嫦娥五号月壤纳米级单质金属铁的形成及生长规律的原位电镜研究

纳米级单质金属铁(纳米铁)是无大气保护的地外星体表层长期受太空风化改造的特征产物,是记录月壤形成与演化信息的关键载体,同时也是影响月表反射光谱遥感探测的主要因素。纳米铁的形成机制除了汽化沉积作用之外,近年来在嫦娥五号月壤中还发现了分解反应和歧化反应成因的纳米铁,但其生长规律和形成条件约束目前尚不清楚。因此,本文采用先进的电镜原位加热技术,选取嫦娥五号月壤中的橄榄石、辉石和陨硫铁等含铁矿物作为研究对象,系统性地模拟月壤中含铁成分的物质在亚固相线条件下(湿度不高于800℃)的热改造过程,记录纳米铁在各矿物中的形成方式及生长规律。通过统计纳米铁的粒径尺寸,探讨不同矿物相中纳米铁的粒径分布,为遥感探测光谱数据的解译提供有价值的参考。

Shell煤气化炉气氛下熔渣中金属铁析出及对其黏度影响的模拟研究

气流床煤气化过程中,煤中无机矿物质升温熔融转变为熔渣,熔渣通过液态排渣单元连续排出炉外,因此熔渣良好的流动性(黏度)是气化炉长周期稳定运行的关键。我国高铁煤(煤灰中氧化铁的质量分数高于15%)分布广泛,比如内蒙古锡林浩特煤、河南义马煤、云南镇雄煤等。由于Shell煤气化炉内还原性气体(CO和H2)的总体积分数较高(>86%),高铁熔渣在液态排渣过程中易发生金属铁析出,形成大的含铁渣块,导致气化炉无法顺畅排渣甚至非正常停车,因此深入研究Shell煤气化炉气氛下熔渣中金属铁的析出行为是高铁熔渣流动性调控的重要依据。基于此,以热力学模拟为基础,依据金属铁析出和团聚机理,结合熔渣结晶特性,建立熔渣中金属铁析出和团聚的动力学模型,并定量分析金属铁对熔渣结晶和黏度的影响。热力学模拟表明,Shell煤气化炉气氛下高铁熔渣发生金属铁析出,且氧化钙的质量分数增加促进金属铁析出。分别以熔渣中还原性气体扩散和金属铁沉降为速控步骤,建立金属铁析出和团聚的动力学模型;氧化钙的质量分数增加或者温度升高,熔渣黏度降低,促进熔渣中还原性气体扩散,金属铁的质量分数增加且易发生团聚。提出金属铁团聚的临界时间作为判断金属铁团聚的关键参数;降低气化炉排渣温度或减少氧化钙的质量分数,金属铁团聚临界时间增加,避免熔渣中金属铁团聚。将晶体体积分数的热力学平衡值引入结晶动力学模型(KJMA公式),获得金属铁对熔渣结晶和黏度的影响,发现金属铁析出促进钙长石结晶,熔渣黏度迅速增加;虽然较低排渣温度下钙长石的体积分数达到热力学平衡值所需时间更长,但黏度增加至排渣黏度上限25 Pa·s所需的时间更短。建议通过适当降低排渣温度,或添加富硅助剂,或与高硅煤共气化,可适当避免高铁熔渣中金属铁的析出和团聚,避免熔渣黏度突增和气化炉排渣不畅,有利于气化炉长周期运行。

双交换作用下Li_(1±y)(Mg_(1-x)Cr_(x))As的半金属铁磁性

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算并分析了96原子Li_(1±y)(Mg_(1-x)Cr_(x))As体系的铁磁稳定性、电子结构、自旋电荷密度、投影态密度和差分电荷密度。结果表明,Cr的掺杂引入了自旋极化杂质带,形成了强于Mg-As的Cr-As共价键,体系表现出强的半金属性,产生7.03μB的净磁矩。体系的磁电性质还受到Li计量数的调控,减少Li含量使Cr-As间的共用电子对偏移程度略微增大,Cr-3d与As-4p的p-d杂化有所减弱,净磁矩减小为6.14μB;Li1.03125(Mg_(0.9375)Cr_(0.0625))As发生sp-d杂化,材料转变为n型掺杂,半金属能隙减小为0.375 eV,具有最大的净磁矩7.61μB。通过分析自旋电荷密度和Cr-3d轨道的投影态密度发现,体系的铁磁耦合起源于Cr离子间的双交换作用。As^(3-)作为桥梁形成Cr_(1)-As-Cr_(2)链,巡游d电子在Cr_(1)-As-Cr_(2)链间的跃迁导致Li_(1±y)(Mg_(1-x)Cr_(x))As中的两个Cr离子均具有平行磁矩,从而使体系具有稳定的铁磁性。

金属铁还原脱氯处理有机氯化物的研究进展

本文对金属铁在还原降解六氯乙烷、四氯化碳、氯仿、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯、五氯酚、多氯联苯等有机氯化物中的应用作了评述 ,讨论了金属铁降解有机氯化物的反应机理及动力学。

三氯化铁浸出-重铬酸钾滴定法测定钛精粉还原产物中的金属铁

试样用三氯化铁溶液溶解,金属铁被氧化为二氯化铁,过滤分离,滤液酸化后以二苯铵磺酸钠为指示剂,用重铬酸钾标准溶液滴定,实现了钛精粉还原产物中金属铁含量的测定。结果表明,试样粒度在0.125mm以下时,FeCl3溶液浓度和用量分别为10g/L和100mL,采用电磁搅拌60min为最佳的实验条件。分别用HgCl2分析法、矿相法对方法正确度进行检测,其中F检验和t检验判定此法与HgCl2法无显著性差异,同时,浸出前后试样的X射线衍射图谱对照和金相照片对比进一步证明滤渣中没有金属铁相,铁浸出完全。方法用于测定钛精粉还原产物样品,结果的相对标准偏差小于2%。

As(Ⅲ)在酸性水溶液中与金属铁的反应行为

从热力学分析和试验两方面研究As（Ⅲ）在酸性水溶液中与金属铁的反应行为。热力学计算结果表明：在酸性水溶液中，As（Ⅲ）与金属铁作用，分别生成As元素或AsH，气体的反应在热力学上均是可行的。试验结果表明：在温度为20—80℃、溶液初始pH值为一0.31～4、溶液初始浓度ρ[As（Ⅲ）]为1~20g／L、铁粉大量过剩的条件范围内，由于动力学方面的原因，生成AsH3的反应实际并不会发生，铁粉仅能使As（m）还原为As元素。铁粉“过量”系数、溶液pH值和温度对沉砷率有显著影响，提高铁粉“过量”系数和温度，可使沉砷率增大，在溶液pH值为3的条件下，沉砷效果最佳。在酸性溶液中，铁粉置换As（Ⅲ）生成As的反应难以进行到底的原因，可能是由于还原的As在铁粉表面沉积阻滞了反应的延续。而在初始pH值为3或较高温度条件下能达到较高的沉砷率，是由于在这些条件下，置换的砷呈疏散形态沉积，未能对铁粉表面形成紧密包裹，使得反应得以延续。

金属铁磁性液体稳定性研究

从理论上分析和探讨了金属铁磁性液体的稳定性条件；同时采用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法对其团聚行为进行了模拟和研究。

高炉上部金属铁渗碳研究

对块状带金属铁渗碳过程及影响因素进行了探讨。研究表明,在块状带,焦炭直接渗碳很难进行,CO间接渗碳是此区渗碳的主要途径,且其反应要在矿石深度还原后才能充分进行,并随矿石还原性能改善,金属铁渗碳量增加。CO间接渗碳受温度、CO浓度、煤气组成等因素的影响。

金属铁及其化合物还原脱氯有机氯化物的研究

对金属铁及其化合物 (Fe、Pd/Fe、FeS2 ,Fe2 O3,FeS ,FeⅡ4FeⅢ2 (OH) 1 2 SO4yH2 O等 )在还原脱氯六氯乙烷、四氯化碳、氯仿、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯、五氯酚、多氯联苯等有机氯化物中的应用作了评述 。

Heusler合金Sc_2VZ(Z=C,Si,Ge,Sn,Pb)半金属铁磁性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)第一性原理的投影缀加波方法 (PAW),结合广义梯度近似(GGA),系统研究了Hg2CuTi型Heusler合金Sc2VZ(Z=C,Si,Ge,Sn,Pb)的电子结构和磁性.研究发现Heusler合金Sc2VZ(Z=Si,Ge,Sn,Pb)在平衡晶格常数下表现出半金属铁磁性,其自旋向上态中的带隙宽度分别为0.345,0.354,0.387和0.173eV.计算得到Sc2VZ(Z=Si,Ge,Sn,Pb)的总自旋磁矩均为整数(3.00μB),符合Slater-Pauling规则.分析能带与态密度发现,半金属带隙的产生主要是由于Sc和V原子d态电子之间强烈的杂化作用所致.同时计算结果也表明,在一定程度的晶格常数变化范围内,Sc2VZ(Z=Si,Ge,Sn,Pb)合金仍能保持其半金属性质.

三氯化铁-重铬酸钾容量法快速测定海绵铁中金属铁量

介绍了用三氯化铁-重铬酸钾容量法测定海绵铁中金属铁的方法,试样用三氯化铁溶液选择性地使金属铁溶解,过滤分离不溶物,移取部分滤液,用重铬酸钾容量法直接滴定,方法快速准确,操作简便,用于海绵铁中金属铁的日常检测,可获得满意结果。

碘-乙醇分离钒钛高炉渣中金属铁的研究

研究和提出了测定钒钛高炉渣中金属铁的新方法,其内容包括:以碘-乙醇为试剂浸溶分离金属铁,然后将分离出的滤液处理,用EDTA标准溶液络合滴定,测定钒钛高炉渣中的金属铁。介绍了实验操作步骤,并进行了条件试验、回收试验、准确度检验。实验证明,所用方法简单、快速,操作易行,试剂无毒,对环境无污染,分析结果重现性好,平均回收率达99.55%,平均标准偏差为0.02%。该方法准确度较高,适合于钒钛高炉渣、普通炉渣中金属铁的工业分析。

金属铁还原降解2，4-二硝基甲苯的实验研究

研究了金属铁对2，4-二硝基甲苯(2，4-DNT)的还原降解情况。实验结果表明，2，4-DNT 的还原降解与溶液初始 pH 值、初始浓 度和溶解氧等因素有关。氯离子能消除金属铁的钝化现象。金属铁表面附载的铜对2，4-DNT 的还原降解具有催化作用。

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定镍钴锰酸锂中的金属铁

采用磁棒对镍钻锰酸锂中金属铁进行富集，再利用盐酸溶解金属铁，利用电感耦合等离子体质谱法（ICP—MS）测定镍钴锰酸锂中金属铁含量。研究了仪器的最佳测量条件、元素测定的质萤数以止乏酸度的影响。方法测定结果准确、可靠，样品加标回收率在98．9％～104.1％。

第一性原理研究闪锌矿结构CrSe和CrAs半金属铁磁性的稳定性

运用第一性原理的全势能线性缀加平面波方法对闪锌矿结构CrSe和CrAs的电子结构进行自旋极化计算.闪锌矿结构CrSe和CrAs处于晶格平衡时都具有半金属性,它们自旋向下的电子能带带隙分别为3.38 eV和1.79 eV,同时,它们的自旋总磁矩分别为4.00和3.00μ_B/formula.自旋总磁矩主要来源于Cr的原子磁矩,Se和As的原子磁矩对总磁矩的贡献很小而且为负值,因而它们具有明显的铁磁性特征.使晶体晶格在±10%的范围内发生各向同性形变,对闪锌矿结构CrSe和CrAs的电子结构进行计算.计算结果表明,当晶格各向同性形变分别为-4%～10%和-2%～10%时,闪锌矿结构CrSe和CrAs仍然保持半金属铁磁性,并且总磁矩都稳定于4.00和3.00μ_B/formula.

回收攀钢高钛型高炉渣中金属铁的探讨

简介了攀钢高钛型高炉渣的带铁情况及其特点、形式与原因，分析了存在形态和回收的可行性，探讨了回收下渣中液态金属铁和主沟干渣中固态金属铁的途径。

金属铁及其化合物降解含氯化合物的研究进展

综述了金属铁、金属铁／钯、ＦｅＳ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ ４、Ｆｅ ２（ＯＨ）１２ＳＯ４ｙＨ２Ｏ等物质在降解四氯化碳、氯仿、１，１，２， ２－四氯乙烷、氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、多氯联苯等含氯化合物中的应用以及降解机理。

磨矿过程对某还原球团中金属铁的氧化及后续磁选的影响

以湖南某低品位赤铁矿石低温快速直接还原球团为对象,通过弱磁选、激光粒度分析、SEM、XRD和XPS等技术手段研究了磨矿过程对球团中金属铁的氧化及后续磁选的影响。研究结果表明:(1)直接还原球团铁品位为31.18%,金属铁含量为26.45%,金属化率达到84.83%,SiO_2含量为43.63%,金属铁多为集合体,呈蠕虫状或星点状分散于脉石矿物中,结晶粒度微细,粒径一般为10～30μm,最大为400μm。(2)延长磨矿时间,磨矿产品中铁的金属化率明显下降,磨矿10 min时铁的金属化率为82.24%,磨矿40 min时铁的金属化率降至71.67%;磁选精矿铁品位先大幅度上升后小幅下降,铁回收率先小幅上升后明显下降,铁金属化率明显下降;磁选精矿平均体积粒径、D_(50)、D_(10)均呈先快后慢的下降趋势,金属铁的单体解离度呈先快后慢的上升趋势;磨矿10 min时磁选精矿铁的金属化率为81.10%,磨矿40 min时铁的金属化率降至62.99%。(3)延长磨矿时间,磨矿产品中金属铁的衍射峰减弱,Fe_3O_4的衍射峰从无到有,从弱到强。Fe 2p3/2轨道结合能随着磨矿时间的延长而升高,金属铁颗粒表面的氧化程度加深。(4)SEM-EDS分析表明,磁选精矿金属铁颗粒表面与氧发生了结合,且磨矿时间越长氧含量越高,絮状含铁区域也呈现这样的特征。综上所述,还原球团中的金属铁在磨矿过程会发生氧化,且磨矿时间越长氧化程度越高。

金属铁相的分析进展

本文评述了金属铁相的分析进展,分置换反应分离法、氧化还原分离法和综合解方程法三个题目进行评述,参考文献58篇。

某高铁赤泥煤基直接还原过程中金属铁晶粒长大特性研究

本文研究了某高铁赤泥煤基直接还原过程中金属铁晶粒长大特性，并着重讨论了煤种及添加剂种类对金属铁晶粒长大特性的影响，得出了一些有意义的结论。