李小斌
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余顺文
,
董文波
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陈永坤
,
齐天贵
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周秋生
,
刘桂华
,
彭志宏
中国有色金属学报
研究不同拜耳法溶出条件下锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响，并研究不同条件下经水热处理的锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响。结果表明：随着温度的升高、时间的延长和苛性碱浓度的增加，锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响逐渐减小甚至消失；经水热处理的锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响与水热处理的条件密切相关，温度越高、时间越长、铝酸钠溶液苛性碱浓度越高，其对氧化铝溶出性能的影响越小。经水热处理的锐钛矿的溶解性能实验和 XRD 分析结果表明：不同条件下经水热处理的锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响存在显著差别的根源在于其溶解性能和结晶度存在差别。随着水热处理锐钛矿条件的不断强化，钛酸钠的结晶度逐渐提高，其在铝酸钠溶液中溶解形成钛酸根离子的浓度逐渐降低，对氧化铝溶出性能的影响也逐渐减小，甚至完全消失。
关键词:
钛矿物
,
氧化铝
,
溶出性能
,
溶解性能
赵东峰
,
田侣
,
丁瑞锋
,
刘桂华
,
周秋生
,
李小斌
,
彭志宏
中国有色金属学报
通过计算反应Gibbs自由能和平衡溶解度对铬酸钠碱性液添加石灰除钒过程进行理论分析,结合红外光谱研究了含钒溶液的结构变化,研究添加石灰除钒时各因素的影响规律.结果表明:在298～373 K的范围内,体系中各离子与氧化钙生成相应钙盐的反应自由能绝对值由大到小的顺序为VO3-、CO32-、SO42-、VO43-、CrO42-;同时,各钙盐间可能存在相互转化,溶液中CO32-能分解CaCrO4和Ca3(VO4)2等钙盐,VO43-能分解CaCrO4.除钒过程中除生成Ca3(VO4)2和Ca2V2O7外,还能生成CaCO3、CaCrO4、CaSO4·nH2O等化合物,这是由于石灰加入量过多所致.溶液结构分析结果表明:随着pH值从13降到9左右,钒酸根由VO43-转化成VO43-和V2O74-共存的结构.除钒实验结果表明:提高溶液pH值、增大n(CaO )/n(V2O5)或加入高活性石灰乳均可提高除钒率,而溶液中CO32-的存在明显降低除钒率；加入理论用量3倍的石灰,溶液pH值降全10左右时,除钒率可达到85％,相对于工业除钒过程钒渣量减少88％左右.
关键词:
铬酸钠溶液
,
石灰
,
除钒
,
Gibbs自由能
,
平衡溶解度
刘桂华
,
刘鹏
,
周秋生
,
齐天贵
,
吴海文
,
彭志宏
,
李小斌
中国有色金属学报
通过测定接触角、X射线衍射谱和元素含量，研究预热套管结疤组成和表面性质间的关系。结果表明：随着预热温度升高，结疤相中碱(Na2O)、二氧化硅、氧化铝和磷含量随之升高，氧化镁、二氧化钛、灼减量逐渐减少，氧化钙含量变化不明显；钛酸钙量减少，钠硅渣、水化石榴石量增多，且水化石榴石中二氧化硅系数增大，结疤的硬度增强；由于钠硅渣、水化石榴石、赤铁矿比钛酸钙的亲水性强，随着温度的升高，套管结疤的亲水性增强，疏水性减弱，因而，高温下更有利于生成更致密、难清理的结疤。加入有机添加剂，可以改变渣相的表面性质，为防止结疤提供新途径。
关键词:
结疤
,
预热套管
,
表面性质
,
钠硅渣
,
钛酸钙
,
水化石榴石
,
有机添加剂
李小斌
,
李重洋
,
齐天贵
,
周秋生
,
刘桂华
,
彭志宏
中国有色金属学报
在对黄铁矿与铝酸钠溶液反应热力学分析的基础上,利用接触角、X 射线衍射、红外光谱和 SEM-EDS等分析手段研究溶出温度和铝酸钠溶液组成对黄铁矿反应行为的影响,并探讨黄铁矿的分解过程.结果表明,黄铁矿的反应速度随溶液温度及游离碱浓度的升高而加快,最终产物主要为 Fe2O3、S2?和 SO42?;拜耳法溶出条件下,反应1 h黄铁矿中硫溶出率高达90%;反应初始阶段黄铁矿表面的Fe2+优先与溶液中的OH?结合生成铁羟基化合物从表面脱落,导致富硫层的形成,随着反应的进行,硫最终以S2?和SO42?形式进入溶液.
关键词:
黄铁矿
,
铝酸钠
,
拜耳法
,
反应行为
,
机理
,
溶出
覃东棉
,
刘桂华
,
李小斌
,
彭志宏
,
周秋生
材料导报
基于两种发展趋势综述了Debye-Hückel理论及其相关的理论研究进展.其一是在Debye-Hückel理论基础上添加新参数而引出的如Guggenheim、Bromley等修正模型,或者是考虑了电解质溶液溶剂化和离子缔合等影响而构成的如Stokes-Roberson理论和Bejumm理论等,这些理论(或模型)均只考虑粒子间长程相互作用;其二是考虑了粒子间短程相互作用,并与传统的长程相互作用加和形成如Pitzer、NRTL、CDH和三参数模型等.同时,简要概述了上述理论(或模型)在活度系数、相平衡等方面的应用.
关键词:
Debye-Hückel理论
,
活度系数
,
Pitzer模型
,
NRTL模型
李小斌
,
赵东峰
,
章宣
,
刘桂华
,
彭志宏
,
周秋生
中国有色金属学报
测定甘油、苯及二碘甲烷与氧化铝生产中赤泥主要物相之间的接触角,采用Owens二液法估算各物相的表面自由能,分析了赤泥主要物相的表面性质与其沉降性能之间的关系,并讨论针铁矿在高压处理后沉降性能变差的原因.结果表明:甘油-苯和甘油-二碘甲烷测定数据估算的溶剂化趋势按水化石榴石、硅酸二钙、水合铝硅酸钠、钛酸钙、针铁矿、赤铁矿、石灰石的顺序递减,而其沉降性能与之相反,即溶剂化趋势越小,沉降性能越好.赤泥主要物相中,针铁矿高压处理后转变为赤铁矿,固相粒径变小,溶剂化趋势增加,从而导致其沉降性能恶化.
关键词:
赤泥
,
表面自由能
,
Owens二液法
,
沉降性能
,
针铁矿
周秋生
,
齐天贵
,
彭志宏
,
刘桂华
,
李小斌
中国有色金属学报
通过对Fe2O3与碳酸钠、氧化钙以及硅酸钙反应的热力学分析,明确Fe2O3在铝土矿炉料烧结过程中的热力学反应规律.热力学计算、分析结果表明:Fe2O3在正常烧结温度范围内能与Na2CO3或CaO发生反应,但更易与CaO反应形成2CaO·Fe2O3或CaO·Fe2O3,Fe2O3和Na2O·Fe2O3能使2CaO·SiO2和3CaO·2SiO2转变为CaO·SiO2,CaO·SiO2进一步与Na2O·Al2O3或Na2O·Fe2O3反应生成不溶的三元化合物而造成烧结法生产氧化铝过程中Na2O和Al2O3的损失.4CaO·Al2O3·Fe2O3不能由铁酸钙和铝酸钠相互反应产生,而可能是CaO、Al2O3和Fe2O3三者直接反应的产物,且在烧结条件下Na2O·Fe2O3可分解4CaO·Al2O3·Fe2O3.
关键词:
铝土矿
,
熟料
,
烧结
,
Fe2O3
,
热力学
李小斌
,
孔莲莲
,
齐天贵
,
周秋生
,
彭志宏
,
刘桂华
中国有色金属学报
为了查明铝针铁矿含量高的红土型铝土矿拜耳法溶出过程中氧化铝溶出率低的原因,研究针铁矿在溶出过程中的转化规律及其对氧化铝溶出率的影响.结果表明:在溶出温度为110~240℃时,该类型铝土矿中的铝针铁矿基本不发生转化,其中的氧化铝难以溶出;提高溶出温度到260℃或在240℃左右溶出时,添加干矿石量3%的石灰可促使铝针铁矿转化为赤铁矿,且氧化铝的溶出率随着针铁矿转化程度的增加而提高.加入非钙质添加剂也可以促使铝针铁矿在溶出过程发生结构转变,且氧化铝几乎完全参与反应,从而说明此类铝土矿中铝针铁矿在溶出过程中难以转变是红土型铝土矿中氧化铝溶出率低的重要原因.
关键词:
三水铝石矿
,
高铁
,
溶出
,
铝针铁矿
刘桂华
,
刘云峰
,
李小斌
,
彭志宏
,
周秋生
,
徐华军
中国有色金属学报
拜耳法生产氧化铝的过程中,碱耗的主要原因是因为有钠硅渣的生成,碱耗可以用赤泥钠硅比(N/S)表征.通过对钠硅渣和水化石榴石反应行为的热力学分析,发现高饱和系数(x＞1)的水化石榴石不易被苛性碱分解,低饱和系数的水化石榴石易被分解而转化为钠硅渣,且钠硅渣也可以转化为水化石榴石,而在Na2CO3溶液中,任何形式的水化石榴石均能被分解生成钠硅渣.实验研究结果表明,不同矿区的铝土矿对赤泥N/S影响不明显,母液中Na2CO3浓度升高、石灰加入量降低、母液中碱浓度降低均会导致赤泥N/S升高,引起碱耗增大.因此,降低母液中Na2CO3浓度、提高石灰添加量将明显有利于赤泥N/S的降低.
关键词:
钠硅渣
,
水化石榴石
,
碱耗
,
N/S
,
碳酸钠
