基于热压块的不锈钢粉尘还原实验

为了从不锈钢粉尘中回收利用Fe,Cr和Ni等,对不锈钢粉尘热压块制备及其自还原过程进行了研究.在热压温度为200℃,热压压力为35 MPa条件下,抗压强度达到900 N/个以上.高温条件下,煤热解产生的挥发分可参与不锈钢粉尘还原反应,当还原温度为1 400,1 450℃时,挥发分还原作用率达到0.4.据XRD分析和热力学计算,自还原过程中含铬物质的物相转变顺序为Fe Cr2O4,Cr2O3,Cr7C3,[Cr]Fe-Cr-Ni-C.当还原温度为1 450℃,烟煤中固定碳与粉尘中可去除氧的物质量的比(xc/xo)为0.72时,不锈钢粉尘热压块不能完全还原;当xc/xo大于0.8,还原20 min时,不锈钢粉尘热压块能完全还原.     

镍铁矿选择性还原焙烧相变研究

对镍铁矿原料及不同温度还原焙砂进行矿物学研究,探究镍铁矿选择性还原焙烧发生的相变.研究结果表明:镍铁矿主要金属矿物为褐铁矿,其次为赤铁矿;Ni在不含锰的铁矿物中分布较均匀,而在含Mn的铁矿物中分布相对集中,并与Mn伴生.镍铁矿在还原焙烧过程中Fe、Ni和Co随温度升高逐渐发生还原、相转化和迁移富集的过程.选择性还原焙烧必须严格控制焙烧温度,要达到Ni、Co和Fe的选择性还原并形成Ni高、Fe低的合金相和磁铁矿,焙烧温度采用750℃较合适,在该温度下形成的合金相组成为55.55%Ni、9.86%Co及33.99%Fe,Ni的金属转化率为88.49%,铁氧化物主要为磁铁矿.     

钒钛磁铁矿金属化还原-选分-电热熔分新工艺

针对攀枝花钒钛磁铁矿进行了金属化还原-选分-电热炉熔分实验,考察了磁场强度、还原温度、还原时间、配碳比、还原煤粒度对金属化还原及磁选分离效果的影响.实验结果表明,当磁场强度50mT、还原温度1350℃、还原时间60min、配碳比10、还原煤粒度为-75μm时,金属化还原后产物及磁选分离磁性物质、非磁性物质的各项指标最佳,进一步进行电热炉熔分可实现铁钒分离.新工艺达到铁钒钛资源高效分离要求,铁钒钛收得率分别为9507%,7160%和8008%.     

Fe-Cr-Ni-O体系碳还原产物热力学计算及实验分析

对Fe-Cr-Ni-O体系碳还原产物的组成与特性进行探讨。首先对不同温度及碳氧摩尔比条件下Fe-Cr-Ni-O体系碳还原产物进行热力学分析,然后对Fe-Cr-Ni-O体系及模拟不锈钢粉尘进行等温碳还原实验,并对还原产物进行系统分析。研究结果表明:升高温度有利于体系中各金属氧化物的还原及合金相的生成;当碳氧摩尔比(nC:nO)小于1.0时,体系中金属氧化物尤其是Cr2O3的还原不完全;当碳氧摩尔比大于1.0时,还原产物中容易出现金属碳化物。当碳氧摩尔比为1.0时,渣铁分离效果较好。此外,温度主要影响反应后期的失氧速率,而碳氧摩尔比主要影响样品的最终失氧率,但温度与碳氧摩尔比对反应前期的影响均不大;推断前期主要发生Ni O和Fe2O3的还原,而后期主要发生Cr2O3的还原。     

含硼铁精矿选择性还原-选分新工艺的实验研究

针对现有含硼铁精矿硼铁分离工艺所存在的弊端,提出了含硼铁精矿选择性还原-选分新工艺,并通过热力学分析和实验室研究进行了验证.研究表明:对于辽宁凤城Fe和B2O3质量分数分别为5605%和386%的含硼铁精矿,最佳的选择性还原-选分工艺参数如下:配碳比08~10,还原温度1275~1300℃,还原时间不小于20min,还原煤粒度为-0075mm,分选时的磁场强度为50mT.得到的选分产物为高金属化率的金属铁粉,可进一步处理用于钢铁生产;选分尾矿为高品位的含硼资源,可作为硼工业的优质原料.     

红土镍矿转底炉预还原-电炉熔分制取镍铁合金

对某红土镍矿采用转底炉预还原-电炉熔分工艺制取镍铁合金进行研究。实验结果表明:根据矿石性质,选择合适的渣型为SiO2-MgO-CaO-FeO四元渣系,在熔剂石灰配比为25%,还原剂配比为3.5%,预还原温度为1 150℃,预还原时间为30 min,电炉熔分温度为1 450℃,熔分时间为15 min的条件下,经转底炉预还原-电炉熔分后,获得镍质量分数为8.68%、镍回收率97.62%、铁质量分数为86.23%的镍铁合金,该合金可用作不锈钢生产原料。     

微波碳热还原不锈钢厂电弧炉粉尘的热力学及实验研究

采用微波加热方法进行碳热还原不锈钢厂电弧炉粉尘,并计算粉尘中金属氧化物的理论开始还原温度.结果表明,微波碳热还原不锈钢厂电弧炉粉尘在热力学上可行.实际测量的粉尘中金属开始还原温度比理论计算值低.微波加热物料过程中形成的热点和电弧可能导致局部高温,有利于碳热还原反应的进行.在900 ℃下,有部分粉尘被还原,随着温度的升高,粉尘的还原程度增大.还原出来的金属相主要以Fe-Cr-Ni合金的形式存在,且成分分布不均匀,残余相主要以FeCr2O4、Fe3O4、CaSiO3、(Mg,Al)SiO3和CaMgSiO4形式存在.     

高炉粉尘Fe和Zn非熔态分离工艺

开发一种高炉粉尘再资源化处理工艺,采用"非熔态还原--磁选分离--Zn的回收、富集"方法对典型高炉粉尘进行Fe、Zn非熔态分离研究.结果表明:在910～1 010℃,使用纯H2、CO为还原剂进行非熔态还原,同时实现粉尘中Fe2O3(s)→Fe(s)和ZnO(s)→Zn(g)的高度转变,金属化率达到90%以上,气化脱锌率达到99%以上,且还原过程未发生烧结.还原产物直接经磁选分离、富集得到TFe品位90%的富Fe物料;含锌挥发物经回收、富集得到ZnO含量92%的富Zn物料.成功地将高炉粉尘全部转化为MFe、ZnO等有价资源,实现了零排放,且分离过程不需高温熔融,过程能耗低,无环境污染.     

泉州湾沉积物重金属形态特征及生态风险

用改进的BCR四步连续提取法,分析泉州湾潮间带表层沉积物中9种重金属的赋存形态.结果表明,Mn主要以弱酸溶态存在,Pb,Cu主要以可还原态存在,而Fe,V,Cr主要以残渣态为主,重金属的迁移性顺序为Mn>Pb>Cu>Co>Zn>Ni>Cr>V>Fe.潜在生态风险指数法评价结果显示,Cu,Ni生态危害程度较高,Zn,Pb生态危害程度较低;Cu,Zn,Ni,Cr,Pb 5种重金属元素的综合潜在生态风险水平较高.     

含碳球团直接还原熔分机理

为了探究含碳球团还原熔分机理,将分析纯的Fe₂O₃、氧化物和不同还原剂固结成球并进行等温还原实验,研究了温度、还原时间、配碳量、还原剂种类等条件对球团还原熔分行为的影响.进一步采用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段表征了含碳球团在不同还原时间的微观结构及物相变化.实验结果表明:焙烧温度过低或过高含碳球团都不能良好熔分,配碳量增加可以提高球团还原和熔分速率,适宜的温度、碳氧摩尔比、还原剂分别是1400℃、1.2和煤粉.含碳球团还原熔分包括直接还原反应、间接还原反应、碳的气化反应、渗碳反应和铁的熔化反应,最后实现渣铁分离.     

贵州盘县大气降尘重金属污染含量特征与来源分析

通过2012年对贵州盘县大气降尘样品逐月收集,并利用微波消解、ICP-MS对降尘中重金属元素（Al、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Pb、Ni、Cr、Cd、Hg）的含量进行测定,运用富集因子、相关性和主成分分析其来源与贡献。结果表明：盘县降尘重金属以Fe、Al为主,春季Fe含量最高为33784 mg/kg,其他依次为Zn〉Cu〉Mn〉Pb〉Ni〉Cr〉As〉Cd〉Hg。与贵州省土壤背景值相比,降尘中Zn、Cr、Pb的含量较低,Cd、Hg、Cu的含量较高。富集因子法表明：降尘中Hg富集程度较高,Cu、Mn、Ni、As、Cd、Zn、Pb有一定程度的富集,Fe、Cr属于自然源。通过相关性和主成分分析,认为Ni、Cu、As与燃煤相关,Pb、Hg与金属冶炼相关,Cr与地面扬尘相关,其贡献率分别为50.41%、28.86%、20.72%。与其他城市相比较,盘县降尘中Mn、Cr、Pb、Zn的含量偏低,As、Hg、Cd的含量偏高。     

红土镍矿含碳球团还原富集镍铁

采用碳还原-磁选分离-熔炼工艺制备了镍铁合金.考察了在碳还原过程中添加剂的用量、还原温度、还原时间对镍铁的富集的影响.在添加剂和配碳量(质量分数)分别为5%和3%,还原温度1 320℃和还原时间为120min的条件下,磁性产物中镍、铁质量分数分别达到8.31%和71.5%,回收率达到95.44%和99.84%.熔炼后得到镍、铁质量分数分别为10.11%和83.75%的镍铁合金.对有、无添加剂所得还原产物的形态分析表明,自制添加剂对镍铁合金生长具有促进作用.     

铁基金属玻璃涂层在无铅钎料中的耐腐蚀性及机理

选用Fe基非晶合金粉末(含有Cr、Mo、Ni、P、B、Si),采用等离子喷涂方法在Q235基体上制备了金属玻璃涂层.在自行设计的腐蚀实验装置中将Q235钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢和覆有Fe基金属玻璃涂层的Q235钢浸入450,℃的高温液态无铅钎料Sn-3.5,Ag-0.5,Cu中进行腐蚀,利用扫描电子显微镜微观分析了腐蚀后的微观形貌及腐蚀产物.研究结果表明:相同实验条件下,Q235钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢表面均腐蚀严重,断面微观组织分为钎料层、腐蚀层和基体层.其中Q235钢的腐蚀剧烈,腐蚀层成分为FeSn2;1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀较严重,腐蚀层成分为(Fe,Cr)Sn2.Q235基体表面的Fe基金属玻璃涂层腐蚀前后断面微观形貌变化不大,没有出现明显的腐蚀分层,表现出了非常好的耐高温无铅钎料腐蚀的能力.     

某企业周边环境降尘中的重金属含量及生态风险分析

目的 研究宝鸡市某企业周边环境降尘中的重金属元素污染状况及生态风险分析,为环境保护管理部门正确决策提供科学依据.方法 在某企业周边布设6个降尘点位进行采样,用原子吸收法测定采样中的Pb,Zn,Cu,Cd,Cr,Ni和Fe七种金属元素含量,再采用富集因子法对金属元素的来源进行分析,并采用潜在生态风险指数法对周边环境进行生态风险评价.结果 某企业周边环境降尘中7种重金属分析结果表明,Cd和Pb超标最为严重,其均值分别是陕西省土壤相应元素背景值的661倍和196倍多;其次是Zn和Cu分别是陕西省土壤相应元素背景值的76倍和7倍多.富集因子计算结果表明,该企业周边环境6个点位的降尘中的重金属元素均已极强富集,该区域环境已受严重污染.潜在生态风险指数法评价结果表明,该企业周边环境降尘中重金属已经达到严重污染水平,周边环境存在严重潜在生态危害.结论 某企业周边环境降尘中重金属已经达到严重污染水平,该周边环境存在严重潜在生态危害.     

表面纳米化0Cr18Ni9Ti/TA17加镍中间层扩散连接

采用高能喷丸(HESP)对TA17钛合金与0Cr18Ni9Ti不锈钢棒材端面表面进行自纳米化(SSNC)处理;采用镍箔作为中间层,在不同温度(800～875℃)下对处理后的钛合金／不锈钢进行脉冲加压扩散连接(PPDB).对接头剖面组织进行金相观察;在拉伸试验机上测试接头拉伸强度,对断面进行SEM,EDS和XRD结构物相分析.研究结果表明:在850℃时接头拉伸强度达到最高,为322.8 MPa;连接后接头界面处纳米晶粒没有完全长大,存在细晶粒区;镍箔有效地阻止了Fe-Ti脆性金属间化合物的形成,在接头处形成β-Ti,(Fe,Ni)固溶体和Ti-Ni金属间化合物(Ti2Ni,TiNi,TiNi3);断裂发生在Ni层与Ti-Ni金属间化合物界面处.     

南京市各功能区近地灰尘重金属污染及其潜在生态风险评价*

以南京市中东部不同功能区近地灰尘为研究对象,通过XRF光谱仪测定其重金属含量。分析结果表明:南京市不同功能区近地灰尘中Pb、Cu、Zn、Mn、Cr、Ni、As的平均含量均高于环境背景值,Pb、Cu、Zn的积累量大,Cr、Ni、As的累积量相对较小,Mn、Co与环境背景值接近。地累积指数评价结果显示,南京市不同功能区近地灰尘中Zn污染较重,为中度污染,商业功能区达到偏重污染,Pb、Cu为偏中污染,Cr、Ni、As为轻微污染,Mn、Co无污染。潜在生态风险指数评价结果表明,单个重金属元素的潜在生态风险风险情况为CuPbAsZnNiCoCrMn;多种重金属综合潜在生态风险指数除了在风景区处于轻微生态危害水平外,其他各功能区的潜在生态风险指数均达到了中等生态危害;造成不同功能区重金属含量和污染程度差异的主要原因是区域内的交通运输情况,同时也与功能区内自身的建设情况和功能区定位、以及与功能区内的绿化建设情况有关。     

ICP-MS测定中药萝芙木中微量元素的含量及形态分析

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了中药萝芙木中9种微量元素的含量及形态分析.样品采用去离子水浸提,HNO3-H2O2电炉加热消解,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定,用茶叶标准物质对测定方法的准确度进行验证,初步探究微量元素的存在形态.结果显示萝芙木中9种微量元素的总含量大小为ZnMnPbFeCuCrAsNiCd,水提液中各元素的含量大小为ZnMnAsNiCrPbCd,Fe和Cu未检出.水提残渣态中各元素的含量为0.014~9.643μg/g,水提液中Zn、Mn、Cr、As、Ni元素都存在可溶有机态和可溶无机态,有机态与无机态的比率值在28.12%~264.55%之间,其中Zn、Cr、Ni的有机态大于无机态,比值大于166.67%;颗粒吸附率在7.69%~125%之间.萝芙木中9种微量元素是以多种形态共存的复杂体系.     

造纸污泥焚烧中Zn/Cu/Ni/Mn的热力学平衡分布

采用化学热力学平衡分析方法,应用造纸污泥实测数据预测了其焚烧中重金属(Ni、Mn、Zn和Cu)的迁移和转化规律.研究结果表明,考虑矿物质存且在低温条件下,造纸污泥焚烧中重金属Ni和Zn易与Fe2O3结合形成稳定的固体化合物,从而抑制了Ni和Zn的挥发性,而对Mn和Cu没有影响.焚烧温度为400—1800K范围内有矿物质存在条件下,Mn未出现其气体产物,而其他三种金属在高温条件下则以其气态单质或气态氧化物挥发进入大气环境.焚烧过程中只有小部分气态CuCl生成,未见其它气态金属氯化物;在焚烧温度为400—1800K条件下未发现金属硫化物或者硫酸盐生成,表明在有矿物质存在条件下S对金属的挥发性影响很小.在未考虑矿物质存在条件下,S在低温条件下易与重金属结合形成金属硫酸盐固体从而拟制了金属的挥发;随着温度的升高,Cl和重金属易形成金属氯化物气体,促进了金属的挥发特性,并且Cl对Cu的挥发影响较大,其次为Zn和Mn,影响较小的金属是Ni.从而根据污泥在不同焚烧温度下不同的产物形态进行重金属的污染控制.     

00Cr25Ni2Mo3Mn10N高氮超级双相不锈钢的组织和性能

一种新型的资源节约型高氮超级双相不锈钢00Cr25Ni2Mo3Mn10N开发出来,氮质量分数达到0.5％.研究表明,经热锻和1 050 ℃固溶处理后,基体组织由铁素体和奥氏体组成,铁素体质量分数约为47％,氮质量分数的增加能明显提高材料的机械性能和腐蚀性能.通过对比研究表明,00Cr25Ni2Mo3Mn10N的综合性能相当于或优于00Cr25Ni7Mo4N 超级双相不锈钢.