二氧化硅对磷石膏生产氧化钙过程的影响

研究了二氧化硅杂质对磷石膏生产氧化钙过程的影响。虽然热力学计算结果显示SiO_(2)与CaO化合会导致磷石膏生产的CaO纯度降低,但实际反应过程中,SiO_(2)对反应的阻碍作用才是导致生成CaO的纯度降低的原因;同时磷石膏中氟化钙的存在能够激发SiO_(2)与CaO化合生成Ca_(2)SiO_(4)等硅酸盐,从而降低CaO纯度。因此,SiO_(2)杂质会对磷石膏生产CaO过程产生显著的不利影响。对原料磷石膏进行脱硅和脱氟预处理将是获得高纯度CaO的必要条件。

ICP-AES法测定含铝预熔性渣洗料中钙、镁、硅、铝氧化物

研究使用电感耦合等离子体发射光谱法测定炼钢含铝预熔性渣洗料中钙、镁、硅、铝氧化物的分析条件以及处理样品的方式方法,为便于区别金属铝和三氧化二铝,创建了一种新型的仪器分析方法。由于试样中金属铝的存在,采用先酸溶再碱融的处理方式,并采用配置相似基体的方法消除基体干扰。研究了渣洗料的溶样过程、仪器分析参数的选择、基体的干扰消除等对分析结果影响,在优化仪器分析参数和分解试样实验过程中,试样分析结果相对标准偏差远小于1.0%,分析结果准确度和精密度都很高。因此,该方法可取代化学分析法,是一种准确、快速的仪器分析方法。

钛铁渣加入量对Al_(2)O_(3)-SiC-C铁沟浇注料性能的影响

为合理利用钛铁渣进而缓解资源紧张,以矾土熟料、致密刚玉、SiC、α-Al_(2)O_(3)微粉、SiO_(2)微粉、Si粉为主要原料,添加质量分数分别为0、11.2%、22.4%、33.6%、44.8%和56.0%的钛铁渣等量替代矾土熟料,于1450℃保温3 h热处理后制备了Al_(2)O_(3)-SiC-C浇注料,研究钛铁渣的加入量对浇注料性能的影响。结果表明:1)随着钛铁渣加入量的增多,浇注料的体积密度降低,显气孔率增加,常温强度总体呈下降趋势,但同时会在一定程度上提高浇注料的高温抗折强度和抗热震性;2)钛铁渣的引入带来过多的气孔为氧气的扩散提供了更多通道,且经氧化处理后由钛铁渣引入的杂质会生成较多液相,使得浇注料结构疏松,显著降低抗氧化性能;3)钛铁渣与熔渣反应会生成镁铝尖晶石,能够阻止熔渣的进一步侵蚀,提高其抗渣侵蚀性。综合考虑,钛铁渣的最佳加入量为56.0%(w)。

三元复合钙基材料CaO-Ca_3Al_2O_6-MgO的合成及其CO_2吸附性能

采用Al2O3和MgO同时掺杂改性的方法制备了CaO-Ca3Al2O6-MgO复合钙基高温吸附CO2材料。复合钙基材料孔隙发达,活性物相为CaO,惰性骨架物相为Ca3Al2O6和MgO。Ca3Al2O6/MgO质量比偏小的材料,表面微粒粒径较小。在10%(体积分数,下同)CO2和90%N2的混合气气氛下,采用热重分析仪测量了复合钙基材料吸附CO2容量、碳化反应速率以及循环碳化(670℃)/煅烧(900℃)过程的稳定性。结果发现,复合钙基材料CaO-Ca3Al2O6-MgO具有较好的吸附CO2性能,提高Ca3Al2O6/MgO质量比,合成材料的循环稳定性较好;降低Ca3Al2O6/MgO质量比,合成材料的碳化反应速率加快,CaO转化率提高。最后,通过对不同循环次数下复合钙材料的比表面积、孔径分布、微观形貌、表面元素分布,晶相、晶粒大小进行研究分析,对合成材料的失活以及掺杂物质对烧结的抑制机理进行了讨论。

负载型催化剂的催化性能及其结构关系

以γ-Al2O3、SiO2为载体,V2O5和TiO2作为活性成分,制备出负载型催化剂.以甲苯的催化氧化作为模型反应,对所制得的催化剂进行活性实验.结果表明,V2O5-TiO2/SiO2对甲苯的去除效果最好,起燃温度低,与贵金属催化剂具有相似的活性和温度特性,具有较强的抗冲击能力.该催化剂的V2O5最佳负载量为1%,m(V)∶m(Ti)为0.127.活性测试和XRD、XPS表征结果表明:较少的V2O5负载量使得V元素嵌入了TiO2的晶体结构中,而不是形成结晶的V2O5,并形成了V-O-Ti键;TiO2与SiO2发生了化学反应有Ti-O-Si键形成.这些化学键有可能是催化剂的活性位,它们的生成有利于提高催化剂的催化性能,有利于增加催化剂各组分间的结合力.

X射线荧光光谱法测定白云石、石灰石中氧化钙、氧化镁和二氧化硅

将白云石、石灰石标准样品直接压片,通过灼烧减量对氧化钙、氧化镁和二氧化硅含量进行校正,根据其含量与强度的对应关系绘制校准曲线,建立了X射线荧光光谱法（XRF）测定白云石、石灰石中这3种主要成分的方法.对一部分试样直接压片测定,同时另一部分试样进行灼烧减量试验,可大大节约标准样品的用量.灼烧时间试验表明,试样在1 100℃下灼烧0.5h就可达到恒重;粒度试验表明,样品粒度大于200目时可消除粒度效应的影响.用CaO和MgO含量进行基体校正,可消除其对低含量SiO2的影响;采用经验系数法可消除元素间的吸收-增强效应.精密度试验结果表明,氧化钙、氧化镁和二氧化硅测定结果的相对标准偏差（n=8）在0.038％～3.5％之间;对石灰石和白云石标准样品和实际样品进行准确度考察,测定值与认定值或滴定法的测定值一致.

氧化锰对高氧化铝含量高炉渣性能影响的实验

南京钢铁集团公司高炉炉渣中氧化铝含量高达19%,因此炉渣流动性变差,高炉被迫采用高温操作,铁水硅含量偏高,影响了高炉的强化.针对这个问题,实验测定了由分析纯化学试剂配制的南钢高炉模拟渣样在加入氧化锰后的粘度,并根据实验结果分析了氧化锰对高氧化铝含量高炉渣性能的影响,得出南钢高炉降低铁水硅含量的措施.结果表明:在高A l2O3含量炉渣中,添加MnO对其降低粘度的作用效果非常大,同时炉渣粘度的降低将允许适当降低高炉操作温度,有利于降低铁水硅含量.

加入Si粉对低碳铝镁碳材料性能的影响

以82%（质量分数,下同）的电熔白刚玉（3-0.088mm）、10%的镁铝尖晶石（≤0.088mm）、5%的氧化铝微粉（d50=2.4μm）、3%的电熔镁砂（≤0.088mm）以及占总粉体质量5%的酚醛树脂结合剂为基础配方,分别用2%、4%、6%的Si粉（≤0.088mm）取代等量的白刚玉,分别于1400℃3h和1600℃3h埋炭烧成后制备了不同Si粉含量的低碳铝镁碳材料,对材料的显气孔率、体积密度、强度、抗热震性、抗氧化性及抗渣性进行了检测,并借助XRD、SEM和EDAX研究了材料的物相组成和显微结构。结果表明：随着Si粉加入量的增加,经1400℃3h和1600℃3h埋炭烧成后,材料的体积密度逐渐降低,显气孔率增大,耐压强度明显提高（但Si粉加入量超过4%后材料的耐压强度有所降低）,高温抗折强度（1400℃）逐渐提高,抗热震性得到改善,抗氧化性能增强,抗渣性能明显提高。材料性能的这种变化主要同材料中酚醛树脂的残碳与Si粉原位生成β-SiC,以及材料气孔中有Mg-Si-Al-O-N物相生成相关。

添加Si、Al、Si_3N_4对Al_2O_3－SiC－C质浇注料性能的影响

通过对Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ－Ｃ质浇注料的力学性能、抗氧化性和抗渣蚀性的研究，表明添加Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｉ３Ｎ４可提高材料的抗氧化性和抗法侵蚀性，并对烧后力学性能有一定改善。

钛铝酸钙加入量对出铁沟浇注料抗氧化性的影响

为了探究钛铝酸钙部分或全部替代棕刚玉对出铁沟用Al_2O_3-SiC-C浇注料抗氧化性的影响,以不同量的钛铝酸钙替代Al_2O_3-SiC-C浇注料中的棕刚玉(浇注料中钛铝酸钙的质量分数分别为0、13. 4%、26. 8%、40. 2%、53. 6%和67%,换算成钛铝酸钙对棕刚玉的替代率则分别为0、20%、40%、60%、80%和100%),经配料、混练、浇注成型、养护、干燥后,在空气气氛的高温炉中于1 450℃保温3 h氧化处理,然后测量试样的氧化率,并对氧化后试样进行XRD、SEM和EDS分析。结果表明:当钛铝酸钙替代率≤60%时,由于试样中莫来石的形成及低熔点物促进烧结等作用,试样的抗氧化性变化不大;当钛铝酸钙替代率> 60%时,试样中低熔点物增加及体积膨胀造成的裂纹增加,使试样的抗氧化性能显著降低。

改性石墨对Al2O3-SiC-C质浇注料性能的影响

以传统Al2O3-SiC-C质浇注料的基本配方为基础,制备成沥青质量分数为2%的Al2O3-SiC-C质浇注料和改性石墨质量分数分别为2%、4%和6%的Al2O3-SiC-C质浇注料,对比研究了这几种浇注料的流动性及经110℃、1 100℃和1 500℃处理后浇注体的体积密度、体积稳定性、强度、抗氧化性和抗渣性。结果表明:随着碳源由沥青改为改性石墨以及随着改性石墨加入量的增多,浇注料的需水量增多;不同温度处理后浇注体的体积密度均先增后降;烘干后强度降低较多,烧后强度变化相对较小;抗氧化性差别不大;高温抗折强度明显提高;添加改性石墨的浇注料比添加等量沥青的抗渣性差,但随着改性石墨加入量的逐渐增多,其抗渣性又有所提高。

改性焦对Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响

为避免或减少出铁沟浇注料中沥青对环境的污染,以15~1 mm棕刚玉、≤1 mm板状刚玉、≤0.076 mm白刚玉、≤3 mm碳化硅、≤0.076 mm单质硅、≤0.076 mm自制增强剂和≤1 mm改性焦和球沥青为碳源制备了Al 2O 3-SiC-C质浇注料。研究了含改性焦2%、3%、4%(w),球沥青3%(w)以及改性焦和球沥青各1.5%(w)的配方试样分别经110、800、1 100、1 450℃热处理后的常温物理性能及高温性能。结果表明:相对于球沥青配方,含改性焦的铁沟料施工性能较好,高温抗折强度也较高,但抗渣渗透性略差。而采用球沥青和改性焦作为复合碳源时,不仅通过减少沥青用量降低了污染,其综合性能也优于含单一碳源的试样,因此改性焦是一种比较好的铁沟料用炭素材料。

浓硫酸焙烧钛渣提钛后的滤渣提硅实验研究

研究了从钛渣经浓硫酸焙烧提钛后的滤渣中提硅制备硅酸钙产品的工艺条件,主要工序包括碱溶和钙化。碱溶过程考察了NaOH与滤渣质量比、碱溶温度、碱溶时间以及液固质量比对滤渣中SiO_2提取率的影响,得到的最佳工艺条件为:碱溶温度190℃、NaOH与渣质量比3∶1、液固比4.5∶1、碱溶时间60 min;此条件下滤渣中SiO_2提取率可达74.09%;钙化过程考察了反应温度和反应时间对硅酸钠钙化率的影响,得到的最佳工艺条件为:反应温度100℃、反应时间45min,此条件下硅酸钠的钙化率可达94%。产品硅酸钙粉末含44.36%CaO,主要物相为CaSiO_3,粉末形貌疏松多孔,粒度为微米级。

BN粉加入量对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响

为了提高均质矾土基Al2O3-SiC-C耐火浇注料的性能,在以88均质矾土颗粒、碳化硅颗粒和细粉、白刚玉细粉、活性α-Al2O3微粉、球状沥青、SiO 2微粉、铝酸盐水泥为主要原料的均质矾土基Al2O3-SiC-C浇注料中,添加质量分数分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的氮化硼粉(粒度≤1μm),研究氮化硼粉加入量对Al2O3-SiC-C浇注料常温物理性能、抗氧化性能和抗渣侵蚀性的影响。结果表明:添加0.5%~1%(w)的BN粉有助于试样的烧结致密化;随着BN粉加入量的增加,试样的抗氧化性和抗渣性逐渐增强;综合考虑,BN粉的适宜添加量为0.5%~1%(w)。

炭黑N990加入量对Al_2O_3-SiC-C出铁沟浇注料性能的影响

为了进一步改善Al_2O_3-SiC-C出铁沟浇注料的性能,以均化矾土、碳化硅、炭黑N990、α-Al_2O_3微粉、SiO_2微粉为主要原料,水泥为结合剂,制备了Al_2O_3-SiC-C出铁沟浇注料,研究了炭黑N990加入量(加入质量分数分别为1.5%、3%和4.5%)对浇注料的显气孔率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度、高温抗折强度、抗氧化性和抗渣侵蚀性等的影响。结果表明:随着炭黑加入量的增加,试样的显气孔率升高,体积密度和强度降低,抗氧化性呈先降低后升高的变化趋势,抗渣侵蚀性逐渐增强。

铝酸钙水泥种类对Al_(2)O_(3)-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

以棕刚玉、碳化硅、α-Al_(2)O_(3)微粉、SiO_(2)微粉及不同种类的铝酸钙水泥等为原料,制备了Al_(2)O_(3)-SiC-C质铁沟浇注料,研究了铝酸钙水泥种类(水泥CA50、CA70、Vical71、Vical21)对浇注料性能的影响。结果表明:引入CA50、CA70、Vical71、Vical21四种铝酸钙水泥的试样,随所含水泥中Al_(2)O_(3)和SiO_(2)总含量的增加,CaO及其他杂质含量的减少,110℃干燥后的显气孔率降低,1450℃热处理后的显气孔率先减小后增大,两条件下体积密度的变化幅度均较小;干燥后的常温强度先减小后增大,热处理后的常温强度、高温抗折强度、抗渣性能均逐渐增大。综合实验室和工业试验结果考虑,选用水泥Vical21,使用效果最好。

Al_2O_3-Si_3N_4-SiC复合材料的抗高炉渣和碱蒸气侵蚀性能

以棕刚玉、氮化硅和碳化硅为原料在空气气氛下制备试样。采用静态坩埚法测试试样的抗渣和抗碱侵蚀性能。采用XRD、SEM和EDS等检测方法,研究了高炉渣和碱蒸气对试样的侵蚀机制。结果表明:(1)A l2O3-Si3N4-SiC复合材料的抗炉渣侵蚀性较好,抗碱侵蚀性较差。渣侵蚀主要是由于基质中的A l2O3与渣中的SiO2、CaO反应生成低熔点玻璃相,导致渣在试样内部渗透并反应;刚玉颗粒与渣中的MgO反应生成镁铝尖晶石,并伴随有体积膨胀,使其表层结构疏松。(2)碱蒸气侵蚀主要是K(g)在试样内扩散得比较深,并与基质中的A l2O3反应生成钾长石类矿物晶体;而刚玉颗粒与K(g)反应,导致刚玉颗粒内部产生大量裂缝,K(g)沿裂缝进入并与刚玉反应生成β-A l2O3,使刚玉颗粒表面剥落,露出新的表面与K(g)反应,最终导致刚玉颗粒的熔蚀。但复合材料中SiC质量分数大于10%时,能有效抵制K(g)的侵蚀。

A1_2O_3 Effect on the Catalytic Activity of Cu-ZnO-Al_2O_3-SiO_2 Catalysts for Dimethyl Ether Synthesis from CO_2 Hydrogenation

The effect of Al2O3 on the Cu-ZnO-Al2O3-SiO2 catalysts prepared by a pseudo sol-gel method has been investigated and these catalysts were characterized by XRD, H2-TPR, XPS, NH3-TPD and CO2- TPD techniques. As revealed by XRD and H2-TPR, the added alumina produces high dispersion of CuO and makes the reduction of CuO difficult. XPS analysis detects a remarkably high Al^3＋ enrichment at the surface of calcined samples, along with a decrease of Eb of Cu 2p3/2, which confirms the Cu-Al interaction. Another important role of Al203 would be to incorporate into the SiO2 structure to form the acid-base sites for ether formation. The reaction results shows that the addition of Al2O3 exhibits a promoting effect on the CO2 conversion only when its content is below 1.4%, and an optimal DME selectivity is obtained when 4.0%Al2O3 is added, indicating a better ＇synergistic effect＇ is present between the methanol forming component and the acidic component in bifunctional catalysts. Possible relationship between the catalytic activity and the Cu-Al interaction as well as the surface acidity is discussed.

X射线荧光光谱法测定透辉石中氧化钙、氧化镁和二氧化硅

透辉石是一种新型的陶瓷工业矿产资源,其氧化钙、氧化镁和二氧化硅等主量成分的测定一般采用滴定法、重量法等化学分析法,操作步骤繁琐、化学试剂用量大、分析周期长。实验采用熔融法制样,以X射线荧光光谱法(XRF)测定透辉石中CaO、MgO和SiO_2等主量组分。选择与透辉石化学组成相似的硅灰石、滑石、超基性岩和石英岩等国家标准物质,并通过不同标准物质间的混合复配制备与测定样品浓度和梯度相匹配的校准样品序列。样品与四硼酸锂-偏硼酸锂-氟化锂混合熔剂(m∶m∶m=4.5∶1∶0.4)的稀释比为1∶20,加入LiBr溶液和饱和LiNO_3溶液分别作为脱模剂和氧化剂,在1 050℃熔融9min制备熔融片。各组分校准曲线的相关系数均大于0.999;方法检出限为35μg/g(CaO)、320μg/g(MgO)和130μg/g(SiO_2)。选取1个透辉石样品进行精密度考察,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)在0.19%~0.45%之间。所建方法应用于多种不同类型透辉石实际样品的测定,结果与多家实验室其他化学分析方法的测定结果基本一致。

混铁车用新型Al_2O_3-SiC-C砖的研制和应用

随着宝钢“三脱率”的提高及喷吹方式的改变 ,混铁车的平均寿命由 1 2 0 0炉次以上降至 90 0炉次左右。通过分析混铁车各部位的损毁特点及原因 ,选择合适的骨料 ,调整抗氧化剂的种类和加入量 ,强化基质 ,使Al2 O3-SiC -C砖的抗氧化性和抗渣性等关键性能得以提高。混铁车的平均寿命由改进前的 90 0炉次提高到 1 0 5 0炉次左右。