锰矿粉球团烧结新工艺研究

传统锰矿粉烧结工艺存在着固体燃耗高、锰矿烧结矿质量差等难题,开发锰矿粉造块新技术对于降低铁合金生产成本、扩大原料来源和促进铁合金行业低碳绿色发展具有重要意义。本文提出了一种锰矿粉球团烧结新工艺,并通过烧结杯实验与传统烧结工艺进行了对比。结果表明,相比于传统烧结工艺,球团烧结新工艺的烧结矿转鼓强度提高了4.35%,利用系数增加了16.22%,固体燃耗降低了21.79%;此外,锰矿球团烧结矿相比于普通锰矿烧结矿具有较好的抗热爆性能和高温软熔性能。本研究成果将为锰矿粉实现低碳烧结和强化矿热炉冶炼提供重要的参考。

焙砂超浸强化硫脲浸金研究

以焙砂为原料,首先经过酸洗预处理去除砷等有害元素,并减少杂质含量,降低硫脲消耗,考察硫酸质量浓度对砷、铁、铜、锌浸出率的影响,并对酸洗后的矿相转化行为进行了分析;同时,开展超浸与常规酸性硫脲体系浸金效果的对比研究。结果表明:酸洗预处理可有效脱除有害元素砷,最优条件下,砷、铁、铜、锌浸出率分别为96.3%、0.5%、22.7%、7.6%;超浸可降低颗粒粒径,强化反应动力,实现包裹金的深度解离,有效提高金浸出率。常规酸性硫脲体系金浸出率仅为54.6%,采用超浸工艺反应10 min,金浸出率达到84.6%,可实现金的高效浸出。

卡林型金精矿加压氧化—铁矾分解—非氰提金研究

某卡林型金精矿为典型难处理金精矿,绝大部分金被黄铁矿和砷黄铁矿包裹,直接浸出时金浸出率仅为7.8%。针对卡林型金精矿提金困难、氰化提金污染严重等问题,创新性提出了加压氧化—铁矾分解—非氰提金方法。卡林型金精矿经加压氧化预处理和铁矾分解处理可实现包裹金的高效解离,氧压渣和破矾渣在反应时间2 h、活性炭用量50 g/L、搅拌速度400 r/min、温度30℃、pH值1.3~1.5、空气流量2 L/min、液固比4∶1、硫脲用量4 g/L条件下,金浸出率分别为76.2%和86.1%,实现了卡林型金精矿的高效、清洁提取。

湿法冶金处理含砷固废的研究进展

介绍了国内外湿法处理含砷固废的方法,并对各方法的优缺点进行了评述.总体来说,湿法处理含砷固废主要分为2个阶段:浸出和砷的最终处置.根据浸出体系的不同,大体上可分为热水浸出、酸性浸出、碱性浸出及无机盐浸出,其中碱性浸出对原料适用性强,且对砷具有高选择性,目前是研究的热点.根据砷的最终处置可分为砷的资源化利用和无害化处理2大类,由于砷及其化合物的高毒害性,大大的限制了其相关产品的使用,因此,国内外企业目前主要是将其无害化处理后进行堆存或填埋.

物理冶金信息指导机器学习的镍基单晶高温合金蠕变寿命预测

蠕变寿命是影响镍基单晶高温合金材料服役寿命和力学性能的关键材料参数。因此,如何准确有效地预测合金的蠕变寿命具有重要现实意义。尽管多年来许多研究学者已经建立起多种蠕变寿命的预测模型,但是由于不同温度应力下的蠕变机制复杂且蠕变过程涉及长时间的显微组织演化,已有模型尚难以实现有效预测。对此,采用物理冶金原理指导下的数据挖掘结合机器学习这一研究策略,通过文献调研建立起了高温低应力下的镍基单晶合金的高质量蠕变数据集,在物理冶金原理指导下对原始数据进行挖掘,提高了原始数据的内在质量,并基于Pearson系数和随机森林平均精确度降低值分别对原始数据特征进行了相关性分析和重要性评估,表明所建立的数据集符合基本的物理冶金学机制,同时阐明了引入的三维物理冶金信息对于蠕变寿命预测的重要意义。随后,基于机器学习方法在数据挖掘后的数据集上对合金的蠕变寿命进行了预测,并根据平方相关系数(R~2)、平均绝对误差(MAE)和过拟合程度评估了不同的机器学习模型。结果表明,支持向量回归(SVR)模型在本研究中具有较好的泛化能力且不容易过拟合,同时结合了物理冶金信息的机器学习模型拥有更好的预测准确性和泛化能力。最终成功地建立起了高温低应力下镍基单晶高温合金成分、工艺以及引入的物理冶金参数和蠕变寿命之间的关系,能够实现对镍基单晶高温合金蠕变寿命的有效预测,并有望应用于基于合金服役条件的成分工艺的反向设计。

Al-2Sc合金中初生Al_(3)Sc粒子的三维形貌研究

高强高韧含Sc铝合金是新一代重要结构材料,其优异的性能与Al_(3)Sc粒子密切相关。初生Al_(3)Sc粒子具有多种形貌,但对其形貌变化机理尚不清楚。以Al-2Sc为试验合金,进行高温重熔,采用直接水冷、铁模冷却和空冷三种方式获得不同冷却速率凝固的Al-2Sc合金样品。利用扫描电镜观察深腐蚀后的样品中的初生Al_(3)Sc粒子三维形貌。结果显示,随着冷却速度的降低,初生Al_(3)Sc粒子由八角花瓣形向凹面立方体形、带孔立方体形转变,最终形成完整立方体。结合Al_(3)Sc晶体生长的各向异性对初生Al_(3)Sc粒子形貌演变过程进行了分析,并绘制了形貌演变示意图。

专刊序言

对于特钢行业而言,特种冶金泛指转炉、电弧炉、平炉、非真空感应炉等普通冶炼方法以外的冶金技术,主要包括真空感应熔炼、电渣重熔、真空电弧重熔、等离子重熔以及电子束熔炼等特种熔炼手段,用于生产高洁净度、高均匀性、精确化学成分的高端特殊钢和特种合金。其产品广泛应用于航空航天、能源动力、交通运输、石油化工、节能环保、海洋工程、生物医疗、精密仪器和电子信息等高端装备制造领域。

新型热电材料的研究动态

半导体热电材料的热电效应有着巨大的应用潜力,但如何提高材料的热电转化效率是目前研究者们探讨的热点问题。介绍了一些有潜力的新型热电材料诸如Skutterudites、Clathrates、Half-Heusler、准晶体等体系的研究概况,重点介绍了功能梯度热电材料和低维热电材料的研究动态。

高配比磁铁精粉制粒和烧结性能优化

针对某内陆型钢铁厂进行高比例磁铁精矿(混匀矿中占比≥85%)烧结时出现的制粒效果差、烧结矿产、质量低和固体燃料消耗高等问题,为确定下一步工程技改方向,本文开展系统的烧结杯试验以揭示高配比磁铁精粉的烧结特性,探究精矿预润湿、生石灰用量、磁铁精粉配比、碱度、料层高度等因素对烧结性能及成品矿冶金性能的影响规律。结果表明:采用精矿预润湿技术和配加适量生石灰对于协同强化高配比铁精矿制粒具有促进作用,在相同制粒水分条件下,将混合铁精矿初始水分3.0%预润湿至7.8%,同时配加5.5%生石灰,制粒所得混合料的透气性指数(JPU)由14.1大幅提高到41.7;在混合料透气性得到保证的前提下,进一步提高碱度和料层厚度能显著改善烧结矿产、质量指标,且烧结矿各冶金性能指标均能满足高炉冶炼要求。本文研究成果将为现场技术改造和生产提供重要的理论依据和技术指导。

带式焙烧机工艺高硅镁质熔剂性球团制备特性

本文以高品位磁铁精矿(O矿)、高镁磁铁精矿(K矿)和高硅赤铁矿粉(Y矿)为原料,根据某钢厂现场原料配比40%O矿+20%K矿+40%Y矿,在实验室开展模拟带式焙烧机工艺的高硅镁质熔剂性球团制备特性研究,揭示了二元碱度(CaO/SiO 2为0.5~0.9)对球团焙烧特性、成品球团冶金性能(还原度RI、还原膨胀指数RSI和动态法低温还原粉化指数LTD+3.15 mm)和矿相学特征的影响规律。结果表明:提高球团碱度有利于改善球团焙烧和冶金性能,在0.5~0.9的碱度范围内,球团的还原度≥65.38%、还原膨胀指数15%、动态低温还原粉化性能优良(≥98.88%)。矿相分析结果表明,所制备高硅镁质熔剂性球团的固结形式主要为Fe 2O 3再结晶,提高碱度利于形成更多液相从而促进固结,降低球团孔隙率,从而生产出性能良好的成品球团。本研究将为工业生产实践提供有力支撑和重要借鉴。

钙钛矿太阳能电池的研究进展

钙钛矿太阳能电池由纳米晶致密层、钙钛矿型光活性层CH3NH3Pb X3(X=Cl、Br、I)、空穴传输层及对电极组成。其中光活性层吸光材料的种类及其成膜技术、空穴传输层材料类型及结构设计是影响钙钛矿太阳能电池光电性能的重要因素。本文结合钙钛矿太阳能电池近年来的最新研究进展,对影响器件光电性能的关键因素:光吸收层、空穴传输层、工艺参数以及结构设计等进行综述,同时展望了钙钛矿太阳能电池未来的发展趋势。

SiC烧结的研究进展

回顾了 50年来SiC烧结领域研究所取得的成果 ,在这些成果的基础上 ,探讨了SiC固相烧结及液相烧结的烧结机理 ,并对不同烧结条件下 ,SiC烧结体的微观结构及物理化学性能进行了比较。在回顾和总结过去成果的基础上 ,结合研究现状 。

纳米散射中心对P型Si_(80)Ge_(20)合金热电性能的影响

理论模型表明,通过向SiGe合金中掺杂惰性纳米相-声子散射中心可以减小材料的热导率进而可以达到提高材料热电优值的目的。为了验证该结论的正确性,通过超声分散的方式将纳米相的C60及BN散射中心加入到P型Si80Ge20合金中,后采用热等静压的方式制备了P型Si80Ge20热电合金块体材料。实验结果表明,通过掺杂惰性纳米相-声子散射中心可以显著地降低材料的热导率而对材料的电导率及See-beck系数影响不大,其最终结果可以达到提高材料的热电优值的目的,但提高的幅度较传输模型预测的小。

钢渣蒸汽加压稳定化预处理技术的研究

钢渣的安定性不良,成为其资源化开发利用的难点,若不进行有效处理,钢渣难以像矿渣、粉煤灰一样大容量价值利用。而经过蒸汽加压设备处理后的钢渣,游离氧化钙含量明显降低,通过压蒸釜对钢渣混凝土砌块进行安定性检验,证明经过稳定化处理后的钢渣安定性得到了提高。

燃烧合成大尺寸Si_3N_4陶瓷的研究

研究了大尺寸Ｓｉ粉坯在高压氮气中的燃烧行为，通过调整工艺参数，获得了完全氮化的Ｓｉ３Ｎ４陶瓷多孔坯体。研究表明，“后燃烧氮化”是大尺寸试样中部得以氮化完全的主要原因，并提出了燃烧合成Ｓｉ３Ｎ４的燃烧波区结构模型。

配位沉淀体系中氯化锑水解分离的理论模拟及实验研究（英文）

研究了Sb^(3+)-OH^--Cl^-体系中配位溶解-沉淀平衡的理论模拟和实验验证,包括Sb OCl、Sb_4O_5Cl_2和Sb_2O_3的水解沉淀过程。对不同配体浓度、不同p H值条件下的锑离子平衡浓度进行理论计算及实验验证,同时分别从溶解平衡和物质转变吉布斯自由能的角度对沉淀产物进行理论分析,并开展验证实验。结果表明,实际锑离子平衡浓度大于理论计算的浓度,其中理论计算的锑离子最小平衡浓度在p H值4.6时为10^(-10.92)mol/L,而实验验证结果表明在p H值5.1时最小平衡浓度为10^(-3.8)mol/L。在一定p H值条件下可以得到不同沉淀产物,无论是在理论计算或是验证实验中均不存在Sb OCl,验证实验中得到了产物Sb_8O_(11)Cl_2·H_2O。

大掺量钢渣微粉胶凝材料的研究

分析了宝钢转炉钢渣微粉的物理和化学性能,表明钢渣微粉具有一定的潜在活性,可以用于制备胶凝材料。尝试了大掺量钢渣微粉胶凝材料的配合比试验,发现通过加入激发剂激发钢渣微粉的潜在活性,最高可使钢渣粉胶凝材料的抗压强度达到42.5 MPa以上,且安定性合格,可以用作混凝土的胶凝材料。

盐酸氧化酸浸亚硫酸钠浸出法处理银精矿氧化焙砂的研究

湿法炼锌过程中产出的铅银渣经硫化浮选得到的银精矿 ,通过氧化焙烧产出含银达± 1 .0 %的富银焙砂。研究了采用盐酸氧化酸浸预处理该富银焙砂以分离锌、铜等 ,同时使银转化为氯化银 ,再用亚硫酸钠碱性络合浸出转化渣回收银的工艺。考查了盐酸氧化酸浸过程中银的分散情况 ,结果表明 ,该过程中银的浸出率平均为 2 .7% ;采用了单因素条件试验研究方法 ,在试验的最佳条件下 ,富银焙砂经盐酸氧化酸浸后亚硫酸钠络合浸银 ,银的浸出率达 90 %以上 ,浸银液未经净化 ,直接用水合肼还原可得含量为 96 %以上的银粉。

宝钢钢渣混凝土材料资源化应用技术研究

近年来,宝钢以节能环保型钢渣混凝土材料开发应用及其循环经济为目标,相继开发了钢渣粉混凝土、钢渣透水混凝土、钢渣配重混凝土等新颖建筑材料并在工程中获得应用。钢渣资源利用也经历了"变废为宝"的发展过程,实践中创造性地丰富和发展了资源与环保的工业技术,探索了宝钢钢渣循环经济发展模式。

钢渣应用于酸性轻中度重金属污染土壤治理研究进展

改良剂原位治理已成为酸性重金属污染土壤治理最主要的手段,其中选择经济有效的药剂成为该技术的关键。本研究系统阐述了国内外主要采用的药剂,基于钢渣的理化性质,系统地分析了钢渣中的成分对土壤pH值、重金属活性和土壤养分的作用,指出了钢渣应用于酸性轻中度重金属污染土壤治理的潜力,以期为其实际应用提供参考依据。