碳铁复合炉料制备实验室探索研究

对生产煤样进行工业分析,对使用矿粉进行化学分析和粒度分析。对碳铁复合炉料制备进行了探索性试验,结果表明:炭化后所有样品均发生黏结,配加肥煤炭化后的样品融合在一起,中间产生了很大的孔洞;配加1/3焦煤的样品发生了部分融合;配加焦煤和瘦煤的样品发生的主要是界面黏结。配加焦煤、瘦煤和肥煤的样品的转化率均在70%以上,配加气煤和1/3焦煤的样品的转化率在70%以下。碳铁复合炉料中除了配加气煤的样品的固定碳含量为42.4%之外,其他煤样制备的碳铁复合炉料的固定碳含量均为50%~62%,与传统焦炭固定碳含量相比要低。炭化后样品的金属化率最高的为配加王家岭瘦煤样品,其次为配加宝资焦煤样品,而金属化率最低的为配加官桥气煤样品。由于样品中的铁具有很好的催化作用,反应过程中样品结构被严重破坏,样品发生了严重粉化;与传统焦炭相比,碳铁复合炉料反应后强度较差。

铁焦新型碳铁复合炉料研发现状

高炉炼铁是钢铁工业节能降耗的关键工序。目前,低碳高炉是高炉炼铁研究热点。低碳高炉炼铁技术研究目前主要集中于炉顶煤气循环,喷吹含氢物质和使用碳铁复合炉料。铁焦是一种新型碳铁复合炉料,高炉使用铁焦后可降低热储备区温度,提高冶炼效率,降低焦比,从而实现CO_2减排。本文介绍了高炉使用铁焦低碳炼铁的原理,重点总结了国内外铁焦研发现状,同时对目前铁焦主要生产工艺进行了分析对比,以期为铁焦研究提供参考依据,促进铁焦在我国高炉炼铁的实际应用和我国低碳高炉炼铁技术的进步。

X射线荧光光谱法测定复合碳铁合金中总铁含量

探讨了应用熔融法制样,X射线荧光光谱法分析碳铁中TFe的最佳制样条件和测量条件。本方法通过试验选择750℃烧碳温度去除碳铁中游离碳,再选择硝酸钾和碳酸锂作为氧化剂,以及合适的氧化温度,将试样预氧化处理,再高温熔融,并通过加入钴元素作内标,校正基体效应和烧失量。在选定的实验条件下,对一复合碳铁试样进行了11次测定,RSD为0.11%。对4个复合碳铁实际样品进行测定,结果与湿法测定结果相符。

红外吸收法测定碳铁中碳含量

以蔗糖为校准样品,采用红外吸收法测定碳铁中的碳含量。对实验数据进行线性回归,结果表明,测量允许差小于0.4%,能够满足碳铁的日常分析要求。

新型脱硅剂水合碳铁酸钙合成过程的光谱学研究

亚熔盐溶出一水硬铝石型铝土矿过程中需在高浓介质条件下脱除二氧化硅杂质,研究采用合成水合碳铁酸钙做为脱硅剂;因水合碳铁酸钙合成过程中会有碳酸钙、氢氧化钙、铁酸钙等副产物,故合成条件对水合碳铁酸钙含量及脱硅效果有重要影响。为了探讨反应机理并优化合成参数,研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)分析对合成过程产物进行了物相分析和脱硅实验。FTIR和脱硅过程元素分析表明水合碳铁酸钙在水溶液中为介稳物质,反应温度和反应时间对水合碳铁酸钙的合成具有重要影响,随时间和温度增加水合碳铁酸钙含量先增加后减少;单因素条件下最优的合成条件为,反应温度30℃,反应时间16 h,反应液固比20,搅拌强度500 r.min-1;对最优条件下合成水合碳铁酸钙的物相结构进行了研究,表明水合碳铁酸钙为斜方六面体晶体结构,其中存在结晶水、羟基、Fe—O特征峰。

含碳铁滴在熔渣中行为的研究

通过实验方法研究含碳铁滴还原富氧化铁熔渣过程 ,根据实验现象分析含碳铁滴在熔渣中的行为变化规律 。

非均相法制备高浓碱溶液脱硅剂斜方水合碳铁酸钙的研究

提出以斜方水合碳铁酸钙为脱硅剂解决亚熔盐法处理一水硬铝石型铝土矿所得高浓碱溶出液的深度脱硅问题。采用非均相方法合成了碳铁酸钙(3CaO.Fe2O3.CaCO3.12H2O)脱硅剂,对影响合成过程的主要因素进行了考察。结果表明,适当提高合成温度、缩短合成时间可以提高水合碳铁酸钙的含量。最优合成工艺条件为:反应温度313K,反应时间16h,反应液固比25,搅拌速率500r/min,氧化钙粒度0.104mm～0.120mm。脱硅过程中,斜方晶系的水合碳铁酸钙转变为立方晶型的钙铁石榴石,在此过程中二氧化硅和少量氧化铝进入晶体结构,形成钙铁硅石榴石和钙铁铝硅石榴石,脱硅产物的铝硅比小于0.5。

非均相法制备斜方水合碳铁酸钙用于高浓碱溶液脱硅的研究

针对亚熔盐反应体系处理一水硬铝石型铝土矿后的高浓碱溶出液难以脱硅的问题,提出采用碳铁酸钙作为高浓碱溶液深度脱硅的脱硅剂。采用非均相方法合成了斜方晶型的水合碳铁酸钙(3CaO.Fe2O3.CaCO3.12H2O),并对影响合成过程的主要因素进行了考察。结果表明,反应温度和反应时间对水合碳铁酸钙的合成具有交互影响,合成过程中适当提高温度、缩短合成时间可以提高水合碳铁酸钙的含量。合成水合碳铁酸钙脱硅剂最优的工艺条件为:反应温度303K,反应时间16h,反应液固比25,搅拌速率500r/min;氧化钙粒度在0.104mm～0.120mm范围内。在高浓碱溶液脱硅过程中,水合碳铁酸钙产生了物质结构改变,斜方晶系的水合碳铁酸钙转变为立方晶型的钙铁石榴石,在此过程中二氧化硅和少量氧化铝进入晶体结构,形成钙铁硅石榴石和钙铁铝硅石榴石。脱硅产物中氧化铝含量低于1%,氧化钠含量低于2%,SiO2含量高于2%,脱硅产物的铝硅比小于0.5;通过加入水合碳铁酸钙进行高浓碱介质下的溶液深度脱硅,可使溶液中二氧化硅浓度低于0.1g/L。

激光熔覆低碳铁基合金的组织和摩擦磨损性能

采用优选的激光工艺参数和搭接率,在Q235钢板表面制备出低碳铁基合金熔覆层。为了研究熔覆层在干摩擦试验条件下的表面摩擦磨损行为,在MVF-1A型摩擦磨损试验机上分别进行了等速变载荷、等载荷变速条件下的摩擦磨损试验。利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）对熔覆层的微观组织和磨痕表面形貌进行观察。结果表明,低碳铁基合金熔覆层组织均匀致密,其中熔覆区组织为平面晶和树枝晶,过渡区为含Cr、Ni的板条状马氏体。熔覆层摩擦系数随载荷的增加而增加,随转速的增大而略有减小。

低碳铁在冰箱压缩机中的应用

选用价格低廉的低碳铁经脱碳退火和法兰处理后能显著改善电磁性能,其铁损和磁感值可以达到冷轧无取向硅钢片的技术指标。用它可代替硅钢片制做小型电机中的定子和转子。目前该材料已用在冰箱压缩机中,具有成本低、生产工艺简单的特点。

核壳型碳铁纳米粉体的制备及磁性能研究

采用直流碳弧法制备碳包铁纳米粒子,用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)对产物的形貌和尺寸、物相结构组成进行分析,并在真空和氮气气氛下在200～800℃对制备的碳包铁纳米粒子进行热处理,用振动样品磁强计测量处理前后的碳包铁纳米粒子的剩磁强度、矫顽力和饱和磁化强度。结果表明,碳包铁纳米粒子的磁滞回线显示出较好的超顺磁特性;剩磁强度、矫顽力和饱和磁化强度随着粉体中铁含量的增加而增大。对碳包铁纳米粒子进行热处理,其磁性能随温度的升高首先改善,温度进一步升高又逐步劣化。在450℃退火,粉体磁性能最佳。

碳铁相图的简单分析及其应用

金属材料的加工与使用一直是各个行业关注的重点,同时也是薄弱环节,如何实现对材料的有效控制及保证材料加工质量应作为重点进行控制。笔者结合实际情况,就碳铁相图使用等方面内容进行说明,并对金属加工中如何使用相图进行了说明,以便为使用提供参考。

规整化铁碳材料的制备及降解高浓度苯酚的研究

以高浓度苯酚为研究对象,以还原铁粉、活性炭和膨润土为原料,通过高温微孔活化技术制备了一种规整化铁碳填料(Fe/C-BM)。采用SEM、XRD对其反应前后的表观形貌和晶体结构进行了表征,并考察了填料投加量,苯酚初始浓度,初始pH和曝气量对苯酚去除效果的影响,结果显示微电解反应前的Fe/C-BM填料表面凹凸不平,具有一定的孔隙结构。Fe/C-BM填料中铁以Fe^(0)和Fe_(2)O_(3)两种形式存在;反应后填料表面呈花纹状,其产物为Fe^(0)氧化后生成新的Fe_(2)O_(3)。曝气条件对微电解效果影响显著,酸性和中性溶液中去除效果优于碱性。当铁碳投加量在30 g/L,苯酚初始质量浓度为250 mg/L,初始pH=6.5,曝气量为2.4 L/min时,微电解120 min去除了83.6%的苯酚。

闽江河口湿地围垦稻田对土壤铁碳结合特征的影响

土壤铁氧化物结合态有机碳是有机碳长期维持的主要途径,但其机理研究仍较为薄弱。为探究河口湿地围垦稻田对土壤铁碳结合特征的影响,本研究选择福建省闽江河口天然芦苇湿地与围垦稻田为研究对象,对两种类型土壤中的铁结合态有机碳(Fe-OC)及其相关指标进行测定与分析。结果显示:①芦苇湿地围垦稻田改变了土壤氧化还原过程,显著影响土壤中铁相的转化。围垦后土壤二价铁[Fe(Ⅱ)]、三价铁[Fe(Ⅲ)]、活性总铁含量(HCl-Fe_(t))及Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)分别显著下降了24.68%、52.56%、51.45%、35.68%(P<0.05)。游离态氧化铁(Fe_(d))与无定形态铁(Fe_(o))含量分别显著下降了21.64%和29.24%(P<0.05),络合态铁(Fe_(p))含量则有所增加。②芦苇湿地围垦稻田显著影响土壤碳固存,Fe-OC与土壤有机碳含量(SOC)在围垦稻田后分别显著下降了39.03%和18.42%(P<0.05);芦苇湿地与稻田土壤Fe-OC均主要以吸附途径结合,稻田土壤Fe-OC对土壤有机碳的贡献率(fFe-OC)显著高于芦苇湿地(P<0.05)。③土壤全氮、含水量、电导率、铁以及土壤有机碳、溶解性有机碳与Fe-OC呈显著正相关(P<0.01)。本研究可为退耕还湿、土壤碳增汇提供科学参考。

铁碳还原与活性炭吸附法进行垃圾渗滤液的处理

随着城镇化进程的加速推进,我国的城市垃圾越来越多,我们以城市垃圾渗滤液为研究对象,从垃圾渗滤液的形成及特点出发,结合国内外的渗滤液处理工艺,我们采用了铁碳还原、UASB、AAO、活性炭等处理工艺,更加经济有效地去除污水当中的COD和较难处理的NH3-N,特点是只采用成熟的污水处理工艺来实现达标排放的目的,而未采用膜法处理,避免了膜的反冲洗及浓水处理等较难解决的问题,确保其能够稳定可靠地运行。

碳球负载纳米零价铁活化过硫酸盐降解水中恩诺沙星的性能研究

恩诺沙星(ENR)属于氟喹诺酮类抗生素,具有稳定性强、难分解、易富集等特性,常用于水产养殖、畜禽养殖等,其在环境中总体浓度较低,但长期低剂量暴露可能对人体健康和生态环境带来极大风险。采用碳球(CS)负载纳米零价铁(nZVI)活化过硫酸盐(PS)去除水体中的ENR。应用两步碳热还原法制备了碳球负载纳米零价铁(Fe@C),采用单因素实验研究了Fe@C投加量、PS浓度、ENR初始浓度和pH值对ENR降解的影响及降解动力学,通过自由基及降解产物分析推测了Fe@C活化PS降解ENR的反应机制与降解路径。结果表明,ENR的降解符合准一级动力学,在温度为25℃、Fe@C投加量为0.3 g∙L^(-1)、PS浓度为1 mmol∙L^(-1)、ENR初始质量浓度为10 mg∙L^(-1)、pH值为3的条件下,ENR降解率最高达98.6%。ENR降解率随着腐植酸(HA)、氨氮(NH3-N)、碳酸氢根离子(HCO3-)浓度的升高而降低。氯离子(Cl-)在低浓度时对ENR的降解有微弱的促进作用,高浓度时有抑制作用。自由基淬灭实验表明SO4-∙是ENR降解的主要自由基。根据ENR的降解产物,推测哌嗪环的裂解、喹诺酮环的分解及脱氟为ENR主要降解途径。碳球负载纳米零价铁活化PS高级氧化工艺可作为一种高效去除水中ENR的工艺。

铁碳微电解法处理垃圾渗滤液的研究

针对当前垃圾渗滤液普遍存在的有污染物浓度高、有机污染物含量多且难降解问题,采用铁碳微电解法对该废水进行处理,以垃圾渗滤液中COD的去除率为指标,考察初始pH值、反应时间和铁碳投加量3个主要因素对废水中有机污染物去除效果的影响。结果表明:3个因素对实验结果的影响程度比较为:初始pH值>反应时间>铁碳投加量。当初始pH=3,反应时间120 min,铁碳投加量66 g/L时,垃圾渗滤液中COD的去除率可以达到53.5%。因此,铁碳微电解法处理垃圾渗滤液具有良好的效果,可以为该工艺在垃圾渗滤液治理领域中的应用提供一定的参考。

Fenton耦合铁碳微电解技术处理电镀废水的工艺优化

以福建某电镀厂镀镍废水为研究对象,采用Fenton耦合铁碳微电解技术对其进行处理,考察了铁投加量、铁碳质量比、初始pH值及H_(2)O_(2)投加量对COD_(Cr)去除率的影响,通过响应面法优化工艺条件,建立二次多项式预测模型,分析各因素间的交互作用,并检验模型的准确性。结果表明,各因素对COD_(Cr)去除率的影响显著性排序为:初始pH值>H_(2)O_(2)投加量>铁碳质量比>铁投加量;当铁投加量为40 g·L^(-1)、铁碳质量比为0.8、初始pH值为4.0、H_(2)O_(2)投加量为30 mmol·L^(-1)时,COD_(Cr)去除率为78.2%,与预测值(78.9%)基本吻合,说明采用响应面法优化得到的工艺条件准确可靠。

铁碳强化潮汐流-潜流复合人工湿地处理模拟养殖尾水的启动运行效果

为探究潮汐流-潜流复合人工湿地对含四环素养殖废水处理效果的影响,本研究构建陶粒(一级系统)和铁碳+陶粒(二级CCW系统)基潮汐流-潜流复合人工湿地(TC组),以及陶粒(一级系统)和陶粒(二级PCW系统)基潮汐流-潜流复合人工湿地(对照组),研究其对模拟养殖尾水的启动运行效果及微生物群落结构特性.结果表明:①加入0.2 mg/L的四环素在一定程度上会抑制人工湿地启动期对污染物的去除,尤其对一级系统的抑制作用更加明显,CODCr、TP、NH_(4)^(+)-N和TN平均去除率分别降低0.59%、1.51%、9.57%和1.97%;②二级CCW系统去除率均高于二级PCW系统,且四环素实验组(TC组)中促进作用更为明显.CODCr、TP、NH_(4)^(+)-N、TN在TC组中平均去除率分别增加5.81%、2.47%、0.91%、1.02%,铁碳填料的加入强化了常规污染物的去除;③TC组和对照组填料表面生物膜差异较小,二级CCW系统较二级PCW系统生物膜附着更为明显,铁碳填料的加入有利于微生物的生长繁殖;④二级CCW系统物种丰富度及生物多样性高于二级PCW系统.变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)作为人工湿地典型菌落,铁碳填料的加入使二者丰富度明显增加,对氮的去除产生积极作用.研究显示,铁碳填料的加入强化了潮汐流-潜流复合人工湿地系统对氮磷的去除,该结果可为养殖尾水的净化处理提供数据支持和一定的理论支撑.