TiB2制取的热力学计算

通过热力学计算，发现在碳热还原氧化钛和氧化硼的过程中，氧化钛的还原过程是分步进行的，但不会生成金属钛。氧化硼的还原是一步生成单质硼，且是整个过程的控制步骤。在单质硼的参与下，低价氧化钛被碳还原，直接生成二硼化钛。     

直流电弧炉制备金属砷试验研究

采用直流电弧炉碳热还原三氧化二砷制备金属砷,原料三氧化二砷的纯度为98%。考察了炉盖温度、冷凝器温度以及还原剂的用量的影响因素。在试验条件:炉盖温度550～600℃,冷凝温度450℃±10℃,每小时进料2.5 kg的条件下,得到了纯度>95%的金属砷。分析了采用直流电弧炉碳热还原三氧化二砷能够得到金属砷,但金属砷纯度达不到99%以上的原因,提出了下一步试验的改进方向。     

钛精矿配碳还原的过程优化

攀西地区钛精矿成分复杂,性质特殊。为了探明碳热还原钛精矿的机理,得出不同配碳量、温度、碱度对钛精矿碳热还原反应的影响以及钛精矿碳热还原最优条件,采用HSC Chemistry 6.0软件对钛精矿配碳还原过程中铁、钛和钒的起始还原温度、金属含量、金属化率等进行了计算。结果表明:随着温度的增加,还原率逐渐增加;配碳量对还原反应的影响较大,当配碳量增加时,还原反应开始温度逐渐降低;碱度的增加对金属铁的回收率影响不大,对金属钒和钛的影响较大;当温度为1 600℃、碱度为1、配碳量为14%时,对金属铁、钛、钒的回收效果最好,铁回收率可以达到99%以上,钛回收率为0.0147%,钒的回收率为25.5%。     

二硼化钛-铜-石墨基复合材料的摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金的方法制备了TiB₂-Cu-C、镀铜TiB₂-Cu-C和铜-石墨复合材料电刷。研究了以上3种复合材料电刷在相同的压力和线速度条件下的机械磨损性能和电磨损性能。研究表明: 在通电磨损时, 3种复合材料的摩擦系数、磨损量要大于纯机械磨损时的摩擦系数和磨损量, 石墨形成的润滑膜对摩擦系数的影响很大。对比3种复合材料电刷的磨损量, 发现加二硼化钛的最高, 铜-石墨的次之, 加镀铜二硼化钛的最低。加入镀铜二硼化钛电刷的耐磨性能显著提高。     

电热还原蓝晶石制取铝硅合金的研究

本文介绍以蓝晶石精矿为原料，电热法制取铝硅合金的试验结果。试验在１００Ｋ直流矿热电弧炉上进行。研究了电炉电参数、炉料的配碳量对还原反应的影响。试验结果表明，电热还原蓝晶石精矿制取含铝６０％左右的铝硅合金是可行的。采用直接硫热电弧炉有益于抑制炉底上涨。炉料的配碳量是影响还原反应和炉底上涨的重要因素，适宜的配碳量为９４％－９６％。配碳量过高容易引起炉底上涨。     

钛铁矿碳热还原动力学

利用热重分析法对钛铁矿的碳热还原机理进行了研究。结果表明, 温度是影响钛铁矿还原程度的重要因素, 温度升高导致钛铁矿的还原速率加快、还原程度加深。通过XRD、SEM及EDS等分析手段对碳热还原样品的相变化、化学组成及表面形貌等进行了分析。分析表明, 巴马钛铁矿中高含量杂质阻碍了钛铁矿的还原, 主要在于Mn²⁺形成了富集区限制了Fe²⁺的完全还原。还原样品中的相主要为还原Fe、金红石、还原金红石、Ti₃O₅和假板钛矿固熔体。动力学研究表明还原温度是控制反应速率的关键因素。     

纳米SiO2/桐油/硼酚醛杂化材料研究

对纳米SiO2/桐油/硼酚醛杂化材料的制备及耐热性进行了试验研究。热重分析表明,该材料的起始热分解温度≥400℃;550℃时,碳的残留率≥65%,700℃时,碳的残留率≥50%,耐热性明显优于普通酚醛树脂和硼酚醛树脂;红外分析表明,该材料的骨架上引入了桐油分子长碳链和嵌入了纳米粒子;透射电镜观察表明,通过硅烷偶联处理和超声波分散,纳米SiO2粉体在杂化材料中均匀分散。     

利用碳气化反应热力学的影响因素调控铁氧化物的碳热还原热力学

分析了温度、碳储能、反应体系总压和惰性气体分压等因素对碳气化反应热力学的影响规律,并根据碳气化反应和铁氧化物的碳热还原反应之间的热力学联系,提出利用碳气化反应热力学的影响因素调控铁氧化物的碳热还原热力学,从而降低碳热还原温度,实现节能降耗的新思路:一是可利用碳气化反应热力学的影响因素降低铁氧化物的碳热还原温度;二是使Fe2O3在低于570℃下经Fe2O3→Fe3O4→Fe还原顺序被碳热还原为Fe。     

碱金属氯化物对预氧化钛铁矿碳热还原反应的协同催化作用

采用计算机控制的热重量分析系统研究了碱金属 化物对预氧化钛铁矿碳热还原反应的协同催化作用,还原反应的非等温条件下进行,试验温度从５０℃线性上升到１０００℃,试验结果表明,所有碱金属氯化物添加剂均能加速碳热还原反应,在添加量相同的条件下,二元碱金属氯化物的协同仙化比三元和四元协同催化的效果好,其中ＬｉＣｌ和ＣｓＣｌ的协同催化疚最显著,Ｘ－射线衍射结果表明,碳热还原的主要反应为Ｆｅ２ＴｉＯ５＋ＴｉＯ２     

硼铁矿资源开发利用研究现状及进展

分析了我国近几年对硼铁矿资源综合利用的现状,以及在硼铁矿选矿、湿法分离工艺和火法分离工艺等方面取得的研究进展。选矿分离主要采用分级、重选、磁选、浮选等处理方法;湿法分离工艺有碱法(碳碱法)和酸法(一步法)两种处理方法;火法分离工艺有高炉法、直接还原-熔化分离法和碳热氯化法。硼铁矿石组成复杂,主要矿物有硼镁石、磁铁矿、硼镁铁矿、晶质铀矿和蛇纹石,难以采用常规的选矿方法很难分离利用其中的硼、铁有用元素,为劣质铁矿资源;硼铁矿由于硼品位偏低,铁成分高,采用常规硼化工工艺不能有效从硼铁矿中提硼,至今硼铁矿未能得到大规模的有效开发利用。因此,合理开发硼铁矿矿床,实现硼铁矿资源中硼铁镁铀等有价元素充分利用意义重大。     

钒钛磁铁矿转底炉直接还原综合利用前景

攀枝花钒钛磁铁矿使用传统工艺流程冶炼,钛资源的回收只有7%,浪费巨大.如果采用被业内称之为"第三代炼铁法"(简称Itmk3)的转底炉煤基直接还原工艺进行综合回收,除得到用于生产优质钢的电炉炼钢原料--直接还原铁(DRI)外,更能得到TiO2含量达50%以上的钛渣.这将大幅度提高钒钛磁铁矿钛资源的回收率,缓解我国钛资源紧张状况,为钛资源综合利用提供了一个可行的途径.     

攀钢含钛高炉渣碳氮化后磁选提钛研究

本文采用攀钢冶炼钒钛矿产生的含TiO220%~26%的高炉渣为原料,通过对渣中的钛氧化物进行还原碳化和氮化生成碳氮化钛后,利用铁作为载体,用磁选的方法实现碳氮化钛和脉石矿物的分离。磁选后获得品位大于36.46%,回收率达到43.77%的碳氮化钛精矿。     

硅石加工系列报道之三硅石制备晶体硅

本文介绍了自硅石制备单晶硅的生产链，即电弧炉中还原硅石获得工业硅，用三氯氢硅法或硅烷法制备多晶硅，再用坩埚直拉涟或区域熔炼法制备电了工业超纯晶体硅——单晶硅，包括较为详尽的生产方法和工艺流程。     

含钛高炉渣高温熔融改性制备微晶铸石试验研究

摘 要 为推动大宗废弃物和新型废弃物的综合利用,开发热态炉渣余热高效回收和资源化利用技术,以某含钛高炉渣及矿山铁尾矿为原料,利用高炉渣排渣时的高温熔融改性制备微晶铸石,系统研究了不同原料 配比对微晶铸石性能的影响。结果表明：当含钛高炉渣配比为41.7%,铁尾矿配比为58.3%,可得主要晶相为透辉石、辉石,且其耐酸度、耐碱度、抗折强度等性能均达到相应国家标准的微晶铸石产品。通过利用高炉 渣排矿时的余热,将含钛高炉渣与铁尾矿制备微晶铸石产品,为矿山铁尾矿与高炉钛渣的综合利用提供了新思路。     

含钛高炉渣综合利用的研究进展

我国钒钛磁铁矿经高炉法冶炼后钛资源基本都富集在渣相中,结构复杂,无法进一步回收利用,造成钛资源无法有效利用和环境污染等问题。归纳了国内外含钛高炉渣综合利用方面的研究成果,从整体利用和提钛2方面分别讨论了目前已开发的利用方法所存在的问题。整体利用含钛高炉渣(如制作建筑材料、特种功能材料等)法虽然能解决堆积产生的环境问题,但经济附加值低,且大量的钛资源被浪费,对钛资源的利用率低。在含钛高炉渣提钛利用方法中,直接酸解法或者碱法处理制备的产品品质低,经济性差,还会带来二次污染;含钛高炉渣制备含钛合金的方法成本高、产品应用范围窄;选择性富集分选法提钛时含钛矿物的转变不彻底,并且能耗高、添加剂消耗量大,钛的回收率不高;高温碳化—低温氯化工艺中高温碳化过程可以利用液态炉渣的物理热,大幅降低了碳化工序的能耗,低温氯化过程可在400~550℃实现Ti C的选择性氯化,避免了钙镁等杂质的影响,且氯化产物杂质含量低,钛回收率高,产品价值高、市场大。在此基础上,指出高温碳化—低温氯化处理含钛高炉渣具备工业化应用前景,值得进一步开展研究。     

Geopolymerization of coal fly ash in the presence of electric arc furnace dust

The results of synthesis of fly ash based geopolymers and the experimental investigations of the geopolymerization of fly ash in the presence of eclectic arc furnace dust were presented. The electric arc furnace dust (EAFD) is a hazardous solid waste formed during remelting processes of iron and steel scrap in an electric arc furnace. In this work, the possibility of immobilization of Zn (as a most abundant toxic metal in EAFD) from EAFD and the influence of EAFD addition and alkaline dosage on the mechanical and microstructural properties of fly ash based geopolymers was investigated. Our result show that the best mechanical properties of FA and FE geopolymers were obtained using 10 M NaOH and 10 wt.% EAFD. The X-ray phase analysis confirmed the presence of aluminosilicate and oxide phases in investigated samples of FA, EAFD, as well as FA and FE geopolymers. SEM–EDS results have revealed the presence of Zn in an amorphous aluminosilicate phase. This material is considered as mesoporous and the change of porosity is greatly dependent on the alkaline dosage. The efficiency of immobilization of Zn from EAFD was evaluated using TCLP, EN 12457-2 and EPA Method 1313 leaching tests. Results of TCLP and EN 12457-2 tests have shown that the increase of alkaline dosage leads to the more effective immobilization of Zn and other toxic metals present in EAFD. On the other hand, the results of EPA method 1313-pH dependent leaching test have indicated that FE geopolymers are relatively stable in neutral and alkali environment while in a pH range 2–5.5, solubility of Zn and Pb is a concern for this type of materials.     

Formation of TIB2 from rutile by room temperature ball milling

A mixture of rutile, boron oxide and magnesium has been ball milled together with the intention of inducing a reaction to form titanium diboride. The resultant powders were examined by differential thermal analysis, isothermal annealing and X-ray diffraction to determine the effect of milling on the formation of TiB₂. Complete reaction was found to occur in the mill between 10 and 15 h forming TiB₂ and MgO with no residual Mg. The unwanted phase, MgO, was readily removed by leaching in acid leaving a fine powder composed of aggregates of TiB₂. The feasibility of using this relatively simple, low technology route to value add for minerals is also discussed.     

细粒富钛料制粒工艺技术研究现状

钛资源经过富集提钛、除杂处理,获得满足沸腾氯化法对炉料要求的富钛料。但细粒富钛料占比多,难以满足沸腾氯化法对炉料粒度的要求。细粒富钛料在沸腾氯化过程中易导致沟流、节涌,细颗粒逸出量大等问题,造成沸腾氯化率低、炉料反应不充分,且严重影响沸腾氯化工艺的顺行。因此,对细粒级富钛料进行制粒处理,使其满足原料粒度要求,是制备出优质沸腾氯化炉料的关键问题之一。本文详细总结了细粒级富钛料颗粒制粒的方法及所需粘结剂,分析了目前细粒富钛料制粒的方法及采用的粘结剂中存在的问题,并指出采用固结温度低的无机或有机-无机复合粘结剂,对细粒级富钛料进行流态化制粒是有利于实现工业化的发展方向。      

纯钛表面氧化石墨烯涂层的制备及生物学性能研究

利用3-氨丙基三乙氧基硅烷在纯钛表面制备氧化石墨烯涂层,扫描电镜、X射线能谱仪、拉曼光谱、X射线光电子能谱技术对涂层的形貌结构和成分进行表征检测;之后通过体外细胞毒性实验、急性溶血实验和SBF模拟体液浸泡实验评估不同处理组钛片的生物学活性。结果表明：体外小鼠前成骨细胞毒性实验、急性溶血实验初步证实复合涂层具有良好的生物相容性;SBF模拟体液浸泡实验表明氧化石墨烯涂层能提高纯钛表面沉积羟基磷灰石的能力。