Development of Magnesium Aluminate Spinel Castable for Roof of EAF with High Molten Iron Charging Ratio

Specimens of magnesium aluminate spinel castable and calcium aluminate cement bonded bauxite based castable were prepared using special bauxite （particle size ≤8 mm ） and sintered magnesia as aggregates, SiO2 micropowder, α-alumina micropowder and calcium aluminate cement as binders, drying, firing at 1 350 ℃ and 1 500 ℃ for 3 h, respectively. The bulk density, cold modulus of rupture, cold crushing strength, permanent change in dimensions on heating, thermal shock resistance and slag resistanee were determined. The results show that compared with calcium aluminate cement bonded bauxite based castable, the magnesium aluminate spinel castable has higher cold crushing strength after drying, better slag resistance but worse thermal shock resistance. Magnesium aluminate spinel based roof of EAF with high molten iron charging ratio has a longer service life.

钴铁尖晶石在CO_(2)加氢中的结构演变与催化特性

利用原位X射线衍射(XRD)分析结合密度泛函理论(DFT)计算,揭示了采用溶胶-凝胶法合成的结构明确的钴铁尖晶石(CoFe_(2)O_(4))在催化CO_(2)加氢转化中的结构演变与催化特性。原位XRD分析结果表明,CoFe_(2)O_(4)在预还原过程中形成Co_(3)Fe_(7)合金,Co_(3)Fe_(7)合金在反应中保持稳定,且其催化加氢能力较强,转化产物主要为甲烷与C_(2)-C_(4)烷烃(C_(2)^(0)~C_(4)^(0))。K-CoFe_(2)O_(4)(将CoFe_(2)O_(4)用K_(2)CO_(3)助剂改性)的预还原过程中出现富钴合金(K-Co1Fe1)向富铁合金(K-Co_(3)Fe_(7))的转化,且需要更高的预还原温度才能使Co_(3)Fe_(7)合金完全形成。反应过程中,K-Co_(3)Fe_(7)逐渐被碳化并形成双金属碳化物K-(Co_(1-x)Fe_(x))5C2。K-(Co_(1-x)Fe_(x))5C2催化CC偶联能力较强,低碳烯烃(C2=~C4=)与液态烃类(C5+)的时空收率分别达到8.7 mmol/(g·h)与4.6 mmol/(g·h)。DFT计算结果表明,(Co_(1-x)Fe_(x))_(5)C_(2)具有适宜的加氢能垒与较低的C—C偶联能垒,利于碳链增长。

铁水中钒氧化及钒铁尖晶石形成的研究

以热力学计算结果为依据对铁水中钒的氧化行为及钒渣中钒、铁存在的价态进行了理论分析,模拟铁水中钒的氧化反应制取钒渣,运用X衍射分析了钒铁尖晶石的分子组成,研究了FeO对钒铁尖晶石形成的影响.结果表明,铁水中的钒主要被氧化成V3+,也有少部分被氧化成V2+,钒渣中的铁有Fe2+和Fe3+两种形式;当初渣中氧化剂(FeO)的摩尔量与铁水中V的摩尔量比X<2时,钒渣中的钒铁尖晶石以FeV2O4的形式存在;当2<X<3时,钒铁尖晶石以FeV2O4和Fe2VO4两种形式存在;当X>3时,钒铁尖晶石以Fe2VO4的形式存在.

NiFe_2O_4惰性阳极的制备及其电解腐蚀机理

以Fe_2O_3和NiO为主要原料,添加2%(按质量计)MnO_2,采用固相烧结工艺制备了NiFe_2O_4惰性阳极。用X射线衍射和扫描电子显微镜对材料的组成和微观结构进行了研究,测量了样品在冰晶石熔盐中不同电流密度下的电解腐蚀速率,并对其腐蚀机理作了初步探讨。结果表明:惰性阳极由NiO和NiFe_2O_4尖晶石两相组成,MnO_2作为固溶体在尖晶石晶界处富集。电解腐蚀呈现出物理化学溶解过程,熔盐对试样的电解腐蚀首先要在晶界处发生反应生成更稳定的FeAl_2O_4相,而FeAl_2O_4相结构致密,冰晶石熔盐通过该相向NiFe_2O_4尖晶石晶粒内扩散速度减慢,从而降低了腐蚀速率。

乙苯脱氢铁系催化剂使用后的特性研究

用穆斯堡尔谱学和X射线衍射方法研究了使用过 2年的乙苯脱氢铁系催化剂及其在一定温度下进行再氧化处理的试样中铁化合物的组成和结构 ,着重研究了铁钾尖晶石结构 ,并与测量的催化参数进行对照。经过与新鲜催化剂比较后 ,发现使用 2年后的催化剂经工业运行温度处理后可基本恢复活性 。

FeO和V_2O_5反应机理的研究

在理论分析的基础上,通过DSC实验对FeO与V2O5发生的反应进行测定,得到各相变温度,结合高温淬火实验,运用X射线衍射分析淬火物质的物相组成,研究FeO和V2O5的反应机理。结果表明,FeO与V2O5反应的实质是V2O5分解出的V2O3与FeO发生反应生成FeV2O4;V2O5与FeO的氧化产物Fe2O3发生反应生成FeVO4;V2O3与FeO和Fe2O3发生反应生成Fe2VO4。当830℃<T<970℃且FeO的含量低于50%时,FeO与V2O5发生氧化还原反应,反应产物为Fe2O3和V3O5;当970℃<T<1 270℃且FeO的含量高于50%低于70%时,FeO与V2O5的反应产物以FeVO4的形式存在;T>1 270℃且FeO的含量高于35%时,FeO与V2O5的反应产物以Fe2VO4的形式存在。

镁铁铝复合尖晶石砖抗水泥熟料和抗碱盐侵蚀性能研究

为分析水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖的侵蚀机制,对经高温烧成的商品高铁镁砂-镁铝尖晶石砖、方镁石-铁铝尖晶石砖和镁铝尖晶石砖分别进行了1 450℃4 h的抗碱盐和抗水泥熟料侵蚀试验,并对侵蚀后试样进行了SEM扫描电镜和EDS物相分析。结果表明:高铁镁砂-镁铝尖晶石砖的抗碱盐侵蚀性和抗水泥熟料侵蚀性均最好,方镁石-铁铝尖晶石砖次之,镁铝尖晶石砖相对较差。这是因为高铁镁砂-镁铝尖晶石砖结构最为致密,体系中Fe元素以固溶体的形式存在,高温烧成时结构稳定,没有像方镁石-铁铝尖晶石砖中二次尖晶石的形成和Fe元素的变价带来的微裂纹,没有Fe元素的扩散造成的孔洞,使得碱蒸气不易渗入;体系中的Fe元素与水泥熟料反应生成高黏度的铁酸钙和铁酸铝相,阻止了水泥熟料的进一步渗透。

低m(Cr)/m(Fe)铬铁矿除铁工艺的实验研究

以南非铬铁矿为对象,在热力学分析的基础上,采用碳热还原法开展了低m(Cr)/m(Fe)铬铁矿除铁工艺的实验研究.结果表明:实验中铬铁矿选择性除铁的适宜温度为1 100℃左右,符合热力学计算结果.低于此温度时还原出的富铁相与基体分离不彻底,难以结瘤析出;高于此温度时尖晶石相中的铬元素还原严重,影响铬的回收率.在1 100℃还原0.5 h并经酸浸处理后,铬铁矿可由化工级提升至冶金级,在相同温度下还原2 h后,m(Cr)/m(Fe)可由1.7提高至5.8,为实现低m(Cr)/m(Fe)铬铁矿的高效利用提供了新思路.

尖晶石对Al_2O_3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

以新型亚白刚玉（8～5mm、5～3mm、3～1mm、≤1mm、≤0．044mm）、SiC（≤1mm、≤0．088mm）、尖晶石粉（≤0．044mm）、SiO2微粉、α-Al2O3微粉、铝酸钙水泥、Si粉和球状沥青等为主要原料，在Al2O3-SiC—C质铁沟浇注料的配料组成中分别加入质量分数为0、4％、7％、10％、13％的镁铝尖晶石粉，混练均匀后振动成型为40mm×40mm×160mm的条状试样和＋50／20mm×50／20mm的坩埚试样，经110℃24h和1450℃3h热处理后测定试样的体积密度、显气孔率、常温抗折强度、常温耐压强度、烧后线变化率和抗渣性能，并且进行了XRD、SEM和EDS分析。结果表明：加入适量镁铝尖晶石粉后，由于改善了试样的成型密度，促进了试样的烧结，因而提高了试样的密度、强度、体积稳定性和抗渣性；但是，由于尖晶石和刚玉的热膨胀系数不同，加入过多的镁铝尖晶石粉会导致试样中产生过多的微裂纹，从而对试样的密度、强度、体积稳定性和抗渣性不利；本试验中，尖晶石粉的最佳加入量（质量分数）为10％；尖晶石加入量为10％的试样中有长度为30～80μm的SiC晶须生成，并且其颗粒与基质之间结合紧密。

改性钴蓝颜料及其研究进展

简述了尖晶石型钴蓝颜料的结构及其固相、液相、气相不同制备方法,通过XRD、SEM等测试手段从微观上总结了近年来不同价态离子掺杂对所制备出的钴蓝颜料结构和性能的影响,其中二价阳离子对颜料的晶格常数有明显影响,且晶格常数的变化符合Vegard定律;三价阳离子对颜料的色调有显著的改善。最后对从制备方法和掺杂离子方面对钴颜料的发展进行了展望。

Fe_(0.5)Zn_(0.5)Al_2O_4尖晶石催化剂催化湿式氧化降解苯酚的稳定性

研究了Fe0.5Zn0.5Al2O4尖晶石型复合氧化物催化剂在催化湿式氧化处理苯酚废水中的性能.结果表明,在150℃下苯酚就能完全被去除,COD去除率达到94%.催化剂中铁的溶出量随着反应时间的增加经历了一个先增加后减小的过程;而且最终出水铁离子浓度随催化剂用量、氧分压、苯酚溶液pH值的增加而减少,随苯酚浓度的增加而增加.

乙苯脱氢催化剂中铁钾化合物形成过程的穆斯堡尔谱研究

用穆斯堡尔谱学的方法研究了乙苯脱氢含钾铁系催化剂中活性相的前身 ,铁钾尖晶石结构的形成过程。着重讨论了催化剂的组分和制备条件与产物的关系 ,为新型工业催化剂的研制和筛选提供了重要的依据。

由Mg-Fe(Ⅱ)-Fe(Ⅲ) LDH层状前体制备MgFe_2O_4尖晶石的研究

提出了一种由层状前体合成单一晶相镁铁尖晶石的新方法,首先对Mg Fe(Ⅱ) Fe(Ⅲ)水滑石的制备进行了系统研究,成功合成了Mg2 +/Fe2 +/Fe3+摩尔比分别为 1/2/1,4/5/3,2/1/1的系列水滑石层状前体,结果表明在以上三种投料比下均可制备出晶型较好的水滑石层状前体,并探讨了合成条件对晶体结构的影响规律.在此基础上,利用X射线衍射、振动样品磁强计和穆斯堡尔谱等手段研究了层状前体焙烧产物的结构、组成、磁性及微观信息,研究表明当Mg2 +/Fe2 +/Fe3+投料摩尔比为 2/1/1时。

高炉渣制备系列精细化工品的技术研究

以高炉渣为主要原料,在前期工作基础上,通过更进一步深入研究,开发出高炉渣制备系列精细化工品的完整工艺路线。采用硫酸酸解高炉渣的方法,获得产品石膏;制备超细硅酸铝的最佳水渣比为7:1,体系pH控制为4.0,通过加入铝片的方式进行除铁;制备镁铝尖晶石的最佳尿素质量百分比为65%,最佳除铁方法为向前体溶液中加入5%Na_2S_2O_4。采用高炉渣制备得到的3种产品,其化学成分均符合相关标准。该工艺路线具有流程短、成本低等优点;渣中有价组分得以全部利用,无残渣排放,环境效益明显。

A90尖晶石在熔融还原炉渣中的侵蚀行为

在弱还原气氛下，研究了一种富铝尖晶石Ａ９０在不同ＦｅＯ含量熔融还原炉渣中的侵蚀行为。借助于扫描电镜和ＥＤＡＸ技术对侵蚀后的试样进行了分析，结果表明：Ａ９０尖晶石在高ＦｅＯ（质量分数为１５％）含量的熔融还原炉渣中可以吸收渣中的ＦｅＯ形成高熔点的尖晶石固溶体，从而降低渣的侵蚀性，提高了材料的抗渣性。

ZnFe_(0.25)Al_(1.75)O_4催化剂在苯酚催化湿式氧化中的活性和稳定性

利用溶胶-凝胶法制备了ZnFe0.25Al1.75O4尖晶石复合氧化物催化剂,并将其用于苯酚催化湿式氧化反应.结果表明,这种催化剂对苯酚降解有较好的催化活性和稳定性.连续反应5次后,苯酚转化率为100%,COD去除率为88.7%.反应过程中,铁离子的溶出量先增加后减小,最终的出水金属离子浓度很低.第5次反应后的出水铁离子浓度为2.15 mg/L,锌离子浓度为1.53 mg/L.

钒渣组成对V_2O_3溶解能力的影响

利用高温淬火方法得到钒渣渣系的高温物相,采用X-ray衍射分析方法确定钒渣的物相组成,分别研究了V2O3含量及n(FeO)/n(SiO2)对钒渣中V2O3溶解能力的影响。结果表明,钒铁尖晶石和Fe3O4为钒渣中存在的固定相;钒渣中V2O3含量不断增加,V2O3的溶解度随之增加,但n(FeO)/n(SiO2)<1.5,V2O3增加到一定量时,溶解度无明显变化;n(FeO)/n(SiO2)不断增大,V2O3在钒渣中的极限溶解度也随之增加。

铁钒体系氧化还原反应综合实验设计

为了更好地培养大学生的实践动手能力和科学研究能力,将钒钛材料制备与利用的研究成果引入实验教学中,设计了铁钒体系氧化还原反应综合实验。该实验将科研与教学结合,简单易行,通过实验可让学生学习了解钒钛新材料的制备技术,同时增强学生综合运用知识进行科学研究的能力。

铁钒体系中反式钒铁尖晶石形成及氧化的研究

为了解钒氧化物在转炉中的行为,通过高温淬火实验,结合X衍射分析对FeO-V2O5体系中钒铁尖晶石的形成及氧化进行了分析研究。结果表明:1 723 K时,FeO-V2O5体系发生氧化还原反应,体系中的FeO与氧化还原产物Fe2O3、V2O3反应生成反式钒铁尖晶石(Fe2VO4);1 253 K时Fe2VO4发生氧化反应,完全氧化时氧化产物为FeVO4和V2O5;部分氧化时氧化产物为FeVO4、Fe2O3和V2O5.

负载型无铬超细铁基变换催化剂的制备和催化性能

以镁铝尖晶石为载体 ,以过渡金属氧化物为助剂 ,用吸附γ Fe2 O3 胶体法制备了负载型无铬铁基变换催化剂 .TEM ,XRD ,BET和活性测试结果表明 ,采用胶体负载法制备的变换催化剂 ,其活性组分Fe3 O4以分立的超细微颗粒分布在镁铝尖晶石载体表面上 ,颗粒之间存在一定的间隔 .过渡金属氧化物NiO或V2 O5能够进入Fe3 O4晶格形成固溶体 ,起到代替氧化铬的作用 ,提高催化活性 .负载型催化剂FeNi/MgAl2 O4(m(NiO) /m(Fe2 O3) =3% )在汽 /气比为 1和空速为 2 0 0 0h-1的反应条件下 ,CO转化率在 4 0 0和 35 0℃时分别为 95 %和 80 % ;在高空速和低汽 /气比条件下也具有很好的催化性能 .稳定性实验结果表明 ,该催化剂具有良好的热稳定性和一定的抗硫能力 .与非负载型催化剂相比 。