直接测定熔锍中硫化物组元活度的新方法

迄今发表了不少有关测定熔锍体系中硫活度的研究论文,而本文则提出一种直接测定熔锍中硫化物组元活度的新方法,基于利用Na_2O-β-Al_2O_3固体电解质和特制熔渣,设计一种如下所示的双相浓差电池: (-)Me,[Me_xS_x],(Na~ ,S~(2-))|Na_2O-β-Al_2O_3 |(Na~ ,S~(2-)),Me_x,S_y,Me( )式中:[Me_x,S_y]——熔锍中待研究的硫化物组元; Me_xS_y——所考虑的纯态的熔融硫化物; (Na~ ,S~(2-))——含Na_2S的熔融炉渣,与熔锍形成不混溶层; Me——熔点高于电池温度的纯金属线或者含Me的高熔点合金线。未测定的硫化物组元活度根据本文作者新近提出的方法进行计算,计算结果与用其他作者方法算出的很吻合。本文方法用于多元系更方便且计算结果更精确。     

火法冶金中贱金属及锍捕集贵金属原理的讨论

从微观层次讨论火法熔炼过程中贱金属相及锍相捕集贵金属的原理。认为捕集作用的发生是由于熔 融的渣相和贱金属相两者的组成结构差异很大。渣相靠共价键和离子键把硅、氧原子和Ca２＋,Mg２＋,Fe２＋等离 子束缚在一起,键电子都是定域电子,贵金属原子在熔渣中不能稳定存在。金属相靠金属键把原子束缚在一起, 原子间的电子可以自由流动。贵金属原子进入金属相可降低体系自由能。锍在高温下具有相当高的导电率（数 值在１０３～１０４S·cm－１范围）,且温度系数呈负值,属电子导电。熔锍的性质类似金属,因此,在造锍熔炼过程 中,     

金川Ni-Cu锍的吹炼过程及高锍“降铁保硫”的研究——Ⅱ.用含芒硝的熔剂处理高锍、中锍及Ni-Cu-Fe合金的实验研究

用EMF法测定了金川Ni-Cu高锍的平衡氧位;用动态法测定了高锍中S、Fe、Ni的临界氧分压。用Na_2SO_4-SiO_2熔剂对金川Ni-Cu高锍进行“降铁保硫”处理,并在实验室条件下获得了含Fe远小于1％,含S大于20％的高锍产品。20吨转炉的工业试验证实了实验室的研究结果。     

焊渣中FeO含量的变化对焊缝金属脱硫脱磷的影响

本文研究了焊渣中的FeO含量对熔敷金属硫、磷含量的影响。结果表明 ,随着渣中FeO增加 ,硫在渣—铁水中的分配系数降低 ,熔敷金属含硫量增加 ;而增加渣中FeO含量使磷易于向渣中分配 ,熔敷金属含磷量降低 ,但脱磷是有限度的 ;因此改变熔渣中的FeO含量不能同时达到脱硫、脱磷的效果     

镍锍选择性氧化热的力学及动力学

利用氧气吹炼镍锍直接得金属镍,其关键在于去锍保镍。本文利用选择性氧化原理,提出氧化转化温度的概念。热力学分析指出,去硫保镍的条件是: 1、镍锍熔体用O_2开吹的温度必须超过该组成硫、镍氧化的转化温度;对含硅20-25％的镍硫,其开吹温度不能低于1350-1400℃。 2、随着熔体中硫含量的减少,相应地硫、镍氧化的转化温度随之增高。吹炼操作必须迅速进行,以保证熔池温度上升的速度永远高于转化温度增高的速度。 硫、镍氧化的转化温度可用一步法按下列反应 [S] 2NiO_((s))=2[Ni] SO_2进行计算。 热力学分析又指出: 1.镍锍内含铜全部留在熔体之内,在吹炼过程中不被氧化。 2.镍锍中的铁最易被氧化,但当降低到0.8—1.0％后即不能被氧化而以残铁留在熔体之内。 3.镍铳含钴如小于1％也将留在熔体之内。 通过在卡尔多斜吹旋转炉进行的半工业吹炼实验,在采用上列热力学推论得出的去硫保镍条件下,硫能顺利地降到1—2％,充分地证明了理论成功地指导了实践,克服在初期探索性试验中遇到大量镍氧化的困难。在吹炼末期,由于熔体中硫的扩散速度减慢,熔池表面逐渐有NiO层累积。采用不吹氧空转还原,可进一步去硫而提高镍的回收率。镍的直接回收率大于90％,而总回收率大于95％。镍的主要损失来自高温下镍及其氧化物的挥发 熔     

温度和熔渣成分影响钢水脱磷问题的试验研究

在5~T电炉中的18炉试验证明,注意控熔毕渣成分,熔氧期间不换渣,以调整熔渣成分来控制脱磷反应是可行的。试验炉次结束氧化时的温度在1600～1750℃下,配料中的磷有1/2～2/3仍然稳定存在于渣中。如此操作可缩短熔炼时间,降低电耗,节省渣料,简化冶炼工序和减轻劳动强度。本文从理论上分析讨论了温度和熔渣成分对氧化法脱磷的综合影响;计算了不同成分渣下脱磷反应的温度范围;比较了温度与渣成分变化对γp_2o_5的影响程度;在对试验结果理论分析基础上,指出用含Si不太高的中磷原料生产炭钢时,熔氧期不换渣,以调整渣成分控制脱磷反应是合理而可行的。     

FeO熔渣还原动力学研究

讨论了 FeO 熔渣的还原机理,认为FeO 熔渣与含碳铁水间的还原反应既有渣中 FeO 与铁水中碳间的直接还原,又有CO 气体与渣中 FeO 间的间接还原。总还原反应受扩散传质控制,还原反应表观活化能为128kJ/mol。针对熔融还原法的特点,考察了向含碳铁水中喷吹预还原铁精矿粉时熔渣中FeO 的还原反应速度、碱度及喷吹速度的关系,探讨了1550℃时熔渣碱度对固体碳与预还原铁精矿熔渣间反应速度的影响。结果表明,熔渣中FeO 还原速度随反应温度、熔渣碱度及喷吹速度的增加而加快;1550℃时,石墨块与熔渣中 FeO 的反应速度,随熔渣碱度增加而升高。     

CeO2对自保护药芯焊丝性能的影响

通过向BaF2-Al-Mg渣系自保护药芯焊丝药芯中加入稀土氧化物CeO2，研究了CeO2对该渣系自保护药芯焊丝焊接工艺及熔敷金属低温冲击韧性的影响．研究表明，用适量CeO2代替传统使用的MgO、Al2O3加入到药芯中，经冶金反应生成铈铝复合氧化物CeAlO3，能够有效调整熔渣的物化性能，减小焊接飞溅，改善熔渣覆盖和脱渣性；更为重要的是，以CeO2代替MgO、Al2O3造渣，降低了熔敷金属中大尺寸AIN、MgO·Al2O3等脆性夹杂物的含量，从而提高并稳定了自保护药芯焊丝熔敷金属的低温冲击韧性．     

不同熔渣下铝镁质材料渣蚀机理研究

选取冶炼取向硅钢和铝镇静钢的精炼终渣及钢包用铝镁质材料,采用静态坩埚法于1 600 ℃×3 h下进行熔渣侵蚀试验,对渣蚀后试样作显微结构分析,并测定熔渣的化学成分、熔化温度及黏度.结果显示,随着熔渣中wAl2O3的升高和碱度的增大,熔渣的熔点升高,黏度增大.黏度较大的熔渣与耐火材料接触后扩散较慢,对耐火材料的熔损和渗透减弱.当熔渣与耐火材料反应形成较多的高熔点CA2,CA6和MA尖晶石相且连续交错分布时,耐火材料表面粗糙度增大,浸润加剧.钢包循环使用,熔渣与耐火材料进行新一轮的渗透与溶解,最终侵蚀得到抑制,呈现粘渣状态.     

高钛型高炉渣炉内堵塞与液泛行为的研究

在实验室用高温熔滴炉模拟高冶炼过程，对高钛型高炉渣在炉内的堵塞与液泛行为进行了实验研究，研究了气体流速、ＴｉＯ２含量、ＴｉＯ２还原度和渣－焦界面性质对熔渣在炉内的堵塞与液泛的影响。     

Th(SO_4)_2—K_2SO_4二元熔盐体系的研究

作者曾对 Th(SO_4)_2-Li_2SO_4及 Th(SO_4)_2-Na_2SO_4体系进行了研究。为了进一步了解 Th(SO_4)_2与其它碱金属硫酸盐在熔态的相互作用,我们乃对 Th(SO_4)_2-K_2SO_4二元体系进行了研究。和我们过去的工作一样,我们使用了目测多温法,热谱法及显微结构法。     

熔锍及熔融金属中元素选择性氧化的热力学

总结讨论了熔(?)及熔融金属中元素选择性氧化的行为,举出镍锍中Ni与S,铁液中Cr、V、Nb、Mn或P与C作为应用的实例。利用热力学分析提出氧化的转化温度的概念,并指出二步及一步计算该温度的方法。在排除新相生成的晶核能的条件下,氧化的转化温度与氧的存在形式(无论是气态O_2,熔于金属液中的[O]或炉渣中的FeO)以及氧的压力或活度无关,而只决定于参加反应的物质及产物的本质及活度(压力)。同时,转化温度不是一成不变的温度,而是随着熔池组成的改变而不断地变化。降低气体氧化产物的分压将有助于降低氧化的转化温度。 理论计算的转化温度可提供使熔池中一个元素的优先氧化而使另一元素保留不变的最佳条件。小型试验和工业上实践证明,转化温度的概念可以成功地控制吹炼操作,作到按意图进行选择性氧化。影响熔池内元素氧化顺序的动力学因素也作了简略的分析。 对镍锍脘S,不锈钢脱C以及高碳锰铁降C的吹炼,熔池温度永选要高于相应熔池组成的转化温度。而对铁水脱Cr和铁水提V或Nb,熔池温度则应保持低于相应熔池组成的转化温度。P、C在铁水中的氧化顺序,除与转化温度有关外,还取决于熔渣组成以及CO承担的压力。     

镍硫化物在酸性氯化物溶液中腐蚀溶出——(Ⅱ)镍锍溶出

利用玻璃隔膜电解池研究了酸性氯化物水溶液体系中镍锍与Cu~(2 )/Cu~ 偶合反应速度。在25℃至60℃的温度范围内,随着反应温度的升高,阴极极化减小,阳极极化增大,镍锍溶解速度也随之增大。阴极反应速度受铜离子液相扩散和电化学极化混合控制。该过程可用一个电化学模型描述,旋转圆盘实验数据表明,模型与实际过程相符合。     

亚硫酸钠在油田水系统中除氧规律及行为

油气田的注空气开采工艺导致油气田设备及管线的严重腐蚀.为降低氧气对油气田设备及管线的腐蚀,研究了Na_2SO_3在油田水系统中的除氧规律及影响因素.通过电化学探头法,研究了Na_2SO_3质量浓度、温度、除氧时间、pH和各种金属离子催化作用下Na_2SO_3的除氧规律.研究结果表明:Na_2SO_3除氧在中性、碱性环境较为合适;温度越高、接触时间越长,Na_2SO_3的除氧效果越好;Na_2SO_3与NaHSO3复配对Na_2SO_3的除氧率无明显效果;Co~(2+)、Cu~(2+)对Na_2SO_3除氧具有很好的催化作用,可以显著提高Na_2SO_3的除氧率;Pb~(2+)与Na_2SO_3反应生成沉淀,抑制Na_2SO_3的除氧反应.     

磨浮铜精矿流化床氧化动力学

本文采用SO_2气体吸收(电导电位自动记录)方法研究了磨浮铜精矿在800、900、1000℃下流化床氧化动力学,应用气-固多相反应理论和流化床两相模型建立了反应的数学模型,计算了气泡相和乳相中模型的各种参数和床层中O_2的浓度分布,研究表明:硫化亚铜矿的氧化反应主要在乳相中进行。反应速率主要由界面反应所控制,产物层中气体扩散的阻力较小,床层下部O_2的消耗比较迅速。     

原位生成Sialon增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料抗渣机理研究

采用静态坩埚法进行了Sialon增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料的抗渣实验.结果表明,该种铁沟料具有比传统铁沟料更优异的抗渣性能.通过X-射线衍射和SEM分析可知,其抗渣机理为添加的Si3N4,Si与Al2O3发生原位反应生成Sialon,使材料内部结合更加紧密,并且生成的Sialon活性较高,氧化放出气体,阻止熔渣的渗入;其次,Sialon向熔渣中溶解,使熔渣成为含N的高硅玻璃,粘度增大;此外,Al2O3与熔渣的MgO反应生成MgAl2O4,形成一阻挡层,这也是Sialon增强Al2O3-SiC-C浇注料具有优异的抗渣渗透及侵蚀性能的重要原因.     

气流床气化炉熔渣沉积模拟实验研究

煤气化工艺中,气流床气化炉内的熔渣对耐火衬里的高温侵蚀十分严重,是影响耐火衬里寿命的重要因素。在实验室条件下建立了熔渣在气化炉内沉积过程的模拟实验装置,以石蜡作为模拟介质模拟熔渣,通过改变反应条件研究了它在双喷嘴对置式气化炉内的沉积规律。结果表明：炉内渣层达到稳定状态需要一定的时间;气体温度高、流量大或模拟介质温度高均不利于熔渣沉积;模拟介质流量对熔渣沉积的影响较小;相对于水冷,氨冷更有利于熔渣沉积。     

含钛电炉熔分渣碱熔过程中 Ti元素的选择性富集及MgAl2O4的物相转化规律

以KOH为改性剂,利用渣碱共熔反应对攀钢含钛电炉熔分渣进行改性处理,成功地将炉渣中Ti元素从原来的重钛酸镁选择性地富集到偏钛酸钾中,同时渣中镁铝尖晶石和镁橄榄石转化为易溶于水的铝酸盐和硅酸盐.采用X射线衍射技术研究了共熔反应中煅烧温度、渣碱比(含钛电炉熔分渣的质量与KOH质量之比)、保温时间等对Ti元素迁移富集和镁铝尖晶石转化的影响.当渣碱比为1：2.1、煅烧温度700℃及保温时间1 h时,生成的偏钛酸钾衍射峰达到最强,镁铝尖晶石的衍射峰最弱,有效地实现了Ti元素的选择性富集及镁铝尖晶石的物相转化.实验证实了较高K/Ti比( K2 O与TiO2的摩尔比)是生成偏钛酸钾的主要原因.以最佳碱熔条件下得到的共熔渣为原料,经过后续处理,在850℃的条件下合成了六钛酸钾纳米晶须.     

碳还原熔渣中氧化物发泡过程特性参数计算

分析了高温熔渣中碳还原氧化物的反应和传热机理,确定了还原反应产生气体量和时间的关系,进而给出了相应的内生气源发泡方程.介绍了计算发泡特性参数软件的特点和功能,特别是对确定消泡过程的开始时间进行了详细的讨论.将在10kg感应炉测定含TiO2渣的实验结果,通过计算程序确定了内生气源引起发泡过程的特性参数.     

熔渣对刚玉-尖晶石浇注料侵蚀的热化学模型研究

采用FactSage软件研究1 600 ℃时熔渣对刚玉-尖晶石浇注料侵蚀的热化学模型,并采用静态坩埚试验法,通过SEM、EDS分析手段对热化学模型进行验证.结果表明,熔渣与刚玉-尖晶石浇注料的热化学模型能计算出熔渣与耐火材料反应后界面处出现的物相及其含量,进而能推测渣/耐火材料之间隔离层的形成情况;能预测熔渣成分的变化情况,进而推测出渣层的主要物相;模拟结果与试验结果相吻合.熔渣与骨料和基质分别发生局部反应,在刚玉骨料表面,Al2O3与熔渣中的CaO形成CA6隔离层,使骨料向渣中溶解成为间接溶解;而在基质与渣界面无隔离层形成,使基质向渣中溶解成为直接溶解.