CaCl_(2)-CaF_(2)-CaO三元体系的相图计算

基于Calphad方法,首先对CaCl_(2)-CaO、CaCl_(2)-CaF_(2)和CaO-CaF_(2)体系进行了系统的热力学评估和优化。采用置换溶液模型来描述液相和固溶体相的吉布斯自由能,所有中间相因其固溶区域十分有限而近似处理成准化学计量比化合物,且其自由能依据Neumann-Kopp规则定义。其次,利用Muggianu溶液几何模型将优化获得的所有子二元系的模型参数扩展至CaCl_(2)-CaO-CaF_(2)三元体系。最后,对共晶点进行配样和差示扫描量热法(DSC)测试,通过引入三元交互参数使计算结果与试验数据一致,从而获得了一套自洽的CaCl_(2)-CaO-CaF_(2)三元体系热力学数据库。

铝热法冶炼金属钙的热力学及其工艺研究

通过理论计算 ,导出了金属钙热法冶炼的还原温度、造渣反应及钙蒸气压等热力学参数 ,给出了冶炼流程、工艺条件和主要设备 ,进行了技术经济分析。

以城市生活垃圾焚烧飞灰水洗液制备半水硫酸钙晶须

我国焚烧飞灰年产生量已超过1×10^(7)t,飞灰资源在利用之前需进行水洗预处理,所产生的飞灰水洗液主要含金属成分为NaCl、KCl、CaCl_(2)及其他重金属。本文将半水硫酸钙晶须的制备和飞灰水洗液的处理工艺相结合,采用飞灰水洗液为原料,先通过除杂解毒去除重金属,然后添加硫酸钠及晶型助长剂十六烷基三甲基溴化铵,利用改进常压法制备半水硫酸钙晶须。试验考察了材料配比、沸腾时间、静置时间对半水硫酸钙晶须产品的影响,结果表明,在n(钙离子)∶n(硫酸根离子)=1∶5、沸腾时间1 h、静置保持1.5 h的条件下,Ca^(2+)回收率可达到95.16%,所制备的半水硫酸钙晶须形貌均匀,长度为30~100μm,直径为2~7μm,长径比可达40,晶须密度大,能够满足硫酸钙晶须标准(DB43/T 1155—2016)中半水硫酸钙晶须的成分要求。本工艺生产成本低廉,环境友好,易于工业化生产,为飞灰水洗液的处理及资源化利用提供了一种新的解决路径。

真空铝热还原法制备金属Sr的热力学分析及实验研究

通过热力学计算,得出SrO被Al还原的化学反应自由能和还原反应临界温度,表明造渣反应和真空可有效降低化学反应自由能,由此将还原反应临界温度由标准状态的2244 K降低到1100 K以下.热力学计算、反应产物X射线衍射分析及56%产Sr率测量结果均表明,真空铝热还原法制备金属Sr实际上同时发生了2个反应.反应产物除蒸馏出的金属Sr(纯度为99.0%)外,残留渣团主要为3SrO·Al2O3,并掺有SrO·Al2O3.

熔盐电解法制备铝锂中间合金

研究在LiCl-LiF-Li2CO3纯锂盐体系中下沉式铝液阴极槽结构电解生成铝锂中间合金的工艺过程,尤其是以Li2CO3为原料代替LiCl的电解过程。采用熔盐电解监控仪测量电解过程中的反电动势、槽电压、电流等工艺参数及电解波形图,通过电位控制法调节Li2CO3的加料周期,同时根据得到的合金产品中的锂含量探讨影响电流效率的因素。结果表明,反电动势随电流密度增加而增大,加入2%的Li2CO3可使反电动势降低0.5V;通过控制电位法测得加料周期为15min;在680℃、电流密度为0.62A/cm2的条件下持续电解3h,最终制得了锂含量高达7.93%的铝锂合金,电流效率可达74.1%。

金属锶及其合金的研究现状与应用

对现有金属锶及其合金 (Al Sr,Mg Sr ,Si Sr,Cu Sr,Pb Sr等合金 )的制备技术 (真空热还原法、熔盐电解法等 )和优缺点、应用现状等进行了分析、比较 ,并对几种锶合金的相图及合金热力学的研究现状进行了综述。同时指出了我国锶产业发展过程中存在的不足及发展方向。

真空铝热还原法生产金属锶──SrCO_3热分解

碱土金属碳酸盐是所有碳酸盐中最稳定的一族·在热力学分析的基础上 ,研究了SrCO3 在各种条件下的热分解规律·实验结果表明 ,添加Al2 O3 ,碳或减少系统分压均可降低SrCO3的分解温度 ,其中添加Al2 O3 的影响最大·当向SrCO3 中添加碳时 ,除降低其分解温度外 ,所产生的CO还可重复利用·

真空铝热还原法制备金属锶的反应机理

为提高锶还原率,研究了真空铝热还原法制备金属锶的反应机理.对锶还原率和渣相间关系进行了理论分析;对实际锶还原率进行了计量;并对实际渣相进行了XRD定量分析.理论分析认为,锶还原率越高,则渣相中SrO.A l2O3相数量越多.实验结果表明:制备的金属Sr纯度可达99.5%以上;实际渣相中SrO.A l2O3相质量分数大大高于理论值;且实际锶还原率越低,渣相中SrO.A l2O3相质量分数反而越高.分析认为,原料A l粉被氧化后生成A l2O3,会大量消耗原料SrO,生成SrO.A l2O3相.尽量减少原料A l粉被氧化,是保证高锶还原率的关键.

真空铝热还原法生产金属锶——铝热还原工艺的研究

在研究了SrCO3热分解的基础上,进一步研究了在还原过程中各种工艺参数对还原率的影响·随着还原温度的升高,还原率直线升高,在1200℃时可达到82%;随着还原时间的延长,初期(1～3h)还原率增加较快,4～5h后,还原率增加趋于平缓;在研究的范围内,制团压力对还原率的影响不大;在活性相同时,还原剂的粒度越细则还原率越高;虽然随着还原剂数量的增加,还原率随之增加,但有一最高值,而后增加还原剂的数量,还原率反而下降·在一般条件下还原率可达75%,最高可达82%,完全满足生产要求·

熔盐电解法制备Al-Sr合金中反电动势和电流效率的研究

研究了在SrCl2-SrF2-BaF2的电解质体系中熔盐电解法制备高浓度Al-Sr合金,采用连续脉冲-计算机法测定电解过程的反电动势并且对反电动势和电流效率的影响因素进行了详细的研究。结果发现:增加阴极电流密度,反电动势随之增加;升高极距,反电动势亦有所增加。延长电解时间,反电动势逐渐升高而电流效率达到73.2%后逐渐下降。加大电流强度,延长电解时间,减少铝基母合金质量,可制得高浓度的Al-Sr合金,合金中锶的质量分数最高可达34.8%。实验表明,只要控制好各项工艺参数,可以生产锶的质量分数在20%以内的任意浓度Al-Sr合金。

真空铝热还原法制备高纯金属锶工艺

对真空铝热还原法制备高纯金属锶的纯度控制进行了热力学分析;探讨了锶、钡和钙的临界还原温度、蒸气压等热力学参数差异,并制定了制备高纯金属锶的工艺。结果表明:BaO最不稳定最容易被还原,CaO最稳定最难被还原,SrO介于中间;随着温度增加,锶饱和蒸气压增大,越容易被蒸馏;在1 273 K左右,锶饱和蒸气压约为钙的2.4倍,杂质钙不容易被蒸馏提纯,而锶饱和蒸气压约为钡的28.5倍,杂质钡容易被蒸馏提纯;以优等品工业碳酸锶和Al99.80牌号纯铝为原料,优化工艺为还原温度(1 050±20)℃,气压0.01 kPa,还原15 h,可以获得高纯金属锶,w(Sr)≥99.5%,w(Ba)<0.20%,w(Ca)<0.05%。

真空硅热法炼锶的热力学分析与实验

采用热力学方法计算并分析真空硅热法炼锶的反应自由能和临界还原温度。结果表明,造渣反应和真空工艺可有效降低反应自由能,并可将反应临界温度由标准状态下的2876K降低到1100K以下。通过真空硅热法炼锶实验获得纯度(质量分数)为98.53%的金属锶,锶的收得率为55%。经XRD技术分析,反应后残留渣团的主要成分为2SrO·SiO2,并掺有少量的SrO·SiO2。

真空铝热还原法制备金属锶的锶还原率

对真空铝热还原法制备金属锶的锶还原率进行了试验研究,分析了SrO的焙烧工艺、原料粒度、混料压制团块压力、原料配比、真空度、加热温度、还原时间等对锶还原率的影响,并对金属锶进行了化学成分分析,对渣相组成进行了XRD定量分析。结果表明:工艺优化前后均制备出优质锶Sr-1,纯度达99.0%以上;综合工艺优化后,实际锶还原率可提高到60%以上;加热温度控制在1050℃较为合适,提高加热温度对提高锶还原率有利。

毒重石钡矿高温分解特性

提出了经济合理地开发利用毒重石钡矿资源生产钡产品的方法 ,研究了毒重石钡矿高温分解的机理 ,探寻采用高温焙烧使毒重石钡矿分解的最佳条件 ,为毒重石钡矿的利用开辟新途径。理论分析认为 ,毒重石钡矿在 90 0℃左右开始分解 ,12 0 0℃开始大量分解 ,130 0℃约有 90 %的BaCO3 已经分解。并通过一系列实验对焙烧条件作了比较细致的研究 ,认为毒重石钡矿高温焙烧的适宜条件为 :粒度6～ 9mm、焙烧时间 3h、焙烧温度控制在 130

Sr(OH)_2·8H_2O非等温热分解动力学分析

以天青石还原分解产物的浸取液(SrS)为原料,氢氧化钠为辅助化工原料制备纯度>99.70%的Sr(OH)2·8H2O。利用差示扫描量热热重法(DSC TG)对Sr(OH)2·8H2O进行非等温热分解试验研究,并用Kissinger法和Freeman Carroll法分析计算了热分解脱水反应动力学参数。结果表明:Sr(OH)2·8H2O在50℃左右开始脱水分解,至130℃以上基本完全分解成粉末状的Sr(OH)2;Sr(OH)2·8H2O的热分解过程以两个阶段进行,且两阶段吸热峰之间的温度范围小;两阶段的热分解反应表观活化能分别为E1=75.26kJ/mol,E2=95.11kJ/mol,其热分解反应级数依次为n1=1.17,n2=1.29。

金属钙、钙合金的制备与应用研究进展

综述了金属钙和钙合金(Al-Ca、Si-Ca、Mg-Ca、Pb-Ca合金)的制备及其在镁合金、钢铁、能源等工业领域的应用研究现状,探讨了其应用过程中的作用机制。熔盐电解法作为制备钙及钙合金的主要工艺,提高电流效率是电解工程技术中的关键问题。开发含钙多元应用镁合金具有良好的前景,钙作为合金化元素改善镁合金组织和性能的研究尚需加强。

Na_3AlF_6-Al_2O_3二元系熔度与熔盐结构

采用热分析与相平衡相结合的方法研究了Na3AlF6-Al2O3二元系的熔度,发现了此体系是一简单共晶系,共晶组成位于含Al2O3质量分数为10.2%处。加入不同量的Al2O3,根据凝固点降低公式,推算出Na3AlF6-Al2O3熔体的熔盐质点结构并且研究了氧化铝在冰晶石熔体中溶解的机理及带来的影响.

钙熔盐电解中石墨阳极氧化及防护

在对钙熔盐电解过程中石墨阳极氧化机制分析的基础上,进行石墨阳极抗氧化研究。研制出适合于钙熔盐电解的石墨阳极抗氧化涂层,XRD和SEM分析及氧化失重试验结果表明,涂层致密无裂纹且附着力强。

钙熔盐电解石墨阳极破损机理探索

研究钙熔盐电解过程中石墨阳极的破损机理及延长阳极使用寿命的方法。结果表明石墨阳极的破损主要原因是凝结在石墨孔隙中的挥发电解质水解和脱水膨胀产生应力 ,其次是石墨阳极孔隙中活性高的颗粒氧化。

高温焙烧毒重石的实验研究

通过对当前钡矿开发利用状况的分析及利用方法的比较 ,确定了采用高温焙烧作为钡矿利用的中间过程。分析了毒重石矿高温分解的机理 ,通过一系列实验对焙烧条件作了较细致的研究 。