镁钙砂碳酸化反应机理研究

采用单一扫描速率（2℃/min）法对镁钙砂细粉的碳酸化反应进行了热分析动力学研究,为镁钙砂颗粒表面碳酸化改性反应动力学研究提供相关信息.研究结果表明,镁钙砂细粉碳酸化反应初期MgO的碳酸化和CaO碳酸化反应前期机理,可用n=2的Avrami-Erofeev随机成核、随后生长模式函数描述,后期（相对转化率大于33%～38%）则可用Jander或Ginstling-brounshtein三维扩散模式函数描述.同时,MgO碳酸化反应产生的体积效应导致CaO反应前期表观活化能大幅度降低.     

红土镍矿真空碳热还原过程中镁的行为

以云南元江红土镍矿为研究对象,采用XRD,EM-EDS和化学成分分析等手段,研究红土镍矿真空碳热还原反应的热力学、还原产物的物相转变和金属镁的挥发冷凝机理,探讨红土镍矿真空碳热还原过程中镁的行为.实验结果表明:真空中氧化镁的还原是固体碳直接还原的固-固反应,临界反应温度为1 476 K,生成的金属镁极易挥发,在冷凝系统凝华收集;还原产物主要有SiC,Fe-Si合金,Mg2SiO4,Mg和SiO气体;SiO在冷凝系统生成Si和SiO2;反应温度的升高、还原煤用量的增加和反应时间的延长,镁的还原率都显著增大;不同种类的添加剂催化效果不同,CaO和CaF2的催化效果较好:在温度较低的冷凝系统,Mg容易与CO,O2和Si发生反应生成MgO和Mg2Si,影响金属镁的纯度.     

磷矿脱镁废水中Mg2+的离子交换动力学研究

用对数经验模型描述了磷矿脱镁废水中Mg2+在001×7×7型强酸铵型离子交换树脂上的有限浴离子交换动力学,Mg2+-NH4+交换过程属扩散控制,Mg2+的表观反应级数为0.70,活化能为23.99 kJ/mol.     

微波加热与常规加热硅锰粉固相脱硅动力学比较

采用微波加热和常规加热对硅锰粉和巴西粉锰的脱硅反应进行了动力学行为研究,以巴西粉锰为脱硅剂,与硅锰粉中的硅发生氧化还原反应.微波加热和常规加热分别加热到不同温度并保温一定时间,测定产物中硅含量并计算固相脱硅反应的表观活化能.实验表明:单一和混合料均可在微波场中快速升温.随着温度的升高和保温时间的延长,两种加热方式脱硅率均随之提高,在相同实验条件下,微波加热的脱硅率和反应速率均高于常规加热,微波加热可以提高固相脱硅率;微波加热固相脱硅反应的限制性环节为扩散环节,其表观活化能为102.93 kJ·mol-1,常规加热脱硅反应的表观活化能为180 kJ·mol-1,说明微波加热能改善固相脱硅的动力学条件,提高固相脱硅反应速率,降低脱硅反应的活化能.     

碳粉还原MgO的动力学──MgO的还原挥发行为(Ⅱ)

为解决硼镁矿在高炉冶炼过程中,因镁循环富集而产生结瘤的问题,研究了碳粉还原MgO的动力学·采用恒温热重法,在高纯氩气氛下,测定了MgO+C在不同温度下的失重·用DoyleOzawa法和Kissinger法,解析实验所获得的Δm-t热重曲线数据,计算出反应的表观活化能为29046kJ/mol,表观频率因子为0061·     

基于分子动力学的镁橄榄石表面分子吸附与溶解研究

采用分子动力学模拟方法研究了镁橄榄石(Mg2SiO4)表面的吸附特性和溶解过程.计算了H2O、CO2在Mg2SiO4(O10)表面的吸附能、径向分布函数、解吸附能量壁垒,探讨了Mg2SiO4(010)表面上Mg2+、Si4+在纯水和离子浓度为1 mol/L 的NaCl、KCl、CaCl2、H3OCl、Na2CO3溶液中的溶解活化能,分析了盐离子对Mg2SiO4表面溶解的影响.结果表明:H2O分子在Mg2SiO4(010)表面的吸附能绝对值和解吸附能量壁垒均高于CO2分子,H2O和CO2分子在Mg2SiO4(010)表面分别为双层吸附和单层吸附;NaCl、KC1溶液对Mg2 SiO4表面溶解的影响较小,CaCl2溶液中的Ca2+能够与该表面的Mg2+发生离子交换,H3OCl溶液中较多的H3O+出现在该表面附近,加速了表面溶解,Na2CO3溶液中的CO32-与该表面的Mg2+形成离子对,显著促进了Mg2SiO4表面的溶解.     

Mg与SiO2玻璃反应组织、动力学及性能特征

通过Mg与SiO2玻璃间反应的研究,获得了由层状组成的反应组织.实验发现:层厚由表及里呈连续细化的变化规律;反应温度越高,反应层及层片厚度增加;反应时间延长,反应层及层片厚度增加.Mg与SiO2反应动力学呈线性关系,其原因是A层段层状存在显微裂纹,显微裂纹的存在使本应呈现非线性规律的Mg向SiO2扩散反应动力学发生了改变.整个反应组织与心部Mg基体结合良好,硬度由表及里呈连续变化,Mg与SiO2玻璃反应获得的是一种典型的梯度材料.     

磁铁精矿球团氧化动力学

推导出了磁铁矿氧化"单界面未反应核"修正模型,并应用该模型研究了凹山磁铁精矿球团的氧化动力学.研究结果表明:在800～950℃时,凹山磁铁精矿球团氧化反应表观活化能为64 kJ/mol,其氧化由化学反应所控制;在1000～1 050℃时,氧化反应的表观活化能为13 kJ/mol,反应为反应产物层的内扩散所控制;在950～1000℃时,氧化反应为混合控制;在较低氧化温度下,加入MgO可以降低化学反应阻力,提高球团的氧化率;在较高氧化温度下,MgO对扩散阻力无明显影响,添加MgO并不提高氧化反应速度,但在任何氧化温度下,添加MgO不改变磁铁矿氧化反应的控制环节.     

微波加热高碳铬铁粉固相脱碳动力学

采用微波加热对高碳铬铁粉固相脱碳进行了动力学研究.以碳酸钙粉为固体脱碳剂,按高碳铬铁粉中碳与碳酸钙粉完全分解后产生的CO2的摩尔比为1︰1和1︰1.4混合,在微波场中对内配碳酸钙高碳铬铁粉加热到不同温度并保温脱碳一定时间,测定其碳含量并计算固相脱碳反应的表观活化能.实验表明:提高内配碳酸钙的比例,物料的脱碳率会相应提高,但混合物料的微波加热升温速率会变小;对于脱碳摩尔比相同的物料,随着脱碳温度的提高和保温时间的延长,物料的脱碳率随之提高.当1200℃保温脱碳60 min时,两种脱碳摩尔比下物料脱碳效果最好,脱碳率分别为65.56%和82.96%.微波场能促进高碳铬铁粉中碳的活化扩散和CO2的吸附扩散.微波加热内配碳酸钙高碳铬铁粉固相脱碳反应近似为一级反应,脱碳反应的表观活化能为68.43 kJ·mol 1.     

黄色荧光粉Sr_3SiO_5:Eu~(2+)相转变机理

高温固相法合成Sr3SiO5:Eu2+过程中,杂质相Sr2SiO4:Eu2+的存在会不同程度影响Sr3SiO5:Eu2+的光致发光性能及余辉性能。本文通过压片烧结和燃烧法两种方法制备Sr3SiO5:Eu2+,结合热重-差热分析和X射线衍射分析,研究了Sr3SiO5:Eu2+在合成过程中的相变化规律以及动力学过程。研究表明:原料与坩埚的接触处形成的界面以及原料在升温过程经过Sr2SiO4:Eu2+的合成温度区间是导致杂质相产生的主要原因。在升温过程中,当温度经过1 200℃左右的温度区间时,由于原料与坩埚接触处可以看作是两组不同物质的分界面,Sr2SiO4:Eu2+的合成首先在该分界面处合成,而更多的原料需要扩散通过生成物层才能进一步反应;但随着温度的升高,原料随后进入Sr3SiO5:Eu2+的合成过程,从而导致了Sr2SiO4:Eu2+杂质相的生成。     

自蔓延冶金法制备硼粉的基础研究

提出采用自蔓延冶金法制备硼粉的新工艺·计算知B2O3 Mg反应体系的绝热温度(Tad)为2604K,对B2O3 Mg反应体系的相关反应进行了热力学分析,确定了采用自蔓延模式的可行性·差热分析(DTA)表明反应体系850～930℃放热峰的表观活化能为903 75kJ·mol-1,反应级数为n=1·X射线衍射分析表明燃烧产物主要由MgO,Mg3B2O6和B2O3等相组成,确定了燃烧产物的浸出条件以及三步浸出方案·光谱分析及化学分析表明硼粉纯度可达92 43%,平均粒度为0 5～0 8μm·     

烧结矿粘结相的熔化特性

以高碱度烧结矿中的铁酸盐粘结相为研究对象,考察了粘结相的熔化特性随粘结相组成的变化规律.通过试验探讨了不同nCaO∶nFe2O3以及不同的w(Mg),w(MgO2),w(SiO2)和w(Al2O3)铁酸盐粘结相的熔化特性.结果表明,nCaO∶nFe2O3=1∶1时,粘结相的熔化温度最低,熔化时间最短;添加MgO粘结相的熔化温度升高,熔化时间变长;当w(SiO2)或w(Al2O3)为3%时,粘结相的熔化温度最低,熔化最快.     

基于铜基氧载体化学链空气分离技术实验研究

利用STA409PC综合热分析仪以升温速率热重法研究了铜基氧载体最佳释氧温度;以等温热重法研究了氧载体的颗粒直径、惰性载体种类、混合比率及反应温度对释氧性能的影响.实验结果表明:铜基氧载体的最佳释氧温度为850~1000℃.随氧载体粒径的减小和惰性载体比率的增加氧载体释氧速率在逐渐增大但变化不大;二氧化硅、二氧化锆和二氧化钛为惰性载体制备的铜基氧载体表现了高的释氧速率和转化率;反应温度对释氧性能影响很大,随反应温度的增加,氧载体的释氧速率明显增大.     

高炉含碱金属氧化物炉渣性能的试验研究

对含有碱金属氧化物、TiO2的广钢高炉渣黏度、熔化性温度和脱硫能力进行了试验研究.结果表明:试验条件下,含碱炉渣黏度、熔化性温度比普通炉渣低,碱金属氧化物对酸性渣的熔化特性具有明显影响,碱度升高,影响减弱.MgO,Al2O3对含碱炉渣特性的影响规律与普通炉渣大体一致,碱度对含碱炉渣的脱硫能力具有明显影响.在广钢生产条件下,w(K2O)+w(Na2O)应控制在0.9%以下,w(CaO)/w(SiO2)控制在0.96~1.06之间,w(Al2O3)控制在14%以下,w(MgO)控制在12%~15%之间能够获得较好的炉渣黏度、熔化性温度和脱硫能力.     

铁酸钙粘结相自身强度的研究

以烧结矿中的铁酸钙粘结相为研究对象,考察了粘结相自身的抗折、抗压强度随粘结相组成的变化规律.实验考察了不同n(CaO)∶n(Fe2O3)(摩尔比)以及MgO,SiO2和Al2O3含量对铁酸钙粘结相的抗折、抗压强度的影响规律.结果表明,n(CaO):n(Fe2O3)=1∶2时,粘结相的抗折、抗压强度最高,添加MgO使粘结相抗折、抗压强度下降,适量的SiO2(w(SiO2)<3%)能提高粘结相的抗折、抗压强度,但随Al2O3含量的增加,粘结相的抗折、抗压强度下降.     

高密度烧结镁砂的研究

以菱镁石为原料,先在850℃下煅烧2 h获得轻烧氧化镁,然后水化成氢氧化镁,干燥后在不同温度下轻烧,得到不同活性的轻烧氧化镁.将轻烧氧化镁按细磨—成形—烧结的工艺流程制备出烧结镁砂.考察了细磨程度、成形压力及轻烧温度对烧结镁砂密度的影响.实验结果表明:将细磨的氢氧化镁轻烧得到的氧化镁进行二道细磨工序,对提高烧结镁砂的密度有显著的影响;成形压力对烧结镁砂的密度影响较小;轻烧温度为600℃时的氧化镁经过轻烧前后两道细磨工序,在200 MPa成形,1 600℃烧结3 h可以制得w(MgO)为97.5%,w(CaO)∶w(SiO2)>2,体积密度为3.47 g/cm3的高密度烧结镁砂.     

铝热自蔓延制备CuCr合金渣系粘度测量及模型建立(Ⅱ)

用已建立的针对非二氧化硅体系的粘度模型对CaO Al2O3体系的粘度值进行估算,与前人的测量值进行了比较,估算值和文献测量值吻合·根据已知文献确定了CaO Al2O3体系中的Al3+和Ca2+的离子作用系数L·由测量知,CaO Al2O3体系共晶点附近的熔渣流动性好,在1460℃时粘度值低于0 5Pa·s·对于Al2O3 CaO MgO体系按两个不同共晶点处的成分配渣,其中含氧化钙较多的渣粘度较低,1500℃时,其粘度小于0 03Pa·s·添加剂MgO能显著降低CaO Al2O3体系的熔渣粘度·     

热轧高强钢氧化动力学和氧化铁皮结构控制

通过实验室氧化增重实验和热模拟实验系统研究了不同时间和温度条件下高强钢(610L)的氧化动力学行为和FeO的转变行为,推导出了变温条件氧化动力学模型,在此基础上可实现热轧高强钢的厚度演变规律研究;测定了高强钢610L的氧化铁皮的等温转变曲线,指出FeO等温转变包含两个转变过程,即第一个转变过程为析出先共析Fe3O4,第二个转变过程发生共析反应(FeO→Fe+Fe3O4),同时给出610L钢FeO层发生先共析转变和共析转变的“鼻温”范围分别为350~500℃和350~450℃,为控制氧化铁皮结构提供了理论依据.     

TiC颗粒对CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-TiO_2炉渣电导率的影响

采用交流阻抗谱法测定了含有不同的TiC颗粒含量和粒度的CaO SiO2 MgO Al2O3 TiO2拟五元炉渣在1633K时的表观电导率·根据炉渣的交流阻抗谱,提出了合理的等效电路;根据表观电导率随温度变化的关系,估算了1633～1693K温度范围内TiC含量和粒度不同的炉渣的表观活化能·结果表明:炉渣体系的表观活化能随TiC颗粒的含量增高及粒度减小而增大,而对TiC质量分数为0 5%的炉渣其表观活化能随TiC颗粒粒度减小而稍有减小;在1633K时,炉渣体系的表观电导率随TiC颗粒的含量增高及粒度减小而减小,而对TiC质量分数为0 5%的炉渣其表观电导率随TiC颗粒粒度减小而稍有增大;在163...     

Li~+/TiO_2/ITO工作电极的制备及其异相反应动力学特性

采用溶胶-凝胶法在ITO导电玻璃基片表面制备一层TiO2薄膜,将其作为工作电极,与作为参比电极的饱和甘汞电极、作为辅助电极的铂黑电极、作为电解质溶液的碳酸丙烯酯+高氯酸锂一起构成三电极测试体系.采用原子力显微镜和X射线衍射仪对薄膜进行了表征,测试了在电极电势分别在±0.5 V,±1.0 V和±2.0 V时的循环伏安曲线.结果表明,扫描电位在±2 V时,循环伏安曲线出现明显的Li+注入峰和抽出峰,Li+在电解质溶液和TiO2层中的扩散速度是电极过程动力学的决速步骤;而扫描电位在±1 V和±0.5 V时,循环伏安曲线没出现Li+注入峰和抽出峰,工作电极电位是电极过程动力学的决速步骤;研究工作电极的...