槽电压对CaCl_(2)基熔盐电化学转化CO_(2)制备碳材料的影响

以氯化钙基熔盐为电解质,将CO_(2)电化学转化为碳材料,考察了槽电压、熔盐组成对碳材料制备的影响。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、激光显微拉曼光谱(Raman)等分析手段对碳材料的物相、形貌结构、元素分布、石墨化程度等特性进行表征。结果表明:在800℃CaCl_(2)-5%(质量分数)CaO熔盐中,槽电压为1.9 V的电解产物形貌为薄片状,碳质量分数为98.24%,随着槽电压升高,产物倾向于形成棒状结构且棒状产物长度增加;采用熔点更低的CaCl_(2)-NaCl-KCl-5%(质量分数)CaO三元熔盐进行电解,降低了制备碳材料的能耗,减轻了阳极的腐蚀,所得产物主要形貌为纳米管状、颗粒状和球状。槽电压对产物形貌的影响显著;高槽电压使得反应过程电流更大,电化学反应动力学加快,所得碳材料的石墨化程度更低。

含锌电炉粉尘配碳选择性还原的实验研究

为实现含锌电炉粉尘选择性还原、有效分离铁和锌资源,采用热力学计算和实验研究相结合,分析电炉粉尘中主要物相的还原分解行为,研究配碳量、反应温度和反应时间对还原产物的影响。结果表明,含锌电炉粉尘配碳选择性还原为铁氧化物和ZnO是可行的;在582~940℃之间,可实现铁酸锌的有效分解、ZnO过还原的抑制;随着反应温度增加和反应时间延长,铁氧化物遵循逐级还原规律,配碳量对产物并未产生明显影响;当温度为950℃时,ZnO被还原为锌蒸气而挥发,导致产物中锌含量明显降低。在配碳量1/10、反应温度850℃、反应时间1 h的优化条件下,ZnFe2O4分解率约为70%。

CO还原气氛下铁酸锌选择性分解过程研究

为将电炉粉尘中铁酸锌选择性分解为Fe_3O_4和ZnO,采用热力学软件分析了铁酸锌在CO气氛下还原分解的热力学过程和分解特征,讨论了反应温度和气体组成对铁酸锌分解行为的影响。结果表明:铁酸锌的气体还原遵循逐级还原规律,很容易被CO还原为Fe_3O_4和ZnO,也易过还原为FeO和Fe,甚至可将ZnO还原为锌蒸气;控制P_(CO)/(P_(CO)+P_(CO_2))在0.05～0.20之间,温度在600～700℃范围内,可实现铁酸锌的高效分解、抑制铁氧化物的过还原;对CO还原气氛下铁酸锌分解过程进行了热力学模拟,计算出铁酸锌还原初期时的CO利用率约为35%。

铁酸锌配碳选择性还原的热力学分析和试验研究

为研究铁酸锌配碳选择性还原分解过程,通过Factsage计算和试验研究相结合,分析铁酸锌配碳还原分解的热力学过程,讨论反应温度和配碳量对铁酸锌分解行为的影响。结果显示,铁酸锌配碳还原过程遵循逐级还原规律,控制C/O摩尔比0.6以下,温度低于900℃时,可实现铁酸锌的有效分解、ZnO过还原的抑制;采用固相反应法合成了结晶度好、纯度较高的铁酸锌,800℃时铁酸锌配碳还原分解为Fe3O4和ZnO,随着温度的升高,铁氧化物的逐级还原为FeO和Fe,ZnO被还原为Zn,试验结果与热力学计算结果基本一致。

电解温度对含钛废渣熔盐电脱氧法制备钛铁合金的影响

为考察电解温度对电脱氧效果的影响,以含钛废渣和Fe 2O 3混合物为阴极,碳棒为阳极,在CaCl 2电解质中,采用熔盐电脱氧法制备钛铁合金。结果表明:温度对产物形貌影响显著,产物粒度尺寸与温度呈正相关,随着电解温度的升高,产物氧含量先降低,随后升高;温度升高降低反应活化能,有利于中间产物的分解,加快反应进程;但较高温度会降低阴极电化学活性,限制氧离子的脱除。电解电流分为3个阶段,随着电解温度的升高,第二阶段开始时间向左偏移。为得到颗粒尺寸均匀、纯度较高的钛铁合金粉末,电解温度不宜过高,900℃的电解温度较为合适。同时,降低温度有利于降低电解能耗,减少背景电流。