钛精矿熔盐电解动力学研究

目前利用熔盐电解的方法直接使用Ti O2等氧化物原料来生产金属钛或者钛合金,是国内外对钛及其合金生产的重要研究方向,然而关于熔盐电解动力学的研究相对较少。本实验对传统的未反应核模型进行改进,研究了不同反应温度下钛精矿熔盐电解的动力学过程,发现钛精矿熔盐电解过程的还原速率,受到氧离子在产物层中的扩散速率控制,电解反应中的内扩散为整个电解还原过程的限制性环节。提高反应温度,增加孔隙率有利于内扩散过程。     

甘油溶液的泡沫化行为

采用常温甘油溶液体系模拟高钛型高炉渣,通过系统的实验研究了黏度、表面张力和固体颗粒掺杂对泡沫化行为的影响。实验结果表明:随黏度的增加,溶液泡沫化指数先增加后减小,也即涨泡性能先增强后减弱,黏度为93.6mPa·s时达到最大。相同的气体表观速率下,泡沫高度随表面张力的减小而增加;表面张力相同时,泡沫高度随表观速率的增加而增加。表观速率一定时,泡沫高度随固体颗粒PPS含量的增加而增增加,随固体颗粒PPS粒径的减小而增大。同一表观速率下,随着滤板孔径的增大,泡沫高度显著降低。     

熔盐电解钛精矿制备钛铁合金的脱氧历程

以攀枝花地区的钛精矿为原料通过CaCl2熔盐电解工艺直接制备FeTi合金。主要通过不同时间间断实验对电解过程进行跟踪,结果表明以钛精矿为原料电解制备FeTi合金的过程中首先得到金属铁和钙钛矿,然后是钙钛矿电解得到钛的低价氧化物,最后是钛的低价氧化物电解得到钛和形成FeTi合金,通过阴极失重实验验证了分段反应的结论。最后对钙钛矿的形成机理进行了实验研究,得到CaTiO3形成有两个途径：（1）熔盐参与反应,并且是主要成因;（2）熔盐CaCl2水解得到CaTiO3。     

过氧化钙对煤粉燃烧效率的影响

利用热分析法研究了过氧化钙(CaO2)的分解及其对煤化程度不同的煤粉燃烧效率的影响,分析了CaO2的助燃催化作用机制。结果表明,CaO2分解温度区间与煤粉的挥发分析出温度区间较为吻合,CaO2分解释放的氧气可促进热解气体的氧化反应和固定碳的燃烧反应,催化煤的燃烧释热。动力学计算表明,CaO2可降低燃烧各阶段反应活化能,提高燃烧过程的反应速率。比较分析发现,煤的热分解过程与CaO2的分解过程的协同程度和煤的着火方式对此助燃催化有重要的影响。     

硅铁合金离心粒化工艺

提出采用多孔转杯作为粒化器的硅铁合金离心粒化工艺。为了研究该工艺的可行性,采用不同转杯开孔孔径和转速对硅铁合金进行粒化试验并对试验后所形成的颗粒进行分析。结果表明,通过该工艺可得到球形度好、粒度均匀可控的合金产品,同时避免小于1 mm的细小颗粒产生;在本试验条件下采用开孔孔径为12 mm的转杯,转速为100～200 r/min得到颗粒平均粒径在10 mm左右,结果最佳;粒化后硅铁合金颗粒粒径为10～13 mm的硅铁合金吸氧率和氧化率分别为0.5%、0.14%,满足目前工业要求。     

Ti-Al二元系合金的表面张力

采用滴落法研究了在1758K条件下Ti-Al合金的表面张力。同时采用Butler模型和几种改进的理想溶液模型理论计算Ti-Al合金表面张力。结果表明,Ti-Al合金的表面张力随着Al含量的增加而减小,实验结果和采用Butler模型以及改进理想溶液模型理论计算的结果相一致。Al原子主要分布在熔体的表面,而钛由于具有高的表面张力主要分布在熔体的内部。同时也讨论了表面活性元素硫对Ti-Al合金表面张力的影响。结果表明硫对合金表面张力影响很大。随着硫的增加,合金表面张力降低。硫在表面上的浓度高于内部。硫在Ti-Al合金中的吸附属于正吸附。     

阴极电导率和孔隙率对熔盐电解钛精矿脱氧过程的影响

阴极的性能通常是和电解过程与电解效率有着密切的关系。本文中测量了焙烧温度对钛精矿阴极的电导率的影响。结果表明焙烧温度对钛精矿阴极导电性影响很大。钛精矿阴极电阻率随着焙烧温度升高和接触面积的增加而增大。另外本文也研究了阴极孔隙率对熔盐电解制备Ti-Fe合金还原过程的影响。结果表明阴极的孔隙率对还原过程有着直接的影响。孔隙率的增加有利于形成中间化合物CaTiO3,从而改善电流效率。     

Ti_(1-x)V_xC(x=0~1)材料弹性性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算了Ti_(1-x)V_xC(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.75,1)8种碳化钒钛的晶格常数、弹性常数、弹性模量和电子态密度,计算结果与已报道试验结果很好符合。Ti_(1-x(V_xC(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.75,1)的晶胞参数随钒含量的增大而减小,在x=0.5时,化合物具有最优的综合力学性能,体模量282.41 GPa、剪切模量229.01 GPa和剪切模量G/体模量B(G/B)比值0.68。分析电子态密度得知该系列化合物均具有良好的导电性,pd轨道杂化作用明显(除VC外),从而导致了其力学性能的变化。     

微波辅助条件下单分散球形TiO2的制备

以微波作为热源,在正丙醇与水的混合溶剂体系中水解制备粒径分布窄、分散性好的球形TiO2.主要对前驱物浓度、微波功率、微波加热方式及溶液的pH值等对制备颗粒的影响作用进行实验研究,结果表明在正丙醇与水体积比为1:1的条件下,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂、在较短的微波加热时间内可制得粒径分布窄、分散性好的高质量球形TiO2颗粒;颗粒粒度大小及粒径分布受微波加热方式、前驱物浓度及pH值的影响较大,而微波加热功率相对其他因素来说影响较小.     

配加高磷铁矿的小型烧结试验研究

应用压块、焙烧方法,结合试样的显微结构及X射线衍射（XRD）分析,在固定的烧结温度与碱度的条件下,研究了不同高磷铁矿配比对烧结试样的显微结构和矿物组成的影响。结果表明：随着高磷铁矿配比的增加,试样的显微结构由非均相结构向均相结构过渡;赤铁矿由粒状转变为熔蚀结构,铁酸钙由板状转变为针状;赤铁矿含量逐渐减少,铁酸钙含量逐渐...