碳饱和铁水中碳传质系数的测定

本研究采用搅拌的方法对铁酸二钙脱磷过程中１３５０℃时碳饱和铁水内磷的传质系数进行了研究。     

Bi_8Nb_2O_(17)材料的电传导率测定

δ-Bi2O3是性能优异的氧离子导体,但是相变制约了它的应用。本研究利用固相烧结法制备Bi8Nb2O17材料,使之在低温下仍能保持传导性能好的立方相,采用X射线衍射分析表征了该材料的组成和结构,并利用交流阻抗技术测定了材料的电导率。结果表明,这种材料从室温到832℃不发生相变,但电导率随着温度的升高有较大的提升,832℃时达6.16S·m-1。另外,不同氧分压(20kPa~91.2kPa)条件下测定电导率,发现Bi8Nb2O17材料的氧离子电导率不随氧分压而变化,700℃和800℃下分别稳定于2.30S·m-1和3.89S·m-1,表明该材料在高温环境中是一种优良的氧离子导体,具有较大的应用潜能。     

氧分压对烧结过程中二次赤铁矿生成的影响

作为改善烧结矿低温还原粉化性能的基础,通过对不同氧分压下的赤铁矿进行热重分析,并结合显微镜下面积法,研究了赤铁矿的分解和二次赤铁矿的生成机理。实验结果表明:二次赤铁矿生成过程中自身存在大量裂纹,是产生低温还原粉化的主要因素,而气氛和温度是影响二次赤铁矿生成的重要因素;实验还获得了不同氧分压下二次赤铁矿的生成规律以及赤铁矿、磁铁矿、二次赤铁矿之间的转化关系,为降低烧结矿低温还原粉化率,合理控制烧结气氛和烧结温度提供了实验依据。     

固态下SiO2对二元铁酸钙形成过程的影响

 铁酸钙作为高碱度烧结矿黏结相的主要组成,其形成受SiO2的影响,但到目前为止,其影响机理尚不是十分明确。通过XRD和矿相显微镜观察,并结合Rietveld法定量分析,研究了SiO2对二元铁酸钙形成过程的影响。结果表明：Fe2O3与CaO反应,700 ℃时形成Ca2Fe2O5,在800 ℃时出现CaFe2O4,随着温度升高,Ca2Fe2O5逐渐向CaFe2O4转变。SiO2存在时,在铁酸钙形成过程中有Ca2SiO4生成,温度低于900 ℃时,受动力学条件的影响,反应速率较低,Ca2SiO4的量相对较少,另外,SiO2的阻碍作用随其质量分数的增加而增强,进而导致已形成的Ca2Fe2O5与Fe2O3未能继续反应形成CaFe2O4而使其质量分数逐渐增多;高于900 ℃时,随着温度的升高,动力学条件改善,离子扩散能力增强,其中,Fe3+通过CaFe2O4层比Ca2+通过Ca2Fe2O5层更容易,进而促进了CaFe2O4形成反应的进行,Ca2Fe2O5向CaFe2O4转变,但随着SiO2质量分数增加,Ca2SiO4的生成量增多,CaO与Fe2O3的接触面积减小,抑制了CaFe2O4的生成。     

氧分压对铁矿粉烧结成矿的影响

氧分压一直是影响烧结矿质量的重要因素.通过控制不同氧分压进行的烧结实验结果表明:在氧化性气氛下,生成的矿物主要有赤铁矿和铁酸钙,出现了针状铁酸钙晶形.氧分压从7.10×10-4至7.89×10-5Pa时,矿物组成区别不大,只是在局部产生少量的磁铁矿.氧分压从4.44×10-5Pa开始,赤铁矿明显减少而磁铁矿增加.在高碱度烧结矿中,为了获得合理的烧结矿矿物组成与形态结构,氧分压应控制在2.12×104~7.10×10-4Pa之间.      

氧化物熔渣的电化学还原

提出了一种从氧化物熔渣中直接提取金属的电化学方法,即采用氧离子渗透膜原电池短路法,用碳作还原剂,在CaO-SiO2-Al2O2-FeO熔渣中,利用阴极合金化原理,获得无碳铁合金。结果表明：在本实验条件下,熔渣中FeO浓度越高,外电路短路电流越大。发现熔渣的还原电流包括外电路短路电流和氧离子膜的内部短路电流,可利用外电路短路电流来监测熔渣的外电路还原率。     

高炉泡沫渣成因的研究

试验表明,钒钛磁铁矿还原过程中,由于渣—焦(或石墨)界面生成(TiC+TiN)。渣焦间是润湿的,此外,钒钛渣表面张力也随(TiC+TiN)重量增加而减少。泡沫渣的成因是由于CO气泡胚的非均相形核功大于它的均相形核功,体系的形核功增大引起的。炉渣粘度变大,表面张力减小,阻止了小气泡的聚合、逸出,是形成泡沫渣的客观因素,炉内炉外的泡沫渣气泡来源是不同的,后者的潜在因素也主要来自炉内。     

CaO对含锰贫铁矿含碳球团还原行为及对铁与锰磁选富集的影响

考察了ＣａＯ对含锰贫铁矿含碳球团的还原行为及磁选富集铁、锰效果的影响,通过热力学平衡的计算,还原动力学实验,岩相同结构的观察,认为在球团中添加质量分数为５％的ＣａＯ有助于球团中铁、锰的还原,并有助于铁的晶粒聚集长大,在此基础上,进行了磁选富集的研究,对提高铁的品位很有效果,但铁的回收率略有降低,对锰的富集效果不好。     

Li_2CO_3在含碳球团还原中催化机理的研究

通过在氧化铁中添加碳粉和少量Li2CO3添加剂,考察了碱金属化合物和温度对含碳球团还原过程的影响,探讨了减金属化合物的催化机理,实验结果表明,球团还原车随着碱金属化合物添加量而增大,但增大幅度随添加剂增多、温度升高而减小在球团还原初期,Boudouard反应是还原的限制环节,添加Li2CO3可以降低反应活化能较高温度下球团还原后期,氧化铁的气相还原是反应的限制性环节,添加Li2CO3可以加快Fe／FeO界面上FeO的还原反应,实验条件范围内,温度升高和Li2CO3添加量增加,促进反应限制环节从Boudouard反应向氧化铁还原的转化     

准化学平衡条件下MgO对多元铁酸钙生成的影响

 研究了不同碱度、不同SiO2与Al2O3含量条件下MgO对铁酸钙生成的影响以及Fe2O3 SiO2 CaO Al2O3 MgO系内烧结矿的成矿过程,通过模拟高碱度烧结矿配料在空气气氛、1220 ℃准化学平衡条件下进行烧结实验,利用XRD QAMS法进行矿物定量、显微镜下观察矿相结构等方法进行分析。实验结果表明：R=2.0、不含Al2O3时增加MgO含量铁酸钙生成量明显增多,加入质量分数为25%的Al2O3后,MgO促进铁酸钙生成的作用减弱,Al2O3改变了MgO对铁酸钙生成的影响规律;随着碱度从1.8增加到2.3,铁酸钙生成量呈上升趋势,但是MgO对铁酸钙生成的促进作用减弱;实验还发现,随着MgO含量增加,不含Al2O3时铁酸钙晶形有“柱状”向“针状”变化趋势;加入质量分数为2.5%的Al2O3后,MgO含量增加对铁酸钙晶形影响减小。