Ce对熔盐电解制备Al-Si-Sc-Ce合金组织及力学性能的影响

采用熔盐电解法制备Al-Si-(Sc,Ce)合金,研究Ce对该合金组织及力学性能的影响。发现Ce具有显著改性细化作用,使树枝状初生α-Al成为圆形或椭圆形,共晶AlSi_(2)Sc_(2)相由长形层片状变为网状(长度由1000μm减至200~500μm)。共晶Si相形貌由针片状转变为纤维状,降低了颗粒平均面积、圆度比和平均长度,并经共晶反应生成三元CeAl_(2)Si_(2)相。Al-7Si-0.79Sc-0.62Ce合金显微硬度比Al-7Si-0.82Sc增大,共晶Si、含Sc和含Ce区域硬度值分别提升8.5%、49.7%和99%,其强化机制与Ce细化作用有关。

粉煤灰浓硫酸焙烧过程及其非等温动力学

粉煤灰浓硫酸焙烧法提取Al2O3工艺中焙烧过程十分重要,研究发现适当提升硫酸浓度、酸灰质量比和温度可增大Al转化率,而延长焙烧时间影响并不显著;在硫酸浓度80%、酸灰质量比1.5：1、温度270℃和时间60 min条件下,Al转化率可达92%~95%。TG/DSC与XRD分析表明,焙烧过程反应主要分为3个阶段：80~206℃时形成中间产物Al（HSO4）3及H2O气化;206~241℃时生成Al（HSO4）3及Al2（SO4）3·H2O;241~304℃时由Al2（SO4）3·H2O和Al（HSO4）3二者分解转化成Al2（SO4）3。由Kissinger微分法与Ozawa积分法分别计算出3个阶段表观活化能后取二者平均值,分别为52.61、74.11、96.08 k J·mol-1,并获得频率因子、反应级数和动力学方程,所获结果可为粉煤灰硫酸焙烧法提取Al2O3焙烧工艺设计和过程优化提供理论参考和基础数据。

盐酸常压直接浸出攀西地区钛铁矿制备人造金红石

以攀西地区钛铁矿为原料,采用盐酸常压直接浸出法制备高品位人造金红石。结果表明,原矿粒度及盐酸浓度对人造金红石品位影响最大。采用液固比4∶1、盐酸浓度30%、温度95℃的条件,对于球磨4h钛精矿浸出4h可得到TiO2含量94.39%的人造金红石产品,对于未磨原矿浸出10h可得TiO2含量91.78%的人造金红石产品。

Cyanex272-P_(507)浸渍树脂协同萃取色层分离铥镱镥的研究

以Cyanex272-P507浸渍树脂采用萃取色层法对铥镱镥富集物进行了吸附和淋洗分离研究,考察了淋洗剂浓度、稀土负载量、淋洗液流速等因素对分离铥镱镥富集物的影响.结果表明,在充填的树脂粒度为0.3～0.6 mm的色层柱中,以0.2 ml·cm^-2·min^-1进料流速时能得到较大的吸附率; 在稀土负载量为树脂重量的0.6%,淋洗液流速为1.0 ml·cm^-2·min^-1,温度为30 ℃,装柱树脂高度为400 mm（高径比为25：1）的条件下,用1.0,1.5,2.0 mol·L^-1盐酸梯度淋洗Tm,Yb,Lu,可实现铥镱镥富集物三者的完全分离.

铝热还原生产钒铁合金的工艺优化

钒铁是生产工具钢、耐热钢的一种重要中间合金,目前主要采用铝热法生产。本文应用决策树分类方法来分析铝热还原生产铁合金的工艺和技术参数,主要考查了原料品位、发热量、配铝系数、反应时间、喷吹时间、喷吹量等主要工艺参数对产品回收率、铝含量含量的影响,给出各工艺参数对它们的影响模式。由于处理的数据是实际生产数据,数据分析结果可直接用于指导改进生产工艺。

不同铝电解时间下阴极炭块的损伤特性研究

对不同铝电解时间下的阴极炭块试样进行了单轴压缩实验,建立了阴极炭块的损伤本构方程。实验和理论分析结果表明:与未铝电解的炭块相比,铝电解环境下受熔盐腐蚀的炭块内部存在更多和分布更不均匀的化学腐蚀损伤,从而导致阴极炭块弹性模量、峰值应力和残余变形能力的降低,铝电解时间越长,降低程度越大。采用真实破裂过程分析软件RFPA2D对阴极炭块的单轴压缩破坏实验进行了数值模拟,通过与理论、实验结果比较发现数值模拟可有效地用于研究和再现阴极炭块变形破坏的全过程及局部的变形破坏特征。

Cyanex272浸渍树脂萃取色层法分离铥、镱、镥

研究了不同温度、淋洗液酸度、稀土负载量、淋洗液流速及装柱树脂高度对Cyanex272浸渍树脂萃取色层法分离Tm,Yb,Lu的影响和柱参数。结果表明,在温度为30℃,梯度淋洗酸度为0.5,0.6,1.5 mol.L-1,稀土负载量为0.3%,淋洗液流速为1.0 ml.cm-2.min-1,装柱树脂高度为480 mm(柱内径为16 mm)的条件下,对Tm,Yb,Lu富集物分离效果较好。

不同硫含量石油焦中低温煅烧性能及脱硫机理研究

在实验室煅烧炉内对三种不同品种石油焦进行了700~1100℃阶段热处理,并对煅烧后的石油焦真密度、粉末电阻率、Lc值、气孔率等进行了检测分析,同时将煅烧后的石油焦颗粒进行了扫描电镜分析。通过分析研究发现,随着煅烧温度的增加,低硫、中硫、高硫石油焦TG和DTG曲线、煅烧后的性能、脱硫率、碳晶格的生长、气孔率等区别明显,这可为生产使用这三种类型硫含量的石油焦提供试验依据。

中国预焙阳极用原料石油焦现状、性能及其应用研究

本文对中国不同产地、不同来源的几十种石油焦品种进行了性能检测分析,并在实验室对部分石油焦单独煅烧,研究了多品种石油焦掺配制备阳极的性能,为提高多品种原料石油焦适用性,阳极生产合理使用原料,改进性能、降低成本提供依据。

钾冰晶石—氧化钪体系中铝热还原反应过程的研究

在钾冰晶石—氧化钪熔盐中,采用铝热还原和直接电解制备铝钪合金。在引入Al3Sc相生成自由能并考虑活度后,热力学计算表明,铝热还原氧化钪反应在本试验条件下可以发生。750℃在K3AlF6-2%Sc2O3(CR=1.22)熔盐中,电解制备的合金中钪含量可达0.97%,而铝热还原反应所获合金中钪含量小于0.18%,且随反应时间的延长和熔盐中氧化钪浓度的增加,合金钪含量的增幅趋缓。电解合金中钪分布均匀,而铝热还原合金中钪主要存在于边缘区域。

超声功率对水溶液中NaCl颗粒溶解速率的影响

为研究超声功率(频率为20kHz时)对水溶液中NaCl溶解速率的影响,采用900 W超声波发生器产生超声波并作用于反应容器的水溶液中。采用银量滴定法测定试样中NaCl的含量。结果表明:超声作用强化了NaCl颗粒分散程度,增加了颗粒与溶液的接触面积,颗粒分散程度随超声功率增大而增强;超声作用下,NaCl溶解时间缩短,溶解速率显著提高,且溶解速率随加载超声功率的增加而增大。模拟计算表明,NaCl溶解速率受扩散传质控制,超声作用增大了NaCl颗粒表面扩散传质过程的体积传质系数,强化了传质过程,从而提高了NaCl溶解速率。

Cyanex272浸渍树脂支持体的选择及性能表征

以非极性HPD100,HPD300,中极性HPD400,HPD450和极性HPD500,HPD800三类大孔吸附树脂为Cyanex272浸渍树脂支持体进行研究和比较.结果表明,大孔树脂对Cyanex272的浸渍率与树脂的比表面积和平均孔径有关.HPD800大孔吸附树脂是Cyanex272浸渍树脂分离重稀土良好的支持体,对萃取剂的浸渍率为40.22%,吸附重稀土的量为9.94mg/g,经过9次循环后的损失率为1.88%,且在水及盐酸溶液中稳定性良好.

粉煤灰硫酸焙烧熟料溶出液的除铁过程研究

对粉煤灰硫酸焙烧熟料溶出液空气和双氧水两段协同除铁过程进行研究。研究结果表明:当恒定空气流速为50 m L/min和全程搅拌速率为500 r/min时,在空气氧化时间为7 h,空气氧化温度为85℃,H_2O_2的氧化时间为30 min及其氧化温度为25℃,质量分数为14%、用量为5 m L等优化条件下可使综合除铁率达99.25%,溶出液铁质量浓度可由1.185 g/L降至8.800 mg/L;除铁后获结晶硫酸铝煅烧所得Al_2O_3品位(质量分数)为98.71%。

铝电解用SnO_2基惰性阳极导电性的研究

采用二探针法测定铝电解用SnO_2基惰性阳极的电阻率。结果表明,掺加Sb_2O_3,CuO和ZnO,可以通过控价和促进烧结作用而改善阳极导电性;阳极电阻率随温度升高而降低,呈高温半导体特性。

电解质渗透对铝电解石墨质阴极材料高温导电性的影响

测试了半石墨质(HC35)和全石墨质(HC100)两种工业阴极碳块在铝电解前后的高温电阻率。结果表明,电解前,由于热膨胀引起的有关孔隙结构参数变化影响阴极材料电阻率;电解时,钠和电解质渗透亦影响阴极电阻率。孔隙平均直径和连通率越大、曲折度越小,越有利于钠和电解质的渗透,电解前后阴极材料电阻率变化也越大。

大型铝电解槽强化电流条件下槽帮形成规律的研究

以350kA铝电解槽为研究对象,现场测定了运行中槽帮的厚度及温度分布,并在考虑化学反应热效应的情况下,运用有限元方法对温度场、强化前后炉膛形状分别进行模拟,分析了阴极材质对电解质凝固等温线和槽帮厚度以及操作参数对石墨化阴极强化电流后炉膛形状的影响规律。结果表明,模型估计值与现场测量值相当吻合,所用模型方法有助于强化槽电流、实现运行参数的优化。

铝电解槽内衬材料破损及数据挖掘诊断技术的探讨

介绍了铝电解槽内衬材料破损的相关情况和数据挖掘技术在铝电解过程中的应用研究,分析了铝电解槽内衬破损数据的特点,提出了利用数据挖掘技术对铝电解槽内衬材料破损研究的一般步骤,探讨了数据挖掘技术在槽内衬破损研究过程中的应用途径。

铝用石墨阴极孔隙结构与石墨化程度关系研究

铝用石墨阴极孔隙结构的常规研究方法难以对不同石墨化程度材料进行快速量化和智能化分析。根据体视学原理在二维空间定义孔隙结构参数,采用图像分析技术对不同类型石墨阴极孔隙结构的孔隙率、孔径、形状因子、孔隙取向及连通率等进行分析表征。结果表明,所用图像分析方法可定量分析石墨阴极材料的孔隙结构特征,并显示其与材料石墨化程度的规律性关系,所获数据有助于评价阴极材料性能和优化阴极制备过程参数。

孔隙结构对铝用碳阴极材料电阻率的影响

研究了半石墨质(HC35)、全石墨质(HC100)和石墨化(SMH)三种工业阴极碳块的孔隙结构对电阻率的影响。结果表明,HC35的孔隙形状因子较大,而SMH的平均孔径较大,但二者孔隙尺寸分布情况相似;HC100具有较小平均孔径和孔隙形状因子及最窄孔径尺寸分布范围。三种阴极碳块孔隙结构特征的差异导致三者表现出不同的阻—温稳定性。SMH电阻率最小,阻—温稳定性最好;HC100电阻率介于HC35和SMH之间,但阻—温稳定性最低。此外,三种典型工业阴极产品的室温电阻率(ρ)与孔隙率(ε)的关系可量化表达为:ρ=ρ0(1-ε)-4.63。

铝用碳阳极电流密度对其孔隙结构和碳渣量的影响

为了探究铝电解过程中碳阳极底面中心与边缘区域不均匀消耗问题,采用图像分析方法对铝用碳阳极底面中心及边缘区域在不同电流密度下孔隙结构及其演变过程进行分析表征,考察孔径分布、孔隙率、视孔隙比表面积、连通性、形状因子等孔隙结构参数,碳渣量与阳极电流密度之间的关系。结果表明：从阳极底面中心到边缘区域,孔隙率、视孔隙比表面积及连通性均增大,形状因子逐渐减小;随电流密度升高,中心区域孔径变化不大,但边缘区域孔径800μm以上变化较大;孔径800~1 500μm大孔隙主要是骨料脱落而形成碳渣,600μm可能是碳渣形成的临界孔径;当电流密度为0.75和1.00A/cm^2时,阳极底面边缘碳渣量大于中心区域的,当电流密度为0.80~0.90A/cm^2时,碳渣量较少且无明显区域差异。