高铝烧结矿中MgO的影响研究

通过烧结杯实验, 研究了提高MgO含量对高铝烧结矿生产技术经济指标、烧结矿强度和矿物组成以及冶金性能的影响。结果表明: 高铝烧结矿中MgO含量由2.55%提高到3.21%时, 烧结矿成品率降低了4.77%, 烧结利用系数降低了0.3 t/(m²·h), 转鼓强度降低了4.8%, 气孔率增加, 烧结矿低温还原粉化指数由66.8%提高到72.1%, 还原性未发生明显变化。     

新西兰海砂矿烧结性能研究

为探究新西兰海砂矿用于鞍钢烧结生产的可行性, 对比了新西兰海砂矿与鞍钢常用粉矿的烧结基础特性, 同时以鞍钢鲅鱼圈分公司烧结生产条件为基础, 在实验室研究了配加不同比例新西兰海砂矿对烧结指标、烧结矿性能以及高炉渣化学成分的影响。结果表明, 随着新西兰海砂矿配比增加, 烧结矿转鼓强度与成品率均下降, 烧结矿品位与SiO₂含量降低, Al₂O₃与TiO₂含量增加, 还原粉化指标与还原度变差, 分析计算出高炉渣中TiO₂含量会上升。相比于其它常用粉矿, 新西兰海砂矿烧结属性较差, 在鲅鱼圈烧结生产条件下, 综合考虑烧结指标及高炉渣流动性, 建议新西兰海砂矿配比不宜超过10%。     

纳米Al2O3/Cu复合材料的制备及其摩擦学特性

首先采用化学镀铜工艺制备了Cu包覆纳米Al₂O₃复合粉体,分析了预处理工艺和化学镀工艺对复合粉体的组成及形貌的影响;再将均匀包覆的复合粉体与铜粉充分混合后,利用热压烧结成型工艺制备了纳米Al₂O₃弥散强化铜基复合材料,并对质量分数为2.5%的纳米Al₂O₃铜基复合材料的微观组织、摩擦磨损性能进行了研究.结果表明:通过镀前预处理工艺及对传统镀液配方的调整,成功地在纳米Al₂O₃颗粒表面包覆了厚度均匀可控的镀铜层,从而提高了纳米Al₂O₃颗粒与铜基体间的界面结合力,并实现了纳米Al₂O₃颗粒在复合材料基体中均匀分布.采用化学镀铜包覆技术制得的纳米Al₂O₃/Cu复合材料有较好的抗摩擦磨损性能,复合材料的摩擦因数较小,其相对耐磨性与钝铜相比提高了近1倍.     

YAl1－xCrxO3红色铋系玻璃油墨的制备及性能研究

以YAl_1-xCr_xO₃钇铝红粉末为着色剂,以铋系玻璃粉体为熔剂,采用高能球磨法制备了不同YAl_1-xCr_xO₃含量的钇铝红铋系玻璃粉体及油墨,通过涂刷烘干及低温烧结法制备了油墨固化样品.借助粒度分析和XRD,DSC,SEM及旋转流变仪、色度仪等仪器,以及浸泡腐蚀试验,对钇铝红玻璃粉末及油墨烧结后的粒度、表面形貌、晶相、色度、粘度及耐蚀性能等进行了研究.结果表明:随着YAl_1-xCr_xO₃含量的升高增加,玻璃油墨的软化温度基本无变化,红色色度值a*上升而明亮度L*值略微减低,但过高YAl_1-xCr_xO₃含量易导致烧结表面状态变差;随着烧结温度的升高,钇铝红铋系玻璃油墨的析晶相增多且YAl_1-xCr_xO₃晶体衍射峰强度下降,玻璃的析晶失透是导致油墨红色色度下降的原因;油墨烧结固化表面耐蚀性,随着温度升高先增强后减弱.当粘度范围为5.70~4.82 Pa·s,中值粒径粒度为0.4598 nm,钇铝红含量及烧结温度分别约为12%及640℃时,油墨可获得烧结色度均匀稳定且耐蚀性良好的平整表面.     

Fe/Al2O3金属陶瓷复合材料的研究进展

介绍了Fe/Al₂O₃金属陶瓷复合材料的制备方法,重点从粉末冶金的角度阐述了Fe/Al₂O₃金属陶瓷复合材料制备过程中铁基和陶瓷相的结合机理、制备工艺和材料性能的优化措施,最后就Fe/Al₂O₃金属陶瓷复合材料的未来研究方向进行了展望。     

B2O3对高铝低镁渣稳定性影响研究

为了明确B₂O₃对高铝低镁渣稳定性的影响，基于现场高炉渣的实际成分，通过熔体物性测定仪、Factsage软件、XPS光谱分析了B₂O₃对炉渣粘度和炉渣微观结构的影响。结果表明:随着B₂O₃含量的增加，炉渣粘度降低；当炉渣温度低于1360℃时，炉渣随着B₂O₃的增加稳定性增强；炉渣温度为1216℃， B₂O₃质量分数2.0%时，炉渣的稳定性最好。随着B₂O₃含量的增加，炉渣的液相区逐渐向MgO的区域扩大, B₂O₃的加入不仅改善了MgO含量过高引起的炉渣难熔现象，同时提高了炉渣在二元碱度波动时的稳定性。      

粉煤灰烧结熟料中氧化铝的溶出

采用烧结法提取粉煤灰中Al₂O₃,通过正交试验对影响烧结过程的各种因素进行烧结条件的优化,烧结产物进行溶出和赤泥洗涤试验。烧结试验主要考察烧结剂用量和配比、烧结温度、烧结时间对粉煤灰烧结熟料中Al₂O₃溶出率的影响;熟料溶出试验主要考察稀碱液浓度、溶出时间、溶出温度以及赤泥洗涤制度对粉煤灰烧结熟料中Al₂O₃溶出率的影响。试验结果表明,正交试验对烧结熟料的溶出条件进行优化,粉煤灰烧结熟料中Al₂O₃溶出率由76.20％提高到84.69％;通过对赤泥的洗涤试验,粉煤灰中Al₂O₃提取率进一步提高到87.03％,Na₂O溶出率达到94.83％。     

铬铁粉矿球团烧结新工艺及固结机理研究

对铬铁精矿进行了常规烧结及球团烧结试验研究,并揭示了固结机理。常规烧结结果表明,在最优条件下,烧结矿成品率为73.16%,利用系数1.17t/(m2.h),烧结矿转鼓强度61.03%,固体燃耗115.80kg/t;球团烧结实验表明:在最优条件下,烧结矿成品率为77.18%,利用系数1.47t/(m2.h),转鼓强度83.78%,固体燃耗107.32kg/t。与常规烧结相比,球团烧结显著改善了烧结矿产质量,降低了固体燃耗。固结机理研究表明,在常规烧结中,烧结过程形成的液相量仅有17.1%,故烧结矿强度差,产量低;而球团矿烧结中,表层呈单个球团,中下层呈葡萄状粘结构。球团烧结矿固结以铬铁尖晶石、镁铁尖晶石再结晶为主,液相量19%左右,孔隙率下降。球团烧结矿强度由固相固结和液相粘结共同维持,因此,烧结矿强度好、产量高。球团烧结工艺是强化铬矿粉烧结、降低烧结能耗的有效途径之一。     

Al2O3添加量对锆英石合成ZrN-Sialon的影响

借助XRD和SEM手段,研究了以锆英石和工业氧化铝为原料,在不同温度下采用碳热还原氮化工艺合成ZrN-Sialon复相材料时,氧化铝添加量对复相材料中Sialon相z值的影响。结果表明：在1 500和1 550 ℃下,产物形貌以颗粒状的ZrN和长柱状的β-Sialon为主;当Al₂O₃用量为理论量和过量5%时,Sialon相主要为Si₃Al₃O₃N₅（β-Sialon,z=3）;当Al₂O₃用量为过量10%和20%时,Sialon相出现Si₂Al₄O₄N₄（β-Sialon,z=4）。在1 600 ℃下,产物均为ZrN和Sialon相,其中Sialon相转化为具有片状形貌特征的SiAl₄O₂N₄（15R型AlN多型体）;增加Al₂O₃添加量会促进Sialon相的转化。合成ZrN-Sialon复相材料的适宜氧化铝用量为理论量或过量5%,适宜温度为1 550 ℃。     

低钛高炉渣脱硫能力研究

针对某钢厂低钛高炉渣的实际情况,研究了二元碱度(w(CaO)/w(SiO₂))和MgO等化学成分变化对该渣系脱硫能力的影响规律。结果表明,低钛高炉渣的脱硫能力随着炉渣二元碱度增加而提高;当w(MgO)<10%时,炉渣脱硫能力随MgO含量增加而升高,继续增加MgO含量,其脱硫能力反而降低;随着Al₂O₃和TiO₂含量增加,炉渣脱硫能力降低。建议高炉生产炉渣二元碱度保持在1.05~1.10,炉渣MgO含量应保持在9%~10%,同时应适当降低Al₂O₃和TiO₂含量。     

NaCl辅助低温燃烧合成法制备AL2O3/Cu复合粉末的研究

运用OM、EBSD及TEM以及室温拉伸等方法研究了卷曲温度对含Nb微合金高强钢力学性能波动的影响。结果表明, 降低卷曲温度会诱发珠光体相变并且有利于第二相的析出, 有效阻碍动态再结晶过程, 从而减小再结晶对热轧头部样品与热轧中部样品力学性能波动的影响;将卷曲温度由873 K降至793 K时, 屈服强度波动值由69 MPa降至12 MPa, 抗拉强度波动值由70 MPa降至5 MPa。     

基于响应面法的煤矸石胶结充填体抗压强度试验研究

煤矸石胶结充填可有效控制煤矿开采造成的地表沉陷,减少环境破坏。为研究细矸率、水泥掺量和料浆质量浓度对充填体抗压强度的影响规律,优化充填材料配比,在单因素试验基础上采用响应面法设计3因素17组配比试验,构建响应面回归模型并计算优化配比,为工程上获得合理充填材料配比提供科学方法。研究表明:单因素对充填体抗压强度的影响大小依次为料浆质量浓度、水泥掺量、细矸率;细矸率和料浆质量浓度交互作用对充填体早期抗压强度影响较小,水泥掺量和料浆质量浓度交互作用对充填体中后期抗压强度影响最大;为满足充填强度要求（一般≥5.0 MPa）,经模型优化确定充填料浆最佳配比为m（煤矸石）︰m（粉煤灰）︰m（水泥）︰m（水）=50%︰22%︰8%︰20%,细矸率为52%时,充填体28 d抗压强度为5.07 MPa,验证试验误差范围在2%左右,模型精准可靠;水泥水化生成Ca(OH)₂激发粉煤灰和煤矸石活性物质生成钙矾石（AFt）和水化硅酸钙（C-S-H）凝胶,随着龄期不断增长对胶凝体系起到了良好的连接作用,网状结构更加稳定,能有效提高充填体抗压强度。      

WC-B-Al2O3作结合剂的聚晶立方氮化硼复合材料性能研究

以CBN、WC、B、Al₂O₃等高纯度粉末为原料,在高温高压下合成了聚晶立方氮化硼(PCBN)复合材料,研究了不同烧结温度合成的PCBN复合材料的微观形貌、物相和力学性能。结果显示,在超高压6 GPa、温度1200~1500 ℃、合成时间700 s条件下,合成的PCBN组织主要由BN、WB₂和WB相组成。1500 ℃烧结时,PCBN综合力学性能较好,气孔率1.05%、抗弯强度789 MPa、显微硬度36.5 GPa、磨耗比9810。     

基于磨矿动力学某铜矿磨矿介质配比优化试验研究

针对云南某铜矿磨矿介质配比m(Φ80)∶m(Φ60)=50∶50与球磨机给矿力学性质及粒度不匹配,导致磨矿细度及中间易选粒级产率偏低等问题,基于磨矿动力学原理可得到磨矿介质推荐配比m(Φ70)∶m(Φ60)∶m(Φ50)∶m(Φ40)=15∶30∶10∶45。对比试验结果表明,推荐配比与现场配比相比,磨矿前期（4 min）,+0.3 mm粒级物料产率提高1.01百分点,0.3～0.074 mm粒级产率降低7.88百分点;磨矿细度（-0.074 mm）在12 min时达到79.85%,且中间易选粒级与过粉碎粒级产率分别提高3.44、1.79百分点。最终推荐选厂选择基于磨矿动力学原理所得介质配比m(Φ70)∶m(Φ60)∶m(Φ50)∶m(Φ40)=15∶30∶10∶45。     

低硅铁尾矿制备轻质陶粒试验研究

为解决低硅铁尾矿大量堆存且利用难度大等问题,以杨家湾尾矿库低硅铁尾矿为主要原料,掺入了某铜尾矿和市售煤粉,通过烧结法制备轻质烧结陶粒,并考察了原料配比、水料比、尾矿粒度、烧结条件等因素对陶粒性能的影响。结果表明,质量配比为m(铁尾矿)∶m(铜尾矿)∶m(煤粉)=8∶1∶1（即铁尾矿掺量80%）、水料比1∶5、烧结温度1 120 ℃、烧结时间20 min的条件下制备出堆积密度为873.2 kg/m3、筒压强度5.13 MPa、1 h吸水率为7.65%的轻质陶粒,结合陶粒形貌、物相及热重分析,陶粒烧结过程中产生了起增强强度作用且呈致密网状结构的透辉石。该研究为低硅铁尾矿的资源化利用提供了新的利用途径。      

高炉冶金矿渣特性及其在ZTA陶瓷烧结中的作用

高炉渣是由炼铁高炉产生的一种工业废渣，其中含有CaO、Al₂O₃、SiO₂等硅酸盐成分和少量Fe₂O₃、TiO₂、ZrO₂等析晶形核剂。高炉渣在855℃热处理1 h，可形核析出1 μm左右的Ca₂Al₂SiO₇微晶，这表明高炉渣具有较高的析晶活性。向ZTA中添加质量分数为4%的高炉渣，1 550℃烧结30 min，低温下ZTA陶瓷的力学性能明显提升，抗弯强度和断裂韧性分别为650 MPa和6.03 MPa·m1/2，比相同温度下未添加高炉渣时分别提高了15%和14.2%，烧结温度降低了50℃以上。颗粒细化的高炉渣掺入ZTA陶瓷基体，烧结过程中高炉渣产生的液相促进了Al₂O₃棒晶的生长，受力过程中棒晶的拔出和裂纹的偏转有利于ZTA陶瓷力学性能的提升；高炉渣在高温下的析晶增强了ZTA陶瓷的晶界强度，进一步提高了材料的力学性能。      

SiO2在炉渣CaO-SiO2-MgO-Al2O3体系中的熔解行为

采用直接熔解法研究了SiO₂颗粒在CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃渣系中的熔解过程, 探索了炉渣成分、温度对SiO₂颗粒熔解时间的影响规律, 通过SEM-EDS并结合factsage软件分析了SiO₂熔解机理, 确定SiO₂颗粒周围没有形成固相层, 并在此基础上结合缩芯模型构建了动力学模型。结果表明, 随着炉渣碱度及温度提高, SiO₂颗粒熔解完成所需时间逐渐降低, 而随着炉渣中MgO及Al₂O₃含量增加, SiO₂颗粒的熔解完成所需时间先降低后增加。SiO₂的熔解过程分为2个阶段, 反应前期为界面反应控制, 表观活化能为330.52 kJ/mol; 反应后期为外扩散控制, 表观活化能为480.28 kJ/mol, 控制环节的转变是由熔体黏度的变化造成的。     

含锰废旧聚合物锂离子电池还原熔炼回收有价金属试验研究

以含Mn较高的废旧聚合物锂离子电池为原料, 基于CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO渣型直接还原熔炼工艺分离回收其中的有价金属。试验结果表明, 最佳工艺条件为: 造渣剂中CaO/SiO₂比为0.75, MgO含量5%, 造渣剂用量为电池质量的2.0倍, 焦粉用量为电池质量的0.1倍, 熔炼温度1 450 ℃, 熔炼时间15 min, 此时Co、Ni、Cu回收率分别为96.03%、96.42%、93.40%。最合适的炉渣组成为CaO/SiO₂比为0.77~1.21, Al₂O₃含量9.55%~11.92%, MgO含量4%左右。高的熔炼温度及炉渣碱度有助于Mn还原进入合金中, 但本试验条件下Mn无法充分还原, 仍主要进入炉渣中。