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铁酸锌选择性还原的反应机理

侯栋科 , 彭兵 , 柴立元 , 彭宁 , 闫缓

中国有色金属学报

通过TG、物相分析、XPS、XRD、SEM-EDS等手段研究铁酸锌选择性还原反应机理,考察铁酸锌质量损失和分解特征、物相转变过程和产物层形貌变化以及Zn 2+与Fe2+的离子迁移行为。结果表明:反应表现为失氧过程,还原产生的Fe2+使铁酸锌分解产生ZnO,ZnO含量与Fe2+含量线性相关。Fe2+向铁酸锌内部迁移替代Zn2+, Zn2+则向外部迁移并富集于表面,促使ZnO在表面形成。铁酸锌逐步向磁铁矿转变,Fe2+的嵌入和锌的迁出使铁酸锌晶胞参数先增大后减小,还原产物为ZnO和含锌的磁铁矿。颗粒产物层中的还原产物相互夹杂,并包裹着未反应的铁酸锌。

关键词: 铁酸锌 , 选择性还原 , 相变过程 , 离子迁移

EDTA连续滴定法分析铁酸锌中锌和铁

张燕娟 , 黎铉海 , 李华生 , 潘柳萍

冶金分析 doi:10.3969/j.issn.1000-7571.2010.03.011

研究了用硫酸和硝酸溶解样品,防止铁的挥发损失.利用酸效应,在pH 2的氯乙酸-醋酸氨和pH 5~6的乙酸-乙酸钠介质中,分别以磺基水杨酸和二甲酚橙作指示剂,用EDTA标准溶液连续滴定分析样品中铁、锌含量,建立了准确测定铁酸锌中铁、锌含量及铁锌物质的量之比(铁锌比)的方法.对溶样试剂和缓冲溶液的选择、溶液酸度的初调作了讨论分析.本方法用于测定铁酸锌中铁、锌含量及铁锌比的相对标准偏差分别为0.04%、0.21%和0.23%,铁和锌的回收率分别在99.8%~100.3%之间和99.1%~100.3%之间.

关键词: EDTA连续滴定法 , 酸效应 , 铁酸锌 , ,

ZnFe2O4的制备及其酸溶特性

徐明 , 杨金林 , 马少健

有色金属工程 doi:10.3969/j.issn.2095-1744.2017.03.001

对分析纯的ZnO和Fe2O3粉末进行超声波分散及高能球磨预处理后恒温焙烧制备ZnFe2O4材料.通过粒级筛分、X射线衍射(XRD)分析、扫描电子显微镜(SEM)分析等手段对产品粒度、结晶状况和微观形貌进行表征.利用插值法和响应曲面法处理硫酸浸出试验数据,研究初始酸浓度和浸出温度对铁酸锌酸溶特性的单因素影响及交互作用影响.结果表明,700 ℃时即可制得纯ZnFe2O4,且温度升高有利于结晶、扩散,晶粒固溶范围扩大;温度的升高和酸度的增加都会促使铁酸锌溶解,酸度越高,铁酸锌随温度的升高其溶解速率越快.

关键词: 铁酸锌 , 制备 , 机械活化 , 酸溶特性

CO还原焙烧铁酸锌的选择性分解行为

韩俊伟 , 刘维 , 覃文庆 , 蔡鑫 , 罗虹霖 , 王大伟

中国有色金属学报

为了将锌焙砂中铁酸锌选择性地分解为ZnO和Fe3O4,研究在CO还原焙烧过程中铁酸锌的分解行为.采用HSC和Factsage软件计算铁酸锌在CO还原气氛下分解的热力学基础,再通过回转窑焙烧试验考察还原焙烧条件对铁酸锌分解行为的影响.结果表明:在适宜的温度和气氛下锌焙砂中的铁酸锌能选择性转化为ZnO和Fe3O4,CO浓度、p(CO)/p(CO+CO2)值、焙烧温度和时间是影响铁酸锌分解的主要因素,提高焙烧温度、延长时间、增加CO浓度和分压有利于铁酸锌的分解,也会促进FeO的生成;在最佳条件下,铁酸锌的分解率近70%,且过还原不严重.经XRD和SEM/EDS分析,产物主要以ZnO、Fe3O4、ZnS和Zn2SiO4为主,且颗粒粒度较小、疏松多孔及互相包裹严重.

关键词: 铁酸锌 , 锌焙砂 , 锌浸渣 , 还原焙烧 , 分解行为

高铁锌焙砂还原焙烧-碱浸工艺

彭兵 , 林冬红 , 刘恢 , 彭宁 , 陈栋 , 李燕春 , 袁莹珍

中国有色金属学报

利用还原焙烧-碱性浸出工艺处理高铁锌焙砂以解决现有炼锌工艺锌铁分离的难题,通过还原焙烧将高铁锌焙砂中铁酸锌分解为氧化锌和铁氧化物,氧化锌在碱性体系被选择性浸出,铁氧化物赋存于浸出渣中实现锌铁分离.以锌、铁浸出率为评价指标,考察还原焙烧及碱性浸出条件对锌铁分离效果的影响,并对焙烧产物及浸出渣进行XRD、SEM-EDS分析.结果表明:最佳还原焙烧条件如下,焙烧时间45 min,焙烧温度800℃,CO浓度4%(体积分数);最佳浸出条件如下,NaOH浓度240 g/L,液固比12:1,浸出温度80℃,浸出时间60 min.在最佳条件下总锌浸出率约为90%,总铁浸出率约为0.25%,SEM分析显示:浸出渣中锌铁氧化物镶嵌现象严重,这是锌浸出率不能进一步提高的原因.

关键词: 铁酸锌 , 高铁锌焙砂 , 还原焙烧 , 碱性浸出

ZnFe2O4锂离子电池负极材料的制备及电化学性能研究

廖丽霞 , 王明 , 方涛 , 尹鸽平 , 周晓光 , 娄帅锋

无机材料学报 doi:10.15541/jim20150272

以ZnCl2和FeCl3.6H2O为原料,通过溶剂热法制备了尖晶石型ZnFe2O4材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和恒流充放电测试技术对材料的结构、形貌及电化学性能进行了表征.结果表明,合成的材料为纳微多孔结构,其颗粒粒径约为250 nm,以50 mA/g的电流密度充放电时,可逆比容量为933.1 mAh/g,经过100次循环后,比容量为813.5 mAh/g,比容量保持率高达87.2%,表现出优异的循环稳定性能.当电流密度增大到400 mA/g时,其比容量约为355 mAh/g,表现出较高的倍率性能.采用该法制备得到的纳米ZnFe2O4具有比容量高、循环稳定好等优点,是一种具有较强应用前景的锂离子电池负极材料.

关键词: 铁酸锌 , 锂离子电池 , 纳米材料

铁酸锌在特性材料方面的研究与展望

徐明 , 杨金林 , 马少健 , 肖汉新

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.01.013

铁酸锌具有尖晶石型微观晶体结构特点,化学键牢固,原子堆积紧密,在锌冶金工业中用物理和化学方法均难以处理.铁酸锌的这种特殊结构使得其具有许多优良的性能如气敏特性、光催化活性、化学稳定性及铁磁特性.对近几年来国内外对铁酸锌在材料特性、用途、实验室制备方法等方面的研究状况进行综述,对其在不破坏晶体结构的条件下从工业废渣中分离以达到工业化生产的可行性进行探究,拟定解决关键科学问题的实验探究方向.

关键词: 铁酸锌 , 材料特性 , 废渣分离

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