冰晶石熔盐介质中铝热还原-熔盐电解二氧化硅

讨论了铝热还原二氧化硅的热力学条件,热力学计算结果表明铝热还原二氧化硅的反应在热力学上可行.差示扫描量热法分析结果表明,铝热还原二氧化硅反应的表观活化能为697.5 k J/mol,反应级数为3.7.在冰晶石熔盐介质中铝热还原二氧化硅,可得到含8.56%硅的铝硅合金及富氧化铝的冰晶石熔盐;使用惰性阳极电解分离后的富氧化铝的冰晶石熔盐,可得到含94.01%铝的铝硅合金及氧气,硅的回收率为83.43%.

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. 5 A/cm^2增大到0. 9 A/cm^2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.

物理富集—熔盐电解法从二次铝灰回收金属铝

二次铝灰是铝工业生产过程中产生的固体废弃物,含有金属铝、氧化铝和氮化铝等。通过球磨—筛分富集铝灰中的金属铝,研究球磨过程铝灰的粒度分布和金属铝的分离规律。结果表明,球磨后铝灰中的金属铝粒径变大,而其他盐类组分变细。较优条件是球磨3 h并筛分,粒度范围97~150μm的铝灰中金属铝的质量分数为24.51%,金属铝的质量占原料中金属铝总质量的41.40%。在冰晶石熔盐中电解最优条件下球磨—筛分后的铝灰,XRF分析表明:电解产物中Al和Si的质量分数分别为97.3%和1.6%,铝回收率为45.89%,电流效率为46.06%。

月壤资源原位提取金属和制备氧气的方法与技术

月球是太空探测活动研究最多的星球,是外星资源利用和生命探索的研究对象,月壤中有丰富的长石、钛铁矿和克里普岩等,利用现有的冶金技术可从中提取金属和氧气.本文总结热还原、高温分解、熔盐电解、湿法冶金和生物冶金等技术处理月壤提取金属和制备氧气的研究进展,分析各种方法的优势和短处,总结了未来月球冶金需要解决的技术难题和发展方向.结合已有的工作,提出铝热还原-惰性阳极熔盐电解法,在氟化物熔盐中溶解月壤和金属铝,使二者在熔盐介质中进行还原反应,并用惰性阳极电解,从月壤中提取到金属和制备氧气.通过处理明尼苏达大学月壤仿真样MLS-1和东北大学月壤仿真样NEU-1,获得Al-Si-Ti-Fe合金、金属铝和氧气,验证了方法的可行性.

Preparation and characterization of Martian soil simulant NEU Mars-1

To develop Martian soil simulant,basalts of the Chahar volcanic group in Wulanchabu,Inner Mongolia,China were selected as the simulant initial materials,which were ground and sorted to a predetermined particle size ratio,and small amounts of magnetite and hematite were added.The main phases of NEU Mars-1 simulant were plagioclase,augite and olivine.The glass transition and crystallization temperatures of NEU Mars-1 were 547.8 and 795.7°C,respectively.The complex dielectric constant,magnetic conductivity(0.99-1.045),and dielectric loss tangent angles(0.0025-0.030)of NEU Mars-1 were all stable in the frequency range of 2-18 GHz.Mossbauer spectroscopy results showed that the mass ratio of Fe2+to Fe3+in the simulant was 77.6:22.4.The NEU Mars-1 Martian soil simulant demonstrated particle size ratio,chemical composition,phase composition,thermal stability,and dielectric property similar to Martian soil,and can be used as the substitute material to extract oxygen and metals with in-situ resource utilization technologies.

Sr_(0.9)Y_(0.1)CoO_(3--δ)致密扩散障碍层极限电流型氧传感器的制备及性能

采用固相合成法制备SrO.9Y0.1CoO3-δ（sYcO）混合导体和Lao.8sr0．2Ga0.83Mgo.1702．815（LSOM）固体电解质，利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、热重分析仪、热膨胀仪和碘滴定法对SYCO性能进行了表征。以SYCO为致密扩散障碍层，LSGM为氧泵层，采用瓷片复合法制备出致密扩散障碍层极限电流型氧传感器，研究了温度和氧含量对传感器性能的影响。结果表明：SYCO晶体为立方相Pm3m空间群结构；SYCO致密扩散障碍层致密且气孔较少，各元素的摩尔比基本符合SYCO的化学计量比；350～1000℃条件下，SYCO的线膨胀系数为25×10-6／℃；SYCO的非化学计量数δ为-0．143。中低温条件下（600-800℃），氧传感器具有良好的极限电流平台，在700℃（氧含量为0．91％～3．95％）和750℃（氧含量为0．98％～4．00％）条件下，提出了极限电流h与氧含量关系曲线。