硼铁矿选择性还原分离铁和硼

本文对硼铁矿进行以选择性还原分离铁和硼作了理论分析和试验研究。结果表明,硼铁矿用煤为还原剂在固相下铁氧化物可被还原,而硼仍以氧化物形态存在;还原矿石磁选分离后,用电热熔化可将铁和含B_2O_3炉渣良好分离,控制熔分条件可获得不同金属产品;熔分渣可直接用于硼酸或硼砂生产。     

硼镁铁矿制取硼砂工艺矿物研究

通过显微结构分析和X光衍射等测试方法对硼镁石矿、硼镁铁矿、氧化焙烧矿和预还原熔分渣的矿物组成及结构特点进行了较系统的分析。并用常压碳碱法对各种试样进行了硼的浸出实验。理论研究表明欲提取硼镁铁矿中的硼,直接焙烧硼镁铁矿,然后浸出是相当困难的。而先把铁氧化物还原成金属铁,分离渣相在1050—1200℃恒温缓冷可得到较大的柱状集合体形态的遂安石(2MgO·B_2O_3),此种硼酸盐碳碱法浸出率最高。     

含硼炉渣性能的研究

本文研究了高炉型含B_2O_3合成渣的冶金性能。B_2O_3在CaO-MgO-SiO_2-Al_2O_3四元渣系中起助熔剂作用,它能降低炉渣的粘度和熔化性温度(见图1—3及表2)。含硼高镁渣具有适宜高炉冶炼的粘度和熔化性温度,例如当炉渣含MgO 25％,B_2O_3 12％且CaO/SiO_2为1.0时,其熔化性温度大约为1300℃,含硼炉渣脱硫性能良好(图 5、6)。CaO/SiO_2仍然是判别脱硫能力的主要因素。硅和硼的氧化物的还原行为相近,B_2O_3的存在促进了渣中SiO_2的还原。     

高MgO含量富硼渣熔体粘度的测定

用化学试剂氧化物配制合成 B_2O_3-MgO-SiO_2-Al_2O_3-CaO 系高 MgO含量的富硼渣,利用 ZC-1600 型高温综合测试仪,用内柱体旋转法测定其粘度及熔化性温度,高MgO 含量富硼渣熔体粘度随温度的变化显著,B_2O_3 在渣系中起到助熔剂及降低粘度作用,采用高炉冶炼时炉温应保持 1 500℃左右。     

硼铁矿磁选分离综合利用新工艺

在实验室条件下，进行了硼铁矿便利的工艺研究，硼铁矿经磁选分离获得含Ｂ２Ｏ３〉１３％的硼精矿和含ＴＦｅ－５５％的含硼铁精矿，硼精矿经活化焙烧，Ｂ２Ｏ３活性大于９０％；可直接用碳碱法生产硼砂，含硼铁精矿可作为烧结球团含硼添加剂使用，或经直接还原熔化分离进行硼铁分离，获得钢铁材料及可直接用于硼砂生产的富硼渣，工艺实现了硼铁矿的综合利用。     

CaO-SiO_2-B_2O_3-硼泥渣系的熔化性能及渣系结构分析

为研究硼泥质量分数对CaO-SiO_2-B_2O_3-硼泥渣系的熔化性能和渣系结构的影响,分别采用半球点法和旋转柱体法测定了渣系的熔化温度和黏度,并通过X射线衍射分析和拉曼光谱对渣系的物相组成和渣系中硅酸盐微结构单元的变化规律进行了研究,进一步解释了硼泥对试验渣系熔化性能的影响机理.结果表明:随着硼泥质量分数的增加,渣系的熔化温度和黏度均降低,在1 200℃时,当硼泥质量分数从5%增加到15%时,渣系的黏度从3.0 Pa·s以上降低到0.5 Pa·s以下.XRD分析结果显示:试验渣系的主要物相为2CaO·SiO_2和低熔点的钙镁硅酸盐相如Ca_(14)Mg_2(SiO_4)_8,Ca_5MgSi_3O_(12)和Ca_3Mg(SiO_4)_2,还有少量的CaO·B_2O_3相,这些低熔点物相的形成导致渣系的熔化温度降低.拉曼光谱结果显示:随着硼泥质量分数的增加,渣系中复杂的硅酸盐网络开始解体,导致渣系中非桥氧的数目增加,桥氧的数目减少,使得渣系的黏度降低,这与上述黏度试验的测定结果一致.     

低品位硼铁矿中硼的富集

采用还原焙烧、磁选工艺流程和粉矿直接入炉焙烧技术,对难选低品位硼铁矿中硼的富集进行了研究.按化学当量比C/O=1(原子比)进行配碳,使用马弗炉进行焙烧实验,在500～1 450℃研究了不同焙烧温度下硼品位和硼回收率的变化.研究结果表明:随着焙烧温度的提高,铁晶颗粒增大,在1 200℃时硼精粉品位达到14.29%,满足硼化工工业对硼品位的要求(ω(B2O3)≥12%);硼回收率在1 200℃以上时能达到90%以上.当焙烧温度在1 350℃以上时,硼的回收率和品位没有太大的变化.焙烧温度选择在1 200～1 350℃为宜,既能实现高的硼回收率,硼品位又能满足硼化工工业的要求.     

氢氧化钠焙烧硼精矿提取硼砂的研究

为更加合理、有效的利用硼精矿,针对目前硼精矿冶炼过程中存在的问题提出工艺改进,以辽宁硼精矿为原料,采用氢氧化钠钠化焙烧的方法处理得到熟料,熟料经溶出、过滤、分离得到B_2O_3溶液和提硼渣,碳分含硼溶液得到硼砂产品.考察了碳分温度、碳分终点pH值和碳分B_2O_3浓度对硼砂回收率的影响.最佳工艺条件为:碳分温度20℃、碳分终点pH值9. 5、碳分B_2O_3浓度25 g/L,该条件下硼砂回收率为84. 6%.采用XRD、SEM和ICP分析了硼砂产品的组成、结构和成分,结果表明,该硼砂为晶型发育良好的块状结构,且纯度为97. 6%.     

B_2O_3-MgO-SiO_2系富硼渣活性的研究

研究了B_2O_3-MgO-SiO_2系富硼渣的活性与组成和结构的关系。在限定10％≤B_2O_3≤30％,10％≤SiO_2≤30％,MgO≤60％范围内,MgO的含量和熔体固化过程玻璃体的形成是影响富硼渣活性的关键因素。     

基于气基直接还原-熔分的硼铁矿高效利用新工艺

实验室条件下,以含硼铁精矿为原料制备氧化球团,对含硼铁精矿气基竖炉直接还原-电炉熔分新工艺进行了研究.结果表明,含硼铁精矿是良好的造球原料,1 200℃下焙烧20 min后,成品球团抗压强度可达2 500 N以上,满足气基竖炉直接还原工艺要求.在H2与CO体积比大于2/5且温度在850~1 000℃条件下,含硼铁精矿氧化球团还原率达到95%的时间为15~60 min,还原膨胀率不高于15%.在高温下电热熔化DRI后硼和铁可以高效分离,硼、铁收得率均可达到98%以上,富硼渣中B2O3的质量分数在21%以上,活性可达89%左右,是"一步法"生产硼酸的优良原料.含硼铁精矿气基竖炉直接还原电炉熔分新工艺可以实现硼铁高效分离和清洁利用.     

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.     

BaCoO3基透氧材料的B位掺杂优化

采用传统的固相合成法制备BaCo_0.9-xFe_xNb_0.1O3-δ(BC0.9-xFxN0.1O, x=0.1,0.2,0.3,0.4)和BaCo_1-yNb_yO_3-δ(BC_1-yN_yO,y=0.10,0.12,0.14,0.16)混合导体透氧膜材料,较系统地研究Fe和Nb掺杂量对BC_0.9-xF_xN_0.1O和BC_1-yN_yO的晶体结构、晶粒大小、结构稳定性以及透氧率的影响.结果表明：Fe和Nb掺杂有助于提高BaCoO₃基钙钛矿材料的结构稳定性,但会降低材料的透氧能力;与Fe相比,Nb掺杂能够更有效地提高材料的高温化学稳定性,并细化晶粒;厚度为1 mm的BaCo_0.88Nb_0.12O_3-δ膜片在850 ℃和Air/He（110 mL·min^-1/80 mL·min^-1）的吹扫条件下,透氧率为2.02 mL·cm-²·min^-1.     

真空烧结SrTiO3系多功能瓷涂覆的研究

采用真空烧结使 Ｓｒ Ｔｉ Ｏ３ 系基片充分半导化,研究了氧化物（ Ｎａ２ Ｏ）及其它两种复合氧化物（ Ｐｂ Ｏ Ｂｉ２ Ｏ３  Ｂ２ Ｏ３ 、 Ｍｎ Ｏ Ｂｉ２ Ｏ３）为扩散剂对半导化的（ Ｓｒ Ｃａ） Ｔｉ Ｏ３ 基陶瓷压敏、介电特性及显微结构的影响     

反应条件对SnCl_2-TiCl_3-K_2Cr_2O_7法的影响

为了从理论上对矿物质中全铁含量的测定进行深入研究,利用SnCl2-TiCl3-K2Cr2O7法对其实验条件进行了较详细的分析和研究。SnCl2-TiCl3-K2Cr2O7法即试样用盐酸加氟化钠加热分解,让有铁的氧化物及硅酸盐都变成氧化铁进入溶液中。先用氯化亚锡将大部分三价铁离子还原成二价铁,以钨酸钠为指示剂,用三氯化钛将剩余的三价铁还原成二价铁至生成“钨蓝”,再用重铬酸钾标准溶液氧化至蓝色消失,加入硫磷混合酸以二苯胺磺酸钠为指示剂,用重铬酸钾标准液滴定。通过调节不同的还原酸度,还原温度,试剂用量和溶样时间,对其最佳实验条件进行了优化。结果表明,当还原酸度为4．0mol·L^-1,还原温度范围在60--70℃,浓HCI选取30mL进行溶解,溶样时间25min时,测定全铁含量的准确性最高。为SnCl2-TiCl3-K2Cr2O7法准确测定矿物质中全铁含量提供了最佳的实验条件。     

热压碳化硼表面自润滑膜的生成

研究了热压碳化硼表面自润滑膜的生成.在实验条件下,未经热处理的碳化硼摩擦副的摩擦因数由起始阶段的0.35～0.40,随滑行距离的增加而减小至0.25左右.对摩擦前后接触面进行X射线衍射分析,结果表明接触界面发生了摩擦化学反应,生成了B     

高Bi_2O_3低B_2O_3含量的PbO－Bi_2O_3－B_2O_3系统研

通过传统熔体冷却方法确定了高Ｂｉ２Ｏ３低Ｂ２Ｏ３含量的ＰｂＯ－Ｂｉ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３系统形成玻璃的最少Ｂ２Ｏ３引入量；利用Ｘ射线衍射分析和红外光谱分析方法研究了由Ｐｂ３Ｏ４，Ｂｉ２Ｏ３单一氧化物、高Ｂｉ２Ｏ３含量的ＰｂＯ－Ｂｉ２Ｏ３二元系统及高Ｂｉ２Ｏ３低Ｂ２Ｏ３含量的ＰｂＯ－Ｂｉ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３三元系统经熔融冷却而获得物质的结构特点，探讨了少量Ｂ２Ｏ３的引入对该三元系统形成玻璃的作用和形成无定形结构的可能机制。     

Multi-index analysis of the melting process of laterite metallized pellet

Herein, a multi-index analysis of the nickel content of an alloy, output rate of the alloy, nickel recovery rate, and iron recovery rate during the melting of laterite metallized pellets was performed. The thermodynamic reduction behavior of oxides such as NiO, FeO, Fe₃O₄, and Cr₂O₃ was studied using the FactSage software, which revealed that SiO₂ is not conducive to the reduction of iron oxides, whereas the addition of basic oxides such as CaO and MgO is beneficial for the reduction of iron oxides. On the basis of a comprehensive analysis to achieve greater nickel recovery and lower iron recovery rates, the optimum experimental parameters in the orthogonal experiment were A3B1C3 (t=30 min, C/O=0.4, R=1.2); the indicators w_Ni, φ_alloy, η_Ni, and η_Fe had values of 15.0wt%, 12.1%, 44.9%, and 96.4%, respectively. In single-factor experiments, increasing basicity (R) substantially improved the separation effect in the low-basicity range 0.5 ≤ R ≤ 0.8 but not in the high-basicity range 0.8 ≤ R ≤ 1.2. Similar results were obtained for the effect of the C/O ratio. Moreover, the recovery rate of nickel increased with increasing recovery rate of iron.     

Feasibility of co-reduction roasting of a saprolitic laterite ore and waste red mud

Large scale utilization is still an urgent problem for waste red mud with a high content of alkaline metal component in the future. Laterite ores especially the saprolitic laterite ore are one refractory nickel resource, the nickel and iron of which can be effectively recovered by direct reduction and magnetic separation. Alkaline metal salts were usually added to enhance reduction of laterite ores. The feasibility of co-reduction roasting of a saprolitic laterite ore and red mud was investigated. Results show that the red mud addition promoted the reduction of the saprolitic laterite ore and the iron ores in the red mud were co-reduced and recovered. By adding 35wt% red mud, the nickel grade and recovery were 4.90wt% and 95.25wt%, and the corresponding iron grade and total recovery were 71.00wt% and 93.77wt%, respectively. The X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy, and energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) analysis results revealed that red mud addition was helpful to increase the liquid phase and ferronickel grain growth. The chemical compositions “CaO and Na₂O” in the red mud replaced FeO to react with SiO₂ and MgSiO₃ to form augite.     

PbO-Bi2O3-B2O3系统玻璃中B3+离子的配位状态

利用红外光谱和喇曼光谱研究了ＰｂＯ－Ｂｉ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３系统玻璃结构中Ｂ＾３＋离子的配位状态,研究结果表明：当Ｂ２Ｏ３含量较低时,获得的重金属氧化物玻璃结构中的Ｂ＾３＋离子以单个［ＢＯ３］三角体形式存在,随Ｂ２Ｏ３含量增加,部分［ＢＯ３］三角体转变成［ＢＯ３］三角体转变成［ＢＯ４］四面体;当Ｂ２Ｏ３含量增加到一定程度时,通过［ＢＯ３］三角体与［ＢＯ４］四面体之间的桥氧离子的联接而形成含［ＢＯ３］三