原硅酸钙在铝酸钠溶液中的反应行为

以CaO和SiO2为原料合成2CaO·SiO2,通过测定SiO2浓度分析原硅酸钙反应活性的变化规律;基于质量守恒,计算渣中钠硅渣和钙硅渣分配比例.实验结果表明,在铝酸钠溶液体系中,反应时间的延长、氧化铝浓度的升高均有利于原硅酸钙的分解和溶出液中二氧化硅浓度的升高,溶出液中二氧化硅浓度最高增幅可分别达到9.97倍和11倍;同时,温度升高会显著促进原硅酸钙的分解与钙硅渣的生成,在136 ℃反应1 h后二氧化硅总反应率可达43.06%;在铝酸钠溶液中加入碳酸钠,可能因"协同效应"而促进原硅酸钙的分解;铝酸钠溶液苛性比变化对原硅酸钙的分解影响不明显.随着纯铝酸钠、碳酸钠和氢氧化钠溶液浓度的升高,原硅酸钙的Zeta电位绝对值增大,其原因可能是溶剂化层相应的Al(OH)4-,CO32-和OH-含量增多,有利于原硅酸钙的分解.     

苛性比对铝酸钠溶液结构和性质的影响

用红外光谱和粘度测定手段考察了苛性比对铝酸钠溶液结构和性质的影响·发现在中等浓度以上的铝酸钠溶液中,当ρAl2O3不变时,随着苛性比的增加Al O Al峰减弱至消失;Al(OH)-4的峰减弱·温度在70℃以下,铝酸钠溶液的粘度随苛性比增加而大幅度增加,高于70℃增加较小·用铝酸钠溶液中铝酸根阴离子与OH-形成缔合物解释铝酸钠溶液的红外光谱和粘度随苛性比的变化·     

铝酸钠溶液的粘度

研究了溶液的温度、氧化铝质量浓度、苛性比αk等因素对铝酸钠溶液粘度的影响.研究结果表明:低温、高浓度、高苛性比及过饱和度较高的溶液粘度较大,反之则较小.这主要是因为溶液的温度、浓度和苛性比等因素影响了溶液中Al(OH)4-4与聚合铝酸根离子间的相互转变,从而影响了溶液的粘度;对实验数据进行多元线性拟合得到了溶液粘度与温度、浓度及苛性比的定量关系:lnη=-1.554 1.139αk 0.0187 2ρ-0.0503T.     

富高岭石型铝土矿化学脱硅新工艺及其机理

针对富高岭石型铝土矿,首次提出了采用化学脱硅的工艺路线.研究了二氧化硅平衡溶解度与氧化铝质量浓度的变化关系,以及碱液浓度、温度和脱硅时间对矿石预脱硅率的影响.结果表明,在Na₂O质量浓度为230g·L^-1的碱溶液中,90℃化学脱硅90min,脱硅率可达70%,铝土矿的铝硅比由4.97提高到8.5以上;矿石预脱硅过程有钠硅渣的生成,导致了矿石脱硅率的降低和碱的损失;矿石中高岭石转变成钠硅渣并不会降低脱硅精矿的有效铝硅比.     

炼锌窑渣铁精矿HCl浸出过程中硅的行为研究

通过热力学计算和实验分析,研究炼锌窑渣铁精矿盐酸浸出过程中硅的行为。研究结果表明:当Cl-总浓度[Cl-]T0.1 mol/L时,[Cl-]T的变化对Fe Si O3的溶解几乎无影响;而当p H10时,随着[Cl-]T由0 mol/L增加至6 mol/L,Fe~(2+)和Fe(OH)+的优势区域被Fe Cl+和Fe Cl2(aq)所取代,Fe Si O3的溶解度增大,同时析出二氧化硅的临界p H由0.73升高至1.31;随着浸出温度和盐酸浓度增加,硅和有价金属的浸出率逐步提高,然而,当浸出酸度超过5 mol/L时,浸出体系中的硅极易以聚合硅酸或无定型Si O2从溶液中析出,这与热力学分析结果一致;析出的二氧化硅吸附或包裹在窑渣铁精矿颗粒表面,导致铁精矿中有价组分浸出率降低。     

铝酸钠溶液蒸发过程中的结垢与防垢

以氧化铝生产中种分母液为对象,研究铝酸钠溶液蒸发过程中碳酸钠和硫酸钠等杂质盐的析出行为及其影响因素.采用对比实验法,研究防垢添加剂对减缓铝酸钠溶液蒸发过程中加热面结垢的影响.研究结果表明随着苛性碱浓度的升高,铝酸钠溶液中碳酸钠和硫酸钠的平衡浓度明显降低;随着温度降低,碳酸钠和硫酸钠的平衡浓度下降;根据实验结果提出铝酸钠溶液中碳酸钠和硫酸钠平衡浓度与氢氧化钠浓度、温度等因素的定量变化关系式;GR-12、GR-3、GR-4 等添加剂防垢效果明显,可降低结垢量60%～70%,有效减缓加热面结垢的形成速度, 并抑制溶液中硅的析出.     

含硫铝酸钠溶液中铁质量浓度的变化规律

在260℃高压溶出黄铁矿制备高硫高铁的铝酸钠溶液,研究溶液温度、保温时间、苛性比(αk)以及Na_2CO_3,Na_2SO_4和Na_2C_2O_4等杂质对溶出液中铁质量浓度的影响。研究结果表明:溶液温度为50℃和60℃时,随着保温时间的延长,溶液中铁质量浓度略有降低;苛性比为3.0左右时,随着Na_2CO_3质量浓度的升高,溶液中铁质量浓度略有升高,而Na_2SO_4和Na_2C_2O_4质量浓度的升高则能显著提高溶液中的铁质量浓度;随着溶液苛性比的升高,溶液中铁质量浓度在苛性比为2.0~2.5之间有1个急剧升高的区间,然后逐渐趋于稳定。     

从铝酸钠溶液中析出一水软铝石的实验研究

通过热力学分析确定了铝酸钠溶液体系中三水铝石、一水软铝石平衡固相与温度和苛性比之间的关系。以三水铝石为前驱体，通过水热法处理，制得蛄晶良好、纯度较高的一水软铝石；升高温度，延长反应时间，减小前驱体粒度以及加入适量苛性碱都有利于三水铝石向一水软铝石的转变。以一水软铝石为晶种分解铝酸钠溶液的实验结果表明：分解原液浓度升高，分解率降低；晶种粒度减小，分解时间延长，分解率升高；在95℃，铝酸钠溶液只析出一水软铝石，且最大分解率可迭43．19％；而在85℃以下，分解产物为三水铝石。实验蛄果与理论分析结果相吻合。     

氧化铝熟料溶出二次反应过程SiO_2进入铝酸钠溶液的动力学机理

基于采用较高液固比(20∶1)的实验条件,避免了因硅酸钠与铝酸钠反应形成水合铝硅酸钠(钠硅渣),可将氧化铝熟料溶出二次反应动力学过程分为SiO_2进入铝酸钠溶液和Al_2O_3损失两个动力学过程,详细研究了SiO_2进入铝酸钠溶液过程的动力学行为. 通过选择合适的动力学模型对实验数据进行处理,获得了该过程的动力学方程. 方程表明,该过程的表观活化能较小,仅为24.86kJ·mol~(-1),说明其过程发生需要突破的活化能能垒较小,相应反应较易发生,其动力学机理与表面化学反应有关,也与扩散有关. 铝酸钠溶液中Al_2O_3质量浓度对过程的影响远远大于铝酸钠溶液中Na_2CO_3质量浓度和NaOH质量浓度的影响,因此认为熟料溶出过程中,导致SiO_2进入铝酸钠溶液的原因主要是熟料中的硅酸钙与NaAl(OH)_4相互作用.     

高铝粉煤灰水热法提铝浸出液制备铝酸钠研究

以母液苛性比和结晶率为考察指标,对高铝粉煤灰水热法浸出液结晶铝酸钠的行为进行了研究。主要考察了Na_2O浓度、结晶时间、结晶温度和晶种添加量对铝酸钠结晶的影响。结果表明,铝酸钠溶液中氧化钠浓度的升高和结晶时间的延长,有利于提高铝酸钠结晶率。但升高温度,会导致铝酸钠结晶率小幅下降。其次,研究还发现添加晶种能显著提高铝酸钠的结晶率,但晶种添加量对铝酸钠结晶影响不大。水合铝酸钠结晶工序优化的操作条件为:Na_2O浓度600 g/L、结晶温度60℃、晶种添加量20g/L、结晶时间16h。在此条件下,铝酸钠结晶率达到66.67%,结晶母液苛性比超过了25,能够满足循环溶出的要求。结晶获得的固相主要是水合铝酸钠,分子式为4NaAlO_2·5H_2O。     

Variation and optimization of acid-dissolved aluminum content in stainless steel

As a key step in secondary refining, the deoxidation process in clean stainless steel production is widely researched by many scholars. In this study, vacuum oxygen decarburization (VOD) deoxidation refining in a 40-t electric arc furnace + VOD + ingot casting process was analyzed and optimized on the basis of Al deoxidation of stainless steel and thermodynamic equilibrium reactions between the slag and steel. Under good stirring conditions in VOD, the deoxidation reaction reaches equilibrium rapidly, and the oxygen activity in the bulk steel is controlled by the slag composition and Al content. A basicity of 3–5 and an Al content greater than 0.015wt% in the melt resulted in an oxygen content less than 0.0006wt%. In addition, the dissolved oxygen content decreased slightly when the Al content in the steel was greater than 0.02wt%. Because of the equilibrium of the Si–O reaction between the slag and steel, the activity of SiO₂ will increase while the Si content increases; thus, the Si content should be lowered to enable the formation of a high-basicity slag. A high-basicity, low-Al₂O₃ slag and an increased Si content will reduce the Al consumption caused by SiO₂ reduction.     

1000℃MgO—B2O3—SiO2三元相关系研究

ＭｇＯ－Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２三元系１０００℃时，３５％≤ＭｇＯ％〈６０％组成范围内平衡相均为固相，其相关系可由Ｍｇ３Ｂ２Ｏ６－Ｍｇ２ＳｉＯ４－Ｍｇ２Ｂ２Ｏ５，Ｍｇ２Ｂ２Ｏ５－Ｍｇ２ＳｉＯ４－ＭｇＳｉＯ３，Ｍｇ２Ｂ２Ｏ５－ＭｇＳｉＯ３－ＳｉＯ２三个结线三角形表示。各平衡相量之间关系可应用ＸＲＤ定量相分析或重心规则计算。     

聚乙烯醇在Al_2O_3、SiO_2颗粒上的吸附及对Zeta电位的影响

测定了超细 Al2 O3、Si O2 颗粒对聚乙烯醇 (PVA)的吸附 ,考察了 Na Cl对吸附量的影响 ,发现当 Na Cl浓度大于 0 .1 mol· L-1时 ,随着 PVA浓度的升高 ,吸附量会出现一个突跃性的升高。用微电泳仪测定了吸附 PVA前后 Al2 O3、Si O2 颗粒 Zeta电位的变化 ,发现 Si O2 的等电点不受PVA的影响 ,而 Al2 O3吸附了 PVA后 ,等电点降低。     

聚乙烯醇在Al2O3、SiO2颗粒上的吸附及对Zeta电位的影响

测定了超细Al     

18wt%Cr–8wt%Ni不锈钢中增塑性MnO–Al2O3–SiO2基非金属夹杂物的演变及其浸泡性能

The properties of MnO–Al₂O₃–SiO₂-based plasticized inclusion are likely to change during soaking  process due to its low melting point. In this study, the evolution of the MnO–Al₂O₃–SiO₂-based inclusion of 18wt%Cr?8wt%Ni stainless steel under isothermal soaking process at 1250°C for different times was investigated by laboratory-scale experiments and thermodynamic analysis. The results showed that the inclusion population density increased at the first stage and then decreased while their average size first decreased and then increased. In addition, almost no Cr₂O₃-concentrated regions existed within the inclusion before soaking, but more and more Cr₂O₃ precipitates were formed during soaking. Furthermore, the plasticity of the inclusion deteriorated due to a decrease in the amount of liquid phase and an increase in the high-melting-point-phase MnO–Cr₂O₃ spinel after the soaking process. In-situ observations by high-temperature confocal laser scanning microscopy (CLSM) confirmed that liquid phases were produced in the inclusions and the inclusions grew rather quickly during the soaking process. Both the experimental results and thermodynamic analysis conclude that there are three routes for inclusion evolution during the soaking process. In particular, Ostwald ripening plays an important role in the inclusion evolution, i.e., MnO–Al₂O₃–SiO₂-based inclusions grow by absorbing the newly precipitated smaller-size MnO–Cr₂O₃ inclusions.     

低碳含铝钢20Mn2精炼渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2的优化

通过对低碳含铝钢20Mn2精炼过程的取样分析,得出精炼渣的熔化温度偏高,渣中存在大量固相CaO,并导致钢中含有CaO类夹杂物,精炼渣吸附夹杂物能力差. 利用FactSage热力学计算,从渣的低熔点区域控制和渣-钢反应这两个方面对渣系进行研究与优化. 结果表明,CaO/Al2 O3 质量比在1. 5左右添加质量分数为3% CaF2 可以有效降低渣的熔化温度,渣的熔化温度随着CaF2 含量的升高呈现先降低后升高的趋势,MgO的质量分数控制5%左右低熔点区域面积达到最大. 在SiO2 质量分数大于30%区域,钢中氧含量大体上随着CaO/Al2 O3 质量比的增加而降低,在SiO2 的质量分数低于30%区域随着CaO含量的升高而降低,钢中酸溶铝含量在SiO2 含量高的区域随着Al2 O3/SiO2 质量比的增加而升高,在SiO2 含量低的区域随着CaO/SiO2 质量比的增加而增加. 根据热力学分析结果得出合理的渣系范围:CaO 50% ~60%, Al2 O3 20% ~35%, SiO2 5% ~10%, MgO 5% ~8%, CaF2 0~5%. 优化渣系的实验结果表明,优化后渣系熔化温度降低,钢中夹杂物数量、面积和平均尺寸均有明显下降.     

中等氧分压下CaO-SiO_2-Al_2O_3-FeO_x体系的液相线及平衡相关系

采用高温平衡实验方法研究了10.13 Pa氧分压下,温度对CaO-Al2O3-FeOx及SiO2-Al2O3-FeOx两三元系液相线及平衡相关系的影响.平衡试样的EPMA(电子探针显微分析)、SEM(扫描电镜)检测结果表明,对CaO-Al2O3-FeOx体系而言,随着温度由1 450℃升至1 550℃,液相区向高Al2O3区域扩展,且两个温度条件下其高Al2O3区域的平衡相关系均包括两相平衡共存以及三相平衡共存.另一方面,对于SiO2-Al2O3-FeOx体系,其液相区随温度升高向高铁区及莫来石初晶区扩展,同时该体系1 450℃下靠近SiO2-FeOx侧的平衡相关系与1 550℃下不同.此外,...     

三种挥发性弱电解质水溶液体系汽液平衡的关联计算

以Edwards提出的通用分子热力学模型为基础关联了氮-硫化氢-水、氨-二氧化碳-水.氨-二氧化碳-硫-化三种挥发性弱电解质水溶液体系的汽液平衡.为了将模型扩展至酸水汽提过程中的高组分浓度区、高温度区(可能导致高压)以及高离子强度区的汽液平衡关联.在模型中加入了三元离子交互作用与温度的关系项.并采用了更新的离子反应平衡常数、享利常数和二元交互作用参数.经计算对比.对原模型不能预测的汽液平衡区域,这种关联能给出较好的结果.     

Cu-Ni-Cl-H2O体系除铜热力学分析

结合已有的热力学数据,对镍阳极液的Cu-Ni-Cl- H2O体系进行热力学平衡计算.计算出pH=2.5时,该体系中Cu2+、Ni2+及其配位络合物离子的平衡常数.绘制出298.15 K时Cu-Ni-Cl-H2O体系中lg c(Me)-c(Cl)T的关系图.结果表明:采用置换沉积的方法可以成功将Cu-Ni-Cl-H2O体...