碳氮化含钛高炉渣对铁沟捣打料抗氧化性及抗渣性的影响

测定碳氮化处理后含钛高炉渣的熔化特性,并研究在高炉铁沟捣打料中加入碳氮化含钛高炉渣后对材料抗氧化性及抗渣性的影响。结果表明,含钛高炉渣经碳氮化处理后,渣中主要的矿物相为氮化钛或碳氮化钛和钙镁黄长石或钙铝黄长石,渣中相的组成和含量受还原温度影响较大,随着渣的还原温度升高,还原渣的熔点呈上升趋势;将还原渣引入到高炉铁沟捣打料中,部分或完全替代碳化硅原料,可明显提高捣打料的抗氧化性,最佳的渣加入量为7%,过多将会导致捣打料抗氧化性减弱;因Ti（C,N）具有优良的抗渣性能,碳氮化含钛高炉渣的引入不影响高炉铁沟捣打料的抗渣性。     

改性高钛高炉渣的浮选性能

以攀钢高炉渣为原料,采用＂选择性分离与长大＂的方法使高炉渣中的钛富集于钙钛矿中,然后在常温25℃,pH值9.3下,研究捕收剂油酸、捕收剂A与抑制剂水玻璃、CMC的用量对改性高炉渣中钙钛矿浮选性能的影响.实验结果表明：捕收剂油酸和捕收剂A都能用于改性渣的浮选,但是捕收剂A浮选性能更佳;抑制剂水玻璃和CMC都能抑制脉石,但是水玻璃也抑制钙钛矿浮选,所以CMC更适用于改性高炉渣的浮选.本实验优化出最佳浮选工艺,即为捕收剂A用量600 g/t,CMC用量为1 500 g/t时,浮选效果最为理想.此选冶结合的绿色分离技术适宜于攀钢含钛高炉渣的综合处理.     

Fe-Zr-M-B(M=Cr,Nb,W)合金系列的热稳定性、微观结构和磁性能研究

采用单辊快淬法制备Fe_91-xZr₇Cr₂B_x(x=10,12)和Fe₈₁Zr₇M₂B₁₀(M=Nb,W)非晶合金,并对上述非晶合金进行不同温度热处理。合金的热性能、微观结构及磁性能分别利用X射线衍射仪（XRD）、同步差热分析仪(STA) 和振动样品磁强计(VSM）测得。研究表明四种非晶合金的STA中均存在三个晶化放热峰,但初始晶化产物及晶化过程不同,Fe₈₁Zr₇Nb₂B₁₀非晶合金的初始晶化产物与Fe₈₁Zr₇Cr₂B₁₀合金相似为单一α-Fe相,Fe₈₁Zr₇W₂B₁₀非晶合金的初始晶化产物与Fe₇₉Zr₇Cr₂B₁₂合金相似为α-Fe相和Fe₂₃B₆相。不同的晶化产物导致合金的矫顽力(Hc)随热处理温度的变化存在差异,Fe₈₁Zr₇Nb₂B₁₀合金经热处理后具有较低的矫顽力(Hc)。     

熔融还原白云石提取金属镁的理论分析与实验研究

对液态Si与液态MgO之间的还原反应进行理论分析,并对以煅烧白云石为主要原料的液态炉渣进行熔融还原实验。热力学计算结果显示系统压强从标准大气压下降到5 kPa时,液态MgO被液态Si还原所需的反应起始温度从2 160 K下降到1 723 K。实验结果表明:成分为53.35%煅烧白云石、33.95%Al₂O₃、9.70%SiO₂和3.00%CaF₂的液态炉渣与Si在真空下熔融还原反应1 h,还原温度为1 873 K,MgO还原率达到91.4%。     

含MnO高炉型钛渣粘度的研究

研究测定了在中性、还原条件下含ＭｎＯ高钛渣的体相粘度．考察了各组成分对炉渣性质的影响．结果表明，无论在中性还是在还原条件下，提高ＭｎＯ含量、炉渣碱度，可使炉渣的体相粘度降低．在中性条件下，渣中ＴｉＯ２含量的增加，可使炉渣的体相粘度降低；在还原条件下ＴｉＯ２的增加会提高炉渣的体相粘度．其中ＭｎＯ含量对钛渣性质的影响比较显著     

还原状态下含钛高炉渣的结晶规律

研究了含钛高炉渣中黑钛石的结晶规律及其晶体生长条件。测定了在不同还原状态及冷却制度下含钛高炉渣中黑钛石的结晶量。实验发现,还原状态有利于黑钛石的结晶,工业现场渣尤其是在现场渣中加入P_2O_5对黑钛石的结晶及其晶体生长非常有利,为含钛高炉渣的综合利用奠定了基础。     

原位Al2O3变质与热处理对铸造过共晶铝硅合金组织和性能的影响

利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)、硬度计等测试手段,研究了在过共晶铝硅合金中加入CuO原位生成Al₂O₃对初晶硅的变质作用以及热处理对变质后的过共晶铝硅合金组织和性能的影响。结果表明：原位生成的Al₂O₃对过共晶铝硅合金的初晶硅的变质细化作用显著,同时生成的Al₂Cu型化合物作为增强相提高了过共晶铝硅合金的硬度。变质后的铝硅合金经过热处理后,针状的共晶硅球化,趋近于短棒状和球状,固溶8 h、时效8 h后合金硬度最大,可达维氏硬度HV 77.1,与热处理前相比,硬度增幅为1.3%。     

烧结温度对高钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的影响

采用高钛高炉渣和废玻璃为主要原料,CaCO3作为发泡剂,硼砂Na2B4O7·10H2O作为助熔剂,磷酸钠Na3PO4·12H2O作为稳泡剂,通过“一步法”烧结制备了微晶泡沫玻璃。研究了烧结温度对微晶泡沫玻璃的影响,通过SEM及XRD对高钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的显微组织结构和物相进行分析。研究表明：在850℃~950℃之间,高钛高炉渣内的钙钛矿随烧结温度的增加逐渐分解,与其他物质反应生成透辉石Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6、普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6、Ca(Mg,Fe)(Si,Al)2O6和硅辉石CaSiO3等晶体。微晶泡沫玻璃的孔径随烧结温度的增加逐渐增大,最后形成大孔和连通孔,同时,孔壁上析出的晶体数量增加,且晶体的形状从颗粒状变成层片状。在烧结温度为900 ℃时,微晶泡沫玻璃综合性能达到最佳：密度为0.6312 g/cm3,气孔率为74.5 %,吸水率为8.3 %,抗压强度为9.09 MPa。     

典型煤灰组分与热解产物相互作用的研究

以CaSO₄、Fe₂O₃作为煤灰典型组分,开展典型煤灰组分与热解产物(热解气、半焦)相互作用的实验研究,并针对一些新反应、新结论利用HSC进行热力学验证.结果表明,热解温度范围内热解还原气(H₂、CO)与CaSO₄或Fe₂O₃发生氧化还原反应,降低了H₂和CO浓度,升高了CO₂浓度.半焦与CaSO₄或Fe₂O₃混合物在高温下逸出大量CO和CO₂.结合热力学分析,可以推断固体碳基还原剂被CaSO₄或Fe₂O₃大量氧化成CO和CO₂,且随着温度的升高,气体产物中CO比例逐渐增加,而CO₂比例一直下降.此外,实验及热力学研究均证明Fe₂O₃氧化活性高于CaSO...     

CO2-N2-TBAB-H2O体系水合物生成实验和模型研究

四丁基溴化铵(TBAB)可以作为热力学促进剂用于从烟道气中分离CO₂。研究CO₂-N₂-TBAB-H₂O体系水合物生成条件的热力学模型,为水合分离CO₂ 提供热力学相平衡数据,具有一定实际意义。将Chen-Guo水合物热力学模型用于计算CO₂+N₂ 在TBAB溶液中的水合物生成压力,将计算结果与实验值、文献值进行比较,误差分别为15.96%、5.45%,并对误差进行分析。     

CoFeNiMn(TixC100-x)0.25高熵合金的微观组织与力学性能

为改善CoFeNiMn高熵合金的力学性能,文中采用电弧熔炼和铜模喷铸法制备了不同Ti、C含量的CoFeNiMn(Ti_xC_100-x)_0.25 (x分别为20,30,40,60,70,80)高熵合金。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、万能试验机等检测并分析了CoFeNiMn(Ti_xC_100-x)_0.25合金的显微组织与力学性能。研究结果表明：当x=20时,合金组织呈典型的树枝状,未发现TiC颗粒存在;当x≥30后,合金结构由FCC和TiC两相所组成,TiC颗粒均匀的分布于合金内部;添加Ti、C元素后,CoFeNiMn(Ti_xC_100-x)_0.25合金仍然保持良好的塑性,随合金中x值的增加,合金的屈服强度在x=20时为302 MPa,x=30时增加至370 MPa, x=80时则减小至204 MP;而合金的硬度则先减小后增加,x=20时硬度为297 HV_0.3...     

(La-Ce-Pr-Nd)1Fe13-xSix合金的物相结构和磁热性能研究

NaZn₁₃型LaFe_13-xSi_x合金是一种具有应用前景的室温制冷材料.文中使用工业纯的La-Ce-Pr-Nd混合稀土替代La元素,制备了名义成分为(La-Ce-Pr-Nd)₁Fe_13-xSi_x系列合金,研究了该系列合金的物相组成和磁热性能.XRD精修结果表明,合金中除了立方结构的主相外,还有其他3种不同结构的杂相,与扫描电镜背散射图谱分析结果吻合.合金的热磁曲线表明,随着温度的升高,所有合金均发生从铁磁态向顺磁态转变的二级相变.当合金中的摩尔比例在0～2 T外磁场的作用下,合金的最大等温磁熵变从4.5 J/kgK下降至2.6 J/kgK.研究结果对探索混合稀土在磁热材料中的应用提供有益参考.     

高锗锌精矿锌锗深度浸出及铁同步沉淀行为

稀散金属锗是中国战略新兴产业发展的保障性资源之一,在锌冶炼过程中,锗的综合高效回收具有重要意义.开展了高锗锌精矿两段逆流氧压酸浸过程Fe的沉淀机理和Zn、Ge高效浸出行为研究,通过技术参数优化与过程控制同时实现Zn、Ge的深度浸出和Fe的高效沉淀.结果表明：在I段低酸沉铁氧压酸浸过程中,反应温度是影响Fe沉淀的最主要因素,升高反应温度促进了Fe以黄钾铁矾(KFe₃(SO₄)₂(OH)₆)与赤铁矿(Fe₂O₃)形式沉淀,增大初始酸度,促进Zn、Ge的浸出,但对Fe沉淀起抑制作用;在Ⅱ段高温高酸浸出过程中,搅拌转速以及初始酸度的提高,促进了Zn、Ge、Fe的高效浸出,浸出终渣中硫化锌(ZnS)及亚稳态KFe₃(SO₄)₂(OH)₆物相的逐步消失,浸出终渣物相组成过渡到以单质硫(S⁰)为主,氧分压的增大促进了性质相对较为稳定的黄铁矿(FeS_2<...     

高钛型高炉渣的表面性质

实测了攀钢高炉现场渣的表面粘度、表面张力及渣—石墨间的界面张力等重要的表面物理化学性质，考察了ＣａＦ２、ＭｎＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ２及碱度等对以上诸性质的影响．在此基础上，讨论了高钛型高炉渣的起泡机理和在炉内焦炭层中的透过性．     

高炉钛渣碳氮化实验研究

利用碳热还原氮化法在1300～1500℃内处理高炉钛渣,用X射线衍射仪、扫描电镜等研究了温度对Ti（C,N）晶粒的生成及其长大的影响。结果表明,实验温度范围内合成钛渣碳氮化后都有Ti（C,N）生成。随温度升高,Ti（C,N）相含量逐渐增多,晶粒明显长大。1450℃时Ti（C,N）相生成最多。与合成钛渣相比,攀钢高炉渣中生成的Ti（C,N）晶粒明显要大,合成钛渣中的为1～3μm,攀钢高炉钛渣中的为3～5μm。攀钢高炉渣中的Ti（C,N）相易附着在金属铁上形成或长大。金属铁提高Ti（C,N）晶粒尺寸效果明显。     

马钢300 t转炉炉渣成分对溅渣效果的影响

为获得良好的溅渣护炉条件,基于马钢300 t转炉生产实际研究了转炉炉渣的碱度、Fe₂O₃含量、MgO含量对炉渣液相线温度、黏度-温度曲线和析晶矿相的影响规律。研究结果表明,碱度在2.0-4.0范围内增加时,炉渣液相线温度单调增加,黏度-温度曲线在高温段内基本不变,低温段内有所增加;Fe₂O₃含量对黏度-温度曲线影响较大,Fe₂O₃含量在20-40%范围内增加时,炉渣液相线温度单调递减;MgO含量在3-9%范围内增加时,炉渣液相线温度呈现先降低后升高的趋势,黏度-温度曲线基本不受MgO含量影响。最终,得到合适的炉渣条件为碱度R=2.6-3.0、Fe₂O₃=26-30%、MgO=3-6%。     

热处理对锐钛矿/金红石混晶TiO2质量分数及光催化性能的影响

采用溶胶凝胶法制备锐钛矿/金红石混合晶型TiO₂,通过晶体结构、表面形貌、元素组成以及光催化性能分析研究热处理对锐钛矿/金红石混晶TiO₂质量分数以及光催化性能的影响。实验结果表明:热处理温度升高以及保温时间延长都能促进锐钛矿向金红石转变,使金红石含量增加;混晶TiO₂的光催化性能高于单一的锐钛矿和金红石TiO₂;550 ℃保温3 h样品有最佳的光催化性能,其锐钛矿的质量分数为40%,金红石质量分数为60%,反应3 h后对罗丹明B的降解率达到84.1%。     

Cu和Mo元素对FeZrB合金性能的影响

采用单辊快淬法制备Fe₈₂Zr₇B₁₀Cu₁和Fe₈₁Zr₇Mo₂B₁₀非晶合金薄带,在不同温度下对其进行热处理。通过STA、XRD、TEM和VSM等测试手段,表征合金的热稳定性、微观结构及磁性能。结果表明：Fe₈₂Zr₇B₁₀Cu₁和Fe₈₁Zr₇Mo₂B₁₀两种合金晶化过程存在差异。添加Cu元素使非晶合金晶化初期仅析出α-Fe相,而添加Mo元素使非晶合金晶化初期析出α-Fe相的同时还有α-Mn型亚稳相。Fe₈₁Zr₇Mo₂B₁₀合金在快淬态及低温热处理的矫顽力(H_c)高于Fe₈₂Zr₇...     

添加剂对高碱煤灰渣流动特性及钠捕获效率的影响

为了给液态排渣锅炉安全燃烧准东高碱煤提供理论依据,在水平管式炉上利用刚玉斜坡对添加不同质量分数 SiO₂、CaO、Fe₂O₃和MgO的准东煤灰渣在空气气氛下的流动性能进行研究. 利用XRF技术对煤灰渣的钠质量分数进行分析,并通过钠捕获效率来表征煤灰渣的固钠效果. 研究表明：SiO₂和Fe₂O₃能够促进准东煤灰熔融.当SiO₂的质量分数为10% 时,煤灰渣由结晶渣逐渐转变为玻璃体渣,流动性能大大提高;而CaO和MgO则会抑制煤灰熔融,导致流动性能降低. 随着SiO₂添加比例的增加,灰渣对钠的捕获效率逐渐升高,当SiO₂的质量分数达10%时,钠捕获效率由原先的23%上升至30%;而随着Fe₂O₃添加比例的增加,钠捕获效率缓慢降低. 因此,当SiO₂的质量分数为10%时即可有效改善煤灰渣的流动性能,又能提高钠的捕获效率.     

微波碳热还原不锈钢厂电弧炉粉尘的热力学及实验研究

采用微波加热方法进行碳热还原不锈钢厂电弧炉粉尘,并计算粉尘中金属氧化物的理论开始还原温度。结果表明,微波碳热还原不锈钢厂电弧炉粉尘在热力学上可行。实际测量的粉尘中金属开始还原温度比理论计算值低。微波加热物料过程中形成的热点和电弧可能导致局部高温,有利于碳热还原反应的进行。在900℃下,有部分粉尘被还原,随着温度的升高,粉尘的还原程度增大。还原出来的金属相主要以Fe-Cr-Ni合金的形式存在,且成分分布不均匀,残余相主要以FeCr2O4、Fe3O4、CaSiO3、（Mg,Al）SiO3和CaMgSiO4形式存在。