应烧结过程中莫来石的形成

深刻理解莫来石的形成及其动力学对采用反应烧结方法制备具有良好性能的莫来石或含莫来石陶瓷具有重要的指导意义。本文对几种含Al2 O3 SiO2 体系反应烧结过程中莫来石的形成过程进行了系统总结 ,深入分析了莫来石形成及其动力学机制的影响因素。表明莫来石的形成机制主要取决于反应温度和起始原料的特征 ,低温下 (<165 0℃ )莫来石形成是一个在富SiO2 基质中成核和生长的过程 ,其生长速率受Al2 O3颗粒向非晶富SiO2 基质相中的溶解过程控制 ;而在 165 0℃以上 ,莫来石的成核和生长发生在Al2 O3和SiO2 的界面上 ,生长速率由Al3+ 和Si4 + 通过莫来石层的互扩散过程控制     

一水硬铝石型铝土矿在KOH亚熔盐介质中的溶出行为

采用KOH亚熔盐介质溶出中低品位一水硬铝石型铝土矿,考察了反应温度、碱矿比、初始KOH溶液浓度、反应时间及添加CaO对溶出后赤泥化学成分和物相的影响.结果表明,在反应温度220℃、碱矿质量比1.5、初始KOH溶液浓度50%(ω)、反应时间1h的条件下,Al2O3回收率可达81.4%,赤泥的铝硅质量比降至1.06,赤泥中硅主要以KAlSiO4形式存在.溶出过程中添加CaO不能提高Al2O3溶出率.进一步回收溶出后赤泥中的K2O和Al2O3,终赤泥中K2O含量降至0.61%,Al2O3含量降至8.09%,Al2O3总回收率可达90.7%.     

热压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料的物相组成和显微结构研究

本实验采用机械合金化工艺结合热处理工艺制备Fe3Al金属间化合物粉末,并将Fe3Al粉末与Al2O3粉末相混合制备Fe3Al/Al2O3复合粉末,并通过热压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料块材试样,对Fe3Al/Al2O3复合材料的物相组成,显微结构和力学性能进行研究.结果表明采用机械合金化工艺球磨60h后得到Fe-Al金属间化合物粉末.并经过800℃和1000℃热处理后得到Fe3Al金属间化合物粉末.经过热压烧结后得到的Fe3Al/Al2O3复合材料块材主要有Fe3Al相和Al2O3相.Fe3Al/Al2O3复合材料的显微结构均匀致密.Fe3Al晶粒均匀分布在Al2O3基体中,Fe3Al晶粒的平均颗粒尺寸为3～4μm,而Al2O3基体颗粒尺寸为4～5 μm.随着基体中Fe3Al合金含量的增加,Fe3Al/Al2O3复合材料的密度和相对密度逐渐增加;Fe3 Al/Al2O3复合材料的抗弯强度和断裂韧性逐渐增加;Fe3Al/Al2O3复合材料的洛氏硬度和弹性模量逐渐降低.Fe3Al/Al2O3复合材料具有较高的力学性能是由于复合材料具有均匀致密的显微结构.     

氢还原块状Fe2O3的动力学及分层现象

通过EPMA、金相等分析手段,对块状Fe2O3在1073~1273 K的氢还原过程进行了研究. 结果表明,氢还原块状Fe2O3的过程具有阶段性并具有明显的分层现象,并根据XRD及EPMA检测结果分析了中间产物层的形成机理. 本实验条件下,反应过程处于气体内扩散与界面化学反应控速的阶段,反应的表观活化能为27.0±5.9 kJ/mol.     

炉渣组分对CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O渣系粘度的影响

针对高碱度高氧化铝含氧化钠的CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O六元渣系,采用有限制的混料均匀设计方法设计实验,在1773 K温度熔融还原条件下测定了该渣系的粘度. 利用偏最小二乘法回归分析,建立了炉渣组分与粘度的回归方程,利用回归方程分析了炉渣碱度[w(CaO)/w(SiO2)], MgO, TiO2, Al2O3及Na2O对炉渣粘度的影响. 结果表明,回归方程拟合的关联系数RC2为0.9945,方程可很好地预测该渣系的粘度. 在实验范围内,炉渣粘度随碱度的增加而增加. 碱度一定时,炉渣粘度随MgO, Al2O3, Na2O含量的增加而逐渐降低,随着TiO2的增加先降低后增加. 当炉渣碱度小于3.1、MgO质量含量大于4%、Al2O3大于20%、TiO2在3.1%~6.1%、Na2O大于0.75%时,1773 K温度下炉渣粘度均小于2 Pa×s,此时渣系粘度完全满足实际冶炼要求.     

Fe2O3对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料矿物形成影响的研究

以纯化学试剂配料,研究了Fe2O3对阿利特－硫铝酸盐水泥熟料矿物形成的影响。结果表明,低温下煅烧,Fe2O3不利于系统中fCaO的吸收;高温下煅烧,一定量的Fe2O3可促进C3S及C4A3S^-矿物的形成,有利于其在熟料中的共存;而当Fe2O3含量较高时,将会阻碍C3S的形成及降低C4A3S^-的含量。     

固体超强酸催化剂S2O2-8/Fe2O3-Al2O3的制备及其酯化性能

以硝酸铁为铁源、硝酸铝为铝源,通过共沉淀法制备固体超强酸催化剂S₂O^2-₈/Fe₂O₃-Al₂O₃。通过催化剂样品的FT-IR谱图、不同焙烧温度催化剂样品的XRD谱图、不同陈化温度的N2吸附-脱附曲线以及催化剂样品的SEM照片,研究了其晶体的形成过程。催化剂样品红外谱图表明,催化剂中的S=O有较强的共价双键特征,诱导催化剂形成超强酸性;在XRD谱图中既无Al₂O₃的晶相峰,也无Fe₂(SO₄)₃晶相峰,说明Al₂O₃与Fe₂O₃ 在催化剂样品的表面形成了Al₂O₃-Fe₂O₃ 共价键的复杂结构。采用BET方程和BJH模型计算催化剂样品的比表面积和孔径分布,经冰水陈化的催化剂样品平均孔径为9.1 nm,最可几孔径为7.5 nm,比表面积为78.9 m²·g^-1,孔容0.149 cm³·g^-1。研究了催化剂的铁与铝物质的量比、(NH₄)₂S₂O₈浸渍浓度和不同焙烧温度对硬脂酸正丁酯酯化率的影响。在反应温度85 ℃、催化剂用量0.2 g (为反应物总质量的2%)和回流反应150 min的条件下,酯化率可达84.5%。     

氧化铝凝胶的制备

主要介绍了以碳酸钠和三氯化铝为原料、有机酸为稳定剂制备氧化铝凝胶的方法,考察了制备过程中反应温度、热水处理温度、时间、加水量和有机酸的用量对氧化铝凝胶质量的影响     

水泥窑用MgO-MgAl2O4-ZrO2-La2O3复合耐火材料的研究

根据耐火材料和水泥熟料的反应机理,找到一种既可阻止窑皮中C2S相变,又不损害镁铝质耐火材料的高温性能的添加物,开发了一种基于MgO-MgAl2O4-ZrO2-La2O3体系的新型复合耐火材料。该材料具有优异的耐火性能、抗热震性能、挂窑皮性能、抗侵蚀性能和较高的机械强度,是一种替代镁铬砖的理想材料,适用于水泥窑烧成带。     

准东煤灰提取氧化铝和白炭黑技术研究

为实现准东煤灰的绿色化综合利用,笔者研究设计了从准东煤灰中制取氧化铝和白炭黑的工艺流程,确定了最佳工艺条件,并通过SPSS双变量分析比较不同影响因素对提取率影响程度。试验采用准东煤--将军庙原煤,破碎并用马弗炉模拟煤粉炉静态燃烧方式制取灰样。准东煤灰的成分分析和元素分析表明:SiO2占48.84%,Al2O3占31.26%。参照标准制备灰样,对灰样进行SEM分析,发现粘黏性严重,因此试验前先进行机械研磨。采用煤灰与硫酸铵焙烧法制备氧化铝,工艺分为焙烧过程和酸浸过程。因滤液中含有大量杂质铁、钙等元素,采用pH调节法除杂并对除杂效果进行检验,检验结果为除杂率接近100%。从提铝渣中制备白炭黑分为碱浸过程和多次碳分过程。在提铝工艺焙烧过程中,通过提铝率变化曲线及节能角度确定了各因素的最佳试验条件为:焙烧温度600℃,焙烧时间60 min,焙烧配料比1∶6;在提铝工艺酸浸过程中,得到最佳试验条件为:酸浸温度60℃、酸浸时间20 min、H2SO4浓度0.2 mol/L、酸浸液固比50。从提铝渣制备白炭黑研究中,通过SEM观察到提铝渣疏松多孔,有利于进一步的提硅试验。通过XRD对提铝渣分析,得出提铝渣中含有大量硅、钙元素;用K值法(RIR法)求得提铝渣中Si含量及经提铝后的Si损失率为7.64%。得出碱浸过程最佳试验条件为:碱浸温度60℃、碱浸时间30 min、碱浸NaOH浓度3 mol/L、碱浸液固比70,此时Si提取率为99%。采用多次碳分法进行提硅能够满足不同硅含量纯度要求,得到最佳碱浸工艺条件为碳分pH=9.5、CO2通气速率24 m L/min、碳分NaOH浓度0.2 mol/L、碳分液固比80。通过双变量相关性分析,得到各因素对提铝率、SiO2提取率及H2SiO3沉淀率影响程度大小分别为:焙烧温度>焙烧时间>焙烧配料比,酸浸时间>酸浸温度>H2SO4浓度>酸浸液固比,碱浸液固比>碱浸温度>NaOH浓度>碱浸时间,碳分pH>碳分液固比>碳分NaOH浓度>CO2通气速率。通过经济性及可行性分析,说明提出的工艺能有效实现准东煤灰的绿色化综合利用。从提铝后的滤液中重新提取(NH4)2SO4,实现生产原料的再利用;碳分过程后的Na2CO3溶液可通过加入石灰苛化的方式实现NaOH可循环利用于提取工艺生产;本工艺除生产氧化铝和白炭黑外,还能获得Na2SO4等附加产品。     

焚烧含盐有机废液添加剂对流化床床料烧结的影响

研究分别以砂子和煤灰为床料,含盐废液在流化床中焚烧,添加剂CaO、Fe₂O₃、A1₂O₃对阻止床料结焦的作用机理.结果表明,当砂子或煤灰中形成Na₂CO₃时,CaO、Fe₂O₃能够解决床料的结焦问题,而Al₂O₃却促进砂子的结焦.当砂子中含有NaCl时,A1₂O₃能很好地解决砂子的结焦问题,而CaO、Fe₂O₃虽然对防止结焦有效果,但不能根本解决砂子的结焦问题.当煤灰中含有NaCl时,CaO、Fe₂O₃对于防止床料的结焦效果较好,而A1₂O₃反而造成严重结焦.研究结果为含盐有机废液在流化床中焚烧时防止床料结焦选择合适的添加剂提供理论依据.     

K_2CO_3/Al_2O_3催化丙醛缩合制备2-甲基-2-戊烯醛

制备了K2CO3/Al2O3固体碱催化剂,并将其用于催化丙醛缩合合成2-甲基-2-戊烯醛。当反应温度为85℃,反应时间1 h,溶剂乙醇10 mL,丙醛用量9.4 mL,催化剂用量为1.0 g时,2-甲基-2-戊烯醛的产率可达71.2%。固体K2CO3不具备催化性能。     

Ni-Fe/Al_2O_3催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢研究

利用浸渍法制备了不同组成的Ni-Fe/Al2O3催化剂,对催化剂进行了X射线衍射(XRD)表征。以乙醇水蒸气重整(SRE)反应为探针,采用固定床反应器考察了催化剂组成、反应温度对活性和选择性的影响。实验结果表明,Ni-Fe/Al2O3较Ni,Fe单独担载的Ni/Al2O3,Fe/Al2O3选择性高,低温活性好,Ni是主要活性组分,Ni,Fe配比影响活性和选择性,其中Ni10Fe5性能最佳。400℃时,乙醇转化率可达100%,H2,CO和CO2选择性分别55.4%,0.86%和82.18%;450℃时,乙醇转化率为100%,H2,CO和CO2选择性分别67.18%,4.30%和91.01%,且反应温度影响SRE反应系统中各相关反应在系统中的权重。     

PTFE/Al/Fe_2O_3复合材料的性能

研究了以聚四氟乙烯(PTFE)为基体,Al/Fe_2O_3混合物为填料的复合材料的准静态压缩性能和撞击感度,探讨了不同烧结温度和不同PTFE含量对复合材料性能的影响。结果表明,随着PTFE含量以及烧结温度的增加,材料强度均呈现先增加后降低的趋势。PTFE质量分数在70%和80%的PTFE/Al/Fe_2O_3复合材料在烧结温度340~370℃的范围时,能够在准静态压缩过程中产生剧烈反应,发出爆炸声和明亮的火光。370℃烧结的PTFE质量分数为70%的复合材料的撞击感度最高,特性落高值仅有37 cm,非常敏感。在同一烧结温度下,随着PTFE含量的增加,复合材料的撞击感度先增加后降低;PTFE含量相同时,随烧结温度的增加,材料撞击感度为先增加后降低。     

Fe_3O_4/Na_2S_2O_8体系处理垃圾渗滤液生化尾水的实验研究

采用Fe_3O_4/Na_2S_2O_8体系催化氧化处理垃圾渗滤液生化尾水,研究了Na_2S_2O_8与Fe_3O_4投加量、pH、反应时间等因素对处理效果的影响。结果表明,在pH=3,m(S_2O_8~(2-))∶12m(COD)=1.2,Fe_3O_4投加量为1.5 g/L,反应时间为24 h的条件下,COD与色度去除率分别为63%和100%。FTIR分析结果表明,Fe_3O_4/Na_2S_2O_8体系的小分子有机物含量比未处理水样小分子有机物含量有所降低。