小晶粒高硅铝比NaY分子筛低温合成研究

采用自制的偏铝酸钠为合成导向剂,在低温下水热晶化合成出了小晶粒高硅铝比的NaY分子筛。考察了合成导向剂的陈化温度、陈化时间、晶化碱度、晶化温度和晶化时间对产品的影响,得到了制备NaY分子筛最佳的工艺条件,并进行了放大制备。在此条件下,NaY分子筛结晶度(峰面积)≥90%,结晶度(峰高)≥85%,硅铝比≥5.5,晶粒尺寸均在(100~200)nm,不仅优于工业标样的指标要求,且易于放大。

航天炉高硅铝烟煤煤灰熔融及黏温特性调控研究

具有高灰分、高硅铝、低硅铝比(质量比)煤灰特性的动力烟煤在气流床气化炉上鲜有应用,其煤质特性偏离气化用煤指标,且调控难度非常大。为将具有上述煤灰特性的动力烟煤应用于航天炉气化,开展煤质特性调控研究,利用灰熔融测试仪、高温旋转黏度仪以及热力学计算软件FactSage,研究了动力烟煤(HS)添加不同质量比的工业助熔剂(石灰石、铁矿石和二者复合助剂)以及配煤(白石湖煤)对煤灰熔融特性、黏温特性以及矿物质组成的影响。结果表明:HS灰硅铝比为1.32,酸碱比为12.82。热转化过程中煤灰矿物组成以莫来石为主要成分,是其四个灰熔融特征温度均高于1500℃的根本原因,黏温特性的调控难度大于一般晋城无烟煤黏温特性的调控难度;同等比例下工业助熔剂按调控效果由大到小依次为铁钙复合助剂、铁矿石、石灰石;单一石灰石助熔剂对HS的调控效果不佳,针对此类煤灰特性,宜选用铁钙复合助剂或与高碱金属煤灰特性的煤混配以降低灰熔融温度,改善黏温特性,即同时增加煤灰中CaO和Fe_(2)O_(3)等碱金属含量,使其在矿物质热转化过程形成如钙铁辉石、易变辉石、透辉石、堇青石和霞石等低熔点矿物质或多元低温共熔物,从而降低体系熔融温度。

低成本高硅铝比Beta分子筛制备及其经济效益分析

高硅铝比Beta分子筛作为重要的加氢裂化催化剂酸性组分,在提高油品低温流动性方面应用广泛,传统的生产方案采用大量的有机模板剂且需要改性才能使用,成本高昂。采用水热晶化法,通过引入晶种降低模板剂使用量的方式一步法合成出硅铝比大于40的Beta分子筛,并利用XRD、SEM等方法分析表征样品。该分子筛可直接用于加氢裂化催化剂,其催化活性及选择性与传统方法得到的改性Beta分子筛相当,且合成及改性的综合成本相对于传统方法降低了23.30%,用其制备的催化剂相对于现有工业参比催化剂成本降低了9.32%。

赤泥对高硅铝煤灰熔融特性的调控机制

利用铝厂废弃物赤泥的高碱性调控煤的灰熔融特性使其满足气流床气化需求意义重大。为探索赤泥对高硅铝煤灰熔融特性的影响,采用灰熔点测定仪、X-射线荧光仪(XRF)和X-射线衍射仪(XRD)等对两种拜耳法赤泥调控高硅铝煤灰熔融特性的行为和机制进行了探索。结果表明:拜尔法赤泥中的Na_(2)O、Fe_(2)O_(3)和CaO它们与其他硅铝酸盐发生反应,生成钠长石、铁橄榄石、铁尖晶石等低熔点矿物使得高硅铝阳泉煤的灰熔点降低。当拜耳法赤泥1和2的占总灰(原料)的质量分数分别为14.98%和17.27%(1.86%和2.21%)混合灰样的流动温度降至1380℃以下,满足气流床气化液态排渣要求。拜耳法赤泥1的氧化钠和氧化铁含量高于赤泥2。Na+的离子势比Fe^(2+)和Ca^(2+)低,更容易阻碍高熔点莫来石的形成,且所形成的钠长石和铁橄榄石比钙长石所需的能量低,这是导致拜耳法赤泥1降低阳泉煤灰熔点的效果比赤泥2明显的主要原因。

机械搅拌添加硅颗粒法制备高硅铝合金的研究

采用向铝熔体中搅拌加入硅颗粒的方法制备高硅铝合金,研究了搅拌工艺参数对制备的合金微观组织的影响。结果表明,控制搅拌温度为700～720℃时,能够得到硅颗粒尺寸细小、均匀分布、与基体结合良好的高硅铝合金。对添加硅颗粒制备的Al-Si合金,在590～680℃不同的温度下进行等温处理,在590℃下保温30 min,能够使合金显微组织中的Si相明显细化,形状得到改善;随着保温温度的进一步升高,Si相变的粗大。

高硅铝比高岭土超声强化酸浸反应动力学研究

用XRD谱图对比了煤系高岭土与高硅铝比高岭土煅烧酸浸前后的结晶分布特征 ,发现两者的煅烧活化过程完全相同 ,只有其中的高岭石经煅烧成为偏高岭石后才能进行酸浸反应 ,后者含有大量的硅铝化合物伴生矿使得最大浸取率很低。超声场的加入使颗粒细化 ,表面更新加快 ,导致浸出速率明显提高 ,但并未改变伴生矿结构与反应途径 ,故仍保持原有的最大浸取率。动力学分析表明 ,用液固缩芯反应模型能很好地模拟实验数据。与无超声下酸浸动力学相比 ,在较低的温度下 ,因超声空化效应造成颗粒细化与表面更新 ,加快了反应速率 ,使灰层扩散成为控制步骤。

高硅铝合金及其原位复合材料干滑动磨损性能与机制

采用熔体反应法制备了(Al2O3+Al3Zr)p/Al-22%Si原位复合材料。探讨了高硅铝合金及其原位复合材料的干滑动磨损行为,并对其磨损表面和亚表面形貌进行了观察和分析。试验结果表明:复合材料的磨损量显著低于同条件下高硅铝合金的磨损量,且随颗粒体积分数的增大,复合材料的磨损量减小。磨损表面亚表面的SEM观察分析表明:高硅铝合金磨损表面存在与亚表面相连的撕裂纹和宽大的犁沟,其磨损机制为粘着磨损加磨粒磨损的混合型磨损;复合材料的磨损表面亚表面平整光滑,主要表现为磨粒磨损。

高硅铝比钾离子筛的合成及其对K^+的交换性能

以NaAlO2、水玻璃为原料,KOH为碱源,利用水热法合成了高硅铝比钾离子筛。考察了硅铝比、碱度、模板剂、晶化温度和晶化时间对钾离子筛晶相结构、产率和交换容量的影响,通过X射线衍射、化学组成分析、扫描电镜、热重差热分析、Fourier红外光谱对样品进行了表征。结果表明:以四丁基溴化铵为模板剂,物质的量比为6.68K2O∶19.3SiO2∶1Al2O3∶624H2O,120℃条件下合成12 h,获得的高硅铝比钾离子筛为钾型钙十字沸石,化学组成为Si21Al5.1K2.4Na2O55.8H2O;离子筛对纯钾溶液和海水中钾离子的交换量分别达123.22 mg/g和56.96 mg/g,对K+/Na+的选择性系数为95.46,可用于从海水中选择性分离钾盐。

混合稀土变质高硅铝活塞合金

采用镧铈钇型混合稀土对过共晶Al-24%Si活塞合金进行了变质处理,对其金相组织和力学性能进行了研究。结果表明:与单一稀土铈变质相比较,镧铈钇型混合稀土对该合金具有较好的变质效果,初晶硅的尺寸基本保持在20μm左右,且尖角大多钝化呈团球化状,共晶硅呈短杆状均匀分布;合金经过混合稀土变质后,晶界处产生复杂化合物组织起到了弥散强化作用,使其综合力学性能明显提高,尤其是高温强度的显著提高,已完全满足活塞合金在使用性能上对高温强度的要求。

高铝高硅铝土矿分步强化脱硅提质研究

以云南高铝高硅一水硬铝石型铝土矿(Al2O366.85%,SiO_212.75%脉石矿物主要为高岭石和白云母)研究对象,针对性地提出重选脱硅富集粗粒,浮选降硅回收细粒的分步强化回收方案,通过采用粗磨重选-中矿再磨-细粒浮选的闭路流程,最终获得铝土矿总精矿产率76.66%,Al_2O_3品位71.19%,含SiO_28.78%,铝硅比8.11,Al_2O_3回收率81.64%的良好指标。本研究对大量高铝高硅铝土矿资源的经济高效选矿开发具有参考价值。

高硅铝合金焊接现状及展望

高硅铝合金是现代制造业中一种理想的材料,本文结合高硅铝材料性质对硅铝合金焊接性进行分析,阐述了硅铝合金焊接存在的缺陷,并对硅铝合金的焊接方法研究进行了总结,最后对高硅铝合金的焊接技术的发展进行了展望。

高硅铝铸件镀前浸锌溶液的研究

为了提高高硅铝铸件表面电镀层与基体的结合强度,对镀前浸锌溶液进行了改进和优化,并用电化学测试技术探讨了浸锌时间对电位的影响,结果表明,经过二次浸锌能保证镀层与高硅铝铸件基体之间良好的结合强度。

高硅铝比多级孔ZSM-11的合成及其在苯甲醇烷基化中的应用

结合溶剂挥发法和晶种法快速合成高硅铝比的多级孔ZSM-11分子筛,缩短了ZSM-11分子筛的合成周期,利用XRD、NH_3-TPD、N_2吸附和SEM等手段对合成的分子筛进行表征,考察了随着硅铝比的增加ZSM-11分子筛在苯甲醇烷基化反应中的催化性能。表征结果显示,随着硅铝比的增加,分子筛的比表面积和孔体积增加,酸量减少。实验结果表明,在410℃、0.18 MPa、WHSV=2 h^(-1)、n(苯)∶n(甲醇)=1的条件下,随硅铝比的增加,苯的转化率和二甲苯的选择性提高,乙苯的选择性降低,当硅铝比为180时,苯的转化率达到62.38%,二甲苯的选择性达到38.92%,乙苯的选择性降到0.21%;ZSM-11分子筛在150 h内仍保持较好的稳定性,具有较好的应用前景。

不同气氛下Ca-Fe二元助剂改变高硅铝煤灰熔融温度的规律和机制

准格尔高硅铝煤灰熔融温度(AFT)高,易引发液态排渣气化炉排渣口堵塞问题,需添加助熔剂降低AFT。利用灰熔融温度测试仪研究了不同质量比CaO/Fe_(2)O_(3)(Ca/Fe)助剂的助熔效果,结合热机械分析仪、热重-示差扫描量热仪、XRD以及热力学计算对比分析了氩气气氛与弱还原气氛下Ca-Fe协同助熔机理。研究发现,弱还原与氩气气氛下,AFT均随Ca/Fe增加先降低后升高,在Ca/Fe=1/1时AFT最低,但弱还原气氛下Ca-Fe的助熔效果优于氩气气氛。不同Ca-Fe助剂煤灰在变形温度(DT)、软化温度(ST)、半球温度(HT)和流动温度(FT)时对应的收缩程度差异较大,并且氩气气氛下熔融温度范围(DT~FT)内灰柱的收缩速率显著高于弱还原气氛下的收缩速率。氩气与弱还原气氛下煤灰的收缩过程均可分为三个阶段,且其收缩程度依次递增,但弱还原气氛下第一、二阶段收缩程度较氩气气氛下高。进一步研究表明第一阶段的收缩主要以化学反应引起的固相烧结为主,第二阶段以初始液相形成的液相烧结为主,而第三阶段的收缩行为最终决定煤灰的AFT。高温矿物演化行为显示莫来石和钙长石单独存在时AFT很高,但两者可以与含铁组分形成低共熔物降低AFT,并且Fe^(2+)可以促进低共熔物的形成,促使弱还原气氛下低共熔物的生成温度低于氩气气氛下的。

高硅铝铸件电镀前浸锌工艺研究

研究了一种无氰的高硅铝铸件的浸锌新工艺.通过扫描电子显微镜观察了不同浸锌时间和温度的锌合金层的表面形貌,并对锌合金层的质量及镀层结合力进行了评价和测试.通过正交试验,得到较好的浸锌工艺:浸锌溶液为90 g/L氢氧化钠,9 g/L氧化锌,35 g/L硫酸镍,90 g/L无氰络合剂A,6 g/L混合添加剂B,浸锌温度25℃,浸锌时间第一次60 s,第二次30 s.所得的锌合金层结构致密、均匀、颗粒细小、结合力高.

混合模板剂合成高硅铝比纳米HZSM-5分子筛及其MTP反应性能

以四丙基氢氧化铵与乙二胺作为混合模板剂,采用水热合成法制备高硅铝比纳米HZSM-5分子筛,对分子筛进行了XRD、FE-SEM、N_2低温吸附、NH_3-TPD等表征,考察了分子筛在MTP反应中的催化性能。结果表明,适量引入乙二胺作为模板剂可以调节分子筛晶粒尺寸、酸强度及酸量。当四丙基氢氧化铵与乙二胺等摩尔混合时,粒径为180nm,酸强度减弱,酸量减少,此时分子筛表现出最优催化性能,丙烯选择性达到45.72%。

硅溶胶粒度与分布对高硅铝比镁碱沸石合成的影响机理

以硅溶胶为硅源,在不同碱度的溶液中对其进行前处理,制得不同粒度与分布的硅溶胶母液,并以此为原料合成了高硅铝比镁碱沸石分子筛(FER zeolite).通过激光粒度分析仪(LPSA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱(SEM-EDS)和X射线荧光(XRF)等对母液和产物进行了表征,考察了碱度对硅溶胶粒度特性和分子筛晶化过程以及产物性质的影响.结果表明,随着碱度增加,硅溶胶母液的粒径逐渐增大,对应于溶液中更多的Q3硅单元向Q2硅单元转变.在低碱度下,高聚合度的Q3硅单元倾向于使晶化过程遵循固相转化机理,生成大片纯相镁碱沸石,且产物的相对结晶度和固体收率均较高;而在高碱度下,大量活性的Q2硅单元则易于使凝胶成块,晶化过程遵循液相转化机制,产物尺寸较小且含有杂晶,相对结晶度和固体收率均较低.

重熔处理对高硅铝涂层组织和性能的影响

为了提高铝合金表面的耐磨性能,在A356铝合金表面通过等离子喷涂技术制备了高硅铝涂层,并采用钨极氩弧(TIG)工艺对该涂层进行了重熔处理。使用金相显微镜、XRD、SEM和MM-200磨损试验机等对喷涂层和重熔层的组织和性能进行对比分析测试。结果表明:制备高硅铝涂层可显著提高A356铝合金表面的硬度和耐磨性;而采用TIC重熔工艺对高硅铝涂层进行重熔处理可以有效地减少喷涂层内部的缺陷,使喷涂层和基体之间的结合方式由机械结合变为冶金结合,涂层的硬度和耐磨性也能获得少许提升。

模板剂法水热合成高硅铝比ZSM-5分子筛

以工业水玻璃和硫酸铝为主要原料,正丁胺为模板剂,利用水热法合成出了高硅铝比ZSM-5分子筛。考察了晶化时间、晶化温度、投料硅铝比、合成体系pH值以及模板剂用量等因素对晶化产物的影响。采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、低温氮气吸脱附、核磁共振、扫描电子显微镜等手段对合成样品进行了表征。结果表明:合成ZSM-5分子筛最适宜的条件为:晶化时间36h,晶化温度170℃,投料硅铝比200,合成体系的pH=11.0,模板剂加入量为模硅比0.2。在最适宜条件下合成得到的ZSM-5分子筛产物具有高的相对结晶度,BET比表面积为335m2/g,晶粒尺寸约为5μm×15μm,骨架硅铝比大于100。

氧化钙对贵州六盘水高硅铝煤灰熔融性的影响及机理

针对贵州六盘水老鹰山矿区的高硅铝难熔煤灰,在SiO_2-Al_2O_3-CaO三元相图指导下,通过添加CaO对煤灰的熔融性进行调节。利用水冷法研究了CaO对煤灰熔融性的影响机理。采用Factsage软件进行了CaO对煤灰熔融性影响机理的热力学计算。结果表明:随着CaO的增加,煤灰的熔融温度和完全熔化温度均呈现先下降后上升的趋势,当CaO为33.56%(质量分数)时,煤灰的流动温度(FT)为1 236℃;煤灰的高温物相变化和热力学计算均表明,莫来石和石英等高熔点物相的存在是导致高硅铝煤灰难熔的原因,而添加CaO能够破坏煤灰中的难熔矿物并形成钙长石、钙铝黄长石和硅灰石等低熔点化合物,这些矿物容易形成低温共熔混合物而降低煤灰的熔融温度,但过多的CaO会促使煤灰形成多余的钙铝黄长石,使得煤灰越过低共熔区域,导致煤灰的熔融温度升高。