红土镍矿的固相还原动力学

采用非等温热分析法对红土镍矿固相还原动力学进行了研究,由热失重曲线确定了红土镍矿固相还原的反应机理函数f(a),在此基础上求解出动力学参数,并对建立的动力学模型进行了验证,分析了红土镍矿固相还原机理. 结果表明,红土镍矿失重率与加热温度密切相关,而升温速率对其影响很小;模型计算值与实测值具有良好的相关性;固相还原过程可分为473~773和773~1223 K两个阶段,反应活化能分别为171.91和52.75 kJ/mol,与挥发分的析出和镍、铁氧化物的还原对应;反应属随机成核和随后生长型机理函数,其微分形式为f(a)=1/4(1-a)[-ln(1-a)]-3,反应速率主要由碳气化反应控制.     

拟薄水铝石的老化及晶相转变

以理学Ｄ／ｍ ａｘ－ ３ＢＸ射线衍射仪、ＴＧ－ ＤＴＡ、ＩＲ－ ４４０ 红外光谱法研究了拟薄水铝石的老化及晶相转变。随老化时间的延长,［ＡｌＯＯＨ］·ｎＨ２ Ｏ结构有序度增强。赋存于［ＡｌＯＯＨ］·ｎＨ２Ｏ粉体中的Ａｌ（ＯＨ）３ 有３ 种晶型,拟薄水铝石与杂相有６ 种共存方式。含湿贮存１２ ａ的研究表明,胶质拟薄水铝石比较稳定,不易产生相变。     

拟薄水铝石的老化及晶相转变

以理学Ｄ／ｍａｘ－３ＢＸ－射线衍射仪,ＴＧ－ＤＴＡ,ＩＲ－４００红外光谱法,研究了拟薄水铝石的老化及晶相转变,随老化时间的延长（ＡｌＯＯＨ）．ｎＨ２Ｏ结构有序度增强,赋存于（ＡｌＯＯＨ）．ｎＨ２Ｏ粉体中的Ａｌ（ＯＨ）３有三种晶型,拟薄水铝石与杂相有六种其存方式,含湿贮存１２年的研究表明,胶质拟薄水铝石易向氢氧化铝晶相转化;而老化拟薄水铝石是比较稳定的,不易产生相变。     

硝酸加压浸出红土镍矿的中试研究

对红土镍矿硝酸加压浸出工艺进行了中试研究.首先通过单因素实验考察了反应温度、初始酸度、保温时间、液固比和浸出压力对浸出结果的影响,得到优化浸出工艺条件为:反应温度185℃,初始酸度200 g/L,保温时间45 min,液固比2 m3/t,浸出压力1.8 MPa.此时,镍、钴浸出率分别为84.50%和83.92%,而铁浸...     

火焰原子吸收光谱法测定红土镍矿中钴的含量

研究了火焰原子吸收测定红土镍矿中钴的分析方法。在最佳实验条件下,线性相关数>0.999,检出限为0.047 4μg/mL,测定样品的相对偏差为1.76%~9.47%,加标回收率为88.0%~116.7%,测定范围:0.01%~0.20%。该方法快速、准确,满足红土镍矿中钴的分析。     

晶相组成对硅质耐火材料抗碱侵蚀性能的影响

硅砖属于酸性耐火材料,具有高荷重软化温度和抗酸性渣侵蚀能力,但抗碱侵蚀能力很差,因此研究不同硅砖的抗碱侵蚀能力对硅质耐火材料的应用有重要意义。本文选用了四种硅砖(JG-95^#硅砖、BG-96A^#硅砖、ZES-99^#硅砖和DES-99^#硅砖),采用化学分析、显微结构分析、X射线粉末衍射分析和显气孔体密度分析等方法对比分析了四种不同硅砖晶相组成和晶相转变对抗碱侵蚀能力的影响,结果表明,ZES-99^#硅砖和DES-99^#硅砖的抗碱侵蚀能力明显优于JG-95^#硅砖和BG-96A^#硅砖,即二氧化硅含量较高的硅砖抗碱侵蚀能力更强,并且以方石英、鳞石英和熔融石英为主晶相的硅质耐火材料都具有良好的抗碱侵蚀能力。     

SiO2/MgO摩尔比对MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃析晶和晶相转变的影响

采用熔融法制备了MgO–Al_2O_3–SiO_2(MAS)微晶玻璃,研究了SiO_2/MgO摩尔比对MAS微晶玻璃析晶和晶相转变的影响。结果表明:微晶玻璃初晶相为亚稳Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_6相,终晶相为堇青石相,随晶化温度升高,Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_6向堇青石相转变。SiO_2/MgO摩尔比对微晶玻璃析晶过程影响显著,随SiO_2/MgO摩尔比从2.5增加至3.6,晶相转变开始温度从1 000℃升高到1 150℃,晶相转变结束温度从1 050℃升高到1 180℃,Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_6相热稳定性提高,堇青石相析晶难度增大,晶相转变过程变慢。当SiO_2/MgO摩尔比为3.6时,1 080℃晶化后的微晶玻璃Vickers硬度达到最大10.4 GPa。     

莫来石和莫来石-氧化锆复合材料的晶相转变和烧结性能

莫来石是高温领域中最有前途的工程材料之一,但是在室温下,具有较差的机械性能。因此,经常用一些颗粒、纤维或晶须来进行增强,提高它的性能。加入到莫来石的颗粒之一是ZrO2颗粒,通过ZrO2颗粒的晶相转变工艺,从四方晶系变为单斜晶系,从而可以提高莫来石的断裂韧性。本研究的目的是揭示利用Al-gerian高岭土、α-Al2O3和ZrO2通过烧成反应合成莫来石-ZrO2复合物,并研究了复合物的晶相转变和烧成性能。原料通过行星式球磨机进行混合,随后再进行研磨。压制的试样在1 100~1 600℃之间历时2h进行烧成。通过水浸方法测量其体积密度。用X-射线衍射(Rietveld方法)测出烧成试样中呈现的晶相。本文发现,当添加超过16%的氧化锆时,剩余的氧化锆晶相为四方晶相结构。所有的试样在1 250℃时都完全形成原生莫来石。在莫来石试样中,方英石是在1 150℃开始形成,在1 300℃消失,当有ZrO2加入时是在1 250℃消失。锆英石复合ZrSiO4是在1 250℃开始形成,在1 400℃完全消失。增加ZrO2比率可以促进球形颗粒的形成。     

瑞木红土镍矿溶样方法对ICP-AES元素测定影响的研究

采用扫描电镜表征了瑞木红土镍矿的矿物结构。研究了溶样方法中的各种组合酸、加酸量及温度控制对电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)测定瑞木红土镍矿中元素Ni,Co,Mg,Al,Fe的影响。结果表明:瑞木红土镍矿中的Mg,Al部分存在于含硅的矿物中,为了能完全溶出红土镍矿中的Mg和Al,加入HF进行溶样是必要的。选用3 mL HCl,1 mL HNO3,1 mL的HF的优化组合酸溶样方法,能完全溶出瑞木红土镍矿试样,且不影响ICP-AES元素测定结果的准确性。     

晶种和盐处理剂对煅烧过程中二氧化钛晶型转变的影响

为探究煅烧晶种及复合盐处理剂对硫酸法钛白粉生产过程中煅烧工序二氧化钛晶型转变的影响,采用热重-差热分析（TG-DTA）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）等检测手段对煅烧过程中脱水脱硫、相变、样品的晶型组成以及晶粒的形貌进行分析。结果发现：煅烧过程中偏钛酸需要先经历由无定型至锐钛晶型的晶化过程才能向金红石晶型转变;煅烧晶种与盐处理剂的加入使得相变区间由900~1 000 ℃扩大至850~1 050 ℃,其中煅烧晶种促进相变,使得相变温度起始点降低约50 ℃,盐处理剂在800~900 ℃表现为对晶粒尺寸的抑制,900 ℃后对生长的抑制作用弱化,表现为对相变区间的扩大和晶体形貌的调整,有效地调整了晶体的形貌,改善了粒度分布,从而降低了烧结程度。     

Reductive roasting of nickel laterite ore with sodium sulfate for Fe-Ni production. Part I: Reduction/sulfidation characteristics

The selective reduction of nickel and adequate growth of ferronickel grains are imperative for efficient preparation of ferronickel from nickeliferous laterite ore via the process of direct reduction followed by magnetic separation. In Part I, reduction/sulfidation behaviors of a saprolitic laterite ore in the presence of sodium sulfate were investigated, with an emphasis on thermodynamic analysis, selective reduction/sulfidation ratios and kinetics. To separate the interactions between Ni and Fe, chemical titration analysis was adopted to determine the contents of various Ni and Fe species in the roasted pellets, and a modified equation to assay metallic iron content was proposed.     

红土镍矿酸浸沉镍废水制备硫酸镁

以元江红土镍矿硫酸溶出液沉镍废水为原料,加入碱式碳酸镁,在室温下利用不同离子水解pH值差异,实现富镁除杂的目的。实验研究了pH值、反应时间、静置时间对废水中离子浓度的影响,确定了较优操作条件为：pH 值 6.5、搅拌通气时间 5 h、静置时间3 h。在此条件下,废水中镁离子的含量提高7.6%,铁、铝、钙、镍杂质离子的去除率分别为99.85%、99.9%、28.57%、35.8%。将此沉镍废水净化液真空浓缩、结晶,分离干燥得七水硫酸镁产品,其质量达到HG/T 2680—95工业七水硫酸镁合格品的要求。     

红土镍矿浸出液除杂制备氢氧化镍

以低品位硅镁型红土镍矿硫酸浸出液为原料,用黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]除铁、NaF除镁、中和沉镍,考察了不同因素的影响。结果表明,添加4 mL/L双氧水对浸出液氧化预处理、用Na2SO4为除铁钠源、控制溶液pH为1.6?2.2、反应时间1.5 h的条件下,铁去除率达92.1%,镍损失率为6.7%,滤渣主相为Na2Fe6(SO4)4(OH)12;除铁后滤液用NaF除去镁离子,最优条件为搅拌速率300 r/min、溶液pH=5.5?6.0及NaF 用量25 g/L,镁去除率达90.9%,镍损失率为6.8%;除杂后净化液用中和水解法提镍,在室温下添加8 g/L NaOH为沉镍剂,中和沉镍提取率达95.1%,得到纯度99.5%的Ni(OH)2产品,镍的综合回收率为82.70%。     

红土镍矿脱硅渣碳化制备碳酸镁

以红土镍矿脱硅渣为原料,采用碳化、热解工艺制备出碳酸镁产品,并使NiO在碳化渣中富集到2.96%。研究表明,氧化镁的提取率随着搅拌强度、反应时间及液固比（ml:g）的增加而增加,随着反应温度的升高先增加后减少。在搅拌强度600 r·min^-1、反应温度15 ℃、反应时间36 h及液固比（ml:g）40:1的条件下,氧化镁的提取率可达91.57％。经XRD分析,产品为碱式碳酸镁;产品理化性能符合国家化工行业HG/T 2959—2000标准。     

褐铁型高锰红土矿微波预处理-酸浸提取镍钴

以褐铁型高锰红土矿为研究对象,采用微波预处理-酸浸工艺提取Ni、Co。对矿样物相组成及Ni、Co、Fe、Mn等主要元素赋存状态进行X射线衍射（XRD）和电子探针（EPMA）表征,研究常压条件下硫酸浓度、浸出时间、浸出温度等因素对微波预处理矿样中Ni、Co浸出效果的影响。结果表明：矿样中镍钴品位较高但物相结构复杂,Ni主要与Mn以NiMn₃O₇?3H₂O形式赋存,Co伴生于针铁矿和碱式氧化锰中;在最优浸出条件下,即硫酸浓度300g/L、浸出时间5h、浸出温度90℃、液固比6∶1（以mL/g计）、搅拌速度280r/min,Ni、Co浸出率分别达到95.4%和97.1%,与相同浸出条件下未经微波处理的矿样相比,Ni、Co浸出率分别提高了69.4%和70.1%,实现镍钴的高效浸出;对比微波处理前后矿样XRD图谱,发现微波作用下矿物中Ni、Fe、Mn等物相结构出现明显转变,利于Ni、Co酸浸反应。     

Kinetics of hydrogen reduction of sodium sulfate mixed with sodium titanate

The hydrogen reduction kinetics of solid sodium sulfate mixed with sodium titanate are studied in a thermogravimetric system. The conversion-time curves of the hydrogen reduction are sigmoidal in shape and are well described by the nucleation and growth model up to about 60% conversion. The reduction rate of this mixture is much faster than that of pure sodium sulfate. In the deceleratory conversion period, the reduction is controlled by gas diffusion through a product layer. Activation energies of 302 and 179 kJ/mol are obtained, respectively, for the nucleation and growth, and diffusion limited period. The influence of hydrogen concentration, steam concentration, sodium sulfate fraction, and sodium sulfide addition is also studied. A reaction mechanism is proposed for the hydrogen reduction in the solid state.     

硫酸氢钠催化合成乳酸正丁酯的研究

研究了硫酸氢钠对乳酸与丁醇酯化反应的催化作用，发现其最佳反应条件为：催化用量0.2g/0.1mol乳酸，酸醇摩尔比1：3，反应时间2.0h，油浴温度133-142℃，乳酸的酯化率可达98.0%。     

硫酸氢钠催化合成水杨酸异戊酯

利用硫酸氢钠对水杨酸与异戊醇酯化反应的催化作用 ,发现其最佳反应条件为 :催化剂用量为 0 .8g/ 0 .1mol水杨酸 ,醇酸摩尔比为 1.8,反应时间 2 .5h ,油浴温度为 14 5～ 15 5℃ ,水杨酸的酯化率可达 97.81%。     

一水合硫酸氢钠催化合成水杨酸异戊酯

用硫酸氢钠催化水杨酸与异戊醇的酯化反应。其最佳反应条件为：催化剂用量0.8 g·(0.1 mol水杨酸)－1,醇酸摩尔比为1.8,反应时间2.5 h,油浴温度145～155 ℃,水杨酸的酯化率可达97.81%。     

硫酸氢钠催化合成水杨酸乙酯

以硫酸氢钠为催化剂合成水杨酸乙酯。考察醇酸物质的量比、催化剂用量、反应时间以及反应温度对酯化率的影响。结果表明,硫酸氢钠的催化活性较高,在最佳条件下合成水杨酸乙酯,酯化率可达80.1％～88.2%。实验结果得到的最佳实验条件为：催化用量2 g,n(乙醇) ∶n(水杨酸)=10∶1,反应时间6 h,反应温度75～80 ℃。