Fe2O3催化无烟煤燃烧燃点降低机理的实验研究

TG-DTG and DTA determination indicated that ignition temperature of anthracite was lowered from 458℃ to 405℃ by addition of 10% catalyst Fe2O3.Based on the nature of anthracite ignition temperature,pyrolysis conversion and pyrolysis gas composition during the catalytic combustion were examined.The results showed that with Fe2O3 addition anthracite pyrolysis conversion was 3.0% at 405℃ and components with higher heating value increased in the pyrolysis gas.However,without Fe2O3 addition pyrolysis conversion was 1.8% at ignition temperature.It could be concluded that the heat from the homogeneous combustion of catalytic combustion was higher than that of non-catalytic combustion.TG-DTG indicated combustion conversion of 10 % at ignition.SEM images of chars indicated rough surface of char with plenty of small pores.BET of char from catalytic combustion was 170 m2·g-1 while BET of char from non-catalytic combustion was only 128 m2·g-1,which could be the main reason for lowering ignition temperature.The results from oxygen adsorption experiment showed increased oxygen content of coal with catalyst addition,which caused faster oxygen adsorption at a lower temperature and shortened the time to get required oxygen concentration and heat accumulation for ignition,thus the ignition temperature was lowered.

应用二氧化钛纳米流体提高冷却壁换热能力的实验研究

着重研究了纳米流体在的小型冷却壁内流动时强化换热能力，分别测试了不同浓度的纳米流体在热交换装置内Nu准数，以及纳米流体随着Re数的变化情况，结果显示加入纳米颗粒后，流体的换热系数得到了明显的提高，且纳米流体的强化对流换热系数随着颗粒浓度的增加以及在管内流动的Re数增加而增加。

稀有金属钪的资源循环提取技术途径探讨

综合论述了国内外复杂含钪资源的提钪冶金工艺。详细介绍了从复杂低品位矿如钪钇石、稀土矿物、铀矿和镍矿中提钪的工艺以及从冶炼残渣如赤泥、含钛烟尘、钨矿渣和合金渣中提钪的工艺,分析评价了各工艺的效果及存在问题,提出了将钪作为辅助提取元素与主资源加工工艺相结合,包括矿物预处理、浸出、溶剂提取、沉淀和煅烧的提钪冶金工艺得到最广泛应用,并对未来提钪工艺进行了展望,认为实现选择性浸出和寻找高效的萃取剂,是今后提钪工艺得以突破的关键。

转底炉珠铁工艺处理硼铁精矿初探

针对现有硼铁精矿硼铁分离工艺所存在的的弊端,提出采用转底炉珠铁工艺处理硼铁精矿,并通过热力学分析和实验室试验进行了验证。实验室试验表明:对于辽宁凤城Fe和B2O3含量分别为47.20%和6.90%的硼铁精矿,以莱芜钢铁公司所用无烟煤为还原剂、QT-10为造球粘结剂,用高温硅钼炉模拟转底炉,当硼铁精矿和煤粉的配合比分别为83.3%和16.7%、粘结剂配入量为精矿和煤粉总质量的2%、混合料的水分为7%时,含碳球团经1 400℃焙烧15 min,可很好地实现渣铁分离,所得含硼珠铁和高活性富硼渣分别可作为钢铁冶金和硼化工工业的优质原料。

溶液电位及堆结构影响次生硫化铜矿生物堆浸的动力学

基于堆中溶液Fe3+与Fe2+的浓度比、颗粒空隙度、颗粒半径与各化学反应组分对次生硫化铜矿生物堆浸的影响,建立堆浸过程硫化矿细菌氧化反应速率动力学模型。计算与实验结果表明:模型仿真结果与实际结果较符合;堆浸过程次生硫化铜矿(辉铜矿)的氧化分为2个阶段,其中,辉铜矿反应步骤Ⅰ受溶液Fe3+浓度控制,随着Fe3+浓度增加,反应速率加快;反应步骤Ⅱ较反应步骤Ⅰ慢,为浸出反应的限制性步骤,Fe3+与Fe2+的浓度比是影响该反应步骤的关键因素。由于受扩散的限制,反应物颗粒粒径的增大导致浸出速率下降,但粒径过小时浸出率提高不明显。当喷淋强度由3.47/(m2.h)增加到69.00/(m2.h)时,浸出率逐渐下降,说明喷淋强度过大时,造成空隙间流体与颗粒孔道流体间界面剪切力过大,不利于物质传输与交换;当堆过高时,堆中离子的传输受阻,不利于次生硫化铜矿的浸出。

纳米银的生物制备及应用进展

阐述了银纳米颗粒在催化剂制备、抗菌材料及电子浆料等领域的应用。综述了生物还原法制备纳米银的研究进展,主要包括用于生物吸附及生物还原银离子的微生物材料和生物吸附还原银离子的相关机理。

Fe_2O_3对高变质程度脱灰煤热解反应性与半焦结构的影响

利用热天平研究了共混合法负载Fe2O3高变质程度脱灰煤的热解反应性,结果表明煤粉负载Fe2O3后热解反应性高于无负载的热解反应性。负载Fe2O3煤样在程序升温加热的马弗炉中制备出半焦,利用FTIR、XRD和RAMAN等分析了半焦结构。由TG和FTIR可知,负载Fe2O3煤样热解时,热解转化率增加,热解后自由基增加。由XRD可知,Fe2O3没有使得煤样半焦的002峰衍射角发生明显变化,但使La和Lc参数明显降低,说明半焦的微晶结构石墨化程度降低。另外,在XRD分析谱图中发现部分Fe2O3被还原成FeO。由RAMAN可知,Fe2O3使半焦的G峰峰面积降低,D峰峰面积增加,说明半焦的有机结构有序化程度降低。

热重法研究K2CO3与Fe2O3对煤粉燃烧反应性的影响

利用综合热重分析仪分别研究了K2CO3、Fe2O3对褐煤、烟煤、无烟煤、石墨等不同燃料的催化燃烧反应性的影响。结果表明,催化剂种类、添加量、粒径和燃料的变质程度对催化燃烧具有一定的影响;向无烟煤中加入K2CO3、Fe2O3两种催化剂,无烟煤的燃点由458℃分别降为319℃、405℃,燃烧速率由11.94%/min分别提高到26.40%/min、17.66%/min。K2CO3、Fe2O3对褐煤和烟煤的燃点没有明显的降低作用,但是对无烟煤和石墨燃点有明显的降低作用,且随着煤变质程度的增加,燃点降低幅度增大。由于引起燃点和燃速变化的原因不同,所以加入催化剂后造成燃点和燃速的变化也不同。

MgO-B_2O_3二元系熔渣质量作用浓度计算模型

依据化学中广泛应用的同系线性规律,拟合钙、镁复合化合物标准反应吉布斯自由能之间的线性关系式,然后由3CaO.B2O3和2CaO.B2O3的标准反应吉布斯自由能求得3MgO.B2O3和2MgO.B2O3的标准反应吉布斯自由能,进而基于炉渣结构的共存理论和相图,推导MgO-B2O3二元渣系的热力学计算模型。结果表明:1 460℃时,在浓度为0.45<x(MgO)<0.80的范围内,理论计算的MgO-B2O3渣系的作用浓度N(B2O3)的变化规律与实测活度α(B2O3)是相同的,且拟合较好。

超重力条件下电沉积金属镍的结构与性能

在超重力垂直于电极表面的情况下,研究超重力场对水溶液金属电沉积镍箔的组织结构和性能的影响,利用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)对沉积镍箔的表面形貌和晶体结构进行观察。结果表明:超重力场下的镍箔晶粒细化,表面更平整,当重力系数为354时,表面粗糙度由常重力下的20.9nm降低到4.9nm;并且随着重力系数的增加,沉积镍箔的晶体结构从有择优取向结构转变为无特定的择优取向结构。力学性能测试表明,当重力系数为354时,沉积镍箔的硬度和抗拉强度分别达到HV898和944MPa,比常重力下分别提高了HV604和646MPa。

铁矿粉烧结电除尘灰中氯化钾的赋存形态及其水浸动力学分析(英文)

为分析氯化钾从烧结电除尘灰中水浸出速率及浸出动力学,使用扫描电镜-线扫描分析氯化钾在烧结电除尘灰中的赋存状态及其与其它颗粒之间的赋存关系。实验发现烧结电除尘的平均粒径小于10μm,大多以团聚形式存在;氯化钾和氯化钠颗粒在烧结电除尘中的部分表面与其它粉尘颗粒如铁氧化物、钙镁化合物等有粘附连接。氯化钾在烧结电除尘中的存在形式表明其水浸出过程可视为可溶水的物质的溶解过程。借助于在线电导率测量手段分析烧结电除尘灰的水浸动力学。结果证明该粉尘的水浸过程符合扩散控制的溶解过程模型。浸出平衡在5min之内即可达到,同时氯化钾的浸出率达到 95%以上。

复杂体系中锌铅氯化物饱和蒸气压的测试

为了更好地控制Zn、Pb等重金属在熔融处理过程中的挥发行为,需要确切了解复杂体系中Zn、Pb等重金属化合物的饱和蒸气压和活度等重要的热力学参数。应用气流携带法测定FeO-CaO-SiO2-Al2O3体系中Zn、Pb氯化物的饱和蒸气压,并分析各因素如温度和渣成分等对Zn、Pb氯化物饱和蒸气压的影响。结果表明:在本实验测定温度下,Zn和Pb氯化物的饱和蒸气压均随温度的升高而升高,且蒸气压值的对数与温度的倒数之间呈较好的线性关系;体系中渣成分如碱度和FeO含量均对Zn、Pb氯化物的饱和蒸气压有很大影响;随着碱度降低、FeO含量升高,Zn、Pb氯化物的饱和蒸气压呈增大趋势;但从本研究所获得数据来看,与Pb氯化物相比,温度和渣成分等对Zn氯化物饱和蒸气压的影响更为显著。本研究所获得数据对熔融处理过程中有效控制Zn、Pb等重金属的挥发行为提供了理论依据。

超重力强化氯碱电解反应

将超重力场应用到氯碱电解过程中,采用线性扫描法、计时电流法和交流阻抗法研究了超重力对析氢反应和析氯反应的影响,并进一步考察了氯碱电解槽电压随重力系数的变化规律.结果表明,超重力能够强化析氢反应和析氯反应的进行;相对于常重力条件,气泡更容易从电解液中溢出,溶液电阻随重力系数增加而降低;氯碱电解槽电压也随重力系数的增加而降低,并且电流密度越大,槽电压降低的程度越大.

高温浸矿菌sulfolobus的生长及浸矿性能

系统地研究了耐高温菌sulfolobus的生长特性.sulfolobus在65℃以上能良好地生长,并对亚铁和元素硫均具有较好的氧化作用;在75℃时,sulfolobus氧化Fe2+和元素硫的活性最强,细菌的生长曲线和细菌氧化Fe2+和元素硫的趋势一致.给出了细菌生长过程溶液SO24-和pH的变化趋势;以黄铜矿精矿为培养基对sulfolobus进行了适应性培养,并在75℃下进行了黄铜矿摇瓶浸出研究.结果显示:适应性驯化后的sulfolobus在黄铜矿精矿上生长与浸矿性能良好;当矿浆质量分数在10%以下,浸出150h,Cu浸出率可达90%以上;而矿浆质量分数在15%以上时,浸出350h,浸出率仅80%.同时还研究了浸出体系溶液氧化还原电位Eh和pH随时间的变化规律.

Ca-Fe-Ce系催化剂对无烟煤燃烧的影响

利用热天平研究了Ca-Fe-Ce系催化剂对无烟煤燃烧特性的影响。结果表明,复合催化剂中各个组分之间具有一定的协同作用,其催化效果优于单一催化剂。升温速率、分散程度、燃烧气氛等因素对催化无烟煤燃烧特性具有明显的影响:升温速率越快,催化燃烧时燃点降低得越多;催化效果随着催化剂在煤粉分散程度的增加而增加;氧气浓度越大,催化剂使煤的燃点降低越明显。

生物因素对次生硫化铜矿堆浸过程动力学的影响

假定生物浸出过程细菌的作用是间接作用,以实验室柱浸模拟次生硫化铜矿生物堆浸,基于细菌生长Monod方程及收缩核模型建立细菌生长动力学因子影响硫化矿浸出速率的动力学模型,研究铜浸出速率、溶液总铁、溶液中细菌浓度与时间的关系、细菌产出率和细菌饱和系数对浸出速率影响的动力学规律。动力学研究表明,在浸出早期,氧化浸出速率、溶液中总铁浓度以及溶液中的细菌数量增长较快,而在浸出后期则增长较慢。计算与实际结果表明,细菌最大生长比速率、细菌产出率、细菌饱和常数及溶液中Fe离子的浓度均对硫化矿的氧化浸出速率有明显影响,尤其在浸出早期影响较大。应用动力学模型仿真结果与实际基本符合,可分析生物因素对浸出的影响趋势。

煤质特性对CeO_2催化煤粉燃烧的影响

利用酸洗法和燃烧法分别得到煤中的有机物(脱灰煤粉)和煤灰,研究了煤变质程度、显微组分、煤灰含量等煤质特性对CeO2催化煤粉燃烧的影响。研究发现,变质程度对CeO2催化煤粉燃烧具有明显的影响,变质程度越高的脱灰煤粉燃点降低越多,燃速提高越快。其催化燃烧顺序为褐煤<烟煤<无烟煤。同时研究发现,CeO2对神华烟煤两种主要显微组分的燃烧没有明显的催化作用。煤灰对脱灰煤粉燃烧也有催化作用,对人工煤而言,当煤灰含量低于18%时,煤灰与CeO2具有协同作用。煤灰的质量分数为6%时,煤灰与CeO2的协同作用最强,之后随着煤灰增加协同作用逐渐变弱;当煤灰的质量分数超过18%时,协同作用消失,CeO2的催化作用消失。说明煤灰含量超过18%时,CeO2的催化作用被抑制。

参比DTA法研究煤粉催化燃烧特性

利用综合热重分析仪研究了煤粉催化燃烧特性的新方法,即参比DTA法。利用参比DTA法测出加入K2CO3、Fe2O3、CaCO3和CeO2后无烟煤的燃点分别为319℃、410℃、400℃和405℃,同时在参比DTA曲线上直接看出催化剂降低了煤粉的燃点。利用参比DTA法直接计算出煤粉燃烧释放热量的变化。研究发现,K2CO3、Fe2O3、CaCO3和CeO2使无烟煤燃烧过程中释放的热量分别增加了340.2J/g、352.8J/g、348.6J/g和264.6J/g。以上结果与常规DTA实验结果一致,参比DTA法更加直接地说明了煤粉催化燃烧特性。

铅冶炼烟尘的物性分析及浸出性研究

采用XRF、XRD、激光粒度分析、DTA-TG、FTIR以及SEM-EDS等技术,对某铅冶炼厂烟尘(简称烟尘)进行了物性分析,并采用稀硫酸对烟尘进行了浸出性研究。分析结果表明:烟尘所含主要元素为Pb,Zn,Cd,Cl,S,As;烟尘是氧化物、硫酸盐、硅酸盐、硫化物和砷化物等物质的混合物,主要物相为ZnO,PbO,PbSO4,CdO,CdS;烟尘颗粒大小不一,形状各异,多呈相互黏结或包裹状。实验结果表明:在ρ(硫酸)=120 g/L、浸出时间30 min、液固比(稀硫酸体积(mL)与烟尘质量(g)之比)20∶1、浸出温度60℃的条件下,Pb,Zn,Cd,As,Cl的浸出率分别达到0.16%,98.95%,49.36%,89.12%,99.31%。

超重力场强化铅电沉积的规律与机理

采用循环伏安法(CV)、线性扫描法(LSV)、计时电流法研究了超重力场(超重力系数和作用方向)对铅电沉积过程(包括欠电位沉积、本体沉积和析氢副反应)的影响.结果表明,Pb(NO3)2溶液中,在所有超重力条件下,铅的本体沉积和欠电位沉积均得到一定程度的强化,析氢副反应得到抑制;当超重力作用方向为垂直背向时(VBD),超重力对电沉积过程的强化程度最大;在超重力场中对废水中的铅进行电化学处理后,溶液中的残余Pb2+浓度要远远小于常重力条件下的Pb2+浓度.