二氧化硅在真空碳热-氯化法炼铝过程中的行为

采用XRD,EDS及热力学分析等方法,对二氧化硅在真空碳热-氯化法炼铝过程中的行为进行研究.研究结果表明:碳热还原过程SiO2在较低温度下发生碳热还原反应生成SiC,在更高的温度条件下碳热还原生成低价氧化硅SiO气体;另外还有一定量的SiC与Al4C3结合生成Al4SiC4.碳热还原过程生成的低价氧化硅SiO气体进入低温区歧解得到单质硅与二氧化硅;同时还有氧化铝碳热还原生成的低价氧化铝Al2O气体进入低温区与CO发生二次氧化反应生成氧化铝与碳,低价氧化铝Al2O与低价氧化硅SiO气体在低温区发生反应的可能性较小.碳热-氯化过程冷凝产物金属铝的EDS检测分析显示,SiO2碳热还原生成的低价氧化硅SiO歧解产物没有混入最终产物中,从而不会影响金属铝的纯度,该金属铝平均纯度达97.03％.     

真空铝热还原炼锂新工艺中富锂熟料的制备

常压煅烧氢氧化锂、氧化铝和氧化钙混合物得到富锂熟料,真空铝热还原该熟料得到金属锂及可制备氢氧化铝的12Ca O·7Al2O3型还原渣.研究了制团压力、煅烧温度、煅烧时间对煅烧烧损率及锂还原率的影响.结果表明:在制团压力为30 MPa,煅烧温度为750~800℃,煅烧时间为60~90 min的条件下,烧损率基本保持在34%左右;该条件所得富锂熟料在还原温度1 100℃,还原时间90 min,铝粉不过量的条件下进行真空铝热还原得到锂还原率较高.该煅烧工艺适用于真空铝热还原炼锂新工艺中富锂熟料的制备.     

熔盐电解二氧化硅制备低硼磷铝硅合金

分别采用高纯石墨和Fe-Ni合金为阳极,在960℃的冰晶石熔盐中电解SiO₂制备低硼磷铝硅合金,研究电流密度和SiO₂添加量对电流效率、阴极产物成分和B,P杂质含量的影响规律,并利用XRD和SEM表征阴极产物的物相组成和微观形貌.结果表明,以石墨为阳极时,当电流密度从0.5A/cm²增大到0.9A/cm²时,阴极产物中w［Si］从0.75%增大到15.17%,电流效率从2.58%增大到38.06%;B和P的最低质量分数分别为3×10^-6和7×10^-6.以Fe-Ni合金为阳极时,当SiO₂添加量从2%增大到6%时,阴极产物中w［Si］从3.19%增大到19.86%,电流效率从12.43%增大到70.48%;B和P的最低质量分数分别为6×10^-6和11×10^-6;阴极产物的物相组成为铝、硅和铝硅合金.     

采用铝热自蔓延法制备低氧高钛铁合金

以金红石、钛精矿和Al为原料采用铝热自蔓延法制备出低氧高钛铁合金。研究不同反应体系的相关热力学,考察配铝量对铝热自蔓延熔炼效果的影响,采用XRD,SEM以及化学分析等技术对高钛铁合金进行表征。研究结果表明:反应体系的绝热温度大于1 800 K,反应能自我维持进行;铝还原TiO2反应的单位质量热效应较低,铝还原铁氧化物反应的单位质量热效应较高;合金主要由TiFe2,Fe,TiO2和Al2O3等相组成,氧化物夹杂相的存在是合金中氧含量高以及合金微观缺陷存在的直接原因;合金中氧含量最低为2.62%;钛、铝、铁和硅质量分数分别为61.58～66.27%,4.05%～9.20%,16.15%～20.53%及2.78%～3.82%。     

用高炉钛渣冶炼钛硅合金的研究

介绍了用直流电热法从攀钢高炉钛渣中冶炼钛硅合金的工艺。研究了电硅热法冶炼钛硅合金时渣中ＴｉＯ２的还原贫化规律和直流电对钛硅合金冶炼的作用，用直流电硅热法可生产含Ｔｉ２０％左右的钛硅合金，钛回收率小于６０％．开发了直流电硅铝热法生产钛硅合金工艺，采用直流电硅铝热法可生产含Ｔｉ＞３０％、Ｓｉ＜３５％的钛硅合金，钛回收率大于８０％，铁硅合金可部分取代钛铁用于炼钢，还原残渣可用于制水泥。     

熔盐电解法连续生产铝锂中间合金

在LiCl-LiF体系的电解槽中,以石墨作为阳极,铝液作为阴极,分别以LiCl和Li2CO3为原料连续电解生产铝锂中间合金,采用熔盐电解监控仪测量电解过程中的工艺参数,重点研究了反电动势、电流效率及合金浓度的变化.结果表明,反电动势随电流密度增加而逐渐增大;加入质量分数2%的Li2CO3可使反电动势降低0.8 V,通过控制电位法测得加料周期为30~40 min;电解LiCl的电流效率高于电解Li2CO3,最高电流效率可达66.1%;最终在680℃,300 A电流条件下,连续电解48 h,出炉10次,共制得了平均锂质量分数为6.73%的铝锂合金16 kg.     

rNaF·AlF_3-REO熔体与铝液平衡的研究(Ⅱ)——稀土在两相中的分配比

研究了熔盐中REO含量、冰晶石比,温度及还原铝量对稀土(RE)在两相中的分配比的影响。得出随熔盐中REO含量增加,分配比上升,但随冰晶石比变化有一最小值。温度升高,分配比减小。铝加入量对分配比无影响。为考查几个因素对分配比的共同影响,给出了不同条件下的r-t与r-c 等值图。     

低价硫化铝法从氧化铝直接碳还原制取铝反应的机理探讨

低价硫化铝法从氧化铝直接碳还原提取金属铝是十分复杂的反应体系 ,本文从反应热力学和物料反应后残留物的X衍射分析 ,探讨了该体系的反应机理     

电解工艺对NiFe2O4基金属陶瓷阳极耐腐蚀性能的影响

研究了5%Ni-NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极在冰晶石-氧化铝熔体中的腐蚀行为及电解参数对腐蚀率的影响.研究结果表明:当Al2O3质量分数大于5%或接近饱和时,电极腐蚀率较低;当Al2O3质量分数小于2%时,电极腐蚀加快;当在冰晶石熔体中不加Al2O3时,会发生灾变腐蚀;当分子比为2.2～2.4,电解温度为960℃时,腐蚀率较低;溶解的铝和高电流密度对惰性阳极的正常工作不利,电流密度适当时有利于降低阳极的腐蚀率;导致惰性阳极腐蚀的主要原因有铝热还原,碳化铝的溶解及电沉积、陶瓷基体的氟化反应.     

硼镁石真空铝热炼镁还原渣提取高白氢氧化铝

以煅烧硼镁石为原料真空铝热还原炼镁得到的还原渣中富含12CaO·7Al2O3,该还原渣可通过氢氧化钠和碳酸钠的混合碱液溶出得到铝酸钠溶液和富硼料,铝酸钠溶液通过碳酸化分解可制备氢氧化铝.以硼镁石铝热炼镁所得还原渣为原料,研究了溶出温度、时间、碳酸钠及氢氧化钠质量浓度对氧化铝溶出率的影响,并对碳分产物进行性能研究.结果表明,在氢氧化钠质量浓度12g/L,碳碱质量浓度210g/L,溶出时间120min,溶出温度95℃,液固比为6的条件下,炼镁还原渣中氧化铝的溶出率为8521%.氢氧化铝产品为α-Al(OH)3,白度大于98,SEM显示其晶粒小于1μm.     

析氧阳极固体电解质在冰晶石中的腐蚀行为

对作为析氧阳极的氧化锆固体电解质在带电和不带电条件下,于冰晶石熔盐中的腐蚀行为进行定性研究。采用高倍扫描电镜及能谱分析等手段,对氧化锆固体电解质在电解前后的表面及截面形貌进行观察及分析,探讨固体电解质在冰晶石熔盐中的腐蚀情况及腐蚀机理。研究结果表明：在不带电条件下,与普通的惰性阳极一样,氧化锆固体电解质在冰晶石熔盐中遭到严重腐蚀,而在通电条件下,氧化锆固体电解质由于在冰晶石熔盐中存在一定程度的化学溶解动力学阻碍而呈现出良好的耐腐蚀性能。     

熔盐电解法制取Al-Si合金

按照工业铝电解生产的方式,采用Na3AlF6 Al2O3体系作为支持电解质,加入SiO2,在熔融状态下电解,得到Al Si合金·利用扫描电镜对产物的形貌和化学成分进行了分析,结果表明合金中Si的含量可达到30%以上,为过共晶产物·结晶Si的形貌是典型的针片状·此产品可作为母合金使用·根据实验结果,对熔盐电解法制备Al Si母合金的机理进行了讨论,认为Al Si合金的生成是由于两种机制共同作用的结果:Al还原了SiO2中的Si,构成Al Si合金;Si与Al同时在阴极析出,形成Al Si合金·保持Al2O3及SiO2的浓度,电解可始终进行·此法可以作为一种新的合金生产方式在实际中应用·     

氟化钙和氧化钙在冰晶石熔体中的结构

研究了氟化钙在熔融氟化钠和冰晶石中的4种不同的结构模型。将所计算的二元系液相线与所实测的液相线进行比较。结果表明,当氟化钙加到熔融的氟化钠中时生成一个钙三个氟的阴离子。而在冰晶石-氟化钙熔体中存在着一个钙三个氟的阴离子和一个钙一个氟的阳离子。     

氧化铝在熔融冰晶石中的溶解

利用透明石英槽对氧化铝在熔融冰晶石的溶解行为进行了研究,并用摄相机观测、拍摄了整个溶解过程,分析与讨论了氧化铝溶解的影响因素·研究认为,氧化铝在熔融冰晶石中的溶解分两步,即氧化铝快速溶解和电解质表面形成结壳的氧化铝的脱落与溶解·氧化铝在熔融冰晶石中的溶解由快变慢是由于氧化铝的加入导致电解质温度降低,在电解质表面形成氧化铝/电解质结块,使氧化铝与冰晶石接触的表面积下降·氧化铝的溶解速度与搅拌速度、氧化铝的预热温度、体系的温度和氧化铝的种类有关·     

Effect of magnesium on the aluminothermic reduction rate of zinc oxide obtained from spent alkaline battery anodes for the preparation of Al–Zn–Mg alloys

The aluminothermic reduction of zinc oxide (ZnO) from alkaline battery anodes using molten Al may be a good option for the elaboration of secondary 7000-series alloys. This process is affected by the initial content of Mg within molten Al, which decreases the surface tension of the molten metal and conversely increases the wettability of ZnO particles. The effect of initial Mg concentration on the aluminothermic reduction rate of ZnO was analyzed at the following values: 0.90wt%, 1.20wt%, 4.00t%, 4.25wt%, and 4.40wt%. The ZnO particles were incorporated by mechanical agitation using a graphite paddle inside a bath of molten Al maintained at a constant temperature of 1123 K and at a constant agitation speed of 250 r/min, the treatment time was 240 min and the ZnO particle size was 450-500 mesh. The results show an increase in Zn concentration in the prepared alloys up to 5.43wt% for the highest initial concentration of Mg. The reaction products obtained were characterized by scanning electron microscopy and X-ray diffraction, and the efficiency of the reaction was measured on the basis of the different concentrations of Mg studied.     

含氟化钙冰晶石熔体与熔融金属铝的热力学平衡

在实验室测定了与含氟化钙的冰晶石熔体相平衡的熔融铝中钠和钙的含量。在氟化钙的浓度低于3％时,铝中钙的浓度与钠的浓度之比与氟化钙浓度之间的关系为线性关系。而当氟化钙的浓度高于3％时,这种关系呈现正的偏差。     

反应气氛对铝热还原氧化钛合成氮化钛的影响

研究在流动氮气和埋炭条件下铝热还原氮化TiO2的反应过程,借助于X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别测试和观察两种气氛中不同温度下处理后产物的物相组成和显微结构。结果显示,与流动氮气氛下一样,在埋炭气氛下采用铝热还原氮化法可以制备氮化钛复相材料,但处理气氛明显影响着铝热反应的程度及产物的形貌,在埋炭条件下处理后的产物中氮化钛含量、晶粒大小、晶格常数明显低于流动氮气氛下处理产物中上述各项值;热力学计算发现埋炭条件下铝除参与铝热还原反应外,还与炭粉床中氧发生反应,使参与铝热反应的金属铝不足,造成产物中有剩余的金红石存在。     

融盐铝电解中若干物理化学问题的研究

概述了融盐铝电解中若干物理化学问题,这些是50多年来作者一直思索着的问题·其中涉及电极湿润性,金属在融盐中的溶解,制取铝基母合金,工业铝电解槽的能量平衡,以及低温铝电解·所得的结论,是也有,非也有,希望继续加以研究·     

TiO2电解制取Al-Ti合金

采用工业铝电解质体系,在Na3AlF6 Al2O3中加入TiO2,在熔融状态下电解,直接得到Al Ti合金·利用扫描电镜对产物的形貌和化学成分做了分析,结果表明实验可行,合金中Ti的质量分数可达到9%以上,超过已往文献报道·而且Ti与Al以化合物的形式存在·此类产品可作为母合金使用·对熔盐电解法制备Al Ti合金的机理作了初步探讨,认为与Al Si合金的形成具有相似的机理:Al还原了TiO2中的金属Ti,与预先放置的铝(阴极)构成Al Ti合金;Ti与Al同时在阴极析出,形成Al Ti合金·保持一定的条件,电解能够始终进行·