氧化钠对CaO-Al2O3-SiO2三元系铝酸钙形成规律的影响（英文）

利用XRD、SEMEDS和DSCTG技术研究了添加Na2O的CaO-Al2O3-SiO2体系中铝酸钙的形成规律。结果表明,当Al2O3与SiO2的质量比为3.0、CaO与Al2O3的摩尔比为1.0时,在1350°C烧结后的熟料主要由12CaO·7Al2O3、2CaO·Al2O3·SiO2和2CaO·SiO2组成。熟料中12CaO·7Al2O3的含量随着Na2O的增加而增加,2CaO·Al2O3·SiO2的含量随着Na2O的增加而降低。Na2O在12CaO·7Al2O3中形成固溶体,增加了其单位晶胞体积。DSC分析表明,Na2O不仅促进了12CaO·7Al2O3的形成,而且使C12A7的形成温度降低了30°C。烧结熟料中的氧化铝溶出性能随着Na2O的增加而大幅度提高。     

P含量对CaO-Al_2O_3-SiO_2体系在高温烧结过程中矿相转变的影响（英文）

采用XRF、XRD、SEM-EDS和DSC-TG等技术手段研究不同P含量下铝酸钙熟料在高温烧结过程中的矿相转变、显微组织、自粉性能及其氧化铝浸出性能。1350°C下烧结熟料主要由12CaO·7Al_2O_3、Ca O·Al_2O_3、β-2CaO·SiO_2和γ-2CaO·SiO_2等矿相组成;随着P含量的增加,β-2CaO·SiO_2含量逐渐升高,而γ-2CaO·SiO_2含量逐渐降低。熟料的自粉性能随着P含量的增加逐渐恶化。P在熟料中均匀分布,其存在抑制β-2CaO·SiO_2向γ-2CaO·SiO_2的转变。12Ca O·7Al_2O_3和CaO·Al_2O_3的晶胞体积随着P含量的增加分别降低和提高,且P能降低铝酸钙化合物的形成温度。铝酸钙熟料的氧化铝浸出率随着P含量的增加明显降低,当P含量从0提高到0.85%时,氧化铝浸出率从95.01%降低到83.84%。     

Na_2O掺杂铝酸钙化合物的形成机理与晶体模拟（英文）

采用分析纯试剂CaCO_3、Al_2O_3、SiO_2和Na_2CO_3合成Na_2O掺杂铝酸钙熟料,研究Na_2O掺杂对铝酸钙化合物形成机理及12CaO·7Al_2O_3(C12A7)晶体结构的影响。结果表明:当熟料中Na_2O含量低于4.26%(质量分数)时,含Na_2O物相主要为2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3和Na_2O·Al_2O_3;其余Na_2O主要掺杂在12CaO·7Al_2O_3内,并且使其结晶度降低。2Na_2O·3CaO·5Al2O3的结晶度也随着熟料中Na_2O含量升高而降低。2Na_2O·3Ca O·5Al_2O_3和12CaO·7Al_2O_3的生成途径有两种方式:一是由初始反应物的直接反应生成,二是由反应中间产物CaO·Al_2O_3的进一步转化反应生成。晶体结构模拟结果表明,在Na_2O掺杂的12CaO·7Al_2O_3晶格内,其O—Na键的共价性弱于O—Ca键和O—Al键的共价性,使12CaO·7Al_2O_3晶胞自由能升高,化学活性提高。当熟料中Na_2O含量由0增加至4.26%时,Al_2O_3的浸出率由34.81%增大至88.17%。     

熟料烧结过程中氧化铁反应行为的热力学分析

通过对Fe2O3与碳酸钠、氧化钙以及硅酸钙反应的热力学分析,明确Fe2O3在铝土矿炉料烧结过程中的热力学反应规律。热力学计算、分析结果表明:Fe2O3在正常烧结温度范围内能与Na2CO3或CaO发生反应,但更易与CaO反应形成2CaO.Fe2O3或CaO.Fe2O3,Fe2O3和Na2O.Fe2O3能使2CaO.SiO2和3CaO.2SiO2转变为CaO.SiO2,CaO.SiO2进一步与Na2O.Al2O3或Na2O.Fe2O3反应生成不溶的三元化合物而造成烧结法生产氧化铝过程中Na2O和Al2O3的损失。4CaO.Al2O3.Fe2O3不能由铁酸钙和铝酸钠相互反应产生,而可能是CaO、Al2O3和Fe2O3三者直接反应的产物,且在烧结条件下Na2O.Fe2O3可分解4CaO.Al2O3.Fe2O3。     

钙空位12CaO·7Al_2O_3晶体稳定性的计算机模拟

通过Materials Studio软件在建立完整的12CaO·7Al2O3晶体结构模型的基础上逐渐减少Ca原子数,使其形成Ca空位,对钙空位量为0~1.00的12CaO·7Al2O3晶体结构进行几何优化模拟,计算其晶格参量、晶体自由能、化学键布居数及键长等。结果表明:Ca空位对12CaO·7Al2O3晶体结构的稳定性有显著影响,随着Ca空位量的增加,12CaO·7Al2O3晶体晶格参量和晶胞体积逐渐降低,自由能逐渐增加,O—Ca键稳定性变差;当Ca空位量增加到0.75和1.00时,O—Ca键种类由4种减少到3种,且键长增大,从而导致12CaO·7Al2O3晶体的稳定性逐渐降低;分别合成钙空位量为0、0.50和1.00的12CaO·7Al2O3晶体,其在碳酸钠溶液中的分解率随着钙空位量的增加而增加,晶体稳定性与晶体学模拟结果相吻合。     

高铝粉煤灰碱石灰低钙烧结提取氧化铝

采用碱石灰低钙烧结法从内蒙古某地的高铝粉煤灰中提取氧化铝,考察了配合料碱比、烧结温度和烧结时间等条件对熟料加工性能的影响,利用X射线衍射分析和熟料标准溶出率对熟料加工性能进行评价,并初步分析了高铝粉煤灰碱石灰低钙烧结的机理。结果表明:在配合料碱比N/R=1. 10,钙比C/S=1. 00时,烧结温度1150℃左右,烧结时间60min的烧结制度下,粉煤灰中的铝以Na2O·Al2O3形式、硅以Na2O·CaO·SiO2形式存在于熟料中,粉煤灰熟料中氧化铝的溶出率可以达到96%以上。     

强化石灰烧结法中硅的行为研究

针对我国铝土矿资源特点和我国烧结法生产氧化铝的现状,对强化石灰烧结法中硅的行为进行研究。采用铝硅比为3.84的矿石,按照钙铝比为1.3~1.5进行配料,在1270℃以上进行熟料烧成。实验结果表明:熟料烧成无困难,熟料中氧化铝含量达到了48%~53%,熟料中主要物相为CaO.Al2O3和2CaO.Al2O3.SiO2,烧结熟料溶出性能好;烧结熟料溶出后粗液中硅含量仅为20mg/L~30mg/L,硅量指数可达1000以上,可省去专门的脱硅工序;提出用"纯氧化铝溶出率"作为烧结法的经济指标,强化石灰烧结法用A/S比为3.84的矿物达到了强化碱石灰烧结法A/S7的指标,且碱耗更低。     

煤粉燃烧法附产氧化铝熟料的反应过程分析

利用XRD和三元相图分析对煤粉燃烧法附产氧化铝熟料的形成过程进行了研究,初步分析了煤粉燃烧法附产氧化铝熟料的矿物组成及反应过程。结果表明:在高铝煤粉和石灰燃烧过程中,首先是CaO与Al2O3和SiO2反应生成CaO.Al2O3及2CaO.SiO2,随后CaO.Al2O3与2CaO.SiO2反应生成2CaO.Al2O3.SiO2,1000℃燃烧时已经大量生成低碱性矿物2CaO.Al2O3.SiO2。随着燃烧温度的升高,CaO.Al2O3和CaSO4直接反应生成3CaO.3Al2O3.CaSO4。     

Cu含量对Al2O3·SiO2sf/Al-Cu复合材料耐磨性能的影响

通过挤压铸造的方法制备出了不同Cu含量的系列Al2O3·SiO2sf/Al-Cu复合材料.摩擦磨损实验结果表明,Cu的加入降低了复合材料的摩擦系数;且随着Cu含量的增加,Al2O3·SiO2sf/Al-Cu复合材料的耐磨性能先增加后降低.在磨损过程中,Al2O3·SiO2纤维增强相牢固地镶嵌在基体里并形成支架,起到保护基体而提高复合材料耐磨性能的作用.Al2O3·SiO2sf/Al复合材料的磨损机制主要为黏着磨损,Al2O3·SiO2afAl-Cu复合材料的磨损机制为黏着磨损为主并伴有磨粒磨损.     

20CaO·13Al2O3·3MgO·3SiO2的合成与氧化铝的浸出性能

使用分析纯试剂配料,在1 500 ℃、保温1 h的条件下得到了四元化合物20CaO·13Al2O3·3MgO·3SiO2 (C20A13M3S3),研究了其氧化铝浸出性能,并通过XRD和SEM等分析了其在碳酸钠溶液中的作用机理.结果表明:C20A13M3S3具有一定的氧化铝浸出能力,其浸出率随着浸出时间的延长而提高,并在浸出2 h后达到最大值68.87%,低于同条件下12CaO·7Al2O3的氧化铝浸出率(92.78%);C20A13M3S3和Na2CO3反应的主要产物为NaAl(OH)4和CaCO3,并含有少量的Ca2SiO4和Mg(OH)2;生成的Ca2SiO4具有较高的活性,浸出2 h后,其分解率可达到19.35%.     

MgO对铝酸钙炉渣体系浸出和自粉性能的影响

通过向纯体系铝酸钙炉渣中添加MgO,研究了不同MgO含量对铝酸钙炉渣氧化铝浸出和自粉性能的影响,并通过XRD等分析手段初步探讨了作用机理,结果表明:铝酸钙炉渣中含有MgO时,会生成20CaO·13Al2O3·3MgO·3SiO2,当MgO含量大于2%后,Al2O3在炉渣中的赋存状态主要为20CaO·13Al2O3·3MgO·3SiO2.添加MgO对铝酸钙炉渣的粒度影响不大,当MgO添加量达到4%时,炉渣的自粉率仍在92%以上.随着MgO添加量的增大,铝酸钙炉渣的氧化铝浸出性能明显下降.20CaO·13Al2O3·3MgO·3SiO2可溶于碳酸钠溶液,但其氧化铝的浸出性能远低于12CaO·7Al2O3.     

Na2O对含MgO铝酸钙炉渣相变规律和氧化铝浸出性能的影响（英文）

采用向铝酸钙炉渣体系中添加Na2O的方法,降低或消除铝酸钙炉渣中MgO的负作用,并分析其影响机理。结果表明:当MgO含量为3%时,Na2O的添加量由0增加至4%后,炉渣的氧化铝浸出率由68.73%提高到80.86%。对含4%Na2O的样品进行XRD分析,发现四元化合物C20A13M3S3已消失。添加Na2O不能完全消除MgO对炉渣浸出性能的负作用。XRD和EDS分析结果表明,Na2O会进入12CaO·7Al2O3的晶格并促进其形成。     

低配钙CaO-Al_2O_3-SiO_2系烧结物相形成规律

本文以分析纯化学试剂α-Al2O3、Si O2和Ca CO3为原料,研究了烧结温度为1350℃,Al2O3与Si O2质量比为3.0,Ca O与Al2O3摩尔比(C/A)为0.9~1.4时Ca O-Al2O3-Si O2系物料的物相转化机制、熔化温度、氧化铝浸出性能和粉化性能。结果表明:C/A1.0时,熟料物相为γ-Ca2Si O4、Ca Al2O4、Ca12Al14O33和Ca2Al2Si O7;1.0≤C/A≤1.4时,熟料物相为γ-Ca2Si O4、Ca Al2O4和Ca12Al14O33;提高C/A可以促使Ca2Al2Si O7结合Ca O转化成γ-Ca2Si O4、Ca Al2O4和Ca12Al14O33,Ca Al2O4进一步结合Ca O生成Ca12Al14O33。随着C/A的升高,物料的熔化温度升高,熟料氧化铝浸出性能和粉化性能先增大后减小。     

烧结法与联合法提取氧化铝

<正>在工业上得到实际应用的提取氧化铝的碱石灰烧结法,它所处理的原料有铝土矿、霞石和拜耳法赤泥等,且适合于处理高硅的铝土矿。该法是将铝土矿、碳酸钠、石灰按一定比例混合成炉料,在回转窑内烧结成由铝酸钠(Na2O·Al2O3)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3)、原硅酸钙(2CaO·SiO2)和钛酸钙(CaO·TiO2)组成的熟料。然后用稀碱溶液浸出熟料中的铝酸钠,同时铁酸的水解产生的NaOH也进入溶液,如果溶出条件控制适     

低碳铝镇静钢 LF 炉精炼渣优化研究

我公司冶炼低碳铝镇静钢LF炉采用CaO-Al2O3渣系。通过化学成分及X射线衍射分析发现原用渣系中铝酸钙主要以3CaO·Al2O3形式存在。该组成对夹杂物吸收能力弱,是造成钢锭中氧化物夹杂含量高的重要原因。为使CaO-Al2 O3渣系中铝酸钙以低熔点相12CaO·7Al2O3形式存在,通过降低萤石加入量,提高Al2O3量优化渣系,使CaO/Al2O3的摩尔比为1．7左右。优化渣系的现场应用结果表明,渣中铝酸钙大多以12CaO·7Al2O3形式存在,钢锭中氧化物夹杂明显减少。同时由于减少了萤石的加入,炉衬冲刷减轻,避免了钢锭中镁铝尖晶石夹杂物的出现。     

碱石灰烧结法从脱硅粉煤灰中提取氧化铝

采用碱石灰烧结法,对脱硅粉煤灰中提取氧化铝过程进行了研究,系统探讨了熟料烧成条件对氧化铝溶出率的影响.实验结果表明:烧结过程中,在生料配比CaO/SiO2值为2.0、Na20/Al2O3值为1.0,烧结温度为1200℃,保温时间60分钟的烧结条件下烧成熟料,在规定的溶出条件下,熟料中A1203的溶出率可达90%以上.     

FCB法三丝单面埋弧自动焊焊接冶金反应分析

借助XRF、XRD、EPMA等测试手段,对FCB法三丝单面埋弧自动焊表面焊剂NSH-55E的焊接冶金反应进行了初步分析。结果表明,熔敷金属中存在少量夹渣物,主要由SiO2、FeO、CaO及CaSiO3构成;焊剂和熔渣中存在的主量物质为MgO、SiO2、CaO、Al2O3、CaF2、TiO2、Na2O、MnO、Fe2O3,另外因焊接高温化学冶金作用,熔渣中新生成了CaO·MgO·2SiO2、CaO·Al2O3·2SiO2物相;熔渣中MnO、TiO2的含量明显高于焊剂,这与焊剂中加入了一定量的锰铁和钛铁作为合金剂和脱氧剂有关。     

TiB2含量和烧结温度对B4C/Al2O3基复合陶瓷的影响

利用原位反应热压工艺制备了B4C/Al2O3基复合陶瓷,研究了TiB2含量和烧结温度对B4C/Al2O3基复合陶瓷力学性能和微观结构的影响.结果表明,当TiB2含量低于8.7％时,随原位反应生成的TiB2含量的增加,有效的促进了B4C/Al2O3/TiB2复合陶瓷的烧结,提高相对密度,改善了力学性能.当烧结温度低于1900℃时,其力学性能随烧结温度增加而提高;当超过1900℃时,其力学性能随烧结温度的提高而降低.在1900℃,60 min时,B4C/Al2O3/TiB2复合陶瓷获得最佳综合力学性能,其硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为24.8 GPa、4.82 MPa·m1/2和445.2 MPa.     

高温烧结非稳态含钠铝酸钙矿相转变机理

在CaO、Al_2O_3摩尔比为1.0、Na_2O质量分数为12%和烧结温度为800～1350℃的条件下,研究Na_2O-CaO-Al_2O_3物料的物相转变、晶体稳定性、微观形貌及其与Na_2CO_3溶液的反应活性。结果表明:Na_2O掺杂将促进12CaO·7Al_2O_3向2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3的转化;Na~+取代优先生成的12CaO·7Al_2O_3结构中Ca~(2+)位置进一步转化成2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3;升高烧结温度有利于12CaO·7Al_2O_3向2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3的转化速率,同时也会增大Na_2O的烧损,从而降低2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3的生成量;烧结温度为1350℃、时间为2.0 h时,Na_2O-Ca O-Al_2O_3物料的物相组成为12CaO·7Al_2O_3和2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3,Al_2O_3的溶出性能良好,约为98%。     

氧化铝熟料循环溶出过程中苛性比的行为

石灰石烧结法提取氧化铝的熟料中含有少量β-2CaO.SiO2,而β-2CaO.SiO2被NaOH分解,其分解产物又与NaAl(OH)4发生相互作用,生成水合铝酸钙,造成氧化铝的损失;二次反应过程生成Ca(OH)2使赤泥沉降性能下降;随着β-2CaO.SiO2分解产生Na2SiO3的增加,也增加了脱硅的难度。采用严格控制苛性比进行循环溶出,可以有效抑制二次反应,减少氧化铝的损失。实验研究表明:赤泥溶出过程苛性比为1.8,溶出熟料过程苛性比为1.4时,能够有效的抑制β-2CaO.SiO2分解,使氧化铝的溶出率提高了近5%。