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。     

Na2CO3对微波联合盐酸法制备金红石的强化作用

本文以攀枝花钛渣为实验研究对象,研究了Na_2CO_3预处理对微波联合盐酸法制备金红石型TiO_2的影响。对比了不同质量比Na_2CO_3预处理和未预处理直接盐酸浸出的最终产物,发现碳酸钠与钛渣质量比为0.4时,得到含量为93.75%的金红石型TiO_2,且TFe、SiO_2、Al_2O_3、MgO和CaO的含量分别为0.561%、3.513%、1.829%、0.031%和0.316%。由XRD和SEM分析可知,经过Na_2CO_3预处理后,煅烧渣中均出现了金红石型TiO_2的标志特征,Na_2CO_3可以破坏钛渣的结构,为盐酸浸出提供有效的强化手段。     

从碲渣中选择性分离与回收碲的新工艺

以粗铋碱性精炼过程中产生的碲渣为研究对象,采用Na_2S浸出-Na_2SO_3还原的新工艺选择性分离回收碲。考察Na_2S浓度、浸出温度、浸出时间和液固比等工艺参数对碲浸出率的影响,以及Na_2SO_3过量系数、反应温度和反应时间等因素对碲还原率的影响。结果表明:在Na_2S浓度40 g/L、浸出温度50℃、浸出时间1 h、液固比8的条件下,碲的浸出率达87.77%;在Na_2SO_3过量系数2.0,反应温度30℃,反应时间30 min条件下,碲还原率达98.84%,还原产物中碲含量达97.34%,XRD结果显示其为单质态碲。Na_2S浸出-Na_2SO_3还原新工艺可以有效地分离回收碲渣中碲,实验过程简单、清洁,生产成本低,具有产业化前景。     

16MnD-R钢板坯保护渣成分与性能

根据新余钢铁集团第一炼钢厂部分铸坯(16MnD-R)在一段时间内产生的表面缺陷问题,分析目标钢种的凝固特性和所使用保护渣的熔点、结晶温度、黏度等物化指标。并研究熔剂成分(Na_2O、CaF_2、MgO)对保护渣熔点、结晶温度及黏度的影响。对原渣样分别进行降低Na_2O含量,降低Na_2O、CaF_2含量,降低Na_2O、CaF_2、MgO含量三种成分调节。结果表明:Na_2O含量提高0.1%对保护渣熔化温度的影响大于CaF_2提高0.61%的作用;熔剂含量的降低会增强碱度对保护渣结晶能力的影响;对原渣样同时降低Na_2O、CaF_2、MgO含量可以提高渣的熔化温度,降低结晶率,使之更适合用于浇注目标钢种,且优化后的保护渣成分受多因子制约从而减小其物化性能的波动。     

铁酸钠对含铁矿物碳热还原过程铁粒形成的影响

通过热力学计算、动力学试验以及还原产物微观形貌扫描电镜分析,研究Na_2O·Fe_2O_3在Fe_2O_3/MgFe_2O_4-Na_2CO_3-C还原体系中的作用。结果表明:在该体系中,Na_2CO_3与Fe_2O_3或MgFe_2O_4快速反应生成更易被碳还原的Na_2O·Fe_2O_3,从而降低还原反应的起始温度,并加速反应的进行;Na_2O·Fe_2O_3还能促进含铁矿物碳热还原过程中铁晶粒的长大,有利于后续铁矿物的磁选分离。     

氧气底吹铜熔炼工艺分析及过程优化

通过分析氧气底吹铜熔炼渣及铜锍,结合冶金过程原理,研究渣-铜锍间多组元含量的映射关系及熔炼过程优化。结果表明:铜锍中Cu、S、Fe含量之间呈现出较强的相关性;渣中Cu、SiO_2、Fe含量及渣型铁硅比m_(Fe)/m_(SiO_2)相互之间也呈现出一定的相关性;铜锍中Cu、Fe、S含量对渣中S含量的映射关系较为明显;基于铜锍中S、Cu含量和渣中S含量,或基于渣型铁硅比m_(Fe)/m_(SiO_2)和铜锍品位都可对渣中Cu含量进行预测,后者的准确度较高,说明铜锍品位和渣型对渣中Cu含量有较大影响。     

铁粉还原法沉淀Cu(Ⅱ)、As(Ⅲ)的反应行为

以锌浸渣还原浸出液作为研究对象,研究铁粉与还原浸出液中Cu(Ⅱ)、As(Ⅲ)的反应行为。热力学计算表明,在锌浸渣还原浸出液中,加入铁粉使溶液中Cu(Ⅱ)、As(Ⅲ)转化为Cu_2O和Cu_3As沉淀是可行的。实验结果表明:最佳反应条件为铁粉加入系数1.2、反应时间25 min、反应温度70℃,在此条件下,还原浸出液中铜、砷的沉淀率能达到99%以上;通过对沉铜渣进行XRD分析表明,沉铜渣中主要成分为Cu_2O和Cu_3As;SEM-EDS检测显示,反应产物Cu_2O和Cu_3As在铁粉表面呈点状、散乱分布,没有对铁粉表面形成致密包裹,使反应充分进行。此外,增大铁粉加入系数、提高反应温度都能促进Cu_2O和Cu_3As的形成。     

工业硅精炼的实验研究

本文介绍了工业硅精炼的实验研究:静置法、吹空气精炼法和 Na_2O-SiO_2及Na_2CO_3-SiO_2渣系的溶剂法。     

砷滤饼的铜砷分离

采用浸出方法使砷滤饼中的铜砷元素进行分离,铜以硫化铜的形式沉淀,砷以砷酸根离子进入溶液中。考察NaCl浓度、Na_2S添加量、液固比、时间及温度等因素对砷滤饼中砷、铜浸出率的影响。得出最优的工艺条件如下:NaCl溶液浓度为20g/L、液固比7:1、Na_2S与砷滤饼质量比3:4、浸出时间4 h、温度80℃、H_2O_2 20 m L。在此最优工艺条件下,砷浸出率高达95.56%,铜浸出率低于0.5%,浸出渣铜含量富集至33.6%。浸出液采用硫酸亚铁沉砷方法,沉砷率可以达到98%,生成的砷酸铁晶体含砷量为32.15%,滤液含砷量为0.23g/L,滤液可以返回浸出过程,实现循环利用。     

响应面法优化金精矿中性焙烧产物的自浸金过程

采用单因素试验和响应面试验方法,对金精矿中性焙烧产物的自浸金过程中Na_2SO_3、CuSO_4、NH_3·H_2O、Na_2CO_3等添加剂浓度进行优化研究,分析各添加剂及其相互作用对金浸出率的影响规律、显著性、次序。结果表明:金浸出率随着Na_2SO_3浓度的增加逐渐增大,而随NH_3·H_2O浓度、CuSO_4浓度、Na_2CO_3浓度的增加呈先增大后降低的趋势;CuSO_4浓度和Na_2CO_3浓度对金浸出率的影响显著,并且CuSO_4浓度的影响显著性大于Na_2CO_3浓度;在Na_2SO_3 0.14 mol/L、NH_3·H_2O 2.1 mol/L、CuSO_4 0.06 mol/L、Na_2CO_3 0.12 mol/L最优工艺条件下,金浸出率达到96.31%,试验值与模型预测值间的误差只有0.86%,响应面优化得到的二次多项式模型是合理可靠的。同时,金精矿的中性焙烧-自浸金工艺为金的高效非氰浸出提供新思路。     

取向硅钢中铜硫化物析出形式的第一性原理研究

利用Materials Studio软件中CASTEP模块对含铜取向硅钢中可能形成的Cu_(1.8)S、Cu_2S和CuS三种铜硫化物的结构及其形成热进行第一性原理研究。另外,对含铜取向硅钢中的析出相进行了透射电镜(TEM)实验研究。计算结果表明,Cu_(1.8)S、Cu_2S和CuS三种铜硫化物的形成热分别是-97.759 4、-1.205 5和-0.969 9 e V,表明Cu_(1.8)S具有最强的形成能力,在取向硅钢中最容易优先析出的铜硫化物为Cu_(1.8)S。TEM实验结果表明,在Cu含量为0.48%的取向硅钢中的析出相是立方结构的Cu_(1.8)S,呈细小颗粒状沿晶界析出。     

复合钠盐对硅质页岩提钒的强化及协同作用

从钒氧化角度研究复合钠盐对硅质页岩提钒的强化及协同作用。结果表明:Na_2CO_3在复合钠盐中的添加量小于复合盐总质量的40%时,与NaCl共同促进长石生成和消耗的过程,并进一步促进钒加速氧化,产生正向协同作用并使钒氧化率提高。Na_2SO_4在复合盐中所占比例的改变对钒氧化影响不明显,且与NaCl和Na_2CO_3无明显协同作用,可加入20%~40%Na_2SO_4代替NaCl。Na_2CO_3和Na_2SO_4作为替代品最多可使焙烧添加剂中NaCl的用量减少60%左右。要保证焙烧产物中钒氧化率大于70%,复合添加剂中3种盐添加量由大至小的顺序应遵循NaCl、Na_2CO_3、Na_2SO_4的原则。将混料实验得到的焙烧产物钒氧化率采用特殊三次方模型拟合优化,得到的最优方案如下,NaCl添加量4.96%,Na_2CO_3添加量2.71%,Na_2SO_4添加量2.33%,此时产物钒氧化率达71.56%。     

几种添加剂对铜铅合金凝固组织影响的研究

本文研究了几种添加剂(Na_2C上O_3+C,K_2CO_3+C,CaCO_3+C,S,CaO+C,Ca)对铜铅合金凝固组织的影响,在实验工作中采用了三种实验方法(普通铸造法、颗粒感应加热熔,铸法和液淬法)。研究结果表明,几种添加剂都能有效地细化组织,其中少量 S,钙和钙的化合物使铅相呈点、块状分布,K_2CO_3C 和 Na_2CO_3C 使铅相形态呈半网状分布     

Na_2O对保护渣粘度和渣膜矿相结构的影响

采用化学纯试剂配制保护渣,运用工艺矿物学方法分析测试了不同Na_2O配加量的试验粘度和对应的渣膜矿相结构。结果表明:等温条件下,保护渣粘度随Na_2O含量的增多呈现降低的趋势;Na_2O含量相同时,保护渣温度升高,熔渣粘度逐渐减小。不同Na_2O含量的保护渣所对应渣膜的矿物种类基本相同,主要为枪晶石、硅灰石和黄长石,且随Na_2O增加,渣膜结晶率不断增大,黄长石含量增多,晶体逐渐发育;枪晶石和硅灰石的结晶受到抑制,含量不断减少,晶形逐渐变小。建议浇注中碳钢、包晶钢等裂纹敏感性钢种时,适当提高Na_2O在保护渣中的比例,以协调渣膜的润滑和传热,减少铸坯质量缺陷的发生。     

含钠硅酸二钙烧结过程矿相转变行为

为了阐明烧结法生产氧化铝过程中碱对硅酸二钙烧结行为的影响,采用热重-差热分析、X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜等方法研究Na_2O存在下不同烧结制度对硅酸二钙(C_2S)烧结过程中的物相转变、晶体结构和稳定性的影响,从而为低钠石灰烧结法提供理论依据。结果表明:在CaO-SiO_2二元系中,烧结产物主要物相为γ-C_2S;在Ca O-SiO_2-Na_2O体系中,碱的存在使CaCO_3分解温度降低,烧结产物主要物相为β-C_2S,Na_2O起到助熔剂和改变C_2S晶型的作用。在Na_2O存在的条件下,烧结产物中β-C_2S和γ-C_2S红外光谱特征峰分别为845 cm~(-1)和930 cm~(-1)。提高烧结温度和延长保温时间,促进了块状β-C_2S向呈颗粒状γ-C_2S转化,β-C_2S含量逐渐减少,γ-C_2S含量逐渐增多,使得烧结产物结晶度升高;同时使烧结产物在碱溶液中的稳定性提高,γ-C_2S固溶体比β-C_2S固溶体更稳定。     

新型添加剂对电解铝用磷生铁脱硫增碳效果的影响

采用石灰系脱硫剂与石墨增碳剂对电解铝用磷生铁进行脱硫增碳处理,以降低磷生铁中的硫含量,增高磷生铁中的碳含量。结果表明,石墨增碳剂在粒度为10 mm,采用在添炉时与炉料分层添加的方法增碳效果达到最佳:碳含量由1.85%增加到2.98%。石灰系脱硫剂中碳化钙、碳酸钙和氧化钙的比例为2∶2∶3的比例混合使用时,脱硫效果达到最佳状态:硫含量由0.698%降低到0.265%,且铁渣由酸性渣转变为碱性渣,拔渣过程中不再有拉丝现象,渣铁分离良好。     

电渣精炼去除工业纯铝中杂质Fe的研究

研究了添加Na_2B_4O_7的KCl-NaCl-Na_3AlF_6混合渣剂电渣精炼去除工业纯铝中杂质Fe的效果。研究发现,工业纯铝中的Fe含量随着电渣重熔速率的降低而不断减少,当重熔速率为180g·min~(-1)时,电渣精炼除Fe效果最好,Fe含量从电渣精炼前的0.42%减少到0.20%,杂质Fe的去除率超过50%。Fe含量的降低是因为熔融渣剂捕获了Al熔体与熔融渣剂反应生成的富Fe中间化合物Fe_2B。电渣精炼除Fe反应的热力学计算表明渣剂中的Na_2B_4O_7能与Al熔体中的杂质Fe自发反应生成中间化合物Fe_2B。电渣精炼除Fe后工业纯铝的抗拉强度和伸长率随着Fe含量的降低得到明显改善。     

中间包保护渣中碳和V2O5含量对钢液氮含量的影响

为了研究中间包保护渣中碳和V2O5含量对钢液氮含量的影响,选用CaO—SiO2—Al2O2系碱性渣作为基础渣系进行实验。通过对实验结果分析可知,渣中的碳和V2O5含量对钢液脱氮都有一定的影响,但效果不一样。     

嗜酸铁氧化富集物高效浸提废覆铜板分选残渣中的铜

利用生物浸出的方法实现废覆铜板分选渣中残留铜的资源化,主要研究Fe2+物质添加量、浸出时间、初始p H和渣投加量(固形物含量)等因素对不同来源废覆铜板渣中铜生物浸出的影响。结果表明:生物浸出铜过程中无需额外再添加Fe2+能源物质且能够短时间内(≤5 h)快速高效浸出不同来源分选残渣中的铜;初始p H和渣投加量对废覆铜板渣中铜浸出产生显著影响。优化结果表明:控制初始p H≤2.2,渣投加量20%~30%,无额外添加酸和Fe2+,两种分选残渣生物浸出5 h后,铜浸出率可达95%以上。     

Fe-Nb-C熔体中脱碳保铌的研究

模拟包钢含铌铁液的成分,在真空碳管炉内氧化冶炼配制Fe-Nb-C合金,Fe3O4为氧化剂,进行有渣、无渣及有渣真空冶炼条件下,渣剂为SiO2-CaO-Al2O3系造渣剂,研究在1 450¹ 650℃范围内Fe-Nb-C合金熔体中碳、铌氧化行为。结果表明:无渣和加渣冶炼条件下,铁液中碳和铌同时氧化,铁液温度升高,铁液中铌氧化量减小,碳氧化量增加,采用XRD分析了渣中的铌以Fe(NbO3)2形式存在;而真空脱碳时,铁液中碳含量不断降低,铌含量又不断升高,实现了脱碳保铌。