粒度和温度对钒钛磁铁矿介电特性的影响北大核心

采用谐振腔微扰法测量了-0. 048、-0. 075+0. 048、-0. 150+0. 075 mm粒级钒钛磁铁矿在2. 45 GHz频率下20~800℃间的介电特性,分析了介电参数随粒度和温度变化的原因,并测量了钒钛磁铁矿在微波场中的升温曲线.结果表明:钒钛磁铁矿的介电常数和损耗角正切均随温度的升高而增大,介电特性随着粒度的减小而增强.在20~800℃之间,穿透深度随着温度的升高而下降,且粒度越大越有利于微波对矿石的穿透,微波加热钒钛磁铁矿的最佳物料厚度为1. 28~1. 60 cm.不同粒度的钒钛磁铁矿在微波场中温度随微波加热时间均呈线性升高,在微波功率为4 k W时,-0. 048 mm粒级矿石的升温速率是-0. 150+0. 075 mm粒级的1. 41倍.     

微波加热浸出法从钛铁矿中提取钛

以钛铁矿和硫酸铵为主要原料,通过熔融反应法使钛铁矿中的钛转化成易溶于稀硫酸的硫酸氧钛,利用煅烧产生的氨气和水解产生的废酸生成硫酸铵,可循环使用。本试验主要是用微波浸出法替代工艺中的水浴浸出,采用单因素试验和正交试验考察微波功率、微波时间、浸出温度、硫酸浓度对钛浸出的影响。结果表明,在矿物粒度-0.053mm、微波功率4kW、浸出时间5h、硫酸浓度30%、浸出温度70℃的条件下,钛浸出率达到了96.99%,最终产品钛白粉中金红石型二氧化钛结晶度达到70.75%。     

微波场中碳化硅的加热特性研究

微波场中碳化硅的加热特性研究王艳，柯家骏（中国科学院化工冶金研究所１０００８０）关键词：微波场，碳化硅，加热特性微波场加热以其快速、高效和清洁的独特加热方式日益受到人们的关注。但透过微波的物质不能被加热，即微波对物质具有选择加热性。碳化硅（ＳｉＣ）是...     

微波加热钢渣脱磷的升温特性

采用微波碳热还原方法,对钢渣进行脱磷处理.在实验室条件下,对钢渣的升温特性进行研究.试验表明不同组成钢渣在微波中均具有很好的升温特性和较好的脱磷效果.结合脱磷效果与升温特性,确定了微波处理钢渣的工艺参数.     

微波复合还原剂还原钛铁矿试验

采用微波加热和复合还原剂并添加添加剂对钛铁矿进行还原制备电焊条药皮原料。复合还原剂的使用提高了还原率、降低了杂质及有害元素的带入量、还大大降低了成本费用;添加剂(Na2CO3)使用降低了反应的活化能,强化了此钛铁矿的还原反应,缩短了反应时间;与常规加热方式相比,微波具有高效节能、绿色环保、强化反应等特点。在单因素试验条件还原温度1 150℃、还原时间100min下,试验研究了还原剂无烟煤和木炭对钛铁矿的还原能力;还原剂采用复合还原剂无烟煤、木炭的复合,在经试验验证及兼顾成本验证下,得出了复合还原剂无烟煤和木炭质量之比为11∶3,复合还原剂的使用可降低成本300~400元/t;试验还验证了添加剂Na2CO3(AR)的配入量和强化作用,结果表明,在最佳配量3%下可缩短反应时间约20min。     

脱硫石膏含水量对微波加热升温特性的影响

采用微波加热技术,研究了脱硫石膏中含水量对其升温特性的影响。结果表明,在微波加热的条件下,含水量25%的脱硫石膏比含水量20%和0%的脱硫石膏最终加热温度更高,升温过程分为快速升温阶段和温度平衡阶段。在配加无烟煤和磁铁矿的脱硫石膏混合物料中,含水量过多或过少都会阻碍高温区内温度的继续升高。脱硫石膏中含水会影响混合料中无烟煤的微波选择性加热和热点的产生,脱硫石膏中的含水量越少,无烟煤越早燃烧。当脱硫石膏含水量为20%时,无烟煤和热点不同时的升温会降低升温速率突然变化的可能性,防止热失控的产生,产生更好的升温效果。     

添加剂对Ba6-3xSm8+2xTi18O54微波介电陶瓷性能的影响

以Ba6-3x(Sm1-yBiy)8+2xTi18O54(x=2/3)为研究对象,运用均匀设计方法确定实验配方,研究了在不同y值下,不同含量的B2O3和ZnO对该系列陶瓷性能的影响.研究结果表明,添加剂的加入使陶瓷的烧结温度降低了250℃左右,并可以得到介电常数在 48～91,介电损耗在(3～9)×10-4之间的陶瓷材料.其中,当y=0.35,B2O3为1%(质量分数)时,陶瓷的烧结温度为1150℃,介电常数可达87.2,介电损耗为3×10-4.在此基础上,利用XRD和SEM检测了材料的物相和断面形貌.     

细粉煤微波加热除湿特性及数学模型

在实验室条件下，利用间隔式测重，研究了三组不同微波加热比功率下细粉煤的除湿变化特性，并建立了数学模型。研究表明，细粉煤的微波加热除湿率可分为：初始除湿、快速除湿和缓慢除湿三个阶段；除湿速率可分为：加速除湿、相对恒速除湿和降速除湿阶段等三个阶段。通过实验数据进行回归分析，得到细粉煤微波加热除湿的数学模型。同时对模型的参数进行了分析，分析的结果与实验结果相吻合。     

电焊条用还原钛铁矿中亚铁的测定

介绍在Ti~(3+)、Fe~(?)、Fe~(2+)共存下Fe~(2+)的测定,所拟方法适用于还原钛铁矿中亚铁的测定。     

铁渣的微波干燥过程及机制研究

在分析原料主要物相组成和元素分布状态的基础上,对微波干燥过程的机制进行了深入分析。采用热重和热干燥分析方法确定了铁渣中水分存在形式,并对原料的高温介电特性和影响微波干燥的主要因素进行了探究。研究结果表明,铁渣含有结晶水的物相为 CaSO₄·0.5(H₂O) 和 CaH(AsO₄)·2H₂O,自由水含量为 17.6%,结晶水含量为 11.1%,自由水含量高于结晶水,微波干燥具有优势。微波干燥的最佳技术参数为：微波加热功率900 W,干燥时间 90 s,物料厚度 1.5 cm,此时,温度为 93 ℃,主要为自由水的脱除,脱水率为 18.42%。微波干燥比同等程度常规干燥节约 91.67%时效。     

微波煅烧石灰的活性度及显微结构

 试验选取3个不同产地的石灰石为原料,研究了微波加热以及不同结构的石灰石对石灰活性度的影响,并对活性石灰的微观形貌进行了观察。试验结果表明,利用微波加热可在较低的加热温度和较短的保温时间条件下得到高活性的石灰,所得石灰的活性度均达到了400 mL以上,最高可达435 mL,比传统生产石灰的方法活性度要高25 mL;当石灰石的结构致密且晶粒大小分布不均匀时,所得石灰的活性度偏低;通过扫描电子显微镜对石灰的观察可以更清楚了解到活性石灰的微观形貌为多孔结构,由细小的氧化钙晶粒组成。     

微波加热在冶金领域中应用研究现状

综述了微波在冶金领域中的矿物预处理,金属氧化物的碳热还原反应以及矿物浸出方面国内外的一些研究成果和进展,认为微波作为一种清洁、干净有效的能源,在冶金领域中具有着广阔的应用前景.     

微波加热在矿冶方面的应用研究现状

介绍了微波加热技术目前在干燥矿物、磨矿、活性炭再生、矿物冶金等领域的国内外研究与应用现状。微波加热作为一种新兴的冶金技术越来越受到关注,随着微波加热技术的深入研究,微波技术在矿冶领域必将发挥重要的作用,具有广阔的应用前景。     

化学组分对微波合成堇青石-铁氧体基红外复合陶瓷结构与性能的影响

以堇青石(Mg2Al4Si5O18)、Fe2O3、MnO2、CuO和Co2O3为原料,通过微波加热合成堇青石-铁氧体基红外复合陶瓷材料,利用X射线衍射、红外光谱仪、热重-差热分析等手段分析该复合陶瓷的物相组成与结构、辐射率及热稳定性,研究名义成分对复合陶瓷材料结构与性能的影响。结果表明:该复合陶瓷中的铁氧体为混合型尖晶石结构。铁氧体含量(质量分数,下同)为10%时,随原料粉末中Fe2O3含量增加或MnO2含量减少(即Fe2O3与MnO2的质量比增大),Mn3+尖晶石相含量减少,但Fe2O3与MnO2的质量比对复合陶瓷辐射率的影响较小;w(Fe2O3):w(MnO2)的值为3:1时,随铁氧体含量增加,堇青石的衍射峰向小角度方向偏移,堇青石的晶面间距增大,陶瓷材料的辐射率相应增加;当铁氧体含量为30%时,300℃下复合陶瓷在8~14μm波段的红外辐射率达0.80~0.89。此外,微波加热合成的堇青石-铁氧体基红外陶瓷热稳定性较好,可在1300℃高温环境下使用。     

高碳锰铁粉与高碳铬铁粉微波升温特性对比

通过对比微波场中高碳锰铁粉和高碳铬铁粉的升温特性,分析了影响物料升温特性的因素。结果表明,微波场中高碳锰铁粉的升温效果优于高碳铬铁粉,高碳锰铁粉与高碳铬铁粉在微波场中的升温曲线均可分为2个阶段,高碳锰铁粉的平均升温速率为70.9和12.4℃·min-1,而高碳铬铁粉的平均升温速率为20.0和8.33℃·min-1;2.450GHz时,高碳铬铁粉的介电损耗较大,而高碳锰铁粉的磁损耗较大;反射损耗计算表明,高碳锰铁粉有较高的微波吸收率。     

含碳铬铁矿粉在微波场中的升温特性

采用微波加热法避免传统加热方式带来的粉状物料传热传质不均匀的现象.利用微波冶金炉,针对含碳铬铁矿粉在微波场中的升温特性进行了研究.结果表明,含碳铬铁矿粉在频率2.450GHz的微波场中具有良好的升温特性.在微波加热功率10kW、含碳铬铁矿粉1kg的条件下,含碳铬铁矿粉在7min内温度可升至1100℃,升温速率为157.1℃·min^-1;而含碳磁铁矿粉在10min内温度升至1000℃,升温速率仅为100℃·min^-1.提高配碳比,可提高含碳铬铁矿粉的升温速率和降低轻烧钙质石灰粉对物料升温速率的影响.     

一水硬铝石矿-氢氧化钠体系微波焙烧相变规律

以饱和氢氧化钠溶液为添加剂,利用微波加热对一水硬铝石矿进行焙烧处理.考察微波焙烧温度和氢氧化钠添加量对一水硬铝石矿-氢氧化钠体系相变规律的影响,并对微波加热和常规加热得出的焙烧产物做物相结构的比较.利用X射线衍射分析和扫描电子显微镜技术对熟料的物相结构和微观形貌进行分析.结果表明微波加热促进氢氧化钠快速并充分的与一水硬铝石矿反应.与常规加热相比,微波加热在更低的温度下能生成更多铝酸钠物相.微波加热后的熟料疏松多孔,有利于后续溶出处理.     

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.     

微波加热内配碳酸钙高碳铬铁粉固相脱碳

高碳铬铁无渣脱碳法可避免有毒铬渣的排放,利用微波场可快速加热粉状物料的特性,在高碳铬铁粉中配加一定比例的碳酸钙粉,可实现高碳铬铁粉快速固相脱碳.实验结果表明：配加一定比例的碳酸钙粉,不会影响内配碳酸钙高碳铬铁粉混合物料的微波加热特性;提高混合物料的脱碳摩尔比、微波加热温度和保温时间,有利于高碳铬铁粉的深度脱碳,但相应加剧脱碳铬铁粉的氧化程度.合适的固相脱碳条件为：脱碳摩尔比1∶1.0~1∶1.4,微波加热温度1100℃,保温脱碳时间60 min.在上述条件下可使碳质量分数为8.16%的高碳铬铁粉脱碳至3.91%~1.71%,脱碳率为52.08%~79.04%.     

Ca/Zr协同置换对CaSmAlO4基陶瓷显微结构与微波介电性能的影响

通过传统固相合成法成功制备了层状钙钛矿结构Ca_1+xSm_1?xAl_1?xZr_xO₄（x=0.1,0.2,0.3,0.4）微波陶瓷。利用X射线衍射、拉曼光谱、电子背散射衍射、能谱及矢量网络分析表征了Ca/Zr协同置换对微波陶瓷材料晶体结构、微观形貌及介电性能的影响。结果表明,随着x值的增加,晶胞参数（a、c）和晶胞体积（V_cell）增大,理论极化率（α_theo）增加,进而导致了介电常数（ε_r）和谐振频率温度系数（τ_f）增大;协同置换引入的适量CaO第二相有利于品质因子（Q×f）的提高。当x=0.2时,Ca_1.2Sm_0.8Al_0.8Zr_0.2O₄陶瓷呈现出良好的微波性能,介电常数为20.16,品质因子为72489,谐振频率温度系数为?3.46×10?6·℃?1。