采用CaO-SiO_2-CaF_2渣系去除硅中杂质硼

采用CaO-SiO2-10%CaF2渣系,对工业硅进行造渣除硼研究。研究不同工艺条件下,渣系碱性、反应温度T、渣金比和通气搅拌对硼在渣相和硅液中分配系数LB的影响。结果表明,在1873K下,当CaO/SiO2质量比为2时硼的分配系数可达最大值4.61。在1773～1973K下,lgLB与1/T成线性关系。随着渣金比的增大,硼的分配系数也相应增大,但当渣金比大于3时,硼的分配系数并无明显增加。通气可显著提高硼的去除效果,硼的分配系数随气体中H2O含量的增加而增大。     

CaO-SiO_2熔渣精炼去除冶金级硅中杂质硼(英文)

利用CaO-SiO2熔渣去除冶金级硅(MG-Si)中的杂质硼。热力学分析和实验结果表明:纯SiO2基本上不能去除冶金级硅中的杂质硼。通过建立硼的分配系数与熔渣中SiO2和CaO活度之间的关系,从热力学上对CaO-SiO2熔渣的除硼能力进行表征。结果表明:随着渣中CaO配比的升高,硼的分配系数和去除效率大大提高。当熔渣组成为60%CaO-40%SiO2(质量分数)时,硼的分配系数达到最大值1.57。当渣硅比为2.5,精炼温度为1600°C以及精炼时间为3 h时,利用60%CaO-40%SiO2熔渣可以将冶金级硅中的硼含量从18×10-6降低至1.8×10-6,去除效率达到90%。     

应用电磁感应造渣法去除冶金级硅中杂质硼(英文)

提出一种新的提纯工艺即通过造渣与电磁感应熔炼相结合的方法来去除冶金级硅中的杂质硼。采用自行设计的真空感应熔炼炉进行不同造渣系条件下除硼的研究。结果表明,SiO2-CaO-Al2O3渣系的除硼效果优于其它渣系,在1823K经过2h精炼后,冶金级硅中的硼含量由原来的1.5×10-5降到0.2×10-5。同时冶金级硅中的Al,Ca和Mg杂质得到了精炼,去除率分别达到85.0%,50.2%和66.7%。表明电磁感应造渣法是一种非常有效的去除冶金级硅中的硼和其他一些金属元素杂质途径。     

Na_2CO_3对硼铁矿含碳球团还原熔分行为及富硼渣性能的影响（英文）

在实验室条件下研究了Na_2CO_3对硼铁矿含碳球团还原熔分行为、脱硫率以及熔分富硼渣性能的影响。Na_2CO_3在一定程度上可以提高硼铁矿含碳球团的还原速率。随着Na_2CO_3配比的增加,含碳球团的熔分效果逐渐变差,主要原因在于Na_2CO_3会显著提高富硼渣的熔点,导致球团难以熔分。当球团中Na_2CO_3的质量分数从0增加至6%时,珠铁中的硫含量(质量分数)逐渐从0.27%降低至0.084%。与此同时,缓冷富硼渣的萃取率从86.46%降低至59.52%。实验结果表明,Na_2CO_3的加入会对硼铁矿含碳球团的熔分效果和富硼渣中硼的提取产生不利影响。     

酸洗去除冶金硅中的典型杂质

以王水和氢氟酸为酸洗介质,研究酸洗对冶金硅中典型杂质元素的脱除效果。结果表明:王水和氢氟酸对金属类杂质均有明显的去除作用,但对非金属B和P去除效率差。Al杂质经王水和氢氟酸酸洗后去除率分别为80%和86.3%,Fe杂质的去除率分别为78.6%和89.4%。氢氟酸对总杂质去除率比王水提高12%,但其对Cu的去除率仅为4.8%。Cu的相态分析表明:Cu在冶金硅中主要是以Al-Si-Cu合金相存在,抗氢氟酸腐蚀性强。与氢氟酸不同,王水通过化学破碎作用使硅粉粒度变小,利于杂质相暴露。两种酸对硅粉的损失率均小于3.5%。     

电渣精炼去除铝中杂质铁(英文)

采用添加Na2B4O7的KCl-NaCl-Na3AlF6渣剂对浇注的工业纯铝自耗电极棒进行电渣精炼,以去除纯铝中的杂质铁,并改善其力学性能。结果表明:电渣精炼后纯铝中的铁含量随着Na2B4O7添加量和电渣重熔时间的增加而减少,在Na2B4O7添加量为9%和重熔时间为30min的情况下,铁含量从0.400%降低到0.184%。电渣精炼后,纯铝的弹性模量、屈服强度和抗拉强度得到改善,尤其是其延伸率提高了43%。铁含量降低的主要原因是电渣重熔过程中熔渣和铝液滴反应生成富铁相Fe2B。渣-液体系的反应热力学计算从理论上解释了Fe2B的生成。     

造渣-吹气联合精炼去除冶金硅中硼杂质的研究

对比研究了分别采用SiO_2-CaO-CaCl_2三元渣系精炼和喷吹氩气搅拌的造渣-吹气联合精炼方法进行冶金硅精炼的除硼效果。分别探讨了造渣精炼热力学,精炼前后硅样表面形貌变化,以及造渣-吹气联合精炼过程中不同吹气位置对于除硼效果的影响。研究发现,精炼后硅样品中存在Si-Ca、Si-W-Ti等析出相,B、P等杂质富集在析出相中;经酸洗处理后,造渣精炼的除硼率为55.42%,造渣-吹气联合精炼的除硼率为62.32%,造渣-吹气联合精炼可以有效去除硅中硼杂质。     

CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-CaF_2五元渣系熔化特性的研究

采用熔点法对CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CaF2五元精炼渣系的熔化特性进行了测定,获得了不同配比五元渣系的流动温度,分析讨论了五元渣系成分对其流动温度的影响。结果能为进一步研究和生产提供理论依据。     

以硅酸钠为抑制剂浮选回收工业硅精炼渣中的单质硅（英文）

提出一种以硅酸钠(SS)为抑制剂从工业硅精炼渣(硅酸盐)中浮选回收单质硅的新方法。通过溶液化学、接触角和zeta电位测试,研究SS与硅酸盐的相互作用机理。研究发现,添加SS后,回收的硅含量从(72.12±5.08)%(质量分数)提高至(81.14±1.77)%(质量分数)。浮选过程中,SS水解成亲水性较强的H₂SiO₃和HSiO₃^-,与硅酸盐发生物理/化学吸附,导致硅酸盐表面接触角从6.62°降至0°,从而降低了硅酸盐的可浮性。     

Ar-H_2混合气体对硅铝合金熔体精炼除硼机制的影响（英文）

提出了一种将硅铝合金化与吹气精炼复合提纯冶金级硅的方法。在合金熔体Ar-H2_吹气精炼过程中,对硅中杂质相,尤其是硼和铁的形态及转变进行了分析和表征,并对除硼机制进行了讨论。实验结果表明:合金吹气(Ar-H_2)精炼可以有效去除硅中的硼元素,细化初晶硅颗粒和增加形核点的数量,这有利于杂质元素的扩散迁移。与未通气合金样品相比,经过2.5 h吹气精炼,硼的去除率由45.83%提高到74.73%。含硼杂质相主要是Ti B_2、Al B_2和VB金属间化合物,含铁杂质相主要是β-Al_5Fe Si金属间化合物。同时,硅中部分硼与溶解的[H]结合以B_xH_y(BH,BH_2)形式在电磁搅拌作用下,由合金熔体内部扩散到表面挥发,达到除硼的目的。     

杂质在真空蒸馏产物铽中的分布（英文）

通过真空蒸馏实验和理论分析研究了杂质在蒸馏产物金属铽中的分布规律。研究结果表明:在蒸馏产物中,钛杂质在蒸馏初期的含量为220 mg/kg,在蒸馏中期杂质含量缓慢增加,到了蒸馏提纯末期,杂质含量高达2260 mg/kg,钛的修正分离系数为1/19.02,在蒸馏初始阶段,钛原子在液态金属中的扩散达到准稳态,且理论计算结果与实验结束相吻合;铜杂质的在蒸馏产物中的分布与钛相反,在蒸馏初始阶段铜含量为380 mg/kg,到了蒸馏提纯末期,铜含量线性降至290 mg/kg,其修正分离系数为17.99,理论计算结果与实验结果不一致。     

电炉钛渣磷酸化焙烧-浸出脱除镁、钙杂质（英文）

提出一种利用磷酸化焙烧-盐酸浸出从电炉钛渣(含3.12%MgO和0.86%CaO)中有效脱除镁、钙杂质的方法。利用XRF、XRD和SEM对钛渣样品的化学成分、物相成分和显微组织进行表征。研究钛渣的磷酸氧化焙烧热力学、氧化焙烧过程中钛渣物相的转变、显微组织和元素分布的变化以及浸出除杂过程。热力学分析结果表明,焙烧过程中加入磷酸能有效促进MgTi_2O_5和CaSiO_3的分解。研究结果表明,在焙烧过程中磷酸能有效促进渣中含钛矿物转变为金红石,并促使M_xTi_(3-x)O_5中杂质元素富集在磷酸盐中,进而通过酸浸除去。在所研究的实验条件下,钛渣中镁和钙的脱除率可分别达到94.68%和87.19%。最终酸浸渣中MgO和CaO含量可分别降低至0.19%和0.13%(质量分数)。     

钼中空位在杂质氮捕获中的作用（英文）

应用第一原理结合统计模型的方法,研究了钼中杂质氮与空位的相互作用。单个氮原子易于占据八面体间隙位。杂质氮很容易为空位所捕获,其捕获能为2.71 e V,与实验值一致。计算了与氮有关的点缺陷浓度,结果表明以N_1V复合物形式存在的空位浓度明显增加,钼中空位在杂质氮的捕获中起到了关键的作用。     

不同渣系中固-液-气界面渣运动引起的SiO_2基耐火材料局部熔损机理（英文）

观察不同渣系在SiO_2基棱柱状耐火材料上的渣运动,并研究棱柱状耐火材料横截面形状的演变机理。存在两种类型的形状演变。对于其表面张力随SiO_2浓度增加而增大的PbO-SiO_2渣系,在轴向马兰戈尼剪切力和润湿性的作用下,渣膜沿着棱柱状耐火材料的4根棱边向上流;随后,在重力作用下,渣膜沿着棱柱的4个侧面流下;因为上升流和下降流中SiO_2溶解度不同,棱边的腐蚀速率大于侧面的腐蚀速率,棱柱横截面由正方形演变为圆形。对于其表面张力随SiO_2浓度增加而减少的FetO-SiO_2渣系,在润湿性的作用下,渣膜向上流;之后,在马兰戈尼剪切力和重力的作用下,渣膜向下流;相比于4个棱边,由于4个侧面的表面张力和尺寸较大,渣主要在4个侧面上下运动;因此,棱柱横截面仍然保持为正方形。     

硅硼系无渣堆焊焊条在工业生产中的应用

开发了一种新型硅硼系无渣焊条。该焊条在焊接过程中虽然无矿石粉产生熔渣对焊缝金属进行保护，但由于它能自生气体且能在焊缝金属表面生成一层极薄的硅硼酸盐保护膜，较好地保护了焊缝金属，从而不但保证了堆焊质量，而且在生产应用中还具有工作环境好、工作效率高、劳动强度低、经济效益高等优点。随着工业的不断发展，该无渣焊条必将有着十分广泛的应用前景。     

铝热还原酸溶性钛渣制备TiAl基多元合金（英文）

对含高钛的酸溶性钛渣进行铝热还原制备钛铝基多元合金。为了控制并了解合金的制备,讨论了铝和氧化钙的添加和温度的影响。通过考虑材料的配比计算,可以成功地使合金与渣合金分离。大多数还原元素的回收率表现为高值,在所有实验条件下均为95%。铝的添加主要影响合金的成分,而氧化钙的添加则通过改变渣系成分来影响渣金分离。此外,系统的温度可以提高大部分还原元素的回收率和分配比。     

锑在Na_2CO_3-NaCl二元熔盐中的溶解度（英文）

研究了在700~1000°C温度范围内金属锑在Na2CO3-Na Cl二元熔盐中的溶解行为。结果表明,金属锑的溶解平衡可以在3 h内完成,同时锑的溶解量随熔体黏度的降低而减少。在700、800、900和1000°C时锑的饱和溶解量分别为5.42%、2.42%、0.75%和0.68%,较高的温度和适量的Na Cl含量可以降低锑的溶解量。不溶解的锑沉聚于熔盐底部,不与熔盐反应。溶解在熔盐表面的锑容易被氧化,而溶解于熔盐中的锑以金属态的形式随机地分布于熔盐中,形成夹杂。     

铅渣熔池熔炼提取铁（英文）

为实现废渣减量化,提出了一种熔池熔炼处理废渣回收铁的新工艺。在熔炼温度1575°C、保温时间20 min、C/Fe摩尔比1.6、碱度1.2的优化条件下,铁金属化率和回收率分别为99.79%和99.61%。获得含93.58%Fe、0.021%S、0.11%P、1.38%C、0.22%Si、0.01%Pb和0.031%Zn的生铁,达到国家炼钢生铁标准,可用于炼钢。     

PbO-CaO-SiO_2-FeO-Fe_2O_3渣系氧化铅活度热力学模型（英文）

基于炉渣结构分子和离子共存理论,建立1273~1733 K下的PbO-CaO-SiO2-FeO-Fe2O3渣系氧化铅活度热力学模型,计算PbO活度并绘制等活度曲线,考察炉渣碱度Q、氧化铁比率R和温度T对活度NPbO和活度系数γPbO的影响。结果表明,活度系数γPbO的模型计算值与文献测定值吻合程度高,说明该模型能较好地反映该渣系结构本质;NPbO呈拉乌尔正偏差,且随渣中PbO含量的升高而增大,但受温度的影响不明显;γPbO随Q的升高而增大;对于Q0.3的碱性渣,γPbO随R的升高而出现极大值。该研究结果可用于现代炼铅工艺的热力学研究和操作优化。     

四腔室液压缸（英文）

传统液压控制系统中,普通液压缸在变负载工况下会产生较大的压力波动。针对该情况,设计了四腔室液压缸。通过将活塞杆做成空腔兼做另一缸体的形式,把普通的两腔室液压缸做成具有4个腔室的液压缸。在数字流体动力系统的控制下,系统提供的压力数越多输出力的个数将会越多,以适应工作中的变负载情况。该液压缸节省了使用空间及成本,提高了工作效率,改善了工作效果。