低品位硼镁矿机械活化特性

这是一篇矿业工程领域的论文。本文通过SEM-EDS、XRD、FT-IR、激光粒度分析等手段对机械活化后的硼镁矿粉进行了表征。结果表明硼镁矿的晶体结构在机械力的作用下发生改变,由规则有序的晶态结构向无序的非晶态结构转变。矿粉粒度分布受机械力的影响作用较大,在球磨机转速200 r/min和球料比10∶1的实验条件下,较佳活化时间为6 h,此时90%的矿粉粒径小于21.5μm;硼镁矿活性与活化后的活性键的数量有关,在一定的活化时间内,硼镁矿活性随着活化时间的增加而提高,但活化时间过长矿粉颗粒在范德华力的作用下发生团聚,反而导致活性降低;机械活化预处理能够降低硼镁矿浸出反应中对硫酸浓度和温度的依赖,显著提高硼镁矿中元素浸出率,实验表明在反应温度25℃、硫酸浓度1.48 mol/L条件下,活化6 h的硼镁矿浸出率较硼镁矿原矿提高了50%,且在较为友好的条件下可制备得到非晶态SiO_(2)。经活化后的硼镁矿与硫酸反应的表观活化能由23.54 kJ/mol减小为9.41 kJ/mol,浸出过程中固体产物层的内扩散是影响硼镁矿与硫酸反应的限制性环节。

富碳气化渣表面性质及浮选研究

气化渣是煤化工行业主要固体废弃物,借助选矿手段可以有效将气化渣中的未燃碳与硅酸盐相分离,增加其工业利用价值。分析了气化渣重选精矿(富碳气化渣)的比表面积、红外光谱仪和X射线光电子能谱,研究了气化渣的可浮性行为。试验结果表明,富碳气化渣比表面积为286.32m^(2)/g,平均孔径为3.30nm,其表面含有大量含氧官能团,碳原子与氧原子含量别为52.32%和42.42%,表面亲水性较高。采用月桂酸甲酯和煤油复配捕收剂+十二烷基苯磺酸钠+二步浮选法浮选效果最好,精矿灰分为27.47%,精矿产率为8.23%。

某钢厂含铬污泥冶炼高碳铬铁合金实验研究

镀锌板材在钝化过程中产生大量含铬污泥,严重影响企业的清洁化生产。本文以某钢厂含铬污泥为原料用于制备高碳铬铁合金。结果表明,采用碳化法利用含铬污泥可以直接制备出符合国标的高碳铬铁合金,且铬回收率最高可以达到93%以上。随配碳量的增加,铬的回收率呈先升高后降低的趋势,随钙基脱硫剂的增加,合金中S含量呈先降低后升高的趋势;较为适宜的制备工艺为:当配碳量为1.4:1、钙基脱硫剂用量为含铬污泥质量的15%时,能够得到铬品位61.27%的国标高碳铬铁合金,此时铬回收率可以达到93.43%。

利用石灰石制备高活性石灰的试验研究

活性高的石灰对节能减排以及“碳达峰、碳中和”具有重要作用,但是目前的活性石灰已经难以满足要求,高活性石灰生产技术越来越受到重视。本文针对乌海包钢矿业公司海南矿石灰石,分析了原料特性,研究了制备高活性石灰的工艺技术。研究结果表明:该矿业公司的石灰石主要矿物为方解石、白云石、石英、铁矿物,其分解特性与粒度有较大关系;利用该种石灰石可以煅烧高活性石灰,其最优条件为:粒度0.125~0.63mm,煅烧温度1000~1050℃,煅烧时间30~40 min。该条件下煅烧的高活性石灰晶粒细小,孔隙多,活性高。

螺旋溜槽摇床联选对气化渣提碳行为研究

气化渣作为煤化工行业主要固体排放物,其处理方式直接决定着煤化工行业的可持续性发展前景。如何高效分选气化渣中未燃碳与硅酸盐相组分是气化渣综合利用研究的重点。本文采用螺旋溜槽和摇床联选工艺对气化渣进行了提碳行为研究,使用汉考克效率、固定碳回收率对分选效果进行评价,借助XRD、SEM等手段分析富碳产品性质。研究结果表明,螺旋溜槽初选效果显著,精矿固定碳含量由23.1%升至67.5%,尾矿固定碳含量降至1.6%。螺旋溜槽中矿、尾矿二段选别效果较好,气化渣中未燃碳与硅酸盐相得到进一步分离;螺旋溜槽精矿二段选别效果较差。最终联选生产可得富碳产品和富灰产品,其中,富碳产品产率为29.2%,固定碳含量大于60%,热值为5000 kcal;富灰产品烧失量小于5%,达一级粉煤灰标准。XRD结果表明,富碳产品中无机相主要成分为石英和方解石;SEM结果表明,多孔未燃碳基体中存在少量可分离硅酸盐相,存在二次提质的可能性。气化渣联选工艺在实现未燃碳提质的同时,也为后续制备气化渣基高品质建材提供了基础条件。

低温碳热合成工艺一步法制备超细碳化铌的实验研究

为解决一步碳化法生产碳化铌过程中产品质量差、反应时间长以及能耗高等问题,实验选用粒度相对较好控制的氢氧化铌(Nb(OH)_(5))为原料,炭黑为还原剂,采用一步碳化法直接制备纯度较高的纳米碳化铌。通过XRD和SEM分析了配碳比(Nb(OH)_(5)与炭黑质量比)、球磨时间、还原温度和还原时间对NbC产品的物相组成和显微结构的影响。实验结果表明,配碳比过高时,炭黑将阻碍Nb(OH)_(5)的热分解,从而导致还原不充分;随着原料球磨时间的延长、碳化温度的升高以及还原时间的延长,NbC产品的纯度均先增大后趋于稳定。从节能和纳米材料制备角度考虑,优化的工艺参数如下:配碳比1∶0.3、球磨时间1h、还原温度1300℃、还原时间3h。在优化实验条件下,所得NbC产品的纯度高达98.9%,且粒度小于200nm。

包钢高炉瓦斯灰中钾锌铅元素的提取研究

高炉瓦斯灰是钢铁企业的主要固体排放物之一,富含有价元素,是宝贵的二次资源。由于各企业原料不同,高炉瓦斯灰成分复杂且各有特点,主要元素互相掺杂,单一处理工艺已无法实现对高炉瓦斯灰的处理需求。本文针对包钢高炉瓦斯灰K、Zn、Pb成分较高的特征,在对原料进行成分、物相分析的基础上采用水洗提钾-碳热还原-稀酸浸出工艺进行了K、Zn、Pb的提取分离试验,得到以下主要结论。瓦斯灰中的锌、铅主要以氧化物形式存在,钾、钠元素则是主要以氯化盐和硫酸盐的形式存在,各种元素相互掺杂结合,结构复杂;水洗提钾的最佳工艺参数为水洗时间20 min、温度90℃、液固比10∶1,此条件下钾溶出率可达84.4%,余下部分钾在多种元素掺杂形成的铝硅酸盐类结构中被固化而无法溶出;碳热还原富集铅锌的最佳试验条件为配碳量8%、还原温度1 400℃、还原时间3 h,此条件下,还原渣中锌含量由3.61%降至0.005%以下,铅含量由1.28%降低至0.005%以下,去除率均在90%以上;采用10%稀硫酸浸出富铅锌粉,锌以硫酸盐的形式溶解分离,进而得到富含单质铅的难溶渣,铅含量为77.22%。实际生产中,可以采用氯气干燥废硫酸代替本工艺流程中10%硫酸,不仅可以提高工艺环保性,还实现废硫酸的资源化再利用。

氯化钠对石膏晶体生长习性影响的分子动力学模拟

如何有效控制溶液体系下石膏晶体的生长行为已成为脱硫行业亟待解决的问题之一,而晶体生长过程的有效信息往往无法及时有效在线检测.利用分子动力学模拟技术,计算出石膏晶体特定晶面的附着能、面心距离和面积等参数,确定了其形态学上重要的生长晶面及其表面结构,理论研究了氯化钠溶液与石膏晶体主要生长面之间的相互作用机制.并通过实验得到氯化钠对石膏晶体形貌的影响,与分子动力学模拟结果进行对照分析.结果表明,由于氯化钠溶液对石膏晶体不同晶面的作用变化,可以显著改变石膏晶体形态,模拟结果与实验一致,分子动力学模拟可以为晶体的形态控制提供理论基础.

CaO对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃析晶和性能的影响

以CaOAl2O3SiO2三元系微晶玻璃为研究对象,通过DTA,XRD,SEM等手段对微晶玻璃析晶的动力学进行研究,利用析晶活化能E和析晶参数n值来分析析晶机理;实验结果表明:析晶参数n=2,体系属于整体析晶。随着氧化钙含量的增加,析晶温度降低,析晶活化能降低,有利于微晶玻璃的晶化,使其密度增大,显微硬度增加。但氧化钙加入量不能过大,否则会因烧结温度区范围变窄而产生坑点、突起、断裂等缺陷。

利用脱硫石膏水热合成硫酸钙晶须

以脱硫石膏为原料,采用水热法工艺制备硫酸钙晶须.借助电导率、化学电位、XRD和SEM等分析方法,在不同反应条件下研究了硫酸钙晶须生长的变化规律,随着反应温度、反应时间、固液比和初始pH值的增加,硫酸晶须的长径比呈先增加后减小的趋势.在本实验条件下最佳工艺参数为:反应温度140℃,反应时间120min,固液比为1∶10,初始pH值为5,原料粒度1.36μm.此时所制备的硫酸钙晶须长径比可以达到82.57.

用铁尾矿、硼泥和粉煤灰制备微晶玻璃

以铁尾矿为主要原料,采用烧结法制备了微晶玻璃.通过DTA、XRD、SEM等分析方法,研究了CaO-MgO-Al2O3-SiO2系玻璃的析晶性能,并对铁尾矿微晶玻璃的晶相组成及晶体形貌特征等进行了分析.结果表明:铁尾矿微晶玻璃起始析晶温度为1 179 ℃,析晶峰温度为1 241 ℃;其主晶相为钙铁辉石,次晶相为普通辉石.晶粒尺寸在1～8 μm范围内,其集合体呈球状、枝晶状和块状晶体.

矿渣微晶玻璃的析晶行为与性能

以铁尾矿、硼泥和粉煤灰制备矿渣微晶玻璃,利用X射线衍射仪、扫描电镜和穆斯堡尔谱对微晶玻璃的微观结构进行研究。结果表明:矿渣微晶玻璃的主析晶相为钙铁辉石,次晶相为普通辉石和紫苏辉石;随着硼泥配入量的增加,矿渣微晶玻璃中晶体的析出量和尺寸均逐渐增加,晶体形态由枝晶向球晶及块状晶体过渡;枝晶向球晶转变可以明显改善矿渣微晶玻璃的性能,而球晶向块状晶体的转变则恶化了微晶玻璃的性能。在本实验研究的条件下,Fe2+主要分布在析晶相中,起到促进晶体析出的作用;随着硼泥配入量的增加,Fe3+含量也逐渐增加,Fe2+和Fe3+共同促进了熔体内部的晶体析出。

CaO-Mg-OAl_2O_3-SiO_2系微晶玻璃晶化和性能

CaO MgO Al2O3 SiO2系微晶玻璃主要用于生产高档装饰材料,而影响微晶玻璃性能最主要因素是主晶相的种类及晶粒粒度·通过XRD,SEM等分析方法,探讨氧化镁在微晶玻璃中的作用以及氧化镁加入量对微晶玻璃密度和显微硬度的影响·实验结果表明:随着氧化镁含量的增加,一方面析晶温度有所升高,不利于微晶玻璃的晶化,但有利于烧结的进行;另一方面试样的显微形貌由放射状或纤维状集合体向粒状块体转变,使密度和显微硬度增大,提高了它的性能·

Al_2O_3对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃晶化和性能的影响

以CaO-Al2O3-SiO2三元系微晶玻璃为研究对象,从玻璃析晶动力学方面进行研究,通过DTA和SEM等分析方法,对微晶玻璃析晶行为进行研究,利用析晶活化能E和析晶参数n值来分析析晶机理;实验结果表明:析晶参数n=2,体系属于整体析晶。随着Al2O3含量的增加,析晶温度有升高的趋势,析晶活化能增大,有利于玻璃的烧结;试样密度增大,显微硬度增加。

晶化工艺对铁尾矿微晶玻璃微观结构的影响

以铁尾矿为主要原料制备微晶玻璃,通过DTA,XRD,SEM分析方法,全面考察了晶化温度和晶化时间对微晶玻璃结构的影响.实验发现：随着析晶温度的升高,主晶相钙铁辉石没有改变,但晶体形态和析晶率发生了较大的变化;随着析晶温度的升高,晶体的规则程度增加,晶体尺寸增大,析晶率呈先增加后减小的趋势;当析晶温度高于1250℃时,晶体分布均匀程度降低;最佳晶化温度为1200-1250℃,晶化时间为180 min.

溶剂热结晶法制备纳米氧化铁的工艺研究

采用溶剂热结晶法制备工艺,以硫酸亚铁(FeSO_4)为原料,聚乙二醇为溶剂,NH_3H_2O为沉淀剂,制备纳米氧化铁。然后利用XRD和SEM等分析手段,对样品进行表征,研究结果如下:当pH由6升高到10时,反应时间由90 min可以缩短到30 min,氧化铁的晶体形态从粒状逐渐向片状晶过渡,颜色加深;当反应温度由140℃升高到170℃时,反应时间由90 min缩短到45 min,晶体的平均粒度由50 nm增加到800 nm,均匀性降低,晶体形态由球晶向针状晶过渡,颜色逐渐变红。在本实验条件下,最佳的pH=7,最佳的水热温度为160℃,最佳的水热时间为60 min。

硼泥制备微晶玻璃的晶化行为

针对硼泥、铁尾矿和粉煤灰的成分特点，系统研究了在不同原料配比条件下微晶玻璃的析晶行为，深入探讨了利用硼泥、铁尾矿和粉煤灰制备矿渣微晶玻璃的原料配比对晶化行为的影响．结果表明：随着硼泥配入量的增加，微晶玻璃的初始析晶温度降低，矿渣微晶玻璃的主析晶相为钙铁辉石，当硼泥配入量为30％～40％时，矿渣微晶玻璃的晶体分布较为均匀，球晶有利于性能的提高．

CaO对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃析晶行为的影响

利用烧结工艺制备微晶玻璃以CaO Al2O3 SiO2三元系微晶玻璃为研究对象,通过DTA,XRD,SEM分析方法,对玻璃析晶动力学进行研究·利用Kissinger方程来计算微晶玻璃析晶转变的活化能E,发现随着氧化钙含量的增加,析晶温度降低,析晶活化能降低,并最终推导出析晶机理参数n=2,体系属于整体析晶·实验结果发现:微晶玻璃的析晶相均为硅灰石结构;氧化钙含量的增加有利于微晶玻璃的晶化,但表面缺陷更明显,如:坑点、突起、断裂等·

热处理对硼泥微晶玻璃微观结构的影响

以硼泥为主要原料制备微晶玻璃,通过DTA,XRD,SEM等分析方法,对CaO-MgO-A12O3-SiO2系玻璃的析晶性能进行研究,系统地分析了烧结时间和晶化时间对微晶玻璃结构的影响.结果表明其主晶相为钙铁辉石,次晶相为尖晶石和橄榄石,晶粒的尺寸约为2～5 μm;其集合体呈枝晶、柱状晶体和块状晶体;在780℃下的最佳烧结时间为4h,最佳晶化时间为4h.

反应条件对氧化铁结晶行为的影响

借助扫描电镜、X射线衍射、红外光谱等分析手段,系统探讨了水热反应条件下,反应温度和时间对氧化铁结晶行为的影响。随着反应温度的升高,样品中的FeOOH相转变为Fe2O3,在表面吸附的SO2-4呈减少的趋势,晶体形状均为球形。随着反应时间的延长,样品中均含有Fe2O3和FeOOH相,在表面吸附SO2-4呈减少趋势,晶体尺寸增大,晶体形态由球形向纺锤形转变。