电磁分离降低铝硅合金中铁含量

利用电磁分离法去除铝熔体中初生富铁相,以降低合金中铁含量,并在自制电磁分离实验装置上对A-12%S-1.1F-1.2%Mn熔体进行连续电磁分离,结果表明,经过一次电磁分离使熔体中＞10um的初生富铁相全部去除,铁含量从1．13％降低到0．67％,而处理后的合金重熔凝固后仍然形成大量初生富铁相,再次进行电磁分离处理则使铁含量进一步降低到0．41％,Fe铝熔体中扩散和富铁相的凝固特性决定需要两次以上电磁分离才能有效地降低合金中铁含量,达到了铝硅合金工业生产的需要。     

利用超重力分离铝熔体中的夹杂颗粒

利用Al-17％Si-4.5％Cu熔体中密度较小的初生硅颗粒模拟金属熔体内部的夹杂物,并采用超重力场分离熔体中的夹杂颗粒,研究了不同重力系数条件下,金属熔体中夹杂物的分离规律.实验结果表明:经过超重力处理后,初生硅颗粒在试样上部区域发生明显的偏聚现象,试样内部出现无初生硅颗粒区域,且随着重力系数的增加,无初生硅颗粒的区域面积逐渐增大,说明重力系数越大,硅颗粒在试样上部区域的聚集程度越好.随着重力系数的增大,试样的净化效率逐渐升高,当重力系数(G)为500时,试样的净化率达到了84.98％.利用DPM离散相模型对超重力场下熔体内部硅颗粒的具体受力情况进行分析,并模拟研究铝熔体内部硅颗粒在不同重力场中的分离行为.数值模拟结果证明了夹杂颗粒在沿着超重力方向上的运动行为近似符合Stokes运动定律.这表明超重力场可以有效分离金属熔体中的夹杂物.     

旋转磁场用于原铝净化的研究

根据电磁流体力学的基本理论,研究了在旋转磁场作用下原铝熔体的净化过程·分析了体系的电磁力和重力的影响因素,研究了铝熔体中杂质铁和硅的物理性能·分析表明,原铝中杂质铁以Al3Fe的形式存在,而杂质硅以单质形式存在·在分析了重力、电磁力和离心力的综合作用后,利用电磁力与偏析的共同作用实现了原铝中杂质铁和硅的分离·考查了主要影响因素,即磁场强度、凝固时间、气隙大小和坩埚位置等·研究结果表明,旋转磁场作用下的原铝熔体偏析净化的方法综合了电磁力、重力和偏析的共同作用,它可以使原铝中Fe和Si的质量分数由016%降至005%·     

利用磁场分离铝熔体中的富铁相

原铝中含有的铁、硅杂质,主要以枝状的化合物存在·当向铝熔体中加入一定量的锰时,锰与铁、硅、铝生成金属间化合物·该类富铁金属间化合物呈较大的块状或球状颗粒,可用电磁将其分离·利用富铁相与铝熔体导电性差异,可用交变磁场将其分离出来;利用富铁相与铝熔体导磁性差异,可用稳恒磁场将其分离出来·实验结果表明,交变磁场和稳恒磁场可使铝熔体富铁相定向聚集·     

超重力场辅助燃烧合成技术制备Fe3Al合金及其抗氧化性能研究

本课题利用超重力场辅助的两步燃烧合成技术成功制备了Fe3Al合金.首先利用Al/Fe2O3之间的铝热反应释放的高热量使得产物(Fe和Al2O3)转变成高温混合熔体,Fe熔体在1000 g超重力场的作用下迅速从高温混合熔体中分离,并和底部的纳米铝粉发生二次燃烧合成,生成致密的Fe3Al金属间化合物.Fe3Al样品中仅存在...     

以超重力熔铸新技术制备Al2O3陶瓷材料

通过对燃烧合成技术与超重力技术的集成,发展了一种完全不同于粉末烧结技术的Al2O3陶瓷的非平衡制备新技术;首先通过超重力场中的燃烧合成反应产生了由陶瓷-金属熔体组成的超高温混合熔体,随后在超重力场中利用金属、陶瓷、气孔三相的密度差实现其快速、彻底的分离.在超重力系数G≥200的超重力场中所制备的陶瓷块体的相组成为单相α-Al2O3;随着超重力系数G的增加Al2O3陶瓷的密度增大,最大密度达到3.89g/cm3;所制备的多晶Al2O3陶瓷中晶粒的(hkO)晶面沿所施加的超重力场方向表现出明显的织构化特征.     

电磁过滤Al-Si合金熔体中初生富铁相去除效率的理论分析

采用柱塞流及轨线模型建立了电磁过滤水平流动Al-Si合金熔体中初生富铁相的去除效率模型,并进行理论分析.结果表明,初生富铁相的去除效率随着熔体流速(u)和过滤器的高度(2h)降低而增加;随着电磁力(f)、电磁力作用区长度(x)和初生富铁相的粒径(dp)的增加而增加.采用电磁过滤可有效去除Al-Si合金熔体中粒径大于30μm的初生富铁相,计算结果与水平流动Al-Si合金熔体的电磁过滤实验结果相吻合.该模型可用来设计过滤器的结构和工艺参数的确定,为电磁去除铝合金中的初生富铁相技术的工业应用提供理论基础.     

电磁过滤A1-Si合金熔体中初生富铁相去除效率的理论分析

采用柱塞流及轨线模型建立了电磁过滤水平流动Al-Si合金熔体中初生富铁相的去除效率模型,并进行理论分析.结果表明,初生富铁相的去除效率随着熔体流速(u)和过滤器的高度(2h)降低而增加;随着电磁力(f)、电磁力作用区长度(x)和初生富铁相的粒径(dp)的增加而增加.采用电磁过滤可有效去除Al-Si合金熔体中粒径大于30 μm的初生富铁相,计算结果与水平流动Al-Si合金熔体的电磁过滤实验结果相吻合.该模型可用来设计过滤器的结构和工艺参数的确定,为电磁去除铝合金中的初生富铁相技术的工业应用提供理论基础.     

以超重力熔铸新技术制备Al2O3陶瓷材料

通过对燃烧合成技术与超重力技术的集成,发展了一种完全不同于粉末烧结技术的Al2O3陶瓷的非平衡制备新技术;首先通过超重力场中的燃烧合成反应产生了由陶瓷-金属熔体组成的超高温混合熔体,随后在超重力场中利用金属、陶瓷、气孔三相的密度差实现其快速、彻底的分离．在超重力系数G≥200的超重力场中所制备的陶瓷块体的相组成为单相α—Al2O3;随着超重力系数G的增加Al2O3陶瓷的密度增大,最大密度达到3．89g／cm3;所制备的多晶Al2O3陶瓷中晶粒的（hkO）晶面沿所施加的超重力场方向表现出明显的织构化特征．     

高频磁场下熔体夹杂迁移行为的研究

本文研究了高频磁场中熔体夹杂的迁移行为,利用感应线圈产生的高频磁场,选取Al-2%Fe、Al-5%Fe合金中的产生的富铁相作为研究对象。颗粒与熔体之间的导电率存在很大的差异,当外加磁场时,产生的电磁力作用于熔体,固相颗粒将向分离器外壁面迁移而除去。通过加入变质剂Mn元素研究其对富铁相形貌的影响,研究表明:在Mn/Fe的摩尔比为1.4～1.5时,针状的富铁相变成了块状或汉字状,减小富铁相再熔体中迁移受到的阻力,使之更利于在熔体中迁移,并进一步探讨了电磁分离过程中各工艺参数对夹杂颗粒迁移行为和实际分离效率的影响。     

Zn对Sn-Pb-Ag合金中Ag富集规律的影响

以Sn-36.6%Pb-1%Ag为研究对象,采用扫描电子显微镜(SEM)、X线能谱仪(EDS)和化学成分分析等手段,对Sn-Pb-Ag中加入Zn后Ag与Sn,Zn反应的热力学、浮渣含银量及Ag-Zn化合物的组成、形貌及分布进行研究。研究结果表明:Ag更易与Zn生成Ag-Zn金属间化合物;浮渣含银低于1%(质量分数);体系上部、中部和底部均存在3种金相:富锡相(Sn-12.21%Pb-0.52%Ag-2.42%Zn)、富铅相(Pb-31.34%Sn-1.89%Zn)和Ag-Zn化合物相(Zn-27.30%Ag-10.87%Sn-3.70%Pb),Ag-Zn化合物相不发生偏析,且体系中不存在分层区域。原因可能是Sn-36.6%Pb-1%Ag的密度仅比Ag-Zn化合物密度大0.35 g/cm~3;Sn-36.6%Pb-1%Ag为富锡基体系,富锡基中不存在双液相分层区。但是在Sn-Pb-Ag体系中加入Pb,不仅能增大体系的密度,当铅的质量分数大于60%时液相将存在双液相分层区,使得加锌富集Sn-Pb-Ag中的银成为可能。     

难选赤褐-菱铁矿离析焙烧-弱磁选提铁研究

针对重庆綦江沉积型赤褐-菱铁矿,提出离析焙烧-弱磁选工艺实现提铁。矿石与氯化钙、焦炭混匀后置入焙烧炉中进行离析焙烧,铁从弱磁性矿物转变为强磁性矿物后,焙烧矿采用弱磁选回收铁。研究结果表明:焙烧矿中产生了以磁铁矿(Fe3O4)、金属铁(Fe)为主的新矿相及少量的氧化亚铁(Fe O)新矿相,实现了铁与其他杂质的有效分离。在离析焙烧温度为950℃、离析焙烧时间为60 min、氯化钙和焦炭质量分数分别为4%和15%、弱磁选磁场强度H为0.10 T、弱磁选磨矿细度小于0.038 mm的铁精矿质量分数为95%的综合工艺条件下,得到了铁品位为72.02%,硫和磷质量分数分别为0.080%和0.053%,铁回收率为82.09%的铁精矿分选指标,提铁效果显著。     

高磷赤铁矿非熔态分离提取

对湖北恩施的典型高磷赤铁矿样品进行了非熔态分离提取实验研究.矿样基础特性研究表明,该矿为典型鲕状高磷赤铁矿,矿中铁元素与磷元素之间并未处于化学结合状态.据此采用高速气流磨技术,将其磨至平均粒度为2μm的超细粒度,观察发现铁元素与磷元素在各个超细矿粉颗粒中的含量分布不均匀,Fe、P化合物有所解离.进而采用流态化技术进行气力分离,设计制造了流态化装置,对超细矿粉的流态化特征进行研究,结果表明超细铁矿粉的流态化特征与常规细粉不同.基于富铁物料与富磷物料的密度差异,设计制造了气力分离装置,对超细高磷赤铁矿粉进行气力分离实验,初步实现了铁元素和磷元素的分离.     

自蔓延法制备铬铁合金

以Cr2O3,Fe2O3,Al为实验原料,采用自蔓延法制备铬铁合金,采用XRD技术对铬铁合金进行表征。研究结果表明:通过热力学计算,反应一经引发能够自我维持进行,加入硝酸钠作发热剂来补充热量,可以使铬铁合金熔体与熔渣更好地分离;制得的合金主要由Cr-Fe,Al2O3和Na2O等相组成。铬铁合金中铬的质量分数≥60%,相应的铁的质量分数≤35%,熔体中的熔渣(Al2O3和Na2O等)质量分数≤5%。     

导流式连续卸料离心机在铜电解净液系统中的应用

在铜电解生产过程中,电解液杂质元素不断富集,必须抽取一部分废电解液进行脱杂处理.为补充在脱除杂质过程中过量脱除的铜离子,铜冶炼厂一般采用生产硫酸铜重溶补充到电解液中的工艺.而传统生产粗硫酸铜的过滤分离设备,存在劳动强度大、能耗高、酸雾污染等问题.介绍一种导流式连续卸料离心机及其结构、工作原理与设备性能,综述其在铜电解净液系统粗硫酸铜工序的过滤分离中的应用.与传统过滤机相比,导流式连续卸料离心机不仅能高效快速分离出硫酸铜固体,减少硫酸铜含水量,而且能够实现密闭、连续作业,进而消除现场酸雾的危害,具有良好的经济效益和社会环境效益.     

粗结晶硫酸铜脱除砷、锑和铋研究

用氧化-中和-共沉淀方法脱除粗硫酸铜中的砷、锑、铋,使之达到电积铜粉用硫酸铜溶液的质量要求。结果表明:在200 mL硫酸铜溶液中,当Cu2+质量浓度为60 g/L,质量分数为3%的H2O2加入量为4 mL,质量分数为20%的聚合硫酸铁加入量为3 mL,氧化时间为10 min,过滤后滤液中加入Na2CO3调节pH至3.80,反应60 min时,除杂综合效果最好,As脱除率达94.17%,Sb脱除率达45.95%,Bi脱除率达88.64%,原液中Fe脱除率达98.83%。     

分梳山羊绒时刺辊部分的作用

本文分析了山羊原绒中粗毛和绒毛在长度、细度、抗弯刚度、摩擦系数等方面存在着显著的差异;利用刺辊的握持分梳能有效地分离粗毛和杂质;分析了纤维脱离针齿的条件及附面层气流中粗毛、杂质和绒毛沉降速度的差异.在锡莱分析机的刺辊下部改装去粗刀和挡板,证明对去除粗毛、杂质效果良好.     

制浆造纸厂富铁污泥性质及其回用为污泥调理剂研究

针对制浆造纸废水芬顿氧化过程产生的富铁污泥含铁量高的优势,及其易引起混合污泥脱水困难的问题,提出对富铁污泥进行酸处理溶出其中的Fe3+,以用作污泥调理剂的资源化利用新思路。采用元素分析仪、X射线荧光分析仪(XRF)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)等分析富铁污泥的组成,采用X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析富铁污泥中铁元素的存在形式;以铁的溶出率和酸消耗量为指标优化酸处理富铁污泥的反应条件,以污泥比阻的降低程度为指标评价制得的污泥调理剂的调理效果,并与FeCl_3进行对比。结果表明:富铁污泥中铁的质量分数可达39.32%,主要以三价的水合氧化铁形式存在;常温下富铁污泥酸处理的优化条件是硫酸与绝干富铁污泥的质量比为0.91g/g,反应时间为180 min,在此条件下铁溶出率可达57.24%。经酸处理后的富铁污泥制得的调理剂在投加量(以铁质量计)为城市污水处理厂剩余污泥干质量的3.45%时,可将污泥比阻降为其初始值的17.90%,与FeCl_3的污泥调理效果相当,这说明该方法是制浆造纸厂富铁污泥资源化利用的一种可行工艺。     

CO对铁丝网卷还原NO的影响实验研究

采用模拟烟气在水平布置的陶瓷管反应器中对金属铁丝网卷直接还原NO气体的特性进行了实验研究.烟气中NO的体积百分比为0.05％,配平气体采用N2,反应温度为300℃-1100℃.实验研究结果表明铁丝卷具有非常好的直接还原NO的能力.在N2气氛中,在500℃以下温度范围铁的脱硝效率低于40％,在500℃-800℃铁的脱硝效率迅速增加,当温度超过900℃后不同尺寸的铁丝卷对NO的脱除效率都超过99％.对铁表面的X光衍射分析(XRD)结果表明铁与NO反应后生成了铁氧化物,在550℃时铁的主要氧化物为Fe3O4,在1100℃时铁的主要氧化物为Fe2O3.扫描电子显微镜(SEM)结果表明550℃时铁样品表面比较细密,而1100℃时铁样品表面比较疏松,有利于NO气体向铁内部的扩散,从而利于提高NO脱除率.还原性气体CO通过还原铁的氧化物以保证金属铁和NO的连续反应,从而进一步提高NO的脱除效率.CO气氛中铁和NO反应后的XRD检测结果表明铁样品的主要成分是金属铁,此外含有少量的FeO.在含有16.8％ CO2以及1％-2％O2的模拟烟气条件下,当温度超过1000℃后,反应器中分别加2％和4.1％的CO气体后,铁丝卷脱硝效率可达到大约95％.     

焙烧温度对高铁提钒尾渣煤基直接还原效果的影响

利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段考察了焙烧温度对提钒尾渣煤基直接还原效果的影响,并利用磨矿-磁选方法对焙烧产物进行了金属铁的分离实验.结果表明:最有利于金属铁析出、兼并、长大以及金属铁和渣相单体解离的焙烧温度是1200℃,在此温度下,提钒尾渣中的Fe2O3基本还原成了金属铁,Fe2TiO5基本转变成了金属铁和TiO2.铁质量分数36.54%、TiO2质量分数9.28%的提钒尾渣,经1200℃焙烧所得产物经过二段磨矿-二段磁选可获得铁质量分数90.90%、TiO2质量分数0.56%的金属铁粉.