王兆文
,
高炳亮
,
石忠宁
,
胡宪伟
,
于亚鑫
,
陈广华
,
王超
,
陶文举
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2010.z1.003
提出了利用熔盐换热系统回收利用铝电解余热的技术观点,并提出铝电解槽余热回收与氧化铝生产管道化熔出利用余热相结合的熔盐介质循环体系.系统地研究了换热系统与电解槽结构结合的问题,电解槽温度场优化的问题,换热介质的物理化学性质等问题.完成了2000A新型可换热铝电解槽的研制和试验工作,试验结果表明该电解槽可以平稳的运行,并可成功回收侧部散热量的80%,在回收热量的同时,还可以通过换热系统的运行,来人为控制电解槽的侧部结壳厚度,实现铝电解槽炉帮的可控制.
关键词:
胡宪伟
,
王兆文
,
路贵民
,
石忠宁
,
曹晓舟
,
崔建忠
,
赵兴亮
中国有色金属学报
通过分析所得的交流阻抗谱,探讨了采用交流阻抗技术使用连续变化电导池常数法测定溶液和熔盐电导率的合理实验条件.通过对交流阻抗等效电路进行分析,认为实验电路的交流阻抗过程是电化学极化与浓差极化共同控制的过程,对于溶液来说,扩散体现出Warburg扩散特性,而熔盐的扩散体现出Gerischer特性.采用边连续变化电导池常数公式进行电导率计算时,对应的电路电阻最好选择对所得的Nyquist图拟合分析所得的溶液/熔盐与电极及导线电阻之和.如果考虑拟合误差,也可以采用读取高频率时电路电阻的方法来进行计算.
关键词:
连续变化电导池常数法
,
电导率
,
等效电路
曹大力
,
邱竹贤
,
王吉坤
,
石忠宁
,
阚红敏
,
班允刚
,
王兆文
材料导报
报道了锂盐在铝电解中的作用.阐述了其提高熔体的电导率,降低电解质的熔点,减少铝的溶解损失,减小极化电压,降低电解质的蒸气压及延长阴极寿命等优点.提出锂盐与其它添加剂的有机结合,可获得更大经济效益和社会效益的构想.
关键词:
铝电解
,
锂盐(LiF/Li2CO3)
,
添加剂
石忠宁
,
谢开钰
,
关苹苹
,
刘爱民
,
胡宪伟
,
高炳亮
,
王兆文
稀有金属
以月球资源原位利用为目的,研究了在冰晶石熔盐介质中铝热还原钛铁矿制备铝钛铁合金.热力学计算表明,在960℃,铝热还原钛铁矿的相关反应在热力学上可以自发进行.在组成(质量分数,下同)为47.14％NaF-42.86％AlF3-10％FeTiO3的960℃冰晶石介质中进行铝热还原,研究还原剂用量和还原时间对合金产物的影响.还原产物用XRF、XRD、SEM和EDS进行分析.结果表明,合金产物中有Al、Ti、Fe和少量Si,产物的主要物相是Al3Ti.随着铝用量的增加,合金产物中Ti的含量逐渐减少,而Fe的含量逐渐增加;随着反应时间的延长,产物中Al3Ti的含量增加.在冰晶石熔盐体系中进行铝热还原2h、还原剂用量为理论用量3倍时,铝中钛含量最高可达18.82％.低还原剂用量和较长还原时间在冰晶石熔盐介质中还原钛铁矿,可实现Ti/Fe分离;还原反应为原子态的铝还原溶解为离子态的Ti4+得到Al-Ti合金.
关键词:
铝热还原
,
冰晶石熔盐
,
钛铁矿
,
月球资源原位利用
张世镖
,
高炳亮
,
王兆文
,
石忠宁
,
胡宪伟
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.09.007
研究了一种以单水氢氧化锂为原料制备高纯度氧化锂的新型真空热分解工艺.考察了坩埚材质对真空加热单水氢氧化锂制备氧化锂的影响及其反应机制,并探索了制备氧化锂的最佳条件.实验结果表明,坩埚材质对真空加热单水氢氧化锂的产物有显著影响,在锂化刚玉坩埚中能够获得高纯度的氧化锂;在石墨坩埚和镍坩埚中分别得到中间产物碳酸锂和无水氢氧化锂,延长950℃保温时间能得到纯度较低的氧化锂;在铁坩埚中不能得到氧化锂.提高温度及延长高温保温时间都能一定程度上提高锂化刚玉坩埚中产物氧化锂的纯度.采用新的真空热分解工艺在锂化刚玉坩埚中得到纯度高于98.9％的氧化锂.与传统氧化锂的制备方法相比,此新型真空热分解工艺采用的原料易取好保存,简化了氧化锂的制备流程,降低了生产成本,且操作简便.这对工业上低成本大量生产氧化锂具有重要意义.
关键词:
氧化锂
,
单水氢氧化锂
,
真空热分解
,
制备
吕烨
,
耿树江
,
孔晔
,
石忠宁
材料与冶金学报
铁素体不锈钢的热膨胀系数与固体氧化物燃料电池(SOFC)的组元相近,成本低廉,具有良好的抗氧化性,已被广泛用作SOFC电池堆的金属连接体材料.但是表面Cr2O3膜的挥发会导致SOFC阴极Cr中毒,缩短SOFC的服役寿命.为解决这一问题,本文利用电镀的方法在铁素体不锈钢(SUS 430)连接体表面沉积Cu-Mn3O4复合涂层,研究了复合电镀Cu-Mn3O4涂层的电镀工艺,结果表明:复合电镀的适宜工艺参数为:溶液pH值为3,阴极电流密度为2.12 A/dn2,镀液温度为35℃,溶液中Mn3O4粉末添加量为20 g/L.并研究了涂覆不锈钢在800 qC空气中的氧化行为及氧化膜的导电性能.涂覆Cu-Mn3O4不锈钢氧化后表面生成CuO、(Mn,Cu)3O4和(Fe,Cu)3O4尖晶石氧化物,表面氧化物的导电性良好,并能有效阻止Cr向外迁移和扩散.
关键词:
铁素体不锈钢
,
固体氧化物燃料电池连接体
,
复合电镀
,
高温氧化
任必军
,
石忠宁
,
班允刚
,
王兆文
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2006.04.006
对我国伊川电解铝厂300 kA大型预焙槽进行大修时,采用了不同石墨质的碳阴极、振动成型TiB2涂层阴极和刷涂TiB2涂层阴极等新材料,通过研究电解槽启动后一段时间内不同阴极材料的炉底电压降、电阻随时间的变化关系和铝液中Ti含量的变化规律等,寻找综合性能较佳的阴极材料,使其可达到降低炉底压降,形成完好的炉帮,从而有效地提高槽寿命的目的.研究发现TiB2质量分数为30%的振动成型阴极碳块的阴极电压降和铝中Ti的质量分数均较低,分别为261mV和0.002 5%;认为采用全石墨化阴极和振动成型硼化钛涂层阴极可以节省电能降耗.
关键词:
铝电解槽
,
阴极
,
TiB2涂层
,
新材料
曹大力
,
王吉坤
,
邱竹贤
,
石忠宁
,
王兆文
,
郭思辰
钛工业进展
doi:10.3969/j.issn.1009-9964.2008.04.003
本文介绍了热还原法制备金属钛的工艺,包括Kroll法、镁还原低价卤化物、PRP法及Hunter法及电解法,包括电解TiCl4法、FFC剑桥工艺、EMR/MSE等,分析了各种方法的机理及特点.并且认为以TiCl4为原料制备钛工艺降低成本的空间很小;如能生产出低成本的TiCl2,钛成本高的问题将很快得以解决;从熔盐中直接电解TiO2制备金属钛,是低成本金属钛制备新工艺的发展方向.
关键词:
金属钛
,
热还原
,
电解
,
TiCl4
,
TiCl2
,
TiO2
石忠宁
,
徐君莉
,
邱竹贤
,
舒芳霞
中国有色金属学报
对Ni-Fe-Cu合金的抗氧化和耐熔盐腐蚀性能进行了研究.结果显示, 该合金的氧化动力学曲线符合抛物线规则.静态电解质中的溶解腐蚀速率随温度的增高和NaF与AlF3的摩尔分子比的降低而增大.在不同电解条件下, 组成为NaF-AlF3-NaCl-CaF2-Al2O3的电解质体系中电解时, 该阳极周围产生大量气泡, 槽电压在3.6～4.2之间波动, 阳极的电解极化腐蚀速率随电解质中氧化铝浓度的增高、温度的降低而减小, 产品铝的纯度达到97%～98%.
关键词:
惰性金属阳极
,
Ni-Fe-Cu合金
,
低温铝电解
,
氧化
,
熔盐冰晶石腐蚀
