二氧化硅对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能的影响

国内二次铝灰产量大,且总铝含量不低,堆放过程中受到雨水淋溶,导致自然水体被污染和土壤盐碱化等危害。在前期研究的基础上,以再生铝行业产生的二次铝灰为主要原料,采用固相烧结法开展二氧化硅含量对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能影响的研究,并采用XRD、SEM及红外谱图等手段分析烧结产物。研究结果表明,二次铝灰和氧化镁质量分数比为1∶0.2时,在1 400℃条件下烧结,保温3 h,二次铝灰可以烧结制备镁铝尖晶石材料;二氧化硅对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能有影响,添加5%二氧化硅时,所得镁铝尖晶石材料性能最佳,体积密度为2.03 g/cm³,线变化率为0.42,抗压强度为91.1 MPa;含5%～20%二氧化硅的原料样品在1 400℃烧结,烧结材料主要物相为MgAl₂O₄,随二氧化硅含量增加,MgAl₂O₄衍射峰强度减弱,烧结体中出现较厚纤维状组织,材料致密性提高,适量二氧化硅的存在对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料起到促进作用;在烧结过程中,产物的晶胞常数和晶胞体积都经历先变大后...     

二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料

以再生铝行业二次铝灰为主要原料,开展二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石(MA)材料的研究.热力学分析表明,二次铝灰添加MgO,理论上可以制备出MA材料.研究结果表明,当二次铝灰和氧化镁质量分数比为1:0.2,在1100～1500℃范围内,均能制备出MA材料;随烧结温度升高,MA材料纯度和结晶度明显提高,抗压强度呈升高趋势,显气孔率呈下降趋势.当烧结温度为1400℃时,所制备出MA材料显气孔率和体积密度分别为9.65％和2.02 g/cm3,线变化率和抗压强度分别为38％和89.8 MPa,材料抗压强度达到国家行业标准《镁砖和镁铝砖》(GB/T 2275-2007)(40 MPa),即抗压强度≥40 MPa标准.上述结果表明,在二次铝灰中添加适量氧化镁,可以将二次铝灰烧结制备成镁铝尖晶石材料,实现资源化利用.     

二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料

以再生铝行业二次铝灰为主要原料,开展二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石(MA)材料的研究.热力学分析表明,二次铝灰添加MgO,理论上可以制备出MA材料.研究结果表明,当二次铝灰和氧化镁质量分数比为1:0.2,在1100～1500℃范围内,均能制备出MA材料;随烧结温度升高,MA材料纯度和结晶度明显提高,抗压强度呈升高趋势,显气孔率呈下降趋势.当烧结温度为1400℃时,所制备出MA材料显气孔率和体积密度分别为9.65％和2.02 g/cm3,线变化率和抗压强度分别为38％和89.8 MPa,材料抗压强度达到国家行业标准《镁砖和镁铝砖》(GB/T 2275-2007)(40 MPa),即抗压强度≥40 MPa标准.上述结果表明,在二次铝灰中添加适量氧化镁,可以将二次铝灰烧结制备成镁铝尖晶石材料,实现资源化利用.     

二次铝灰酸解渣温和脱硅制备镁铝尖晶石

二次铝灰是铝工业熔铸过程产生的危险废弃物,可用于制备高值镁铝尖晶石材料,但其中的硅易转化为低膨胀性硅酸盐,影响产品品质。提出二次铝灰酸解渣温和脱硅—成型烧结制备镁铝尖晶石工艺,考察了NaOH浓度、液固比、温度和时间对脱硅率的影响,并对脱硅过程进行了动力学计算与转化行为分析。结果表明,脱硅过程的最优反应条件为：NaOH浓度100 g/L、液固比6 mL/g、反应温度70 ℃、反应时间10 min,硅脱除率可达49.60%。当轻质氧化镁添加量20%、成型压力150 MPa、烧结温度1 600 ℃、烧结时间3 h时,所制备的镁铝尖晶石体积密度为2.76 g/cm3,显气孔率为21.85%,满足工业使用要求。本研究可为二次铝灰的资源化利用提供新思路。     

预处理铝灰制备镁铝尖晶石研究

采用铝灰制备耐火材料是其高附加值资源化利用的一个方向,以预处理后的无害化铝灰为主要原料,利用烧结法合成镁铝尖晶石材料。借助XRD、SEM及EDS等对烧结试样的晶型组成及微观形貌进行了分析。结果表明:利用预处理后铝灰添加部分氧化镁可制备出物理性能优良的耐火材料,烧结后的主要物相为镁铝尖晶石,烧结温度对产品性能影响较大,适宜的烧结温度为1 650℃。     

二次铝灰酸浸制备聚合氯化铝的研究

二次铝灰中仍含大量铝,对其进行回收具有重要意义。文中以二次铝灰为原料,通过盐酸浸出处理后再添加铝酸钙制备聚合氯化铝（PAC）,研究了HCl浓度、浸出温度、时间、液固比,铝酸钙添加量等因素的影响。综合考虑,适合二次铝灰酸浸制备聚合氯化铝的较优条件为:水洗后的二次铝灰在HCl浓度为6 mol/L,液固比为4∶1 mL/g,温度为85 ℃条件下酸浸2 h,此时的酸浸液中加入12 g/80 mL的铝酸钙,温度为85 ℃条件下反应1.5 h。该条件下酸浸过程中铝的浸出率为48.67%,且制得的液体PAC完全符合国家标准。      

SrO对镁铝尖晶石烧结性能的影响

以Al₂O₃、Mg(OH)₂和SrO为原料,引入质量分数分别为0、0.25%、0.5%、0.75%、1%的SrO制备镁铝尖晶石。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显气孔率、体积密度测定仪和图像处理软件,对烧结后的试样进行分析。结果表明：不同烧结温度煅烧后,随SrO含量逐渐增加,试样烧结后线收缩率和体积密度先增大后减小,显气孔率先减小后增大,当SrO添加量为0.5%时,线变化率和体积密度最大,显气孔率最小。试样在1 600℃下保温3 h时,未添加SrO制备的镁铝尖晶石烧结后线变化率为4.9%,显气孔率为50.1%,体积密度为1.64 g/cm³;而添加了0.5%SrO制备的镁铝尖晶石线变化率为5.4%,显气孔率为44.3%,体积密度为1.89 g/cm³。     

添加轻烧氧化镁对镁铝尖晶石轻质耐火材料烧结性能的影响

以工业氧化铝和重烧氧化镁为原料,通过添加轻烧氧化镁微粉的方法,合成了镁铝尖晶石轻质耐火材料,考察了添加轻烧氧化镁微粉对一步煅烧法制备的镁铝尖晶石轻质耐火材料烧结性能的影响.研究结果表明,添加轻烧氧化镁微粉对镁铝尖晶石的烧结具有明显的促进作用,烧结温度越高越有利于镁铝尖晶石的合成.     

添加氧化铈对反应烧结制备镁铝尖晶石材料性能的影响

为了进一步提高高品质钢冶炼用镁铝尖晶石耐火材料的关键性能,以电熔镁铝尖晶石、轻烧氧化镁和白刚玉为原料,镁铝溶胶为结合剂,氧化铈为添加剂,采用反应烧结工艺成功制备了镁铝尖晶石材料.系统研究了氧化铈添加量(质量分数,0、3％,6％、9％和12％)对合成镁铝尖晶石材料显气孔率、体积密度、线收缩率、体积收缩率、常温耐压强度和抗...     

二次铝灰的焙烧特性和有害元素脱除研究

采用无添加剂的氧化焙烧工艺处理以氮化铝和镁铝尖晶石为主要物相的二次铝灰,在不同焙烧温度、焙烧时间和富氧条件下,探究了氮化铝的氧化特性和有害元素F、Cl、K、Na的脱除情况。结果表明:在60 mL/min的充氧量气氛下1 100℃焙烧2 h,氮化铝可完全转化成氧化铝,此时氟、氯的脱除率分别为84%和99%,符合国家危废处理要求。经过焙烧预处理的二次铝灰可用于生产耐火材料,实现固废资源化综合利用的目的。     

MgO包裹CaO砂抗水化性能的研究

以分析纯Ca(OH)2为原料,经成型、煅烧后,将其破碎为2.5~5 mm颗粒,制成CaO砂,在其表面包裹电熔MgO细粉,分别于1500℃、1600℃×3 h烧后,在0.15 MPa,125℃~128℃的水蒸汽压下测其抗水化性。结果表明:MgO细粉包裹无添加剂CaO砂表面的抗水化性优于包裹含添加剂的CaO砂;将含1.0%Fe2O3的电熔MgO细粉包裹无添加剂CaO砂,经1600℃×3 h烧后在CaO砂表面制成厚度约为0.25 mm的MgO薄膜,水化增重率从20.69%降至8.10%。     

铝粉对Al2O3–MgO复合材料抗氧化性的影响

以烧结刚玉、α-Al₂O₃微粉、高纯镁砂、金属铝粉为原料, 酚醛树脂为结合剂, 制备Mg O–Al₂O₃和Al–MgO–Al₂O₃系复合材料, 样品成型后经过200℃烘干, 于1500℃氧化气氛烧成。利用X射线衍射仪, 扫描电子显微镜和能谱仪研究了金属铝粉对MgO–Al₂O₃复合材料抗氧化性的影响。结果表明: 未添加金属铝粉的样品烧后主晶相为α-Al₂O₃及镁铝尖晶石, 微观结构较为疏松; 引入金属铝粉后, 样品烧后主晶相为α-Al₂O₃及镁铝尖晶石, 新生相包括Al₄O₄C、Al₄C₃、(Al₂OC)_x(AlN)_1-x等, 微观结构较为致密, 样品性能得到改善。添加金属铝粉样品的内外组成呈梯度变化, Al₄O₄C相主要出现在样品内部, 并有金属铝残留; 金属铝粉引入使样品氧分压从表面到内部依次降低, 金属铝粉氧化后与Mg O原位合成尖晶石, 使结构致密化, 阻隔了氧气的进一步渗入, 样品内部形成的Al₂O与C反应得到晶须状Al₄O₄C。     

二次铝灰中氟、氯的浸出与回收分析

为了研究二次铝灰中氟、氯等有害元素在水溶液中的浸出规律和无害化处理的方法，针对某铝厂生产过程中产生的二次铝灰中含有的氟氯化合物进行了浸出影响因素分析，考察了不同浸出时间、液固质量比、浸出液pH值、浸出温度对氟氯浸出率的影响。结果表明，最佳的工艺参数为浸出时间为8 h，液固质量比为6，浸出液pH值为4，浸出温度为60 ℃，氟、氯元素的最大浸出率分别为87.67%和99.02%。分离后滤液经蒸发回收氯盐与氟盐，冷凝液回用到浸出工序，滤渣无有害元素析出后可以作为原料生产免烧砖等建筑材料，实现了二次铝灰的无害化处理和资源化利用。     

Al(NO_3)_3对白云石烧结性能和抗水化性能的影响

在天然白云石中添加不同比例的Al(NO_3)_3,采用二步煅烧法制备镁钙砂,研究Al(NO_3)_3添加量对白云石烧结性能和抗水化性能的影响。结果表明,在1 600℃保温3 h,没有添加Al(NO_3)_3时,镁钙砂试样的烧结密度为3.17 g/cm3,显气孔率为4.9%,抗水化增重率为3.1%,粉化率为20.1%,MgO的晶粒尺寸为2.92μm;添加Al(NO_3)_3后,由于Al(NO_3)_3在高温分解产生Al_2O_3,Al_2O_3在高温下会和CaO发生反应,生成3CaO2·Al_2O_3,在高温下形成液相,促进试样烧结,当添加0.30%Al(NO_3)_3(质量分数)时,试样的烧结密度为3.24 g/cm~3,显气孔率为3.8%,抗水化增重率为2.0%,粉化率为15.6%,MgO的晶粒尺寸为3.48μm。     

二次铝灰处置及利用现状及其在炼钢中的应用

中国是铝生产和消费大国,伴随着铝产业的发展,原铝的制备、加工和再生过程中排放出大量铝灰(渣)危险固体废弃物,不仅对环境造成了污染,还存在着二次资源浪费的问题。针对二次铝灰的成分特点以及处理现状,综述了二次铝灰在钢铁行业中的应用及其制备成铝酸钙炼钢精炼剂的技术现状和发展趋势。利用廉价的二次铝灰制备成铝酸钙炼钢精炼剂作为炼钢辅助原料,可在一定程度上节约炼钢成本,同时也是目前缓解二次铝灰处置及利用问题的有效手段。     

纳米非晶Si2N2O粉末的SPS烧结及烧结体性能研究

通过低温还原,以Si₂OCl₆为原料,以Na溶液为还原剂,在液氨溶液中成功合成了纳米非晶态Si₂N₂O粉末.在不加任何烧结助剂的条件下,通过放电等离子体烧结,得到了致密的陶瓷块体.制得的纳米非晶粉末颗粒尺寸约为20 nm,XRD结果显示样品在1 100 ℃开始晶化.进一步考察了不同烧结温度下陶瓷的抗氧化性和力学性能,致密块体在1 600 ℃下经过20 h氧化后,其增重仅有1.1 %,烧结块体的力学性能随着烧结温度的增加而迅速增加,当烧结温度高于1 500 ℃时,继续增加烧结温度力学性能的增加趋势变得平缓. 1 500 ℃烧结样品的维氏硬度、强度和断裂韧性分别达到了19.6 GPa, 440 MPa和4.1 MPa·m1/2.      

粉末形状与松装密度对不锈钢烧结多孔材料制备工艺及其性能的影响

通过选用气雾化及水雾化两种工艺方法制备的不锈钢粉末来制取粉末烧结多孔材料。探讨了粉末形状及松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料制造工艺中的成形压力和烧结温度等工艺参数的影响;研究了原料粉末松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料的透气性、拉伸强度的影响。结果表明:成形压力、烧结温度和制品的透气性受粉末松装密度影响显著。粒度范围为0.18～0.90mm时,气雾化粉末的成形压力比水雾化粉末要高近1倍;当粉末的粒度相同时,采用松装密度大的球形粉末所需的烧结温度比松装密度小的不规则粉末的高60～70℃;粒度为0.45～0.60mm时,选用松装密度为4.13 g/cm3粉末所制备的多孔制品的透气性为3.16×10-10m2,而选用松装密度为2.67 g/cm3的粉末所制备的多孔制品的透气性仅为8.8×10-11m2。不锈钢多孔材料的强度受原料粉末的松装密度影响显著;粒度相同,制备工艺相同时,采用较低松装密度的粉末的制品,能够得到较高的强度。     

共沉淀反应条件与分散剂对Cu-Al_2O_3粉末性能的影响

以酸碱含铜刻蚀废液为原料,聚乙烯醇(PVA)为分散剂,并采用添加可溶性铝盐络合共沉淀的方法制备了含铝铜的前驱体粉末,最终采用高温煅烧-氢气还原工艺制备了纳米Al_2O_3弥散强化铜粉末。采用激光粒度仪、SEM-EDS、XRD等研究了络合共沉淀过程中工艺参数对弥散铜粉末及Al_2O_3弥散相粒度的影响。结果表明:通过控制络合共沉淀过程中的反应条件,可制备出粒度小于1.5μm且分布较窄的纳米Al_2O_3弥散强化铜粉末,最佳工艺参数为:母液浓度1.0 mol/L,沉淀氨水浓度20%(体积分数),反应温度70℃,p H值为7;调节分散剂的含量可控制弥散相的粒度及分布,PVA与铜离子的物质的量比为0.4∶1.0时,制备出的纳米Al_2O_3弥散相粒度小于100 nm,粒子间距100~200 nm;粉末经氢气烧结950℃保温60 min,烧结试样的密度为8.45 g/cm~3,硬度为115 HB。     

焦硫酸钾碱熔在EDTA滴定法测定铝灰渣中铝中的应用

近年来随着铝资源的逐渐紧缺,加紧对铝灰渣中铝资源的回收利用变得日益重要,所以准确测定铝灰渣中铝含量十分重要。由于铝灰渣中铝的存在形态多样而导致样品难以熔解,而且铝灰渣中氟含量高,目前已报道的采用氢氧化钾和氢氧化钠熔解样品后使用EDTA滴定法测定铝时,结果容易偏低。将铝灰渣样品置于铂坩埚中,加入8 g焦硫酸钾试剂,于725 ℃±25 ℃的马弗炉中保温熔融20~25 min至样品熔融完全。由于焦硫酸钾高温熔融样品时冒硫酸烟,从而可以完全驱除样品中F^—。再将样品溶解后加入EDTA,用锌标准滴定溶液滴定过量的EDTA,然后用F^—置换出与铝络合的EDTA,再用锌标准滴定溶液滴定置换出的EDTA,从而得出铝含量。按照实验方法测定两个铝灰渣样品中铝,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=9)分别是0.16%和0.34%,加标回收率为98.7%~101%。实验有效解决了铝灰渣样品难以熔解和高含量氟的干扰使得EDTA滴定法测定铝含量时测定结果偏低的问题,适用于成分复杂且铝和氟含量均高的铝灰渣中铝含量测定。