一水硬铝石矿-氢氧化钠体系微波焙烧相变规律

以饱和氢氧化钠溶液为添加剂,利用微波加热对一水硬铝石矿进行焙烧处理. 考察微波焙烧温度和氢氧化钠添加量对一水硬铝石矿-氢氧化钠体系相变规律的影响,并对微波加热和常规加热得出的焙烧产物做物相结构的比较. 利用X射线衍射分析和扫描电子显微镜技术对熟料的物相结构和微观形貌进行分析. 结果表明微波加热促进氢氧化钠快速并充分的与一水硬铝石矿反应. 与常规加热相比,微波加热在更低的温度下能生成更多铝酸钠物相. 微波加热后的熟料疏松多孔,有利于后续溶出处理.     

钙基添加剂对典型烟煤热解特性的影响

为研究钙基添加剂的种类与添加量对烟煤热解特性的影响,选取万柳煤(WL)作为研究对象,并在其中添加不同比例的CaO、Ca(OH)_2和CaCO_3,利用热重分析仪对其在氮气氛围下进行最终温度为1 000℃的热解实验,对比分析各项热解特性参数的变化情况。试验结果表明,CaO、Ca(OH)_2和CaCO_3均对WL有催化热解作用;Ca(OH)_2对挥发分初析温度的影响最显著;在低温段,CaO与Ca(OH)_2有促进焦油生成的作用,而CaCO_3影响不大;添加适量的钙基矿物质能加快WL的热解速率,过量的钙基矿物质反而对热解速率产生抑制作用;CaO和CaCO_3在添加比例为5%时,热解速率、挥发分释放量以及析出指数最大,而Ca(OH)_2则在添加比例为2%时达到最大;对比各项热解特性参数,添加5%的CaO是最优解。     

NaOH-Ca(OH)2分解独居石精矿的研究

为降低独居石分解工艺的加碱量,并提高独居石分解率,本研究在NaOH-Ca(OH)₂体系中对独居石精矿进行焙烧分解,采用XRD对焙烧产物进行物相分析,并结合焙烧矿中稀土元素在盐酸中的浸出率判断独居石分解效果.实验分别研究了NaOH添加量、Ca(OH)₂添加量、焙烧温度以及焙烧时间对独居石精矿分解的影响.结果表明,在NaOH-Ca(OH)₂体系中,独居石精矿分解的最佳工艺条件:NaOH添加量为25%,Ca(OH)₂添加量为20%,焙烧温度为800℃,焙烧时间为1.5h.该焙烧条件下独居石全部分解为稀土氧化物,浓盐酸对稀土浸出率可达到98%左右.与现有工业生产工艺相比,本研究工艺中碱添加量降低55%左右,独居石分解率提高2%左右.     

白云鄂博尾矿一步法焙烧实验研究

采用差热分析(TG-DTA)和X射线衍射(XRD)方法研究了C-Ca(OH)₂-NaOH体系焙烧白云鄂博尾矿的过程,考察了焙烧温度、焙烧时间、煤用量、Ca(OH)₂用量及NaOH用量对尾矿中稀土矿分解和赤铁矿还原的影响.结果表明:在焙烧温度为650℃,焙烧时间为60min,煤加入量为2%,Ca(OH)₂加入量为4%,NaOH加入量为2%的条件下,赤铁矿可以有效地还原为磁铁矿,还原磁化率为2.37;同时,稀土矿有效地分解成稀土氧化物,稀土浸出率达98.39%.     

低钙铝酸钙熟料的物相转变和浸出性能

以分析纯CaCO_3,Al_2O_3和SiO_2为原料,研究了n_(CaO)/n_(Al2O3)=1.0,w_(Al2O3)/w_(SiO2)=3.0时物料的熔化温度以及熟料的物相组成、自粉化性能和氧化铝浸出性能.结果表明:物料熔化温度为1 392℃;烧结温度为1 350℃时熟料物相为CaAl_2O_4,Ca_(12)Al_(14)O_(33)和γ-Ca_2SiO_4,自粉化性能和氧化铝浸出性能良好,氧化铝浸出率为93.37%;1 400℃物料局部熔化,非均相的形成造成物料扩散受阻和物相分布不均匀,阻止β-Ca_2SiO_4向γ-Ca_2SiO_4转化,熟料自粉化性能变差,且有Ca_2Al_2SiO_7生成,二者均使氧化铝浸出性能变差,氧化铝浸出率仅为74.50%;1 450℃物料完全熔化,熟料自粉化性能和氧化铝浸出性能得到改善.     

焙烧态水铝钙石催化合成单硬脂酸甘油酯

以Ca(OH)_2和Al(OH)_3为原料清洁制备焙烧态水铝钙石,采用CO_2程序升温吸脱附法表征其碱强度和碱量,并将其应用于酯交换合成单硬脂酸甘油酯(glycerol monostearate,GMS)。考察了焙烧态水铝钙石的制备条件与酯交换反应条件对合成GMS的影响。结果表明,当原料中Ca/Al摩尔比为2∶1,焙烧温度600℃时,制备的焙烧态水铝钙石的催化性能最优。在优化反应条件下,粗产物中GMS的含量高达80.4%。     

氰化渣磁化焙烧过程中铁化合物反应行为的热力学分析

通过对磁化焙烧过程中氧化铁还原的热力学平衡分析,以及Fe2O3与硅酸钙、铁橄榄石与氧化钙、Fe3O4与二氧化硅反应的热力学分析,研究氰化渣中含铁化合物在磁化焙烧过程中的热力学反应规律.对氰化渣进行焙砂-磁选实验研究,采用全谱直读等离子体(ICP)、X线衍射(XRD)、X线荧光(XRF)等方法对氰化渣和焙烧渣进行分析和表征.研究结果表明:Fe2O3在较低温度范围内易被还原为Fe3O4,且CaO与SiO2的物质的量比n(CaO)/n(SiO2)为1∶1时,Fe2O3不与硅钙化合物反应,不会造成铁的损失;产物Fe3O4在焙烧炉料中与SiO2不能发生反应,有CO存在时,加入适量的添加剂,亦能够稳定存在;在焙烧过程中加入氧化钙,铁橄榄石中的铁能被取代出来,可以提高磁化焙烧效率,且氧化钙的配入量是影响磁化焙烧效率的重要因素;当n( CaO )/n( SiO2)=1∶1,时间为90min,N2和CO的物质的量比n(N2)/n(Co)为4∶1,添加1％ Na2SO4,温度为880 K时,铁的回收率达到84％,铁精粉中铁品位达到60％,符合工业炼铁的原料要求.实验结果与热力学理论计算结果相吻合.     

超细Al(OH)_3的粒度控制研究

采用铝酸钠种子分解法制备超细Al(OH)_3。用X射线衍射仪(XRD)表征了样品的晶相组成,用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品的形貌,用激光粒度分析仪测定样品的粒度分布。研究了NaOH浓度、NaOH/Al(OH),摩尔比,分解温度,分解时间、晶种率和搅拌速率等因素对AL(OH)_3的粒度的影响。结果表明:NaOH浓度越高,分解温度越低,NaOH/Al(OH),摩尔比越小,得到的Al(OH),颗粒的粒度越小。试验条件为:NaOH浓度180 g/L,NaOH/Al(OH),摩尔比1.15,分解温度40℃,分解时间26 h,晶种率8%,搅拌速率200 rpm时,氢氧化铝颗粒的平均粒度为2.89μm。     

超细Al(OH)_3的粒度控制研究

采用铝酸钠种子分解法制备超细Al(OH)_3。用X射线衍射仪(XRD)表征了样品的晶相组成,用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品的形貌,用激光粒度分析仪测定样品的粒度分布。研究了NaOH浓度、NaOH/Al(OH),摩尔比,分解温度,分解时间、晶种率和搅拌速率等因素对AL(OH)_3的粒度的影响。结果表明:NaOH浓度越高,分解温度越低,NaOH/Al(OH),摩尔比越小,得到的Al(OH),颗粒的粒度越小。试验条件为:NaOH浓度180 g/L,NaOH/Al(OH),摩尔比1.15,分解温度40℃,分解时间26 h,晶种率8%,搅拌速率200 rpm时,氢氧化铝颗粒的平均粒度为2.89μm。     

碱熔融焙烧SiO_2和Zn_2SiO_4反应过程分析

以自制SiO_2和分析纯Zn_2SiO_4为研究对象,NaOH为反应介质,考察了反应温度、物料配比和反应时间对硅提取率的影响.碱熔融焙烧SiO_2的合适反应条件:反应温度450℃,NaOH与SiO_2物质的量比2.4∶1,反应时间60 min.二氧化硅与NaOH反应先生成Na_2SiO_3,随温度升高逐步转化为Na_4SiO_4.碱熔融焙烧Zn_2SiO_4的合适反应条件为反应温度500℃,NaOH与Zn_2SiO_4物质的量比20∶1,反应时间150 min.Zn_2SiO_4与NaOH反应生成Na_2ZnSiO_4和Na_2ZnO_2,在350℃硅氧四面体反应得到Na_2SiO_3,随升温转化为Na_4SiO_4.     

贝壳脱除垃圾焚烧烟气中氯化氢的实验研究

为解决海岛生活垃圾焚烧中消除HCl问题,研究贝壳代替传统钙基吸附剂可行性。利用贝壳、Ca(OH)_2和Ca CO_3对高温模拟烟气进行HCl吸附实验,讨论了温度、吸附剂成分、吸附反应平衡和Ca/Cl物质的量之比对吸附剂脱氯性能的影响。结果表明,温度高于700℃时,贝壳的脱氯效果优于Ca(OH)_2和Ca CO_3;贝壳与钙基吸附剂脱氯规律有相似之处,高温下,Ca(OH)_2首先转化为Ca CO_3来发挥吸附作用;而贝壳主要成分为Ca CO_3;温度高于700℃时,贝壳吸附HCl反应的平衡浓度与Ca(OH)_2和Ca CO_3相当或更低;综合热值、脱氯效率等因素,最佳贝壳投加量为垃圾总量的9%～13%。     

12 CaO·7 Al2 O3晶体结构及其氧化铝浸出性能

使用分析纯试剂配料,在1350℃保温1 h的条件下合成了A/S=5(Al2O3与SiO2质量比)的铝酸钙熟料.研究了钙铝比C/A(除去与SiO2结合的CaO后CaO与Al2 O3的摩尔比)对熟料中12CaO·7Al2 O3晶体结构及其氧化铝浸出性能的影响,并通过X射线衍射和X射线荧光等分析手段对其作用机理进行了探讨.结果表明：由于12CaO·7Al2 O3量的增加,C/A=1.0~1.4时,石灰烧结法熟料溶出率随着C/A的提高而提高;在C/A=1.4时,熟料溶出率最高可达93.30%,此时CaO的缺失形成了有缺陷的12CaO·7Al2 O3,且其中CaO的物质的量小于11.3 mol;钙铝比提高到1.7时熟料溶出率又出现了下降趋势,这是由于CaO的饱和导致12CaO·7Al2 O3晶体择优生长取向发生变化,由(211)面开始向(420)晶面转变.     

从粉煤灰中提取氧化铝熟料溶出过程工艺研究

对粉煤灰和石灰石烧成的熟料在碳酸钠溶液中的溶出过程进行研究,探讨碳酸钠用量、溶出温度、溶出时间及液固比等工艺条件对熟料溶出中Al2O3和SiO2溶出效果的影响。研究结果表明:在碳酸钠用量约为理论量的1.0倍,溶出温度为50～60℃,保温时间为40～60 min,液固比为3～4的条件下,熟料中Al2O3的溶出率大于82%,溶出液中Al2O3质量浓度约为36 g/L,溶液的硅量指数铝、硅质量比大于46;溶出产生的钙硅渣成分及其质量分数为:Al2O3 2.60%,SiO2 24.31%,CaO 58.40%,Fe2O3 1.79%,TiO2。0.49%,Na2O 0.53%;熟料的主要物相为γ-2CaO.SiO2和CaCO3。     

赤泥泡沫的物相组成

本文对添加20％的CaO溶出铝土矿后的赤泥泡沫进行了研究,通过电镜观察、电子探针微区成分分析,X射线衍射及差热重物相分析,证明赤泥泡沫是含SiO_2少、颗粒细的水化石榴石相和少量的游离Ca(OH)_2相。这些物质容易生成泡沫,导致赤泥沉降洗涤槽冒槽,造成有用的赤泥洗液的机械损失。石灰添加量越大,起泡现象越严重,这种损失也越大。     

Fe2O3转变为Fe3O4粉末的微波碳热还原

以活性炭为还原剂及以氩气为保护气,采用微波碳热还原的方法,将弱磁性的Fe2O3还原成强磁性的Fe3O4,并研究焙烧温度、保温时间以及SiO2粉末的加入对其还原焙烧成分及磁化效果的影响规律.结果表明:在配碳量一定的条件下,焙烧温度是微波碳热还原的关键因素,随着温度的升高,还原产物中Fe3O4的含量发生有规律的变化;650℃、保温5 min的条件下经微波还原后生成了纯Fe3O4粉末,其磁化率和还原度分别达到理论值2.33和11.11%;含SiO2的Fe2O3粉末在750℃以上进行微波还原,会生成大量的硅酸亚铁和氧化亚铁,导致Fe3O4含量降低,恶化还原焙烧指标,所以微波磁化焙烧的最佳温度应在570~650℃.     

无熟料高炉矿渣水泥的物料配比与性能的关系

研究了Ca(OH)_2、硬石膏及少量可溶性钙盐(甲酸钙、乙酸钙等)复合对高炉矿渣活性的激发作用及物料配比与性能的关系。结果表明:Ca(OH)_2与硬石膏复合对矿渣活性有一定的激发效果,可溶性钙盐的加入降低了水泥的pH值,进一步激发了矿渣的活性,乙酸钙(Ca(CH_2COOH)_2)的激发效果好于甲酸钙(Ca(COOH)_2);在矿渣掺量为80%,Ca(OH)_2掺量15%,硬石膏掺量5%,外加1.0%Ca(CH_2COOH)_2生产出的无熟料水泥28 d抗压强度达54.6 MPa;Ca(COOH)_2与硬石膏促进高炉矿渣水化的主要水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶。     

CO2吸附剂对生物质催化热解制取富氢燃气的影响

使用常压双颗粒流化床反应器,对稻壳生物质进行了添加CO2吸附剂的催化热解研究.结果表明:CO2吸附剂CaO和Ca(OH)2可明显促进生物质催化热解初期热解产物的二次反应,使产物向产氢方向移动.添加CaO时,产氢量随CaO添加量的增加而增加;而随Ca(OH)2添加量的增加,富氢燃气产物中氢气的体积分数和产氢量均有峰值出现.同时,Ca(OH)2在催化热解过程产生的H2O可作为生物质二次反应和水煤气变换反应(WGS)的反应物,从而进一步提高热解产物中氢气的产量.     

由钾长石焙烧渣的酸化溶液制备高纯Al(OH)_3

以钾长石焙烧渣的酸化溶液为原料,Na_2CO_3溶液为沉淀剂制备高纯Al(OH)_3.实验考察了溶液终点pH值、反应温度、陈化时间、Na_2CO_3质量浓度对沉铝率的影响,得到优化工艺条件.采用化学成分分析,XRD,SEM,FTIR对Al(OH)_3粉体进行表征.结果表明:在反应温度50℃的条件下,加入质量浓度为300 g/L的Na_2CO_3溶液调节Al_2(SO_4)_3溶液,使其终点pH值至4.8,控制陈化时间40 min,沉铝率可达99%.得到的Al(OH)_3粉体为非晶态结构,颗粒均匀,表面粗糙,有团聚现象.     

再生黏土砖粉-水泥胶凝体系的特性

为了实现废弃黏土砖的再生利用,通过物理球磨的方法制备出再生黏土砖粉,将其作为辅助性胶凝材料来取代部分水泥制备复合水泥浆体.采用量热仪、X射线衍射仪和热重分析仪研究了黏土砖粉掺量对复合胶凝材料体系的水化热、水化产物和热重性能的影响.实验结果表明:随着黏土砖粉掺量的增加,水泥水化累积放热量不断降低,当黏土砖粉掺量为40%时胶凝体系的3 d水化累积放热量可降低35.39%.XRD测试结果证明,随着养护龄期的增长,Ca(OH)_2逐渐与黏土砖粉中活性SiO_2和Al_2O_3发生火山灰反应,在龄期180 d时Ca(OH)_2的特征峰强度损失更大.DSC-TG定量分析确定了在90 d龄期后,黏土砖粉反应消耗了更多的Ca(OH)_2,使得胶凝体系中Ca(OH)_2含量减少.     

一水硬铝石焙烧矿增浓溶出及其机理

为了深入研究焙烧对一水硬铝石矿增浓溶出过程的影响及其活化焙烧强化溶出的机理,采用化学法提纯,从铝土矿中得到了高纯的一水硬铝石矿;经不同温度焙烧后进行增浓溶出,考察了焙烧温度对铝土矿增浓溶出效果的影响.研究结果表明在一定温度范围内,焙烧矿的溶出性能优于未焙烧矿;当焙烧时间一定时,在525℃焙烧的一水硬铝石矿溶出性能明显改善,焙烧矿石中氧化铝可几乎全部溶出.通过X射线衍射对物相、晶体点阵常数的测定以及扫描电镜对焙烧提纯矿形貌的观察,认为强化溶出的主要机制为一水硬铝石提纯矿在一定条件下焙烧后,由结晶完整的一水硬铝石正交晶型逐渐向结晶不完整的刚玉转变,且矿石表面出现大量的裂纹和孔洞,增加了矿石的比表面积,从而强化了其与碱液反应的能力,溶出性能得到明显改善.