铬铁矿焙烧后期铬再氧化机理

针对铬铁矿氧化焙烧后期铬转化速率降低问题,以铬铁矿焙烧过程铬转化率70%的铬渣为原料,分析铬渣的物相和化学成分,深入研究铬渣焙烧过程中温度、时间、Na2CO3和Ca CO3等对铬渣中铬转化率的影响,探讨提高铬铁矿氧化焙烧后期铬转化率的机理。结果表明:铬渣主相为Mg Cr0.4Fe1.6O4尖晶石,副相为Na Si Al O4和Mg1.5Na9Si12Al12O48等钠硅酸盐、硅铝酸盐相;在与Na2CO3进行氧化焙烧反应过程中铬转化率仅为50%~60%,钠硅酸盐、硅铝酸盐等相的存在导致Na+的利用率降低,造成铬渣中的铬转化困难;Ca的引入置换了铬渣中副相的Na,铬转化率提高到84.7%,生成了高熔点的Ca2Fe1.2Mg0.4Si0.4O5硅酸钙盐等相,增大了焙烧过程中Na+浓度,促进了铬的转化,提高了焙烧后期铬的转化率。     

高钙镁型钛渣物相重构法制取人造金红石

开展了高钙镁型钛渣通过添加Na2CO3焙烧进行矿相重构制取人造金红石的研究。采用XRD、SEM等技术对焙烧产物微观结构、物相组成和浸出产物物相组成进行表征。结果表明,在Na2CO3与钛渣质量比为3:7、焙烧温度为900℃、焙烧时间为2 h的条件下,所得焙烧产物经酸浸、煅烧后,获得TiO2品位为92.23%、回收率为92%、CaO+MgO含量(质量分数)为0.78%的人造金红石。该制备过程的机理主要在于高钙镁型钛渣添加Na2CO3焙烧可使其中的主要杂质转变为易选择性溶出的铁酸钠、Na-Fe-Ti-O系和Na-Mg-Ti-O系新矿相;通过酸浸,焙烧产物中大部分杂质被选择性溶出,钛组分转变成金红石型和锐钛型TiO2,实现了高品位人造金红石的制取。     

废铅酸蓄电池铅膏碳酸盐转化工艺及其反应动力学

碳酸盐转化工艺作为湿法回收废铅膏的关键步骤具有重要的研究意义。在对废铅膏组分分析的基础上,采用碳酸盐转化方法对比探讨同一条件下不同转化剂的脱硫效果,对转化产物进行XRD表征;同时探讨了(NH_4)_2CO_3脱硫过程的动力学机理。结果表明:转化脱硫率从大到小依次为Na_2CO_3、(NH_4)_2CO_3、NH_4HCO_3,以(NH_4)_2CO_3和NH_4HCO_3作为脱硫剂,PbSO_4转化生成PbCO_3;而采用Na_2CO_3转化脱硫时,产物中存在NaPb_2(CO_3)_2OH杂质物相。以(NH_4)_2CO_3作为脱硫剂的最佳工艺条件是(NH_4)_2CO_3浓度0.50 mol/L,反应温度50℃,反应时间60 min,搅拌速度500 r/min,液固比5:1,在此最佳工艺条件下脱硫率可达95.66%。PbSO4在(NH_4)_2CO_3溶液中的转化服从缩核模型,过程反应速率受扩散控制,计算出表观活化能为16.471 kJ/mol,并最终建立了该脱硫过程的动力学方程式。     

LiCoO_2在酸性焙烧环境中元素赋存形式的演变规律及分布特征研究

系统地了解钴酸锂(LiCoO_2)在不同介质环境中的物理化学性质有助于从理论上指导该物质的合成工艺设计以及报废LiCoO_2再利用的工艺设计。本实验将LiCoO_2与Na HSO_4·H_2O、LiCoO_2与Na2S2O7分别按摩尔比1:3、1:1.5的比例混合后进行酸性焙烧,采用TG-DSC-MS、XRD、SEM、EDS研究了焙烧过程中元素赋存形式的演变规律以及元素分布特征。结果表明:LiCoO_2与Na HSO_4·H_2O、Na_2S_2O_7的混合物在焙烧过程中发生了明显的化学反应。焙烧产物中Na元素的赋存形式有Na_2SO_4、LiNaSO_4和Na6Co(SO_4)_4,Li元素的赋存形式为LiNaSO_4,Co元素的赋存形式为Na_6Co(SO_4)_4。焙烧产物致密,形状不规则,Co元素在焙烧产物中分布均匀。     

LF炉精炼废渣脱硫的试验研究

为了LF精炼废渣再利用,采用碳酸法对废渣进行了脱硫研究。采用正交试验方法研究了不同加热温度、CO2通气流量、CO2通气时间和固液比对脱硫率的影响。结果表明:在加热温度为60℃、CO2通气流量为40 L/h、CO2通气时间为1 h、固液比为1∶4时脱硫率最高;且CO2通气流量对脱硫率影响最大,固液比、通气时间次之,加热温度对脱硫率的影响最小。     

CO还原焙烧铁酸锌的选择性分解行为

为了将锌焙砂中铁酸锌选择性地分解为Zn O和Fe_3O_4,研究在CO还原焙烧过程中铁酸锌的分解行为。采用HSC和Factsage软件计算铁酸锌在CO还原气氛下分解的热力学基础,再通过回转窑焙烧试验考察还原焙烧条件对铁酸锌分解行为的影响。结果表明:在适宜的温度和气氛下锌焙砂中的铁酸锌能选择性转化为Zn O和Fe_3O_4,CO浓度、p(CO)/p(CO+CO_2)值、焙烧温度和时间是影响铁酸锌分解的主要因素,提高焙烧温度、延长时间、增加CO浓度和分压有利于铁酸锌的分解,也会促进Fe O的生成;在最佳条件下,铁酸锌的分解率近70%,且过还原不严重。经XRD和SEM/EDS分析,产物主要以Zn O、Fe_3O_4、Zn S和Zn_2Si O_4为主,且颗粒粒度较小、疏松多孔及互相包裹严重。     

渗硼用Na2B4O7-Na2CO3熔盐热分析

对渗硼用Na2B4O7-Na2CO3熔盐体系进行DTA和TG热分析。DTA分析表明,在Na2B4O7中添加Na2CO3并没有大幅降低Na2B4O7的初晶温度。TG分析表明,Na2B4O7中添加Na2CO3能促进Na2B4O7的分解,平均每添加10%Na2CO3体系质量损失4%。Na2B4O7-Na2CO3体系的温度升高过程分别对应固体Na2B4O7的分解、渗剂熔化以及B2O2的氧化过程。硼砂熔盐渗硼最佳温度为905℃。     

介孔CeO2的化学沉淀法合成及表征

以硝酸铈(Ce(NO3)3.6H2O)、碳酸铵((NH4)2CO3.H2O)为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用化学沉淀法合成了一系列具有不同孔径的介孔CeO2粉末,使用X射线衍射(XRD)、差示/热重(DSC/TG)、BET孔性能测试、透射电镜(TEM)及红外光谱(IR)分析等手段对合成产物进行了分析和表征,探讨了CTAB与Ce的摩尔比、反应温度、焙烧温度和时间对孔径大小和比表面积的影响。在CTAB与Ce的摩尔比为1∶1、反应温度为80℃、焙烧温度为300℃、焙烧时间为1 h条件下,制得了比表面积为132 m2/g的介孔CeO2。     

氟硼酸浸出电解法回收高纯度铅

在指定条件下,分别对影响(NH4)2CO3脱硫及Na2SO3还原PbO2的三个主要因素(溶液浓度、反应温度和反应时间)和影响HBF4浸出电解回收铅的两个主要因素(电压和反应温度)进行了试验研究.结果表明,脱硫反应的最优方案为(NH4)2 CO3溶液质量浓度25％、反应温度60℃,最大脱硫率可达97％;还原反应的最佳方案为Na2SO3溶液质量浓度15％,反应温度60℃,最高还原率可达91％;电解的最佳反应条件为电压2.3V,温度40℃,电铅的纯度可达99.99％,电流效率可达90％以上.     

铬铁矿中杂质铝和铁对铬氧化率的影响及其机理

以实验室合成的尖晶石型化合物为原料,系统地研究铬铁矿无钙焙烧体系中杂质铁和铝对Cr(Ⅲ)氧化率的影响规律及其机理。结果表明:铬铁矿中杂质铁对Cr(Ⅲ)的氧化率无明显影响;焙烧过程中FeO被氧化后得到的Fe2O3先与Na2CO3反应生成中间产物NaFeO2,它在体系中仍能起着Na2CO3的作用,使铬的氧化反应继续进行,整个Cr(Ⅲ)氧化过程的反应速率均较快;而杂质铝能明显抑制Cr(Ⅲ)的氧化,其主要原因是:在焙烧过程中,Al2O3与Cr2O3和MgO反应生成相对稳定、难溶的多元复杂氧化物MgO·(Cr2O3)0.5.(Al2O3)0.5。此外,Al2O3与Na2CO3反应生成Na2O·Al2O3,但Na2O·Al2O3很难进一步与MgO.(Cr2O3)0.5·(Al2O3)0.5反应生成Na2CrO4。     

无氟环保型KR脱硫剂的研究与应用

无氟环保脱硫剂对于环境和氟资源保护有重要意义,通过对铁水脱硫机理进行了计算分析,得出采用Al₂O₃微粉替代萤石作为KR铁水脱硫的助熔剂能够促进助熔作用的同时,降低铁水氧活度、提高反应温度。通过熔点及工艺研究获得最优无氟脱硫剂配比为15:85。工业试验结果表明,在脱硫剂中加入一定量的Al₂O₃有利于加快脱硫反应的速度,降低石灰的熔点,增加脱硫剂的脱硫率,提高石灰颗粒的利用率。无氟脱硫剂平均消耗量降低0.3 kg/t以上,平均终点硫质量分数为0.003 1%,脱硫率提高为86.13%,满足铁水脱硫任务的需求,实现了无氟脱硫剂的完全替代。     

拓扑微晶转换法合成片状KNbO3粉体

以K2CO3,Nb2O5为原料,KCl为熔盐,采用熔盐法合成片状K4Nb6O17粉体,系统研究了熔盐含量、合成温度和保温时间对K4Nb6O17粉体形貌的影响。当熔盐含量与反应物的质量比为5:5,合成温度为1050℃,保温3h的条件下,能够制备出长5~100μm,宽5~10μm,厚1~3μm,边缘整齐且具有钙钛矿结构的片状K4Nb6O17粉体。以获得的片状K4Nb6O17粉体为前驱体,采用拓扑微晶转化法,在950℃下保温8h,成功制备出了片状KNbO3粉体,可作为制备织构化铌酸钾钠无铅压电陶瓷的模板剂。     

熔盐电镀过程中Na2WO4-WO3-ZnO熔盐体系的成分分析和电化学反应机理研究

三元氧化物Na2WO4-WO3-ZnO是目前熔盐电镀制备钨涂层的一种主要的熔盐体系。熔融盐在不同温度和电镀持续时间下的结构和离子组分影响着电化学过程的进行和镀层的性能。利用XRD和SEM等测试技术系统分析了Na2WO4-WO3-ZnO氧化物熔盐的离子组成和结构,并对不同温度和电镀持续时间下熔盐结构对镀层性能的影响进行了分析。结果表明,温度对Na2WO4-WO3-ZnO三元熔盐体系的离子组成和成分没有影响;但长时间的电镀使得熔盐中的Na2WO4浓度降低;而且会使氧化锌与金属钨一同沉积到基体上,影响了涂层的性能。     

添加氧化铁高效热解脱除氰化钠

提出采用氧化铁催化热解高效除氰.采用XRD、DSC-TG、化学分析等手段对不同条件下添加和无添加氧化铁高效脱除氰化钠的机理进行研究.未添加氧化铁时,空气条件下,氰化钠在587.4℃开始发生分解;氩气条件下,氰化钠在879.2℃开始发生分解.添加氧化铁时,氩气条件下,大约60％的氰化钠在350℃热解30 min时发生分解...     

稀土熔融盐精炼剂在紫杂铜中的应用研究

研究探讨了稀土元素以熔融盐的形式用于紫杂铜的精炼.通过对各种熔融盐作为精炼剂进行分析比较,确定以碳酸稀土、碳酸钠、氟化钙、金属氧化物和硼砂为稀土熔融盐的主要组成,并经过正交试验,得出了稀土熔融盐精炼剂的最佳成分配比.研究表明精炼后的紫杂铜导电率达到5.78×107 S/m,并且使氧含量保持在一级水平.     

废感光胶片制备超细银粉的研究

采用Lu2O3/TiO2/Nb2O5作为ZrO2热障涂层材料的稳定剂,研究Lu2O3/TiO2/Nb2O5共稳定ZRO2(15％ LTNSZ)热障涂层材料在900℃、40 mol％V2O5+60 mol％Na2SO4熔盐中的热腐蚀行为.结果表明:8％YSZ热障涂层材料热腐蚀2h后,t相ZrO2全部相变为m相ZrO2,热腐蚀产物为尺寸较大的YVO4晶体;15％ LTNSZ热障涂层材料热腐蚀20 h后,m相ZrO2的比例仅为5.5％,热腐蚀产物为尺寸较小的LuVO4晶体.与Y2O3稳定剂相比,Lu2O3/TiO2/Nb2O5稳定剂使ZrO2在40 mol％ V2O5+60 mol％ Na2SO4熔盐中的抗热腐蚀性能提高1个量级以上.     

纳米 NiCrBSi-TiB2 涂层在硫酸熔盐中的热腐蚀行为研究

目的研究纳米NiCrBSi-TiB2涂层在800℃下的Na2SO4-30%(质量分数)K2SO4熔盐中的热腐蚀行为。方法采用超音速火焰技术在中碳钢表面喷涂纳米NiCrBSi-TiB2涂层,以饱和Na2SO4-30%K2SO4溶液为腐蚀介质,研究该涂层在800℃时的热腐蚀行为。结果微米涂层晶粒粗大,Si的扩散系数低,易出现贫Si富Cr层,形成的Cr2O3膜在碱性熔盐中具有较低的溶解度,对涂层具有良好的保护作用。结论微米涂层在Na2SO4-30%K2SO4熔盐中具有更优的抗热腐蚀性能。     

超音速喷涂45CT涂层在KCl+K2SO4+Na2SO4熔融盐中的热腐蚀行为

目的研究超音速喷涂45CT涂层抗KCl+K_2SO_4+Na_2SO_4熔融盐腐蚀性能,了解45CT涂层在熔融盐中的防护及失效机制。方法将试样置于KCl+K_2SO_4+Na_2SO_4混合熔盐中,获得样品在熔盐中不同温度下的腐蚀动力学规律。采用XRD、SEM、EDS对高温腐蚀产物成分、结构、形貌进行分析。结果 45CT涂层在熔融盐中的主要腐蚀产物为Cr_2O_3、NaCrO_2。在600℃和650℃下,涂层能较好地保护基体,涂层上腐蚀产物层较薄;而在700℃下,涂层退化严重,涂层内有大量金属硫化物,基体中的Fe向涂层扩散。结论在高温条件下,涂层易发生硫化,导致涂层与氧化膜的弱结合。随着测试温度升高,涂层在KCl+K_2SO_4+Na_2SO_4熔融盐中的热腐蚀越严重,涂层失效加快。     

Electrochemical behavior and electrolytic preparation of lead in eutectic NaCl−KCl melts

A novel molten salt extraction process consisting of chlorination roasting and molten salt electrolysis was proposed to develop a more efficient and environmental friendly technology for recovering lead from spent lead acid batteries (LABs). The feasibility of this process was firstly assessed based on thermodynamics fundamentals. The electrochemical behavior of Pb(II) on a tungsten electrode in the eutectic NaCl−KCl melts at 700 °C was then investigated in detail by transient electrochemical techniques. The results indicated that the reduction reaction of Pb(II) in NaCl−KCl melts was a one-step process exchanging two electrons, and it was determined to be a quasi-reversible diffusion-controlled process. Finally, potentiostatic electrolysis was carried out at −0.6 V (vs Ag/AgCl) in the NaCl−KCl−PbCl₂ melts, and the obtained cathodic product was identified as pure Pb by X-ray diffraction analysis. This investigation demonstrated that it is practically feasible to produce pure Pb metal by electrochemical reduction of PbCl₂ in eutectic NaCl−KCl melts, and has provided important fundamental for the further study on lead recovery from spent LABs via molten salt extraction process.     

Effects of Chlorate on the Hot Corrosion Behaviors of Cr0.82Al0.18N Coating Deposited on a Ti3Al Based Alloy

为了研究氯化物熔盐对Cr-Al-N涂层热腐蚀性能的影响,采用反应磁控溅射的方法在Ti3Al合金表面制备了Cr0.82Al0.18N涂层,研究了涂层在Na2SO4+25%K2SO4和Na2SO4+25%Na Cl(质量分数)2种熔盐中的热腐蚀行为,采用XRD和SEM分析了涂层热腐蚀产物的相组成和形貌。结果表明:涂层在含有氯化物盐的熔盐中腐蚀时表现为失重而在硫酸盐中腐蚀时表现为增重;Cr0.82Al0.18N涂层在2种熔盐中的腐蚀都主要由Cr2O3和θ-Al2O3组成。氯化物熔盐和腐蚀产物的挥发导致了在含有氯化物熔盐中腐蚀时的失重现象。当含有氯化物盐时会增加熔盐中氧离子的活度,从而加速Cr2O3在熔盐中的溶解。此外,热腐蚀过程中产生的氯气也会参与腐蚀反应,从而加速涂层的消耗。