赤泥硫酸铵焙烧浸出液水解制备偏钛酸的研究

采用选择性水解的方法利用赤泥硫酸铵焙烧熟料浸出液制备偏钛酸以回收钛。首先添加还原铁粉作为还原剂,将浸出液中的三价铁离子还原为二价铁离子,然后控制水解条件,将浸出液中的四价钛离子通过水解反应合成偏钛酸并对其进行分离回收。研究结果表明,浸出液中钛水解的最佳工艺条件:还原铁粉加入量为三价铁离子完全还原为二价铁离子所需铁粉的理论量、水解温度为140℃、水解时间为4 h、终点pH=2.0、添加晶种的含钛量占浸出液总钛含量的9%。在优化的工艺条件下,浸出液中钛的水解率达到95%;偏钛酸产物具有锐钛矿晶型且结晶度较低;产物形貌为不规则的圆形球体颗粒及块状聚集体,具有一定程度的团聚现象;偏钛酸颗粒吸附有一定量的硫酸盐,经计算水解产物组成为TiO_(2)·0.7H_(2)O·0.08SO_(3)。

含Ti高炉渣的氧化与钙钛矿结晶研究

含Ｔｉ高炉渣是还原性渣，其中含有约占总Ｔｉ量１／５—１／４低价Ｔｉ（Ｔｉ~２＋，Ｔｉ~３＋），而钙钛矿主要由Ｔｉ~４＋形成，因此可通过渣氧化使低价Ｔｉ氧化为高价Ｔｉ，以提高钙钛矿结晶量．实验结果表明，在空气中于１０００℃保温约３０ｍｉｎ，渣中的低价Ｔｉ几乎变为高价Ｔｉ．以０．５℃／ｍｉｎ从１４７０ ℃降至１２００℃，而后自然冷却到室温时，约有８５％ ＴｉＯ_２分布于钙钛矿中．由于渣中氧位的提高，熔渣中能使粘度降低的ＦｅＯ转变为Ｆｅ_２Ｏ_３，这使渣的粘度提高，不利于钙钛矿晶粒长大．另外，氧化使渣中高熔点ＴｉＣ和ＴｉＮ固体颗粒减少或消失而导致钙钛矿晶体异质形核数目减少，从而降低了钙钛矿析出温度。

含钛炉渣中钙钛矿相析出动力学研究

研究了非等温过程含钛炉渣中钙钛矿相 (CaO·TiO2 )的析出和长大动力学规律 .实验结果表明 :冷却速度对CaO·TiO2 相的析出和颗粒长大有明显影响 .相对体积分数和晶粒尺寸均可近似用JMAK经验方程的形式描述 ,并表明晶粒粗化对钙钛矿相长大有影响 .

Li_2Mg_2Si_4O_(10)F_2、H_2Mn_8O_(16)·1.4H_2O和Li_(1.3)Ti_(1.7)Al_(0.3)(PO_4)_3在高浓度LiCl水溶液中的离子交换行为

研究了用功能材料Li_2Mg_2Si_4O_(10)F_2(LHT)、H_2Mn_8O_(16)·1.4H_2O(CRYMO)和Li_(1.3)Ti_(1.7)Al_(0.3)(PO_4)_3(LTAP)分别去除高浓度氯化锂水溶液中的杂质Fe^(3+)、K^+和Na^+.实验结果表明,这几种功能材料分别对溶液中的杂质Fe^(3+)、K^+和Na^+有很高的选择性,除杂效果明显.分析和研究了这几种功能材料在高浓度氯化锂水溶液中分别与Fe^(3+)、K^+和Na^+的交换行为.结果表明,在高浓度氯化锂溶液中这几种功能材料与杂质交换的动力学行为可近似用JMAK方程描述.

等温过程含Ti炉渣中钙钛矿相弥散颗粒长大研究

影响非平衡态含Ti炉渣中钙钛矿相长大因素有两个，一个是析出过程中自身长大．另一个是由大颗粒吞并小颗粒而产生的粗化.通过对非平衡态含Ti炉渣中钙钛矿相的析出长大研究，给出了描述非平衡态下由扩散控制弥散钙钛矿晶粒长大的动力学模型．

Li_(1.3)Ti_(1.7)Al_(0.3)(PO_4)_3与Na^+的离子交换

锂离子传导材料Li1.3Ti1.7A l0.3(PO 4)3 是具有NASICON结构的功能材料,与Na+进行离子交换具有选择性高的特性.研究了在不同温度条件下NaCl和LiCl水溶液中Li1.3Ti1.7A l0.3(PO 4)3 上的Na/Li离子交换行为.实验结果表明,升高温度能显著提高Li1.3Ti1.7A l0.3(PO 4)3 的Na/Li交换反应速率,提高LiCl中杂质Na的分离效果.

Li_(1.3)Zr_(1.7)Al_(0.3)(PO_4)_3的离子交换特性

The effect of temperature on Na/Li ion exchange reaction and behavior for the Li1.3Zr1.7Al0.3(PO4)3 in sodium chloride and lithium chloride solution was investigated and no obvious effect was observed on the Na/Li ion exchange reaction for Li1.3Zr1.7Al0.3(PO4)3. The Na/Li ion exchange reaction process of Li1.3Zr1.7Al0.3(PO4)3 was studied by means of X-ray diffraction (XRD). The ion exchange kinetics of Na/Li for Li1.3Zr1.7Al0.3(PO4)3 is analyzed and discussed.

LiTi_2(PO_4)_3的Na/Li离子交换特征

锂离子传导材料LiTi2(PO4)3能在LiCl水溶液中高选择性地与Na+进行离子交换.研究了NaCl溶液中LiTi2(PO4)3上的Na/Li离子交换反应,实验结果表明,升高温度能显著提高LiTi2(PO4)3上的Na/Li离子交换反应速率,其离子交换动力学规律可近似由JMAK(Johnson-Mehl-Aurami-Kalmogorav)方程描述.对LiTi2(PO4)3在水和NaCl溶液中的溶解行为的研究结果表明,升高温度能加快其在水中的溶解速率,pH值过大或过小及离子交换都会加剧LiTi2(PO4)3的溶解.

LiZr_2(PO_4)_3的Na/Li及Ag/Li离子交换

研究了LiZr2(PO4)3在水溶液中的Na/Li和Ag/Li离子交换行为。结果表明,LiZr2(PO4)3对Na+和Ag+离子均具有很高的选择性,且对Ag+的选择性高于Na+。LiZr2(PO4)3与Ag+的离子交换反应是通过形成固溶体的形式进行的,而与Na+的离子交换反应则是通过置换进行的。温度升高有利于提高LiZr2(PO4)3上Na/Li和Ag/Li的离子交换反应速度。

Zr对Li_(1.3)Ti_(1.7)Al_(0.3)(PO_4)_3传导材料中Na/Li离子交换反应的影响

Li1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3是具有Nasicon骨架的锂离子传导材料,其中的Li+很容易被溶液中的Na+置换。研究了在Li1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3结构中掺入Zr来替代Ti,以提高Na/Li离子交换速度。结果表明:增加Zr元素比例可显著提高Li1.3Ti1.7-xZrxAl0.3(PO4)3材料中Na/Li离子交换反应速度。Li1.3Ti1.7-xZrxAl0.3(PO4)3材料中的Na/Li离子交换反应动力学过程可近似由JMAK方程描述。

含钛高炉渣中钛组分的绿色分离技术

介绍了从含钛高炉渣中回收钛的绿色分离技术.该技术包括三个连续的单元操作过程:(1)促使渣中分散于各矿物相的钛组分选择性转移并富集于设计的矿物相-钙钛矿,实现“选择性富集;”(2)促进熔渣中富集相-钙钛矿的“选择性析出与长大;”(3)改性渣经选矿分离处理,完成“富集相-钙钛矿”的“选择性分离”.该技术特点是清洁,低成本和处理能力大.

高钛渣中钛组分的选择性富集与长大

研究了改性处理对高钛渣中钛组分选择性富集以及富钛相金红石晶体析出长大的影响．实验结果表明，氧化可使高钛渣中的黑钛石转化为金红石；渣中加入改性剂ＣａＯ和 Ｐ２Ｏ５后，再经过热处理改性，有利于钛组分的选择性富集和金红石晶体的长大粗化。

混合焓对Cu-Ti-Fe-Nb系非晶形成和晶化的影响

利用高能球磨技术研究了混合焓对Cu－Ti－Fe－Nb系非晶形成和晶化的影响，表明了具有较大负混合焓的体系容易形成非晶相.

含钛高炉渣中钛组分选择性富集及钙钛矿结晶行为

攀钢含钛高炉渣工艺矿物学分析结果表明 ,钙钛矿是主要的富钛相。采用CaO和Fe2 O3对原高炉渣进行改性处理 ,不仅提高了钙钛矿的析出温度 ,而且使另外两种主要含钛矿物攀钛透辉石和富钛透辉石析出的温度显著降低。在适当热处理条件下 ,近 80 %的钛组分进入钙钛矿相中 ,而且钙钛矿的平均晶体尺寸达 90 μm ,实现了熔渣中钛组分的选择性富集并为选矿分离创造了条件。

热处理条件对钙钛矿相析出行为的影响

通过淬火方法研究了钙钛矿的结晶过程，在光学显微镜下观察到于１４２０℃开始析出钙钛矿晶体．熔化温度及降温速率对钙钛矿结晶量和晶粒度有重要影响，熔化温度高和降温速率低则有助于钙钛矿结晶量的增加及晶体长大粗化．

含钛高炉渣中CaO和MnO对钙钛矿结晶的影响

含钛高炉渣中钛组分弥散分布于多种矿物相中 ,很难直接用选矿方法分离。在高炉渣中加入 Ca O和 Mn O可使钛富集于充分结晶长大的钙钛矿相中 ,为选矿分离创造必要条件。作者借助多视场图像分析及粘度测定研究了 Ca O、Mn O对钙钛矿相结晶的影响。实验结果表明 :Ca O加入量对钙钛矿结晶及晶体生长有双重影响。加入适量 Ca O,有利于钙钛矿相结晶量的增加 ,但 Ca O加入量过多 ,使熔渣粘度及熔化性温度显著提高 ,反而抑制钙钛矿结晶长大。加入适量 Mn O可显著降低熔渣粘度及熔化性温度 ,促进钙钛矿结晶长大。随 Ca O加入量提高 ,钙钛矿由粗大的树枝晶转变为细小等轴晶 ,说明加入过多 Ca O不利于钙钛矿晶体粗化。

钒钛磁铁矿固态还原的研究

研究了钒钛磁铁矿的固态还原过程及影响因素,讨论了磨矿粒度、还原温度和配碳量对固态还原金属化率及还原后炉料中钛走向的影响.采用煤基直接还原工艺流程,能够将钒钛磁铁矿中铁的氧化物还原为金属铁,然后通过磁选,可实现钛、铁的有效分离.实验结果表明,最佳工艺条件为：还原温度1 100℃,配碳量为1∶1,磨矿粒度控制在75~150μm之间.在此工艺条件下得到铁的金属化率和渣中钛的质量分数分别在80%和36%以上.该工艺为我国大批量钒钛磁铁矿的开发利用提供了新途径.

RE_2O_3-CaO-SiO_2-CaF_2-MgO-Al_2O_3系炉渣的凝固组织

为了综合利用富稀土高炉渣,利用扫描电镜观察并配合能谱分析和X射线衍射分析研究了RE2O3 CaO SiO2 CaF2 MgO Al2O3系炉渣于1400℃熔化并保温30min,再以1℃/min的冷却速度凝固后的组织。结果表明:在凝固过程中,绝大部分稀土富集于铈钙硅石(RE2O3·CaO·SiO2)相中;熔渣的凝固组织主要由铈钙硅石、枪晶石(CaF2·3CaO·2SiO2)、萤石(CaF2)和硫化钙(CaS)这4种相组成。

电动势法研究富钛渣中低价钛氧化过程动力学

用固体电解质氧浓差电池测定了不同恒温（T＝17131723，1733，1743K）及空气条件下富钛炉渣中氧分压随时间变化的关系，建立了渣中低价钛氧化过程的动力学方程，得到了熔渣中氧传输的表现活化能以及氧在熔渣中的扩散系数。

钙钛矿结晶形貌的研究

基于分形理论和数字图像技术 ,建立了冶金材料图像分析的数学模型 ,用分维数对图像进行定量描述 ,用VC ++语言开发了基于Windows的分析程序 ,对采用淬火技术获得含钛高炉渣试样进行分析 ,效果显著·程序使用方便 ,可以用视频捕捉、图像扫描及数字照片 3种方式获得数字图像 ,然后进行分析 ,可广泛应用于材料与冶金领域的图像分析 ,结果准确 。