Al2O3对高炉渣性能和结构的影响及其应用

为了解决高铝矿高炉冶炼时炉渣流动性差、渣铁难分、软熔带透气性变差等问题,基于邯钢高炉炉渣成分变化区间,结合理论计算和试验,研究了Al₂O₃含量对炉渣成分、性能的影响,获得了炉渣中Al₂O₃质量分数为15%～18%时适宜的镁铝比(w(MgO)/w(Al₂O₃))和二元碱度调控区间,并将研究结果用于指导邯钢高炉高铝矿冶炼。研究结果表明,在Al₂O₃质量分数由15%增加到16%过程中,炉渣黏度随炉渣结构复杂化而逐渐增加,当温度为1 500℃时炉渣黏度一般小于0.4 Pa·s,不会影响高炉正常冶炼;当Al₂O₃质量分数由16%增加到17%时,由于炉渣结构不断复杂化以及高熔点镁铝尖晶石相的析出,造成炉渣黏度陡增,此时炉渣二元碱度为1.25～1.30,渣中镁铝比为0.4～0.6,能够保证邯钢2号、8号高炉的炉况稳定和冶炼指标。当Al₂O₃...     

固体储氢材料研究进展

氢能作为一种极具发展潜力的清洁能源受到了越来越多的关注,而开发利用氢能的关键是解决氢气的储存问题。传统的高压气态储氢安全性差、储氢量小;低温液化储氢不仅需要高绝热的储存罐,而且储氢能耗很高。由于固体储氢材料能够很好的解决这些问题,成为了目前储氢技术研究的主要方向。目前主要的固体储氢材料有合金储氢、碳质储氢和络合物储氢,重点讨论了各类固体储氢材料的储氢原理、特点、研究现状及待解决的问题,并指出了其发展方向。     

制钛过程中阴极钙钛矿的形成与阳极溢出气体间的关系

采用FFC剑桥工艺在熔融CaCl₂中电解二氧化钛时,钙钛矿是阴极上不可避免形成的相。本文研究了在制备钛的过程中,阴极钙钛矿的形成与阳极释放气体的关系。结果表明,阴极上相的形成主要有三个阶段,包括钙钛矿的形成、钙钛矿的脱氧及钛的低价氧化物脱氧为TiO、和TiO到Ti的脱氧。尽管分解电压低于CaCl₂,但阴极形成的钙钛矿与从阳极释放的气体密切相关。由于短时间内钙钛矿的形成造成过电压,因而阳极释放出氯气,氯气的量取决于TiO₂和电解过程中产生的不同低价钛的量。当钛的低价氧化物介于Ti₃O₅和TiO₂之间时,在第一脱氧阶段TiO₂和氯的质量比为9：2到46：2。在氯气释放的过程中阳极没有明显的消耗。钙钛矿的形成和Ti₂O的脱氧是在熔融CaCl₂中电解制备钛的主要限制性环节。从TiO₂到Ti的总电流效率是24.07％。目前第一阶段的电流效率在22.37％~44.74％之间,第二阶段在30.18％~37.72％之间。     

水解工业TiOSO4制备球形TiO2

在水和正丙醇的混合溶剂体系中水解工业TiOSO4成功制备得到了球形TiO2,制得的二氧化钛具有粒径分布窄、分散性好的优点.对制备得到的TiO2进行XRD、SEM、FT-IR、EDS和TG分析,结果表明溶剂配比和表面活性剂的浓度对制备颗粒的粒径分布窄、分散性有非常大的影响.通过调节焙烧温度可得到纯度较高的不同晶型的TiO2.     

熔盐电解法的气体研究及其对电解的影响

采用离子色谱、火焰吸收等方法分析反应器中的残渣和尾气凝液,结果表明:残渣的主要成分为FeCl_2/FeCl_3、NiCl_2、CrCl_2/CrCl_3和CaCl_2,其中以铁的氯化物含量最高;凝液主要由HCl、HClO、H_2O以及金属氯化物所组成。分析认为反应器内的气体包括:Cl_2、HCl、HClO、H_2O、金属氯化物蒸气和通入的氩气等。模拟计算表明,在常用的1.0L/min的氩气流量下,难以将反应器内的HCl、HClO等腐蚀性气体及时排出反应器,它们与反应器内壁发生反应形成金属氯化物,对设备造成严重腐蚀,并且会对电解过程产生一定的影响。通过模拟计算不同流量的氩气在反应器内的流动状况,并结合尾气吸收实验,确定在2 h的预电解期,氩气通入量宜改为5.0 L/min。在不同的氩气通入方案下电解TiO_2发现,改进后的氩气通入方案有利于电解速度的提高,且设备的腐蚀情况有所缓解。     

TiO2对高铝高炉渣性能和结构的影响研究

随着国内各钢铁企业高炉配加经济性较高的高铝原料的增加,炉渣中Al₂O₃含量增加,渣铁流动性变差,给高炉冶炼带来一系列问题。以CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO-TiO₂五元渣系为研究对象,通过相图理论计算结合试验研究和炉渣结构分析,研究了高铝渣中不同TiO₂含量(低钛:5%,中钛:15%,高钛:25%)对高铝高炉渣黏度、熔化性温度的影响,并通过炉渣结构研究解析了影响炉渣物化性能的原因。结果表明:固定碱度R₂为1.25,TiO₂质量分数增加至25%过程中,炉渣熔化温度先下降后增高,当Ti0₂质量分数为7%时,炉渣液相析出相由斜长石类的钙铝硅酸盐(Ca₂Al₂SiO₇)转变为高熔点钛酸钙(CaTiO₃),其熔点为1975℃,炉渣熔化温度增加;TiO₂含量由低钛5%...     

沸腾氯化过程中C和CO分别与Cl2在TiO2(100)表面的吸附结构及电荷属性分析:第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,构建C和CO分别与Cl2在金红石TiO2(100)面共吸附模型,预测了氯化过程中的吸附结构及其电荷属性.之后,对吸附结构的吸附能、电荷密度、差分电荷密度和态密度等进行计算分析,研究了吸附结构的稳定性及原子间的电荷分布.发现C和CO均能促使Cl2在TiO2(100)表面发生吸附反应,...     

真空碳热还原-酸浸含钛高炉渣制备TiC

中国超过50％钛资源在高炉冶炼过程中进入炉渣,渣中TiO2的质量分数高达20％～30％,是一种高附加值二次资源,但在对该资源综合利用过程中,始终未能解决经济提取、硅钛难分,二次污染严重等问题.在热力学理论指导下进行真空碳热还原-酸浸联合工艺处理含钛高炉渣制备TiC研究.研究表明,碳热还原温度越高或相同温度下真空度越高越有利于炉渣中各成分还原;随着真空度增加碳热还原温度要求降低;当温度达到1 573K,真空度为1 Pa,可将SiO2还原得到具有高蒸气压的SiO、MgO被还原为Mg蒸气而离开体系,可实现渣中硅镁与钛彻底分离;真空碳热还原含钛高炉渣制备TiC的最佳条件:还原温度1673 K,炉渣粒度75μm占80％,渣碳质量比100∶38.     

含钛高炉渣碳化过程钛-渣分离研究

高炉冶炼钒钛矿过程产生了大量含钛高炉渣,攀钢针对渣中钛资源的回收利用成功开发出了高温碳化-低温氯化工艺,但是该工艺存在碳化渣磨矿和氯化尾渣利用等技术性难题,还需要继续探索绿色、经济的处理方法.针对高温碳化过程中Ti(C,N)弥散分布的问题,提出高温碳化过程加铁富集Ti(C,N)的思路,试验考察了铁/渣(质量比)、生铁添加批次、保温富集时间及预配铁量等因素对富集过程的影响.结果 表明,熔渣中Ti(C,N)能聚集在熔铁表面并随其下沉至坩埚底部,水淬后附着有Ti(C,N)的铁块可与残渣实现自然分离,按铁/渣为1.50,在原料中预配15％铁,1600℃保温30 min后于30 min内分批向熔渣中加入铁的富集效果较好,可将渣中Ti含量从13.79％降低到4.59％,Ti的回收率达到66.72％.     

电解TiO2提取钛的研究进展

自剑桥大学D J Fray等人发表以TiO2直接电解提取钛（即FFC法）的论文后,研究由氧化物直接电解制取钛成为热潮.根据国内外已发表的相关研究论文,结合重庆大学的研究成果,对电解法制取钛的研究进展进行简要总结.