Fe_2O_3-SiO_2体系深度还原过程动力学

采用等温法和非等温法,分析了Fe2O3-SiO2体系深度还原过程的动力学.等温法试验表明,在一定范围内升高还原温度,有利于焦炭气化反应的进行,进而增加反应的还原度和还原速率.等温法确定的Fe2O3-SiO2体系深度还原反应符合Avrami-Erofeev模型,金属铁颗粒的成核及长大是还原过程的限制性环节,反应的表观活化能为235.33 kJ/mol,指前因子为3.22×107min-1.非等温法试验表明,该体系深度还原反应在温度达到400℃之后开始发生,700℃之后还原反应速度加快,最终反应趋于平衡.非等温法确定的主要反应阶段的表观活化能为238.66 kJ/mol,指前因子为1.04×107min-1.     

攀枝花钛铁矿固态还原行为

以我国攀枝花钛铁矿为研究对象,研究钛铁矿固态碳热还原反应的宏观动力学、钛铁矿还原产物的物相转变及显微结构的变化规律,探讨攀枝花钛铁矿固态碳热还原行为。研究结果表明:钛铁矿精矿还原速率较小,在温度为1000～1150℃时,攀枝花钛铁矿精矿的还原过程受界面化学反应控制,反应的表观活化能为125.92 kJ/mol;在钛铁矿还原过程中,将会形成M3O5型(M为Fe,Ti,Mg和Mn等)固溶体和TinO2n-1等导致铁离子活度降低的物相,使钛铁矿的还原难度加大,而且还原产物的结构和Mg在未反应内核处的富集都阻碍了攀枝花钛铁矿精矿的进一步还原。     

Fe2O3-SiO2体系深度还原过程动力学

采用等温法和非等温法,分析了Fe2O3-SiO2体系深度还原过程的动力学.等温法试验表明,在一定范围内升高还原温度,有利于焦炭气化反应的进行,进而增加反应的还原度和还原速率.等温法确定的Fe2O3-SiO2体系深度还原反应符合Avrami-Erofeev模型,金属铁颗粒的成核及长大是还原过程的限制性环节,反应的表观活化能为23533kJ/mol,指前因子为322×107min-1.非等温法试验表明,该体系深度还原反应在温度达到400℃之后开始发生,700℃之后还原反应速度加快,最终反应趋于平衡.非等温法确定的主要反应阶段的表观活化能为23866kJ/mol,指前因子为104×107min-1.     

H+2注入法研究钛铁矿还原微观机理

在室温条件下对钛铁矿进行了注入H 2离子实验,结合透射电镜观察,研究了钛铁矿还原过程中的微观机理. 实验发现,注入H 2离子后,[1-10]方向的金属铁晶体在[1-4 3-1]方向的钛铁矿晶体上生成;在钛铁矿还原过程中,金属铁的(2-2-2-)或(222)晶面优先由钛铁矿的(42 6-4-)和(4-2-64)晶面转变而来,钛铁矿还原到铁的结构变化是一个渐变过程.     

铝粉对钒钛磁铁精矿碳热还原及熔分过程的影响

研究了铝粉对钒钛磁铁精矿碳热还原及熔分过程的影响。结果表明：添加铝粉能提高钒钛磁铁精矿碳热还原反应速率。铝粉添加量越大,还原反应越快。在还原反应过程中,铝热还原反应的发生放出了大量热量,并在其反应界面周围形成局部高温,从而强化碳热还原反应过程,同时促进新生金属铁聚集长大。添加1%铝粉可稍微改善渣金分离;当铝粉添加量大于2%时,由于TiC的生成,渣的流动性变差,渣铁分离效果恶化。     

低品位赤铁矿球团成核剂强化还原机理研究

对某低品位赤铁矿球团直接还原过程中成核剂作用机理进行了研究.结果表明:在直接还原过程中,成核剂能够使金属铁晶粒形核位垒降低50%以上,有效促进了金属铁晶粒快速形核.同时,添加成核剂后,球团的还原表观活化能由18.10kJ.mol-1降低到10.15 kJ.mol-1,降低了43.92%.表观活化能越低,还原反应越容易进行,即成核剂能够有效促进铁矿物还原,从而提高还原球团的金属化率.     

富氧率对钒钛磁铁矿球团还原行为的影响

模拟研究了不同富氧率条件下钛磁铁矿氧化球团的还原过程.通过扫描电镜观察钒钛磁铁矿球团还原过程中的微观结构变化,结合能谱仪研究分析了还原过程中产物的分布变化.结果表明,富氧率的提高对还原度和还原速率提高有明显促进作用.还原过程中钛铁分离伴随着Al元素向高钛矿中迁移富集,最终Al与Ti原子数比为1∶3,Al很可能与钛铁氧化物固溶,形成某种复合化合物并导致球团矿还原难度增加.运用三种不同模型对球团矿还原过程对比分析,发现混合模型可以很好地表征球团矿不同阶段的还原过程.利用混合模型计算得出球团矿还原过程的动力学参数.结果表明,随着富氧率的升高,球团矿还原活化能逐渐降低,从不富氧到富氧79%条件下,活化能由26.5 k J/mol降低到19.68 k J/mol,活化能的降低增加了相同条件下活化分子的数量,提高了反应速率,有利于球团矿在较低还原温度条件下快速反应.     

用含铁物料和煤粉直接制备金属铁粒的新工艺研究

介绍采用碱性内配煤含铁团块(或球团)高温直接还原生产金属铁粒的方法(Wcomet法),研究该方法中影响铁-渣分离及金属铁收得率的主要因素.当内配碳比(C/O原子比)大于1.0、渣相碱度(R)大于1.8、还原温度高于1300 ℃时,被还原出来的金属铁通过扩散聚集长大成粒,同时,团块中的CaO与脉石中的 SiO2反应生成2CaO*SiO2.还原产物在冷却过程中因2CaO*SiO2相变发生自然粉化,通过筛分可得到尺寸为5～20mm的金属铁粒.采用该方法可以有效回收硫酸渣和转炉污泥中的铁.     

混凝土中钢筋锈蚀过程非氧 扩散控制的试验研究

通过恒温干燥试验研究了钢筋锈蚀电流随混凝土孔隙饱和度PS的变化规律.通过未锈浸泡、锈蚀后浸泡、锈蚀后继续自然锈蚀的对比试验研究了3种不同条件下钢筋锈蚀速率变化过程,并进行了浸泡前后钢筋锈蚀产物物相变化的XRD分析.恒温干燥试验的研究结果表明,混凝土内钢筋的锈蚀速率随混凝土孔隙饱和度PS的增大而增大,和氧扩散速率的变化规律截然相反.对比试验研究表明,氯盐溶液长期浸泡下未锈试件即使活化也无法锈蚀,而锈蚀试件却可以继续高速锈蚀3个月以上,从而说明氧仅是混凝土内钢筋开始锈蚀的必备条件,而不是混凝土中钢筋锈蚀过程的控制因素.XRD分析表明,钢筋一旦已经开始锈蚀(即有锈蚀产物存在),锈蚀产物中FeOOH可以取代氧成为钢筋锈蚀过程阴极反应的新的去极化,即使在饱水条件下,钢筋的锈蚀仍然可以继续进行.     

以煤泥为还原剂海滨钛磁铁矿直接还原焙烧反应历程

研究以煤泥为还原剂,印尼某海滨钛磁铁矿在直接还原焙烧过程中,不同焙烧温度下矿物组成变化规律. X射线衍射和扫描电镜分析结果表明,随着焙烧温度的升高,钛磁铁矿逐渐被还原. 其中铁矿物经过浮士体( FeO) ,最终被还原成金属铁;而钛则经过钛尖晶石最终生成钛铁矿和少部分的铁板钛矿. 在整个直接还原焙烧过程中,金属铁颗粒在1100℃左右生成,然后不断长大,在1250℃时金属铁颗粒明显增多,在之后的保温过程中,金属铁颗粒不断长大,并在此过程中将金属铁从中分离出来.     

蒙脱石中Al2O3的盐酸溶出过程动力学研究

酸溶法是目前对蒙脱石进行活化处理的主要方法之一。文章首先分析了影响酸溶速率的主要因素,并在得出的最佳溶出条件下对Al2O3的溶出速率进行研究;结果表明,蒙脱石结构中Al2O3的盐酸溶出过程适用平板-内扩散控制模型,其浸出率X对反应时间t的关系可表示为(1-X)2=-kt;其表观活化能约为24.3 kJ/mol。     

Non-isothermal reduction kinetics of titanomagnetite by hydrogen

Reduction of titanomagnetite (TTM) powders by H2-Ar gas mixtures was investigated under a non-isothermal condition by using a thermogravimetric analysis system. It was found that non-isothermal reduction of TTM proceeded via a dual-reaction mechanism. The first reaction was reduction of TTM to wüstite and ilmenite, whereas the second one was reduction of wüstite and ilmenite to iron and titanium dioxide. By using a new model for the dual reactions, which was in an analytical form and incorporated different variables, such as time, temperature, particle size, and hydrogen partial pressure, rate-controlling steps for the dual reactions were obtained with the apparent activation energies calculated to be 90–98 and 115–132 kJ/mol for the first and second reactions, respectively.     

NaVO3+H2SO4溶液中氧气气氛下甲酸分解的研究

研究了在氧气存在下生物质催化氧化制甲酸体系中甲酸的稳定性,主要考察了反应温度、反应时间、氧气初始压力、硫酸浓度、催化剂等因素对于甲酸分解的影响。研究结果表明,温度、反应时间、硫酸浓度对甲酸的分解速率有显著的影响;氧气的初始压力对于甲酸的分解影响较小;催化剂NaVO3的存在会加速甲酸的分解。生物质催化氧化体系中,甲酸的分解反应为二级反应,甲酸分解反应的表观活化能为85.1 k J/mol。提出了在H2SO4溶液中氧气气氛下NaVO3催化甲酸分解的机理。     

漂浮阳极泥中铋的提取与三氧化二铋的制备

漂浮阳极泥经过盐酸浸出、稀释水解、氢氧化钠中和得到氯氧铋,氯氧铋经过氢氧化钠转化制备得到三氧化二铋.当盐酸浓度为6mol/L,固液比为1∶5,反应温度为80℃,反应时间为1h时,漂浮阳极泥中锑和铋浸出率分别达到99.17％和99.08％.当稀释比为8∶1时,盐酸浸出液中锑水解率为98.13％,铋水解率仅为8.8％.稀释后液中加入氢氧化钠溶液,当pH为1.5时,铋水解率达到99.5％,水解产物氯氧铋(BiOCl)中铋、氧、氯的质量分数分别为54.23％,19.30％和14.61％.氯氧铋再次经过盐酸浸出,稀释水解,氢氧化钠沉淀得到氯氧铋.除杂后氯氧铋经过硫酸洗涤、氢氧化钠转化,当氢氧化钠浓度为6mol/L,液固比为3∶1,反应温度为80℃时,反应2h后过滤,用0.5mol/L盐酸洗涤得到形貌为纤维状、晶型为单斜的α-Bi2O3,氧化铋纯度达到99.81％.     

CO_2对煤低温氧化反应过程的影响实验研究

为了深入研究CO2对煤低温氧化反应的影响,利用程序升温油浴实验装置,研究在不同CO2浓度下煤样的自燃特性。采集南屯矿煤样,破碎并筛分出混合平均粒径为4.18 mm的煤样,向试验管煤样中通入不同配比的混合气体,实验控制升温速度为0.3℃/min,供气量为190 mL/min.测定在6种不同浓度CO2气氛下的煤样低温氧化特性,实验结果表明:CO2浓度越高,煤样耗氧速率越小,CO产生率降低。在起始阶耗氧速率相差不大,煤氧复合作用以物理吸附和化学吸附为主,后期阶段以化学反应为主,变化明显。相比于空气气氛下,CO2气氛下煤样活化能有所提高,在40~100℃的温度范围内煤氧作用的活化能值由17.85 kJ/mol升高至22.71 kJ/mol,氧化反应速率降低,表明CO2的加入降低了煤的氧化反应速率,抑制了煤的氧化反应。     

空气中氯化氢废气的净化和回收

研究了以水吸收空气中不同含量的氯化氢废气的吸收条件,对HCl的吸收率达到99%以上,获得的盐酸溶液浓度随吸收液温度的降低和空气中氯化氢浓度的增加而增加.将1.2~1.5mol/L稀盐酸减压蒸发浓缩,当真空度为0.08MPa时,先蒸出的80%左右的液体中氯化氢含量都很低,并且可以获得8.7mol/LHCl的盐酸进行回收,但以制备5.8mol/L的盐酸更经济.据此提出了空气中氯化氢废气的净化和回收工艺流程.     

臭氧-过氧化氢联合浸出方铅矿

在盐酸溶液中,以臭氧和过氧化氢为氧化剂、三氯化铁为助浸剂联合浸出方铅矿精矿制备氯化铅,考察各种操作参数对铅浸出率的影响.实验结果表明:搅拌速率为500r/min、氯化钠初始质量浓度为250g/L、反应温度为90℃、反应时间为180min、三氯化铁初始质量浓度为259/L、过氧化氢初始质量浓度为6.669/L、盐酸初始浓度为0.3mol/L、臭氧进口氧气流量为1.0L/min是臭氧-过氧化氢联合浸出方铅矿的最佳操作参数,此时铅的浸出率达99.5％,产物氯化铅纯度达99.6％.     

用十二烷基苯磺酸钠萃取酪氨酸

用溶剂萃取法从盐酸介质中萃取酪氨酸。以十一烷基苯磺酸钠为萃取剂，以磺化煤油为稀释剂，磷酸三丁酯为调相剂，考察了各种因素对酪氨酸分配比的影响，确定了萃取及反萃过程的最佳工艺条件。研究了萃取反萃过程的热效应，计算了萃取和反萃取的理想级数。