球团配碳比对红土矿直接还原镍铁颗粒长大特性的影响

在还原温度1360℃、还原时间3 h、球团氧化钙配比7%的条件下,研究球团配碳比对红土镍矿回转窑直接还原生产粒状镍铁工艺中镍铁颗粒团聚长大的影响。结果表明,球团配碳比最佳值为2,此时还原产物镍铁颗粒粒径80%以上大于1 mm。球团配碳比偏低或偏高都不利于镍铁颗粒的团聚长大。球团配碳比偏低,还原产品无镍铁颗粒生成;球团配碳比偏高,生成的镍铁颗粒粒径过小。

还原温度对直接还原镍铁颗粒长大特性的影响

实验考察了还原温度对红土镍矿回转窑直接还原生产粒状镍铁工艺中镍铁颗粒团聚长大的影响。试验结果表明,还原时间3 h、球团配碳比Xc/Xo为2、球团氧化钙配比7%,还原温度约1 360℃,此时还原产品镍铁颗粒粒径80%以上大于1 mm。温度偏低时,渣相粘度过大,不利于传质传热的进行,不利于镍铁颗粒团聚长大,降低了镍铁回收率;当温度过高时,还原体系中还原气氛相对更弱,导致镍铁颗粒中镍铁品位以及镍铁回收率有小幅下降趋势。综合考虑镍铁颗粒的产品质量和节能降耗等,选择熔炼温度为1 360℃。

基于铂镍铁金属纳米花颗粒/碳纳米片复合材料的克伦特罗电化学传感器的研制

以1,2-二羟基十六烷作为反应介质,油胺和油酸作为还原剂,制备出8～13 nm的PtNiFe三金属纳米花颗粒,并以石墨棒作为碳源,通过高温淬火制得碳纳米片;将三金属纳米花颗粒吸附在碳纳米片的表面,并将其修饰到玻碳电极表面,制备了盐酸克伦特罗电化学传感器,用于动物代谢中的盐酸克伦特罗残留量的直接电化学检测。探讨了测试底液、富集电位以及富集时间等实验条件对传感器性能的影响。结果表明,在电位为0.4 V条件下,传感器检测盐酸克伦特罗的线性范围为1.9×10"7～4.9×10"2mol/L;检出限为6×10"8mol/L。此传感器选择性好、灵敏度高,具有良好的重现性和稳定性。

Ni-Fe双金属纳米颗粒的制备及其性能试验研究

为制备吸附性与还原性优良的零价铁,试验结合金属修饰与固体负载的两种改良方法,采用电沉积法制备活性炭负载型镍铁双金属颗粒(Ni/Fe-AC BPs)。通过场发射扫描电镜(FESEM)、能谱图(EDS)、比表面积分析仪(BET)进行表征,并以六价铬去除率为其性能评价指标。单因素制备试验结果表明:最优沉积液配比为硫酸铁400g/L,硫酸镍80g/L,硼酸40g/L,硫酸锰60g/L;最佳电沉积条件为电流密度0.45A/cm2,温度40℃,电沉积10min,此条件下,六价铬去除率高达100%。FESEM、EDS及XRD证实了镍铁双金属颗粒制备成功,且所制材料呈絮球状,分散均匀;BET及AC、Fe-AC、Ni/Fe-AC BPs除铬对比试验表明,Ni/Fe-AC BPs的比表面积较AC小47.60%,但除Cr(Ⅵ)率高达100.00%,而AC吸附率仅5.43%。因此,Ni/Fe-AC BPs具有良好的催化还原性能。

腐殖酸和吐温-80对微米镍铁/多氯联苯体系的传质调控研究

多氯联苯(PCBs)向铁基材料表面传输的过程(即传质过程)是铁基材料降解PCBs的关键途径。腐殖酸(HA)和表面活性剂吐温-80(Tween-80)能够通过改变传质过程来影响PCBs的降解而被广泛关注,但关于两者改变传质过程差异性及其机制的报道较少。通过制备微米镍铁(Ni/Fe)颗粒,探究不同质量浓度HA(10、50、100 mg·L^(-1))和Tween-80[1、25、500倍临界胶束浓度(CMC)]对Ni/Fe降解水溶液中2,2′,4′,4′,5-五氯联苯(PCB-99)的影响,通过体系中PCB-99、HA和Tween-80的固液分配来解析两者改变传质过程的机制与差异。结果表明,HA和Tween-80均抑制Ni/Fe降解PCB-99,降解过程符合准二级动力学模型,HA或Tween-80的质量浓度越高,抑制作用越显著,PCB-99的降解率越低。其中,HA吸附在Ni/Fe表面形成HA层,覆盖反应位点,阻碍PCB-99和水与Ni/Fe接触,导致留在固相上而未被降解的PCB-99占初始加入量的49.48%。相反,Tween-80主要通过增流和增溶作用影响传质过程,Tween-80吸附在Ni/Fe表面,能够降低界面张力,增加PCB-99的流动性,导致传质效率下降;当液相中的Tween-80质量浓度超过CMC时,PCB-99被困在胶束形成的疏水核中,占PCB-99初始加入量的56.01%,难以接触Ni/Fe。该研究可为持久性有机卤代烃的降解提供科学依据。

红土镍矿高料层碳热还原试验

红土镍矿是生产镍铁合金的主要原料之一,其碳热还原后的镍铁金属颗粒尺寸对后期磁选分离至关重要。基于此,进行了红土镍矿在高料层条件下的碳热还原试验研究,考察了还原温度、时间及添加剂CaO等对还原后镍铁金属颗粒尺寸的影响规律和作用机理。试验结果表明,在配碳量C/O(质量比)为1.0、还原温度为1400℃、还原时间为45min的条件下,还原效果最佳,还原后大于40μm的金属颗粒约占70%,最大颗粒约为100μm。对该还原条件下得到的金属化球团进行磁选分离可得到镍铁合金,基本可以将金属镍回收。研究结果可为红土镍矿碳热还原工艺的应用提供操作参数和理论依据。