氟碳铈矿除Ca、Si制备脱硝催化剂及其脱硝性能的研究

包头混合稀土精矿是氟碳铈矿(CeCO_(3)F)和独居石(CePO_(4))的共生矿物,结构复杂,难以分解,且Ca、Si杂质嵌布在矿物表面,影响了稀土矿物的脱硝活性,因此在使用天然矿物作为催化剂之前,有必要对其进行除杂预处理。采用酸浸固氟焙烧方案将氟碳铈矿制成脱硝催化剂,具体工艺为:第一步,HCl除Ca,HCl浓度为6mol/L,氟碳铈矿与NaCl(固氟剂)质量比为1∶5,混合并搅拌12h后于500℃下焙烧2h;第二步,HF除Si,HF浓度为13mol/L,除Ca后粉末与NaCl质量比为1∶5,混合并搅拌12h后于500°C下焙烧2h。氟碳铈矿除Ca、Si后制备的催化剂中Ca含量降至1.85%,Si含量降至0.17%,稀土元素含量相比原矿提高了约22%。氟碳铈矿除Ca、Si后,表面形成了发达的孔结构,比表面积增大,活性元素增多,且部分Ce的价态由+3价转变为+4价,还形成了晶格氧,这些组织结构的变化为催化剂脱硝过程提供了更多的氧化还原中心,使得催化剂脱硝性能显著提高。因此,用除杂后的氟碳铈矿作脱硝催化剂比直接用天然矿物具有更大的优势。

利用高硅铁尾矿制备蒸压加气混凝土

利用高硅铁尾矿(HIT)制备高硅铁尾矿蒸压加气混凝土(HIT-AAC),研究了HIT细度、钙硅比对HIT-AAC料浆性能和试块物理力学性能的影响;结合XRD、FTIR和SEM对HIT-AAC进行微观分析。结果表明:随着HIT细度的增大,料浆扩散度、发气速率、发气高度均有所降低,最终发气时间缩短,试块的干密度和抗压强度均有所提高;随着钙硅比的增大,料浆扩散度减小和试块干密度先下降后上升,发气速率和发气高度增加,最终发气时间缩短,抗压强度先提高后降低,当钙硅比为0.65时抗压强度最高,为4.29 MPa。水化产物主要为石英和托贝莫来石,随着钙硅比的增大,托贝莫来石由针棒状结构转为片状结构。

生物活性玻璃:调整制备工艺和掺入元素来实现不同的应用形式和功能

背景:生物活性玻璃是一种多功能人工复合材料,可与组织亲和后缓释活性离子并表现一定的生物活性,其多样性源于制备工艺和组分的多变性,使其能够应用于不同的临床场景。目的:综述目前生物活性玻璃的主要应用形式、应用领域以及掺杂不同元素对其功能的影响。方法:以“生物活性玻璃,缓释离子,骨组织工程,复合支架,组织再生修复,生物医学工程”为检索词在中国知网及万方医学网检索;以“Bioactive glass,Slow-release Ions,Bone Tissue Engineering,Composite Scaffold,Tissue Regeneration and Repair,Biomedical Engineering”为检索词在PubMed和Web of Science数据库检索自2000-2023年收录的相关文献,最终纳入88篇文献进行综述。结果与结论:①在应用形式方面,生物活性玻璃可以根据不同临床场景的需要制作成包括涂层、颗粒、骨水泥及支架等形式,其中涂层能提高植入物生物活性,但易因降解导致植入物不稳定;颗粒适用于不规则骨缺损的修复,但传统方式制备的颗粒功能单一;骨水泥具备微创及可注射的优点,但不适用大尺寸骨缺损;支架具备优异的机械性能,常用于较大尺寸骨缺损,但韧性有限。②在应用领域方面,生物活性玻璃可用于包括口腔科、骨科、软组织工程以及癌症等多种组织再生修复和疾病治疗领域。③在元素掺杂方面,特定元素掺入生物活性玻璃后,不仅能提升其机械性能,还赋予了它特殊生物学功能,如生物活性、可降解性和抗菌性等。④生物活性玻璃作为一种多功能材料,可通过调整制备工艺和元素掺入来实现不同的应用形式和功能,满足不同的骨组织工程等临床需求,广泛应用于生物医学工程领域。

Ca-Mg-Al-Si系高性能泡沫陶瓷的制备

通过对钢渣和菱镁矿配方组成的优化,采用高温发泡法制备的兼具高强度和低热导率的Ca-Mg-Al-Si系高性能泡沫陶瓷,其主要原料为红柱石与粉砂质页岩,发泡剂为碳化硅,助熔剂为锂辉石。在测试其气孔率,体积密度与抗折强度等性能的同时,也使用Micro-CT、SEM、XRD、XRF等检测手段对泡沫陶瓷进行了表征。实验结果显示:当样品中加入11 wt%钢渣,7 wt%菱镁矿时综合性能最佳,此时抗折强度为11.15 MPa,热导率为0.091W/(m·K),总气孔率为61.02%,闭口气孔率为55.30%,体积密度为0.944 g/cm^(3)。

Ca,Si和RE对AZ91合金的组织和性能的影响

Ca ,Si和RE合金化和复合合金化AZ91的研究结果表明 :Ca单独加入合金中和Ca ,Si或Ca,RE同时加入合金中都能明显改善AZ91合金的铸态组织 .Si和RE在合金中以Mg2 Si和Al1 1 RE3颗粒相形式存在 ,而Ca则主要溶解于 β Mg1 7Al1 2 中 ,未形成新相 .DTA分析表明 ,Ca溶入Mg1 7Al1 2 后提高了它的熔点 ,亦即提高了它的热稳定性 .这一点对合金的高温性能十分有益 ,使合金的蠕变性能得到大幅提高 ,性能最好的是含 0 .3 % (指质量分数 ,下同 )的Ca和 2 %的RE的合金 ,它在 2 0 0℃ /5 0MPa下的蠕变速率相对于基体合金AZ91降低了一个数量级 .单独加入Ca对铸态AZ91合金有脆化作用 ,但Ca ,Si或Ca ,RE复合加入则能大幅提高AZ91合金的室温和高温强度 。

硫化氢对固井水泥石腐蚀研究

以SEM、X-ray和化学分析等方法,通过比较水泥石腐蚀前后抗压强度、渗透率、微观结构、水泥石腐蚀率的变化,研究了在不同H2S气体总压力、浓度(分压)等条件下H2S腐蚀不同渗透率、钙硅比的水泥石的规律。实验结果表明:H2S与水泥石中水泥水化产物反应生成CaS、FeS和Al2S3等没有胶结性的物质,会严重破坏水泥石的结构、增大水泥石的渗透性,使腐蚀进一步加速进行;1.5MPa下纯H2S腐蚀10天后水泥石的强度损失达到73.74%以上,渗透率增大63.47倍;在一定总压力下,H2S浓度越大,水泥石的渗透率增加倍数越大,强度损失率越大;水泥石的渗透率越大,水泥石腐蚀越严重;钙硅比越大,水泥石腐蚀越严重;水泥石的渗透率和钙硅比是控制H2S腐蚀水泥石的关键因素。

中国铝资源与高铝粉煤灰提取氧化铝研究进展

针对中国铝土矿资源不足的状况,利用高铝粉煤灰生产氧化铝不仅有望缓解铝资源的不足,而且可减少粉煤灰对大气、水体的污染和大量土地资源的占用。高铝粉煤灰提取氧化铝技术主要包括酸法、碱法和酸碱联合法。采用碱法提取氧化铝技术,具有对设备腐蚀性小,与现有氧化铝生产设备相容性好,对水体和空气不产生二次污染等优势。与石灰石烧结法和预脱硅-碱石灰烧结法等代表性碱法技术相比,采用预脱硅-低钙烧结法制备氧化铝技术,处理物料总量、一次性资源消耗量和CO2排放量,分别减少22.1%～52.4%、24.6%～52.0%、20.0%～66.2%;综合耗能降低16.4%～36.3%;剩余硅钙固体排放量减少27.5%～71.5%。因此,预脱硅-低钙烧结法技术在物耗、能耗、环境相容性和产品方案等方面均有明显优势,符合高效节能和清洁生产的要求,有望实现高铝粉煤灰生产氧化铝的完全资源化利用。

含Ca,Si镁合金的铸态组织及其形成机制

利用金相、电子显微镜、X射线衍射仪和X射线能谱仪研究了含Ca,Si镁合金的铸态组织特征.结果表明:含Si较低的合金由镁基体及CaMgSi相组成,而含Si较高的合金由镁基体及CaMgSi和Mg2Si两种相组成. CaMgSi相呈三种不同的形态:离散块状、微细点状和针状,而本身是针状的Mg2Si则以"汉字形"团块的形态存在.根据Mg-Mg2Si-CaMgSi赝三元相图,详细讨论了铸态组织的形成机制.

复合钙硅固硫剂的固硫反应动力学研究

用机械混合法、沉淀法及溶胶 -凝胶法制备了 Ca-Si系列复合固硫剂 ,并用热分析法分别研究其固硫性能和固硫过程 ,用等效粒子模型对固硫反应的动力学过程进行表征 ,计算了各固硫反应的动力学参数 .研究结果表明 ,氧化钙固硫动力学参数活化能与指前因子之间存在着耦合现象 ,即反应活化能 Ea 下降时 ,指前因子 k0 相应下降 ,反之 ,活化能增加时 ,指前因子相应增加 .用不同方法制备的 Ca-Si复合固硫剂的固硫性能和固硫过程有明显差别 ,但其固硫率都高于纯 Ca CO3 ,其中溶胶 -凝胶法效果最好 ;Ca-Si系列复合固硫剂对固硫反应的影响表现为在反应初期 (即化学反应控制阶段 ) ,其反应速率较纯 Ca CO3 的低 ;而到反应后期 (即产物层扩散控制阶段 ) ,其反应速率显著增加 ,固硫反应温度越高 ,这种影响越明显 ,与固硫转化率的实验结果非常吻合 .

不同Ca/Si比对钙硼硅三元微晶玻璃的性能影响

采用XRD、SEM、DSC等测试分析手段研究了Ca/Si比变化对CBS微晶玻璃晶相、微观结构和电性能的影响。结果表明在固定B2O3的含量为17%(摩尔分数)时,发现当m(Ca/Si比)<1.08时,CBS微晶玻璃的烧结温度>900℃,当m>1.08时,CBS微晶玻璃的烧结温度900℃。当m达到1.767时,CBS微晶玻璃无法烧结;随着CaO含量的增加,Ca2SiO4晶体逐渐增加,硅灰石相逐渐减少,石英相逐渐增加;在1MHz下,C2、C5和C7试样烧结后电损耗均<2×10-3。

低Ca/Si比的C-S-H凝胶产物在抑制AAR中的作用

碱是混凝土发生碱-集料(AAR)反应的重要因素之一。许多资料报道低Ca/Si比的C-S-H凝胶对碱有强烈的吸附作用。从C-S-H凝胶的组成出发,指出低Ca/Si比的C-S-H凝胶在抑制AAR中的作用,解释了低Ca/Si的C-S-H凝胶对碱的吸附能力强的原因及其影响因素。为在实际工程应用中掺加混合材来抑制AAR反应,提高混凝土耐久性有重大指导意义。

钙和硅元素对AE41镁合金显微组织及压入蠕变性能的影响

在AE41镁合金中添加质量分数0．8％Ca及0．2％～o．8％Si，制得了不同成分的镁合金，采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪和压入蠕变试验设备等研究了钙和不同硅含量对AE41镁合金的压入蠕变性能和显微组织的影响。结果表明：加入钙可提高AE41合金的蠕变性能，再添加硅可进一步提高其蠕变性能，且蠕变性能随硅含量的增加而升高；AE41合金中的析出相主要为杆状Al11Nd3相和少量颗粒状Al2Nd相，加入钙后有骨骼状Al2Ca析出，且A12Nd相析出增多；再加入硅后，合金中有汉字状Mg2Si相和较复杂的相析出，且随硅含量的增加，杆状、短杆状和颗粒状相增多；蠕变后，AE41合金中颗粒状Al2Nd相增多，添加钙的舍金无新相析出，但Al2Ca相减少，添加钙和硅的合金中骨骼状相减少，但短杆状和颗粒状相增多。

硅砂对稠油热采井水泥石强度影响的室内试验

为了满足稠油热采对固井水泥石的要求,模拟稠油热采固井水泥常温凝固、高温热采这一特殊的地层环境,先将水泥浆在70℃下常压养护3d后再进行高温高压养护。通过研究不同热采温度下硅砂粒径对水泥石强度发展的影响,以及不同钙硅比在不同的高温梯度下对油井水泥石强度衰退的影响,从机理上阐述了硅砂粒径及钙硅比能提高硅酸盐水泥石强度和热稳定性的原因,找到了最佳的硅砂粒径和合适的钙硅比,为进一步选择和设计稠油固井水泥浆体系提供了依据,对稠油油藏的开发开采具有重要意义。

钢水精炼喂Ca-Si线技术的研究和应用

喂Ca Si线技术是继喂Al技术后的又一精炼手段 .向钢液中喂Ca Si线 ,进行钙处理具有良好的冶金效果 .喂线后钢中钙、铝比达到 0 0 9以上时 ,钢中Al2 O3 夹杂能获得较好的变性 ,夹杂物球化率提高 ,有利于改善钢材力学性能 ;改善钢水流动性 ,易于浇注 ,提高成材率 .在生产实践中不断完善工艺 ,提高应用效果 。

钢包喂Ca-Si线工艺参数的优化研究

采用均匀设计的试验设计方法对天津钢管公司炼钢厂钢包喂线工艺进行了优化研究。研究表明：试验条件下，较低的喂线速度和较大的喂线量有利于喂线后钢水中钙的回收率ηＣａ的提高，钢中锰和铝的存在有利于ηＣａ的提高；喂线量和钢水温度对连铸中间包内钢水的总钙含量Σ［Ｃａ］ＴＤ具有正面影响，喂线后钢水的停留时间和喂线前钢水的硫含量对Σ［Ｃａ］ＴＤ具有负面影响。研究还给出了连铸中间包内钢水中总钙含量的预报方程。

耐热Mg-Zn-Si-Ca合金的显微组织和力学性能

开发了一种新型的Mg Zn Si Ca合金 ,研究了新合金的组织与力学性能之间的关系。研究结果表明 ,Mg 6Zn 1Si合金有较好的综合力学性能。但是由于合金中的主要强化相Mg2 Si呈粗大的汉字状 ,分布于晶界周围 ,在受到应力作用时 ,这种汉字状相与基体的界面处容易产生微裂纹 ,降低合金的抗拉强度、塑性等力学性能。在Mg 6Zn 1Si合金中加入微量Ca后 ,合金的组织得到明显细化 ,并使Mg2 Si强化相形貌由粗大的汉字状转变为细小、弥散分布的颗粒状。由于显微组织的改善 ,使得Mg 6Zn

C-S-H凝胶对掺元明粉碱渣拌合土性能的影响

为综合利用工业废料——碱渣,将其与粉煤灰按一定比例混合,并掺加一定量的元明粉,制成碱渣拌合土。通过SEM、FTIR、EDS、XRD和无侧限抗压强度五种试验方法,对比分析不同配比下的试样外貌、结构特征及力学性能。研究表明:1经SEM和FTIR分析,强碱条件下碱渣拌合土有新物质C-S-H凝胶体生成。2经EDS和XRD分析,碱渣拌合土随元明粉相对掺量的增加,生成C-S-H凝胶含量和晶体含量也增多,且C-S-H凝胶生成量与Ca/Si比值大致呈正比增长关系。3随着C-S-H凝胶体生成量的增加,碱渣拌合土试件的强度也逐渐增大,但拌合土体强度并不是完全由C-S-H凝胶所提供。28d龄期C-S-H凝胶生成量使碱渣拌合土试样抗压强度达到2.4~5.33MPa,足可满足公路路堤填垫的承载力要求。研究结论为碱渣和粉煤灰的治理提出了新思路。

钢液用Fe－Si、Ba－Ca－Si作发热剂的实验研究

采用Ｆｅ－Ｓｉ、Ｂａ－Ｃａ－Ｓｉ作发热剂，对钢液进行了化学升热法的实验研究。主要测定了升温速度、升温值和热效率，讨论了发热剂加入量过剩指数、氧流量、供氩强度和枪位对升温效果的影响。

矿渣在无化学激发条件下水化产物的特性

将磨细矿渣在90℃的纯水环境中养护7 d,使浆体硬化,通过水化产物的化学结合水量测定、X射线衍射分析(XRD),扫描电镜观察(SEM)和能谱分析(EDS)等,探究了矿渣在无化学激发的条件下的水化产物特性。结果表明:磨细矿渣在高温条件下水化7 d的化学结合水量与水泥在常温下水化1 d的化学结合水量接近;磨细矿渣水化生成絮凝状的凝胶产物,其凝胶含有较高的Al和Mg;水化产物的Ca/Si比较低,远低于水泥的水化产物的Ca/Si比。

Si/Ca界面对铅锌矿床定位的控制作用及其找矿意义

最近几年,随着危机矿山深部找矿工作的深入,中国铅锌矿床找矿工作取得了较大进展,这不仅归功于深部钻探工作的开展,也得益于找矿理论的不断深化。总结过去几十年的找矿勘查经验,人们开始意识到地质-地球化学界面对找矿的指导作用。基于此,Si/Ca界面控矿逐渐被人们应用于铅锌找矿工作当中。文章通过对国内外一些代表性矿床的对比分析,认为不同成因的矿床都可具有同一种控矿因素———Si/Ca界面。Si/Ca界面控矿既是不同类型岩石物理性质界面,又具有地球化学意义。文章划分出侵入接触界面、火山沉积接触界面和沉积接触界面3种不同的Si/Ca界面组合方式,并分别举实例说明Si/Ca界面组合对铅锌矿体定位的控制作用;从成矿元素地球化学特性、Si/Ca界面构成异相定位空间和提供地球化学障等角度,分析了Si/Ca界面的控矿机制,界面控矿有望在找矿勘查过程中起到指导作用。