高铁三水铝石型铝土矿烧结过程中氧化铝反应热力学

研究了高铁三水铝石型铝土矿烧结过程中Al_2O_3与CaCO_3、CaO、SiO_2及FeO反应的热力学规律.结果表明:在1 473～1 673 K温度下,Al_2O_3比Fe_2O_3更易与CaCO_3反应;Al_2O_3与铁酸钙(2CaO·Fe_2O_3和CaO·Fe_2O_3)反应不能生成3CaO·Al_2O_3,当烧结温度大于1 000 K时,可以与2CaO·Fe_2O_3反应生成12CaO·7Al_2O_3;SiO_2比Al_2O_3更易与CaO结合,Al_2O_3与SiO_2直接反应生成硅酸铝的可能性较小;当烧结温度为1 473～1 673 K时,除CaO·2Al_2O_3和CaO·Al_2O_3不能向3CaO·SiO_2转变外,其余铝酸钙均可在SiO_2的作用下向硅酸钙转变;2CaO·Al_2O_3·SiO_2是CaO、Al_2O_3和SiO_2三者直接反应的产物,不能由硅酸钙和铝酸钙相互反应生成;CaO、Fe_2O_3、Al_2O_3和SiO_2四元矿物存在时,烧结过程优先生成2CaO·Al_2O_3·SiO_2和4CaO·Al_2O_3·Fe_2O_3,这与烧结实验结果相符.     

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%。     

氧化铝赋存形式对低钙烧结熟料矿相转化的影响

采用石灰烧结法处理低品位含铝资源提取氧化铝,研究在n(CaO)/n(Al_2O_3)为1、烧结温度为1350℃条件下,氧化铝以a-氧化铝、莫来石和钙铝黄长石赋存形式的物料与石灰烧结后熟料矿相、晶体稳定性和在碳酸钠溶液中氧化铝浸出性能。结果表明:以α-氧化铝为原料时,Ca_(12)Al_(14)O_(33)优先生成,并进一步结合Al_2O_3转化成CaAl_2O_4。熟料矿相为CaAl_2O_4、Ca_(12)Al_(14)O_(33)、γ-Ca_2SiO_4和β-Ca_2SiO_4,CaAl_2O_4和Ca_(12)Al_(14)O_(33)晶胞体积较大,在碳酸钠溶液中,晶体稳定性较差,氧化铝的浸出率为91.60%;以莫来石或钙铝黄长石为原料时,Ca~(2+)逐步取代晶格中Si~(4+)位置并与Al~(3+)结合生成铝酸钙,分离出的Si~(4+)与CaO生成Ca_2SiO_4,而Ca_(12)Al_(14)O_(33)或Ca_3Al_2O_6的生成造成CaO不足,导致部分Ca_2Al_2SiO_7不能被转化,熟料矿相为CaAl_2O_4、Ca_(12)Al_(14)O_(33)、γ-Ca_2SiO_4、β-Ca_2SiO_4和Ca_2Al_2SiO_7,CaAl_2O_4和Ca_(12)Al_(14)O_(33)晶胞体积较小,与碳酸钠反应时活性稍差,氧化铝的浸出率低于80%。     

轴承钢Ca-Mg-Al-Si-O体系中夹杂物生成的热力学研究

通过使用热力学软件FactSage系统地研究了轴承钢Ca-Al-Si-O、Ca-Mg-Si-O和Mg-Al-Si-O四元体系热力学平衡规律。结果表明,Ca-Al-Si-O四元体中,随着钢液中Al、Ca含量增加,钢液中夹杂物由Al_2O_3、2CaO·SiO_2和CaO·Al_2O_3·2SiO_2向2CaO·Al_2O_3·SiO_2、3CaO·Al_2O_3转变。当Ca含量较高时,会有极少量的CaO产生。在Ca-Mg-Si-O体系中,随着钢液中Ca、Mg含量增加,钢液中夹杂物主要有CaO·MgO·SiO_2、2MgO·SiO_2和3CaO·MgO·2SiO_2,钢液中Mg含量较高时,主要以钙镁的复合夹杂物和MgO为主。在Mg-Al-Si-O体系钢液中,通过提高钢液镁含量,可使GCr15钢液中Al_2O_3转变为MgO·Al_2O_3尖晶石夹杂物;镁含量过高时,可生成MgO夹杂物。     

钒钛磁铁矿熔融还原渣系中钒还原的热力学规律

在对钒钛磁铁矿熔融还原动力学研究基础上,研究了熔融还原渣系中钒还原的热力学研究表明,在CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO-V_2O_5渣系中钒还原达到动态平衡的时间为6h,渣系CaO/SiO_2对平衡时间影响不大,温度提高,平衡时间缩短渣与铁浴比为1/2,CaO/SiO_2为0.8,温度为1773K时,钒还原最大平衡分配比为32.4,最大回收率为96.1%。     

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%。     

GCr15轴承钢Ca-Mg-Al-O系夹杂物生成热力学研究

基于FactSage热力学软件模拟了1 560℃时GCr15轴承钢钢液中[Ca]、[Al]、[Mg]、[O]元素含量变化对夹杂物生成及转化的影响。结果表明:[Ca]含量增加,高熔点钙铝酸盐夹杂向CaO·Al_2O_3和CaS(s)方向转变。[Al]含量的增加,钢中夹杂物由a-Ca_2SiO_4向CaO·Al_2O_3、MgO·Al_2O_3方向转变。[Mg]含量增加,钢中夹杂物的由a-Ca_2SiO_4、CaO·Al_2O_3向MgO·Al_2O_3、MgO方向转变。[O]含量的增加,钢中夹杂物由CaS、MgO向CaO·Al_2O_3、MgO·Al_2O_3方向转变。     

铁铝共生矿熔分还原过程矿相转变行为

本文基于"非高炉提铁?铝酸钙渣提铝"工艺,以铁铝共生矿预还原球团为原料,系统研究了温度、时间、碳氧比(C/O)和钙铝比(C/A)对熔分还原过程铁铝矿相生成转变行为和铝酸钙渣氧化铝浸出性能的影响.结果表明:当熔分温度高于1500℃时渣铁分离效果良好,且能获得自粉性能良好的铝酸钙渣;C/O过高不利于铁相聚集.在本文试验条件...     

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%。     

准化学平衡条件下Al_2O_3对烧结铁酸钙生成的影响

基于准化学平衡、空气气氛条件下,模拟高碱度烧结矿配料,进行烧结相平衡实验,研究了不同温度和Al_2O_3含量对五元系铁酸钙SiO_2-Fe_2O_3-CaO-Al_2O_3-MgO矿相的影响。采用FactSage软件对铁酸钙生成量进行了模拟计算和分析。结果表明:温度升高和Al_2O_3添加均促进了铁酸钙的生成,而Al_2O_3含量过高会减少液相数量,阻碍铁酸钙生成;1 300℃、w(MgO)=2.0%,Al_2O_3含量增加促进了铁酸钙针状晶型的长大;1 350℃、w(Al_2O_3)≥2.5%时,铁酸钙含量减少,产生了次生赤铁矿,高温时不利于矿相中铁酸钙的稳定。     

含碳铬铁矿球团的固态还原特性

通过含碳铬铁矿粉矿成球及还原实验,研究还原温度、内配碳量、还原时间和添加剂对铬铁矿球团预还原结果的影响.结果表明:还原温度和内配碳量对预还原球团的金属化指标影响非常明显,温度高于1200℃时,铬铁矿预还原球团的金属化指标开始明显增加,内配碳比Ic/o=1.2为铬铁矿预还原球团的较佳配比;高温(≥1 300℃)时,可实现含碳铬铁矿球团的快速还原(f≤1 h);低温时,铁优先于铬还原,总还原反应完成时间需3~4 h.添加剂强化含碳铬铁矿球团预还原的实验结果表明,不同添加剂对还原反应的影响具有较大差异;不同温度下,相同添加剂的催化能力也有一定的差异;实验所涉及的添加剂中以NaCl、Na2B4O7·10H2O和Na2CO3的催化效果较好.     

碱熔法分析石英砂的研究

文中介绍用NaOH在银埚中熔样,在Na_2CO_3存在下,将铁、钛、钙、镁沉淀与硅、铝、铬分开。然后用比色法测Al_2O_3、Cr_2O_3、Fe_2O_3、TiO_2;用EDTA法测CaO、MgO;SiO_2用差减法获得,取得满意结果,避免使用氢氟酸和铂坩埚。     

含钒钢渣选择性预处理及提钒工艺

针对含钒钢渣存在的钙和铁含量高、钒含量低等难以利用的问题,本文研究了含钒钢渣选择性预处理工艺,通过降低含钒钢渣的钙钒比(CaO/V_2O_5比),获得可利用的钒原料。通过分析含钒钢渣在盐酸体系下的分解行为,考察了酸度、反应温度、粒度及液固比等因素对溶出过程的影响,并探讨了反应机理。结果表明:含钒钢渣最优预处理工艺条件为初始酸度2 mol/L、反应温度40℃、液固比8:1、含钒钢渣粒度74～124μm、反应时间10 min。在此最优条件下,CaO含量(质量分数)由41.09%降至14.28%,CaO/V_2O_5比由16降至3,MnO_2、MgO、FeO、SiO_2的溶出率分别达到39%、47%、39%和55%。随着反应的进行,游离氧化钙、氧化铁、铁酸钙等矿相破坏,富集钒的硅酸二钙和硅酸三钙等矿相无变化。经碳酸钠浸出后,钒的提取率由80%提高到85%以上。     

高铁一水硬铝石型铝土矿的低钙比烧结

研究烧结法处理我国高铁中等品位矿石的工艺条件,确定钙比为1.5时熟料中存在3CaO·2SiO2和2CaO·2Si02.结果表日月,增大钙比使熟料A1203溶出率、Si02溶出率均有所降低;延长烧成时间,提高烧成温度有利于A1203溶出率的增加和Si02溶出率的降低;提高铁铝比,熟料最佳烧成温度降低,烧成温度范围变窄;提出的A1203有效溶出率概念表明,钙比为1.5时,熟料烧成效果最好;确定高铁铝土矿适宜的烧成制度为:烧成温度1250～1300℃,烧成时间20-40rain,钙比1.5.     

非均相法制备高浓碱溶液脱硅剂斜方水合碳铁酸钙的研究

提出以斜方水合碳铁酸钙为脱硅剂解决亚熔盐法处理一水硬铝石型铝土矿所得高浓碱溶出液的深度脱硅问题.采用非均相方法合成了碳铁酸钙(3CaO·Fe2O3·CaCO3·12H2O)脱硅剂,对影响合成过程的主要因素进行了考察.结果表明,适当提高合成温度、缩短合成时间可以提高水合碳铁酸钙的含量.最优合成工艺条件为:反应温度313 K,反应时间16 h,反应液固比25,搅拌速率500 r/min,氧化钙粒度0.104mm～0.120mm.脱硅过程中,斜方晶系的水合碳铁酸钙转变为立方晶型的钙铁石榴石,在此过程中二氧化硅和少量氧化铝进入晶体结构,形成钙铁硅石榴石和钙铁铝硅石榴石,脱硅产物的铝硅比小于0.5.     

低铝脱氧不锈钢夹杂物演变规律分析

为改善2205双相不锈钢的洁净度以及探明夹杂物的演变规律,在不影响连铸可浇性前提下,以2205不锈钢"70 t EAF-70 t TSR-LF-CC"工艺流程中的"TSR还原期-LF二次精炼"部分为研究背景,尝试低铝脱氧工艺,将成品铝的质量分数控制在0.004 5%左右,使钢液中的夹杂物向镁铝尖晶石、钙铝酸盐等类型演变。通过对钢液中其气体含量以及夹杂物成分进行统计分析,试验结果表明:精炼结束后钢液全氧的质量分数为18×10-6,钢液中的夹杂物固液比例为1,呈半固半液结构;精炼阶段夹杂物按"MgO·Al_2O_3→MgO/MgO·Al_2O_3→CaO-MgO-Al_2O_3"的路径进行转变,LF出站得到的CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物与常规铝脱氧得到的CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物在结构组成存在差异:核心为纯MgO,中间层MgO·Al_2O_3,外层3CaO·Al_2O_3。     

铝酸盐熟料的溶出(3) 第二部分 铝酸盐熟料的溶出过程 第三章 熟料中氧化铝和碱的提取

1.溶出化学反应概述如上所述,铝酸盐熟料的主要物相为β硅酸二钙(β-2Cao·SiO_2)、碱金属铝酸盐和铁酸盐(R_2O·Al_2O_3;R_2O·Fe_2O_3)及其固溶体。熟料溶出包括以下过程:1)铝酸钠(钾)     

Fe_2O_3-SiO_2-Al_2O_3系还原烧结过程中Fe_2O_3的反应行为（英文）

以纯化合物和高岭土为原料,研究Fe_2O_3-SiO_2-Al_2O_3三元系还原烧结过程中Fe_2O_3的反应行为。热力学计算分析和还原烧结实验结果表明,在还原性碳气氛中,1173 K下Fe_2O_3被还原后得到的FeO能分别与SiO_2和Al_2O_3反应生成硅酸亚铁和铝酸亚铁。对于Fe_2O_3-SiO_2-Al_2O_3三元系,在还原性气氛条件下,Fe_2O_3还原后形成的FeO将优先与Al2O3反应形成铝酸亚铁,只有当体系中Al_2O_3反应完全后还存在过量的FeO时,SiO_2才能与FeO反应形成硅酸亚铁。当烧结温度继续升高到1473 K时,三元系中形成的铝酸亚铁将进一步与体系中的SiO_2反应生成莫来石和FeO。研究结果有望为氧化铝生产过程中低A/S比含铁原料的铝硅分离提供新的思路。     

碳热还原氮化法合成MgAlON

利用重力计,比重仪,SEM,XRD,碳素分析仪,XFS和氧氮分析仪检测了不同加热条件下碳热还原氮化法合成镁阿隆(MgAlON)的密度、微观结构、相组成以及Mg,Al,O,N和C含量,讨论了碳热还原氮化法合成MgAlON的机理.结果表明,加热温度为1100℃时,原料中所有的MgO反应生成镁铝尖晶石(MgAl_2O_(4ss));当加热温度高于1300℃时,发生碳热还原氮化反应,N固溶于MgAl_2O_(4ss)生成MgAlON;由于碳热还原氮化反应不断消耗Al_2O_3,加热温度为1600℃时试样中Al_2O_3大颗粒的尺寸较加热温度为1500℃时的小;随着石墨和Al_2O_3在反应过程被完全消耗,在1650℃下加热获得了单相MgAlON.另外,碳热还原氮化反应中N原子向尖晶石结构MgAl_2O_(4ss)中固溶时导致晶格畸变而使原子间隙扩大,从而Al在MgAlON的固溶量高于其在MgAl_2O_(4ss)中的固溶量.由于碳热还原氮化反应过程产生气体及高温下Mg蒸汽分压较高,即使加热温度提高至1800℃,试样中仍然存在大量密闭气孔.     

基于FeO-SiO_2-Al_2O_3渣型的废旧铝壳锂离子电池还原熔炼回收有价金属（英文）

提出一种基于FeO-SiO_2-Al_2O_3渣型废旧铝壳锂离子电池还原熔炼回收有价金属的新工艺,该工艺仅采用铜渣作造渣剂。研究表明:在造渣剂用量为铝壳锂离子电池质量的4.0倍、熔炼温度1723 K、熔炼时间30 min条件下,钴、镍、铜的回收率最高,分别为98.83%、98.39%和93.57%;还原熔炼合理的渣型组成为m(FeO):m(SiO_2)=0.58:1~1.03:1,Al_2O_3含量为17.19%~21.52%;熔炼产出合金主要由Fe-Co-Cu-Ni固溶体相和冰铜相构成,产出炉渣的主要矿物成分为铁橄榄石和铁铝尖晶石,铜在渣中损失的主要机制是板条状铁橄榄石对冰铜和金属铜的机械夹杂。