水热法合成超细斜发沸石试验研究

斜发沸石具有较强的吸附和离子交换能力,在重金属和油污废水去除、制糖、造纸净化、抗菌抗癌药物助剂制备、石油化工催化裂化、国防以及CO_(2)脱除等领域应用广泛。为了获得纯度较高的斜发沸石,以NaOH、KOH、Al(OH)_(3)、Na_(2)O·nSiO_(2)、H_(2)O为原料,采用水热法制备了斜发沸石,并通过XRD和晶面分析,研究了斜发沸石的合成条件,结果表明:合成斜发沸石的最佳条件为n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))=11、n(OH-)/n(SiO_(2))=0.55、n(H_(2)O)/n(SiO_(2))=25~55、温度150℃、时间6 d,合成的斜发沸石呈片状结构,特征峰完整,纯度较高,其晶胞组成为Na_(0.36)K_(6.58)[(AlO_(2))6(SiO_(2))_(25.26)]·6.71H_(2)O,n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))约为8.5,属中硅铝比沸石。SEM分析结果显示,其粒径在1.3μm以下,表明粒度非常细;其静态水吸附量为34.3%,达到了HG/T 2690-2012《13X分子筛》中的一等品指标要求。研究成果可为高纯度细粒斜发沸石的精准合成提供借鉴。

低碳铝镇静钢精炼渣理化性能研究及动态调控

为提升低碳铝镇静钢水的可浇性,基于低碳铝镇静钢精炼渣的热力学计算,研究典型组分CaO/Al2O3(C/A)、SiO_(2)、FeO对精炼渣液相线温度、1650℃黏度和表面张力的影响规律,结合精炼渣理化性能(熔点和黏度-温度曲线)测试结果,建立吹氩直上精炼渣动态调控模型,并投入生产实践应用。结果表明:随着C/A增加,精炼渣熔点在渣中SiO_(2)质量分数为5%时单调升高,在渣中SiO_(2)质量分数为10%时先降后升,另随C/A的增加精炼渣黏度及黏度-温度曲线的转折温度升高;精炼渣组分范围为C/A 0.75~1.50、SiO_(2)质量分数0~10%、FeO质量分数2%~6%时,可获得较低的液相线温度、较高的黏度和表面张力。生产实践中应用建立的模型可实现造渣物料的动态加入,精炼渣理化性能的稳定性得到显著提升,精炼渣的C/A和全铁(TFe)质量分数标准差明显降低;液相线温度、1650℃时的黏度和表面张力平均值分别降低6.9℃、增加0.0206 Pa·s和0.0109 N/m;全氧(TO)质量分数均值由2.78×10(-3)%下降为2.25×10(-3)%,改进了19.1%,钢水的可浇性得到显著改善。

贵州省清镇市大土铝锂多金属矿找矿预测初探

贵州黔中铝土矿属于长期风化产物搬运至异地沉积形成,主要矿物是一水硬铝石,品位一般在60%至70%之间,现主要作为冶炼铝和生产高端磨料等的原材料,矿体特征表现为以层状、似层状、透镜状矿体为主,次为囊状、扁豆状、漏斗状矿体;矿体的连续性较好,规模较大。锂矿是近年来新能源电池的主要原料之一,早期由于用途和用量的限制,在地质勘查中对其重视程度不够,工业品位要求也比较高,对铝土矿中共生锂矿资源综合勘查评价不够深入细致,忽略了锂矿资源的综合评价。笔者通过对贵州省清镇市大土铝土矿中共生锂矿赋存特征进行调查评价研究发现,在含铝岩系中铝硅比值在1:1至1:1.5之间的铝质粘土岩样品,其锂矿(Li_(2)O)品位大多高于其他样品,在将该类样品回归至地质工程中进行对比,其大多分布于铝土矿矿体(Al_(2)O_(3)大于40%,铝硅比大于1.8)的上部,赋存在致密块状铝质粘土岩层中。为确定其赋矿层位及岩性的关系,本文将对其锂矿赋存特征进行初步探讨。

ZSM-5分子筛对典型涂装VOCs的吸附性能及机理研究

通过水热法成功合成了一系列宽硅铝比(50、100、150、300、500、800、1500、3000)的ZSM-5分子筛,旨在研究其对涂装行业典型挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的吸附规律。同时,结合分子筛表面的酸性位点,以解析硅铝比对分子筛吸附性能的影响机制。实验结果表明,丙酮的吸附能力主要受自身极性、支链结构和分子筛表面酸位点的影响。而乙酸丁酯、苯乙烯、对二甲苯、苯、甲苯的吸附性能会同时受到自身的分子量、分子直径、极性、分子结构和官能团的影响,分子量和分子直径大、极性强且具有支链结构的VOCs更容易被ZSM-5分子筛吸附。这6种VOCs中,ZSM-5分子筛对丙酮的吸附效果最好,硅铝比对其吸附性能的影响也最大。这是因为丙酮比其他VOCs更容易吸附在Lewis酸位点上,硅铝比的改变会影响酸位点的数量。低硅铝比的分子筛由于具有较多的酸位点,更适用于丙酮的吸附。

铝二次电池用RGO-S电极材料制备与性能研究

以氧化石墨烯与硫代硫酸钠为原料,通过一步水热法,制备还原氧化石墨烯-硫(RGO-S)电极,通过XRD、XPS、SEM、TEM、恒流充放电测试等手段对电极进行分析。结果如下:在RGO-S中硫元素主要为单质,单质硫与还原氧化石墨烯之间主要是以物理吸附的方式结合,主要以S2p3形态存在,小部分以S2p1形态存在。硫元素含量越高,初次充放电容量越高,循环性能越差。硫碳质量比为3:7的RGO-S复合材料具有最优性能,经过120次的充放电循环后放电容量回复到92%左右,在高倍率电流密度下放电容量保持在58.83mAh/g。

锌镁比对Al-Zn-Mg-Cu-Er-Sc-Zr合金显微组织与耐腐蚀性能影响的研究

通过调整Al-Zn-Mg-Cu-Er-Sc-Zr合金中的Mg元素含量,研究了Zn/Mg比的变化对合金相演变以及腐蚀性能的影响规律。结果表明:Al_(8)Cu_(4)Er相、Al_(3)(Er,Sc)相与含Fe相存在明显的伴生关系,二者依附于含Fe相生长。Zn/Mg比的变化可显著改变三者间的交互形式,高的Zn/Mg比例有利于稀土相独立生长,且在比值为4.18的条件下,Al_(8)Cu_(4)Er相与含Fe相均得到了显著细化。细化的晶界第二相使腐蚀坑深度仅为82μm,而连续的伴生混合相、粗大稀土相等均会不同程度降低合金的耐蚀性能。

蜂窝状ZSM-5沸石协同低温等离子体净化含硫恶臭气体

采用蜂窝状ZSM-5沸石协同低温等离子体净化5种典型含硫恶臭气体,通过沸石硅铝比、锰改性、放电电压参数的优化探究最佳工艺参数与处理效果。结果表明:降低硅铝比、锰改性利于提升蜂窝状ZSM-5沸石对含硫恶臭气体的整体吸附效率,增大硅铝比、适当增加锰负载量、提高放电电压则利于提升蜂窝状ZSM-5沸石协同低温等离子体对含硫恶臭气体的去除效率,其提升机制可能与沸石比表面积、外表面积和Mn^(3+)负载催化有关。在硅铝比为70(摩尔比)、锰负载量为10%(质量分数)、7.5 kV的条件下,锰改性蜂窝状ZSM-5沸石协同低温等离子体对含硫恶臭气体的去除效率均大于95%,比输入能量仅为2.3 J/L。

二元碱度和镁铝比对低硼高铝渣冶金性能的影响

以国内某钢铁企业现场高炉渣为研究对象,系统研究了w(CaO)/w(SiO_(2))(即二元碱度R_(2))和w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))(即镁铝比M/A)对低硼高铝渣黏度η、熔化性温度T_(Br)、黏流活化能E_(η)的影响.结果表明:当R_(2)从1.10增至1.30时,η先显著降低,之后趋于平缓,当R_(2)为1.25时,炉渣的高温(1773K)黏度η_(1)最低,为0.227 Pa·s,在此期间,炉渣中的硅铝酸盐网络结构发生解聚,T_(Br)和液相线温度均呈现升高趋势,高熔点基础物相黄长石的衍射峰强度增大,E_(η)先显著升高,再缓慢降低;当M/A从0.40增至0.65时,η先显著降低,之后趋于平缓,当M/A为0.55时,渣系的冶金性能趋于稳定,η_(1)为0.226 Pa·s,在此期间,炉渣中的硅铝酸盐网络结构发生解聚,T_(Br)和液相线温度总体均呈现降低趋势,高熔点基础物相黄长石相的衍射峰强度减小,E_(η)先缓慢降低,再显著升高.综合考虑,当R_(2)为1.25,M/A为0.55时,低硼高铝渣的η_(1),T_(Br)和E_(η)均较低,此时炉渣具有良好的冶金性能.

日钢高炉高铝矿冶炼的优化措施

日钢高炉高铝矿冶炼过程中,面临烧结矿的软熔性能变化大,炉渣熔化温度及黏度上升等问题。为此,采取一系列优化措施:①不同矿种优化搭配,烧结矿加块矿,槽下高、低碱度烧结矿块矿混匀,改善炉料软熔性能;②在厚焦层基础上探索合适矿层厚度,适当减薄矿层,炉腰矿层厚度维持在0.35m左右,以利于改善矿石熔化性,增强炉况抗波动能力;③提镁降钙,优化渣相,二元碱度控制在1.25,(MgO)<15%,镁铝比维持在0.75左右,保证炉渣的流动性和稳定性。采用以上措施后,日钢高炉炉况顺行,抗波动能力增强,燃料消耗长期维持在较低水平。

合金化因素和凝固速率对2024铝合金铸态组织的影响

2024高强铝合金的铸态组织对其热加工性能及最终使用性能具有重要的影响。通过调控2024铝合金的Cu,Mg含量以及凝固速率,探究Cu/Mg质量比以及凝固速率对铸态组织的影响。结果表明:随着Cu/Mg比从2.1提高到4.1,合金中第二相种类没有发生变化,但Al_(2)CuMg含量逐渐下降,Al_(2)Cu和Al_(23)Cu(Fe,Mn)_(4)的含量逐渐升高。当凝固速率从0.2℃/s提高到2.4℃/s时,合金的晶粒尺寸明显细化,平均晶粒尺寸从293.0μm减小到77.0μm,枝晶变得发达,枝晶臂间距减小,并且第二相的尺寸变得细小且分布更加均匀,Al_(23)Cu(Fe,Mn)_(4)难溶相的含量明显降低。可以通过降低合金中Cu/Mg比和适当提高凝固速率来减少富铁难溶相的生成,从而改善合金的加工性能和力学性能。

铝相对单矿浆体中碳硫硅钙石形成的影响

为探究不同铝相对碳硫硅钙石形成的影响,本研究采用单矿C 3S制备浆体,利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、固体核磁共振仪(NMR)等测试方法,研究了NaAlO_(2)和C 3A对单矿浆体在硫铝比为9的硫酸钠溶液侵蚀作用下碳硫硅钙石形成的影响。结果表明:即使侵蚀9个月,NaAlO_(2)中可溶性的铝也不会导致碳硫硅钙石生成,原因可能是水化产物中大量四配位铝相结构的Al(OH)_(3)会抑制碳硫硅钙石的形成。C_(3)A的加入会促进碳硫硅钙石的生成,但是其生成时间迟于钙钒石,且侵蚀产物以碳硫硅钙石-钙矾石固溶体的形式存在。此研究对于碳硫硅钙石形成的研究及预防提供了一定的理论依据。

不同铝铁比铁相固溶体对硅酸三钙水化的影响

主要研究了不同铝铁比的铁相固溶体对硅酸三钙(C3S)水化性能的影响.结果表明,铁相固溶体对C3S的水化具有抑制作用,并且其铝铁比越低,该抑制作用越明显.借助等温量热仪、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)等测试手段发现,铁相固溶体水化后产生偏铁酸根离子和偏铝酸根离子,其中偏铁酸根离子会阻碍氢氧化钙的沉淀,从而抑制C3S的水化,而偏铝酸根离子可以减轻偏铁酸根离子对C3S水化的抑制作用.

不同硅铝比Beta分子筛水蒸气动态吸附性能研究

硅铝沸石分子筛在吸附领域应用广泛,其亲、疏水性能对吸附性能影响较大,但硅铝沸石分子筛在不同条件下的水蒸气动态吸附性能尚不明确。采用不同硅铝比(n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))=30、135或679)的Beta分子筛(Beta-30、Beta-135和Beta-679)作为研究对象,先采用XRD、FT-IR和TG等对其进行了表征,然后在不同温度和相对湿度(HR)下分别进行了Beta-30、Beta-135和Beta-679的水蒸气吸附容量和相应动力学分析。结果表明,当温度为25℃或35℃、H_R小于80%时,Beta-679的吸附容量最低。当温度为15℃、HR为5%~10%时,Beta-679的平衡速率最快。当温度为15℃、H_R为50%~70%时,Beta-30、Beta-135和Beta-679的平衡速率表现出较大区别(Beta-135的平衡速率远小于Beta-30和Beta-679的平衡速率)。

补料比及反冲推头倾角对Y型管内高压成形质量的影响研究

目的解决5A02铝合金Y型管在内高压成形过程中易出现破裂和内凹缺陷的问题,以获得最佳成形质量的管件,对成形中的补料比和反冲推头倾角进行研究。方法使用内高压成形机进行实验,分析了管件的表面质量、管件壁厚分布情况,研究了补料比和反冲推头倾角对Y型管成形质量的影响。选取端面倾角大小分别为0°、13.5°、27°的反冲推头进行实验,设计了1.5∶1、2∶1、2.5∶1和3∶14组补料比进行对比分析。结果比较3种不同反冲推头成形得到的管件,通过对支管成形效果的分析,确定13.5°为最佳反冲推头倾角;补料比在1.5~2.5时可成形出Y型管,补料比为2∶1时,Y型管成形质量最好。为获得成形质量高的Y型管,需选择补料比为2∶1的加载路径和端面倾角为13.5°的反冲推头进行实验。结论采用合适的反冲推头端面倾角,既可以使Y型管获得理想高度的支管,又可有效地抑制成形中期支管出现的破裂缺陷;选择合理的补料比可以避免过渡圆角内凹缺陷,也可以改善Y型管的壁厚分布情况,进一步提升管件最终的成形质量。

沙钢2号高炉低成本下提产降耗措施

为应对沙钢2号高炉国内澳洲煤资源短缺和非主流矿比例提升,提出了“强化高炉骨架、稳定高炉渣系、优化高炉气流”的整体思路。强化高炉骨架主要是基于实验室40kg小焦炉试验结果,使用国产一类优质焦煤替代澳煤进行优化配煤结构,确保焦炭M4o及CSR达标率的稳定;稳定高炉渣系主要是开发烧结配料精度系统,稳定烧结矿碱度,摸索出适合2号高炉生产实际的镁铝比四段式控制标准,优化炉渣黏度;优化高炉气流主要是针对下部送风制度提高风量和缩小风口面积后,上部调整及时布料矩阵,确保煤气流分布合理。沙钢2号高炉生产实践表明,上述整体思路可行,在低成本情况下实现了提产降耗。

青特钢降低烧结矿碱度和高炉镁铝比的生产实践

青特钢烧结针对烧结矿碱度和镁铝比高的问题,从降低烧结矿中的碱度和氧化镁两方面入手。经过实施后,烧结矿质量有一程度地降低,在保证高炉炉况顺行的前提下,实施后烧结矿MgO下降0.2%,R_(2)下降0.07,高炉MgO/Al_(2)O_(3)降低0.05~0.09,降低铁水成本2.13元/t,年降铁水成本1065万元。

炭渣碱化焙烧模拟浸出液制备冰晶石

以铝电解槽炭渣纯碱焙烧后的浸出液制备冰晶石是炭渣高效利用的关键.但在冰晶石合成过程中,钠、铝等组元的竞争反应会降低浸出液中氟的回收率.为了进一步研究冰晶石和主要杂质的反应机理,利用氟化钠和铝酸钠配制模拟浸出液,以制备冰晶石的形式回收氟,并分析了浸出液的铝氟比(Al与F的摩尔比,下同)、反应终点pH值和温度对氟回收率的影响.结果表明:在氟铝配合离子的优势区间内,更易于冰晶石的合成;当浸出液中铝氟比为1∶6、反应终点pH值为8、温度为20℃时,制备的冰晶石形貌良好,氟的回收率达到98.89%.

500 kA铝电解槽节能降耗技术研究

浅析了铝电解槽能耗降低途径,综合考虑影响铝电解能耗的多种因素,在500 kA铝电解槽上开展了工艺优化试验,通过控制系统参数进准设置,Al_(2)O_(3)浓度、铝水平、分子比、过热度等工艺技术条件优化,使控制系统参数与铝电解槽技术条件高度匹配,实现铝电解槽电流效率提升、平均电压降低、铝液综合交流电耗大幅降低。

42CrMoA奥氏体晶粒长大行为研究

利用箱式电阻炉以及金相显微镜,试验研究不同Al含量以及热处理工艺对42CrMoA晶粒度长大行为的影响,确定不同Al含量、奥氏体化温度及对应保温时间下该钢种晶粒度长大行为的规律。结果表明:42CrMoA晶粒度长大行为与铝氮比和温度有直接关系,晶粒度临界长大温度随着铝氮比的降低而降低。当铝含量低于0.021时,随着Al/N值的降低,晶粒度临界长大温度与异常长大温度均降低,当铝含量高于0.021时,晶粒度异常长大临界开始升高。且当其他化学成分基本一致时,不同Al含量与奥氏体温度对应的晶粒度尺寸存在一定线性关系。

二次铝灰脱氮制备铝酸钙的实验研究

铝及铝材熔铸过程产生的铝灰中含有大量氧化铝,是重要的二次含铝资源。作为铝工业的危险固体废弃物,铝灰可以转化为价值较高的铝酸钙、氢氧化铝等产品。本文以二次铝灰为原料、碳酸钙为药剂制备铝酸钙,探讨了钙铝比、保温时间及焙烧温度对铝酸钙制备工艺的影响,结果表明:在钙铝比1.1~1.2,保温时间1.25~1.5 h,焙烧温度1150~1200℃的条件下,产物中C_(12)A_7的质量分数较高。各因素影响的次序是:钙铝比的影响显著,保温时间次之,焙烧温度最弱。在钙铝比1.2、保温时间1.5 h、焙烧温度1150℃的条件下制备了铝酸钙,产品中C_(12)A_7的质量分数为75.1%,含少量镁铝尖晶石和硅酸盐。初步探讨了二次铝灰中氧化铝和碳酸钙的固-固反应机理。