铁尾矿—硅锰渣—赤泥协同制备超高性能混凝土力学性能研究

选用铁尾矿粉、硅锰渣粉和赤泥作为矿物掺合料代替部分普通硅酸盐水泥,协同制备了2种不同水胶比的超高性能混凝土,研究了掺入铁尾矿—硅锰渣—赤泥的超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)的力学性能,探究了铁尾矿粉掺量对UHPC的抗弯强度、劈裂抗拉强度和抗压强度的影响。结果表明:①水胶比较低的超高性能混凝土中,铁尾矿粉对混凝土抗弯强度影响较大,对劈裂抗拉强度影响较小;②水胶比较高的超高性能混凝土中,铁尾矿粉对混凝土抗弯强度的影响与对劈裂抗拉强度的影响基本一致;③随着铁尾矿粉掺量增加,水胶比为0.20和0.25的超高性能混凝土抗压强度降低,硅锰渣—赤泥组超高性能混凝土28 d抗压强度最大降低幅度分别为19.2%和22.9%。上述分析进一步反映出:①铁尾矿粉在超高性能混凝土中的掺量不宜超过矿物掺合料总量的40%;②铁尾矿粉的掺加不利于超高性能混凝土的早期抗压强度提升,但适量掺加铁尾矿粉(20%)有利于超高性能混凝土后期抗压强度增长;③三参数模型系数相对于铁尾矿—硅锰渣—赤泥超高性能混凝土的抗压强度和养护龄期关系相对集中,拟合相关系数较高。

酒钢悬浮焙烧磁铁矿选矿工艺优化研究

对酒钢悬浮焙烧磁铁矿进行了磨矿-选矿工艺优化研究。采用110 mT低场强磁选机预提精、中矿再磨后采用磁选富集抛尾、富集精矿经阳离子反浮选,最终获得TFe品位60.06%、SiO_(2)含量5.17%、金属回收率84.27%的综合精矿;与原工艺指标相比,精矿TFe品位提高了1.96个百分点,金属回收率提高了1.38个百分点,SiO_(2)含量降低了1.06个百分点。

CPS-SPWM级联H桥激励的变压器铁耗快速计算方法

针对载波移相(CPS)正弦脉宽调制(SPWM)级联H桥激励的变压器,提出一种基于经典损耗分离模型的铁耗快速计算方法.首先,结合SPWM电压波形特征定义集总占空比,并推导其关于调制比的解析模型;其次,基于经典损耗分离模型和集总占空比,构建CPS-SPWM级联H桥的铁耗计算模型,该方法可以直接使用调制比、直流母线电压等参数对铁耗进行计算,从而避免传统方法中的谐波分析或者数值积分过程;再次,基于本文铁耗计算模型,提出了一种针对SPWM电压激励的有限元(FEM)仿真等效方法,最后,通过实验验证了本文计算方法的有效性.研究结果表明:等效仿真铁耗误差小于3.6%、仿真用时减少74.5%;最大铁耗计算误差为7.6%.

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。

高铁低硅赤泥钠化还原的物相转变及铁分离特性

高温焙烧赤泥可实现铁、铝、硅等元素的形态转化,使其易于分离回收,但高铁低硅赤泥的钠化还原焙烧反应差异性及机制研究却少有报道。本文采用X射线衍射分析,考察了还原温度、碳酸钠用量、还原时间等对高铁低硅赤泥还原焙烧的矿相转化及微结构影响,分析了反应后的铁磁化分离差异性。结果表明:还原焙烧中钠与铝、硅元素结合形成铝钠硅酸盐,有效破坏了铁、铝元素的紧密结构;赤铁矿、铝针铁矿大部分转为磁铁矿和浮氏体,促进了铁氧化物还原;低熔点含钠固溶体降低了金属铁质点迁移阻力,加速了铁晶粒的长大。基于铁铝结构崩解及粗晶粒金属铁的生成,焙烧产物经磨矿-磁选后,获得了全铁含量为90.41%、Fe回收率为93.08%的铁回收指标。

低硅铁尾矿制备轻质泡沫混凝土试验研究

为解决低硅铁尾矿堆存量大、利用困难等问题,以杨家湾尾矿库内低硅铁尾矿为矿物掺和料,水泥为胶凝材料,Al粉为发泡剂,制备轻质泡沫混凝土,并考察了水泥掺量、水料比、发泡剂Al粉掺量、激发剂CaO掺量等因素对泡沫混凝土性能的影响。结果表明:在铁尾矿掺量55%、Al粉掺量0.14%、CaO掺量5%、聚丙烯纤维掺量0.3%、稳泡剂掺量0.25%、水料比0.55的条件下,经20±1℃恒温恒湿养护28d,可制备出抗压强度1.84MPa、干密度768.61kg/m^(3)、比强度2.394×10^(-3)Nm/kg的轻质泡沫混凝土,综合性能良好,符合JG/T266—2011《泡沫混凝土》之A08干密度等级、C1强度等级要求。机理分析表明:孔隙率的过度提高会破坏制品内部的孔隙结构,对制品强度造成负面影响;铁尾矿的添加有助于混匀料浆,促进Ca(OH)2的生成,为料浆进一步创造碱性环境,促进钙矾石、C—S—H凝胶等水化产物的生成,其与铁尾矿的交织分布会支撑起孔隙结构,改善力学结构,使泡沫混凝土即使在较低密度下仍表现出较好的力学性能。

高性能磷酸铁锂电池补锂技术及机制

本工作采用正极磷酸铁锂(LiFePO_(4),LFP)搭配高容量石墨掺硅负极体系,以商业化富锂镍酸锂(Li_(2)NiO_(2),LNO)作为正极补锂添加剂,探究补锂技术对磷酸铁锂电池性能的影响及作用机制。通过对LNO的电化学性能、脱锂前后的结构组成与微观形貌变化进行测试与分析,发现LNO的不可逆容量可达212.1 mAh/g,而且脱锂后的LNO主要以仍具活性的Li_(0.63)Ni_(1.02)O_(2)形式存在。然后,将一定量的LNO添加至LFP正极浆料中制作成32 Ah软包电池,并进行容量、倍率、电化学阻抗和循环寿命等性能的测试与研究。结果表明:与基准组相比,添加质量分数3%的LNO补锂剂可以显著提升磷酸铁锂电池的性能,补锂组的能量密度和循环寿命分别提高4.9%和50%。此外,结合三电极测试方法,阐明了补锂技术对循环性能提升的作用机制。添加过量的正极补锂剂可促使部分活性锂预存于负极侧,在循环过程中进行缓慢释放,确保长期稳定的锂损失补偿,从而改善锂离子电池的循环寿命。该研究有助于推动正极补锂技术在储能电池中的应用,不仅为高性能磷酸铁锂电池的设计与开发提供理论和实验依据,也为硅基负极材料的商业化应用奠定基础。

印度高硅铁矿粉烧结性能试验研究

对印度高硅铁矿粉进行了理化性能的检测分析,根据鞍钢实际原料条件开展了印度高硅铁矿粉与鞍钢自产铁精矿的烧结杯配矿试验研究。实验结果表明,印度高硅铁矿粉矿配比对烧结矿转鼓强度和利用系数的影响较大,随着印度高硅铁矿粉矿配比的增加,烧结矿的成品率降低、燃耗增加,烧结矿[10,40)mm粒级占比降低、(0,5)mm粒级占比升高,烧结矿的低温还原粉化指标变差。综合考虑烧结生产各技术指标,印度高硅铁矿粉的的最佳配比为10%~20%。从提高低温还原粉化指标角度,印度高硅铁矿粉的的最佳配比10%左右为宜。

用后铁沟料加入量对Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料性能的影响

为提高用后耐火材料的再利用率,以棕刚玉、用后铁沟料、白刚玉、碳化硅、α-Al_(2)O_(3)微粉、SiO_(2)微粉等为主要原料,制备了Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料。探究了用后铁沟料加入量(加入质量分数分别为0、14%、28%、42%和56%)对浇注料性能的影响。结果表明,随用后铁沟料加入量的增加,浇注料的加水量显著增加,试样经1450℃保温3 h热处理后由膨胀转变为收缩,试样经110℃保温24 h及1450℃保温3 h热处理后的体积密度、常温抗折强度、抗侵蚀性能均呈现下降趋势,但当用后铁沟料加入量不超过28%(w)时,性能下降幅度较小。将用后铁沟料加入量为28%(w)的浇注料用于1080和1350 m3高炉铁沟支沟与渣沟,取得了良好服役效果,主体结构服役周期大于70 d。

氧化铁对氮化硅陶瓷烧结的影响

以氧化铝和氟化镁作为烧结助剂,氧化锆为增强相,引入氧化铁,制备了不同氧化铁含量的氮化硅陶瓷,研究了氧化铁含量对氮化硅陶瓷的密度、机械性能和相组成的影响,并探究了氧化铁在氮化硅陶瓷烧结过程中的迁移转换规律。氧化铝和氧化铁在氮化硅陶瓷烧结过程中会有部分固溶到氮化硅晶格内部,氧化铁的加入会促进氮化硅的相变,使样品的硬度降低,抗弯强度和断裂韧性升高。不添加氧化铁的样品具有最高的相对密度和硬度,其相对密度、抗弯强度、硬度和断裂韧性分别为(93.47±0.28)%、(359.73±2.86)MPa、(13.40±0.48)GPa和(2.39±0.074)MPa·m^(1/2);添加1%氧化铁的样品具有最高的抗弯强度和断裂韧性,其相对密度、抗弯强度、硬度和断裂韧性分别为(92.17±0.17)%、(405.30±8.53)MPa、(11.36±0.56)GPa和(2.96±0.053)MPa·m^(1/2)。

非晶合金-取向硅钢组合铁心结构设计及其磁-振动特性分析

非晶合金和取向硅钢是制作配电变压器铁心常用的两种软磁材料,各有优劣。采用非晶合金-取向硅钢组合铁心结构可以综合两者的优势。该文以非晶合金和取向硅钢铁心并排的组合结构为基础,选取组合铁心的取向硅钢占比和尺寸参数为自由变量,提出一种基于自由参数扫描法的组合铁心结构设计方法。首先,根据非晶合金-取向硅钢组合铁心结构特点,建立组合铁心的等效双非线性磁路模型;其次,采用磁路法迭代求解组合铁心的磁通密度分布,并制定组合铁心的结构设计流程;最后,根据结构设计结果制作了组合铁心的实验模型,采用实验和有限元仿真结合的方法分析了其磁-振动特性,验证了所提设计方法的准确性,并与传统纯非晶合金和纯取向硅钢铁心进行对比分析,阐述了组合铁心的优势。

密闭消解-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定金镍铬铁硅硼合金粉末中铬、铁、硅含量

金镍铬铁硅硼合金粉末是一种性能优良的钎焊材料,被广泛应用于航空航天领域,建立一种准确、简便、快速的检测方法对控制金镍铬铁硅硼合金粉末的产品质量具有重要意义。现有国标方法GB/T 39138.20—2020对溶解条件要求严苛,不易掌握。本文称取0.2 g合金粉末试样,采用聚四氟乙烯消化罐,在温度140℃±10℃,硝酸-盐酸-氢氟酸介质条件下,对合金粉末试样密闭消解60 min后,硼酸络合过量的氢氟酸,使用电感耦合等离体发射光谱(ICP-OES)对其中的Cr、Si、Fe含量进行同时测定,选取分析谱线Cr284.325、Fe238.204、Si288.158进行结果计算,测定结果与国标方法GB/T 39138.20—2020测定结果吻合,加标回收率为97.2%~101.1%,相对标准偏差(RSD)为0.97%~1.41%,试验数据说明该方法具有可信度。该方法克服了现有国标方法溶解条件要求严苛的缺陷,使得溶解更加完全,不易造成Si损失,降低了试样前处理难度,是一种易于掌握、结果准确度高、环境友好的分析检测方法。

采用硅氧化预处理工艺生产球墨铸铁

介绍了球墨铸铁的石墨形核,详细阐述了硅氧化预处理工艺,并与不采用硅氧化预处理工艺的传统球化孕育处理工艺生产的球墨铸铁组织、力学性能及生产成本进行对比分析,最后指出:利用75SiFe脱氧生成的氧化物(SiO_(2))作为球墨铸铁石墨球生长的过渡层,与球状石墨的生长有着良好的匹配度,为球状石墨的生长提供了充分的条件,该工艺降低了生产成本,简化了操作过程,可稳定生产球化率≥90%的球墨铸铁。

纳米复合陶瓷球在张庄矿高硅难磨铁矿中的应用

为验证纳米复合陶瓷球应用于高硅、高硬度铁矿石的可行性,以马钢张庄矿二段球磨给矿为原料,开展了不同粒级陶瓷球配比试验、全陶瓷球及陶瓷球+钢球试验、球磨机浓度及充填率等工艺条件试验。试验结果表明:在陶瓷球ϕ30 mm、ϕ25 mm、ϕ20 mm配比为20%∶60%∶20%、充填率为40%、球磨浓度为70%的条件下,陶瓷球、陶瓷球+钢球磨矿产品粒度分布中-0.023 mm含量下降幅度分别达31.98%,21.29%,试验室条件下的陶瓷球或陶瓷球+钢球磨产品粒度分布中能有效减少过磨粒级的产生,降低球磨机电耗,可使用陶瓷球替代钢球进行工业生产。

施硅水平对水稻根表铁膜和体内Cd累积分布的影响

稻田镉(Cd)污染治理是中国当前亟需解决的重大科学问题;根表铁膜是水稻根系吸收Cd的重要屏障,施硅(Si)调控水稻根系抗氧化酶和乙烯合成酶活性影响根表铁膜对Cd的吸附,并改变水稻体内Cd的累积和分布,但不同施Si水平对水稻根表铁膜和体内Cd累积分布的影响尚未完全清楚。采用水稻盆栽试验,探讨高、低两种施Si水平条件下,水稻成熟期不同组织器官中Cd的含量、分布规律和水稻体内Cd的转运能力,以及抽穗期根表铁膜的Cd含量、形貌特征与根系抗氧化酶和乙烯合成酶基因的表达,试图揭示不同施Si水平对水稻根表铁膜Cd吸附和体内Cd累积分布的影响。结果表明,施Si会减少成熟期水稻茎中Cd的含量,增大根系中Cd的分布比例,而高Si水平(0.66 g·kg^(-1))还会进一步降低茎节和糙米中Cd的含量和分布比例,抑制根系转运Cd至糙米的能力。此外,施Si可以增强抽穗期水稻根系超氧化物歧化酶基因(OsSOD-Cu/Zn和OsSOD-Fe)、过氧化氢酶基因(OsCATa和OsCATb)以及乙烯合成酶基因(OsACS1)的表达,高Si水平(0.66 g·kg^(-1))能够显著增加根表铁膜中的DCB-Fe和DCB-Cd含量,增大根表铁膜的表面粗糙度,并且进一步增强根系OsSOD-Fe和OsACS1的表达。研究结果证实施Si水平是影响水稻根表铁膜和体内Cd累积分布的关键因素,高水平Si能够更显著地促进水稻根系抗氧化酶基因的表达,增强铁膜形成及其对Cd的吸附,并且抑制根系Cd向糙米的转运和茎节中Cd的分布,从而降低糙米中Cd的累积。该研究成果可为解决中国稻田Cd污染治理难题提供理论依据。

袁家村微细粒难选磁赤混合铁矿石提铁降硅试验研究

袁家村铁矿选矿厂原生产工艺流程获得的铁精矿TFe品位仅65%左右、SiO_(2)含量达4%~5%,难以满足市场对高品质铁精矿的需求。为此,在详细分析生产流程中混合磁选精矿性质的基础上,采用卧式搅拌磨机细磨—弱磁选+强磁选—反浮选工艺流程开展了提铁降硅试验研究。对TFe品位42.44%、SiO_(2)含量35.42%的混合磁选精矿,在磨矿细度为-0.045 mm占97%情况下,全流程试验获得了产率53.87%、TFe品位67.87%、SiO_(2)含量1.96%、TFe回收率86.15%的高品质铁精矿;磨矿细度为-0.045 mm占94%情况下,适当增大捕收剂RA用量,可获得产率54.76%、TFe品位67.14%、SiO_(2)含量2.09%、TFe回收率86.63%的高品质铁精矿。研究结果可作为选矿厂提铁降硅工艺流程优化决策依据,对类似性质难选铁矿石的高效开发利用具有参考价值。

钼铝中间合金中铁和硅的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法

本文研究建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钼铝中间合金中铁、硅含量的分析方法。通过对溶样酸选择、谱线选择及检出限确定、基体干扰、加标回收和精密度等实验条件的考察,确定了方法在样品含量0.010%~0.50%时准确度较高。解决了以往分光光度法测定时操作复杂、费时费力的问题,为大规模生产的质量控制提供了有效的技术和效率支持,对以后相似合金铁、硅含量的测定提供参考。

铁尾矿制备碳化硅多孔陶瓷材料及其性能研究

为了探究铁尾矿的再利用,以铁尾矿和无烟煤为原料,经碳热还原反应制备了碳化硅多孔陶瓷试样,研究了C与SiO_(2)物质的量比(C和SiO_(2)物质的量比分别为3∶1、4∶1、5∶1和6∶1)及热处理温度(1200、1300、1400和1500℃)对碳化硅多孔陶瓷试样显微结构、力学性能和热导率的影响。结果表明:碳化硅多孔陶瓷主晶相为β-SiC,次晶相为Fe_(5)Si_(3)和Fe_(3)Si。随着热处理温度升高,C与SiO_(2)物质的量比增加,碳热还原反应越充分,β-SiC相含量逐渐增加,试样的体积密度和常温耐压强度降低,显气孔率增加,热导率降低。当热处理温度为1500℃,C与SiO_(2)物质的量比为6∶1时,试样的体积密度为1.25 g·cm^(-3),显气孔率为62.3%,常温耐压强度为35.0 MPa,800℃时热导率为0.150 W·m^(-1)·K^(-1),综合性能最佳。

转炉冶炼低硅铁水粘枪问题研究及工艺优化

针对冶炼低硅铁水造成的粘枪等问题,结合石灰溶解机理、炉渣成分对石灰溶解影响、低硅铁水岩相变化的理论分析,从物料结构调整、石英砂助熔、辅料及含铁物料加入时机、供氧强度及枪位方面优化转炉操作,改善了低硅铁水操作产生的粘枪问题。

铝硅合金阳极氧化表面黑斑缺陷形成机制研究

研究铝硅合金阳极氧化表面黑斑缺陷的形成机制,可以为铝硅合金阳极氧化工艺的调控提供一定的理论和实践依据。文章采用扫描电子显微镜、光学显微镜、能谱分析和X射线衍射等测试技术,分析了铝硅合金工件阳极氧化过程中出现的黑斑缺陷。结果表明:与正常区域组织相比,铝硅合金工件黑斑缺陷区域的组织形貌、相分布和体积分数发生了明显的变化;正常区域组织中的针片状化合物和缺陷区域组织中鱼骨状化合物主要相成分为二元铁铝化合物,黑斑缺陷区域的富铁相发生共晶转变会使其形态复杂化;而由相转变产生的黑斑缺陷与阳极氧化过程中的电化学工艺有关。