【摘 要】
:
随着我国氧化铝工业的蓬勃发展,我国的铝土矿品位不断降低,目前北方铝土矿的平均铝硅比已降至4.5以下,很快将难以采用拜耳法处理。对于这种高硅铝土矿,在使用传统烧结法处理时,需要配入大量的石灰或石灰石,从而造成熟料中氧化铝含量低、赤泥排放量大以及二次反应严重等问题,因此,研究低钙比的熟料烧结配方和工艺尤为重要。本文基于CaO-SiO2二元系,研究了不同钙比硅酸钙的生成与转化过程的热力学行为,阐明了低钙
论文部分内容阅读
随着我国氧化铝工业的蓬勃发展,我国的铝土矿品位不断降低,目前北方铝土矿的平均铝硅比已降至4.5以下,很快将难以采用拜耳法处理。对于这种高硅铝土矿,在使用传统烧结法处理时,需要配入大量的石灰或石灰石,从而造成熟料中氧化铝含量低、赤泥排放量大以及二次反应严重等问题,因此,研究低钙比的熟料烧结配方和工艺尤为重要。本文基于CaO-SiO2二元系,研究了不同钙比硅酸钙的生成与转化过程的热力学行为,阐明了低钙比硅酸钙的形成机制及其在铝酸钠溶液中的稳定性规律。本文得到的主要结论如下:硅酸钙的生成和转化热力学计算结果表明:由氧化物直接生成不同钙比硅酸钙的吉布斯生成自由能均为负值;在不同C/S(CaO与SiO2的摩尔比)时,硅酸钙的热力学稳定顺序不同:C/S=1.0 时,CaO·SiO2>3CaO·2SiO2>2CaO·SiO2>3CaO·SiO2;C/S=1.5时,在小于 1600K 时:3CaO·2SiO2>2CaO.SiO2>CaO·SiO2>3CaO·SiO2,在高于 1600 K时,3CaO·SiO2的热力学稳定性逐渐超过CaO·SiO2,但是最稳定的仍然是3CaO·2SiO2;C/S=2.0 时,2CaO·SiO2>3CaO·2SiO2>CaO·SiO2>3CaO·SiO2;C/S=3.0 时,3CaO.SiO2>2CaO·SiO2>3CaO·2SiO2>CaO·SiO2。硅酸钙转化反应吉布斯自由能均为负值,说明在理论上硅酸钙之间可以相互转化。研究了配钙比、烧结工艺及降温速率对硅酸钙生成的影响及CaO·SiO2的生成转化机制。随着保温时间的延长、温度的提高、降温速率的加快均有利于硅酸钙的生成;随着配钙比的增加,所生成硅酸钙的钙比随之增加,配钙比在1.5~2.0之间时,可以形成以2CaO·SiO2为主的硅酸钙化合物,在配钙比接近1.0时最容易生成CaO·SiO2,在配钙比C/S=1.0时,烧结过程中首先出现的物相是岛状结构的2CaO·SiO2,然后逐渐转化成三元环状的α-CaO·SiO2;CaO·SiO2的生成反应控制步骤为二级化学反应控制,其活化能为 505.17 kJ.mol-1,指前因子 A 为 2.33×1014 s-1,表观速率常数k=2.33 × 1014×exp[-505170/(RT)]。研究了配钙比为1.5时3CaO·2SiO2生成转化过程的物相变化及动力学。配钙比C/S=1.5时物料的非等温烧结过程主要分为前、中、后三个阶段,其中,前期主要是CaO·SiO2和2CaO·SiO2的生成与转化阶段;中期是CaO·SiO2和2CaO·SiO2转化成3CaO·2SiO2的阶段;后期发生的反应是3CaO·2SiO2分解为2CaO·SiO2和CaO·SiO2。3CaO·2SiO2的最高含量一般出现在1460℃左右,在保温1 h,随炉冷却的条件下,3CaO·2SiO2的含量最高可以达到75.9%。3CaO·2SiO2的生成反应控制步骤为二级化学反应控制,其活化能为339.67 kJ·mol-1,指前因子A为1.31×109 s-1,表观速率常数k=1.31 × 109×exp[-339670/(RT)]。研究了硅酸钙化合物在铝酸钠溶液中的稳定性。硅酸钙分解率最高时仅有2.11%,分解的硅酸钙形成的钠硅渣和钙硅渣含量不足4%,大多以游离的SiO2形式存在于铝酸钠溶液中;随着钙比的增加,硅酸钙的稳定性逐渐降低,其中CaO·SiO2最稳定,3CaO·2SiO2次之,2CaO·SiO2最不稳定;考察了浸出时间对CaO·SiO2稳定性的影响,随着浸出时间的延长,CaO·SiO2的分解率变化不大,浸出时间从0.5h到3h,CaO·SiO2的分解率仅增加了 0.24%;考察了不同温度条件下烧结物料(C/S=1.5)在铝酸钠溶液中的稳定性,物料的稳定性随着3CaO·2SiO2含量的升高而增强。
其他文献
难熔金属通常是指钨(W)、钼(Mo)、钽(Ta)、铌(Nb)和铼(Re)五种过渡金属。由于钨及其合金具有熔点高、高温强度高、对液态金属腐蚀抗性强、良好的加工可塑性和较低成本等优势,这使其在高温服役环境下得到较好的应用。然而,近年来国防军工、航空航天、核工业等尖端科技领域的快速发展,对相关部件在超高温条件下服役强度和耐蚀性等性能提出了更高的要求。因此,有必要通过固溶强化、弥散强化、形变强化以及多种复
本文的主要研究内容为数据中心风力发电机的应用。数据中心内部负载是动态变化的,同时因为内部设备不定期更新,以及数据中心内部设计不合理等因素,所以数据中心中所采用的冷却方案大多相对保守,这就导致数据中心中空调供风持续处于过量状态,为解决这种情况引起的数据中心能效低下,在数据中心中引入风力发电机,利用过量的风能驱动风力发电机工作,产生的电能可以存储在一些电能存储装置中,用以供应数据中心消耗,以提高数据中
随着电子产品日新月异的改变着人们的日常生活,用户情感在人机交互界面设计中扮演了越来越重要的角色,缺乏良好产品情感可用性产品将难以在激烈的市场竞争中生存。本文以电子商务网站列表页为例,运用语义差异法、眼动实验等方法,系统性的提出从设计者角度出发的考虑用户情感可用性的的优化方法。(1)确定情感可用性评价维度。本文收集能反映电子商务网站列表页的情感意象词对,进行情感意象词对的语义差异量表测量,获取用户对
深海探测依赖水下机器人技术,随着科学技术与装备的发展,人类有能力对深海展开更多的探索。在当今的发展趋势下,对水下机器人提出了能够适应复杂海底情况、可高效、长期、精细作业等新要求,而传统的水下机器人难以满足。因此,小巧、灵活、低成本的小型海底爬行机器人得到了重视与发展,为深海探测作业提供新型装备与技术支持。本文的研究内容来源于国家重点研发计划“深海多位点着陆器与漫游者潜水器系统研究”的课题二“漫游者
随着航空发动机技术的发展,对主轴承腔圆周密封的性能要求越来越高。满足密封性能要求同时需要具有密封跑道带来的大幅度径向跳动、角向偏摆和轴向串动的适应能力。本文以某型在役航空发动机圆周密封装置为研究对象,利用有限元分析方法,开展了考虑单次和多次激励下径向跳动、角向偏摆、轴向串动及相互耦合作用的圆周密封系统振动响应特性分析。根据分析结果,针对影响响应特性的约束弹簧,开展并改进了考虑不同弹簧刚度下密封系统
含多分布式电源的交直流混合微电网可以同时发挥交流微电网和直流微电网的优势,满足不同负荷的需求,减少能量变换装置,提高能量转换效率以及供电的经济性和可靠性。含多分布式电源交直流混合微电网的协调控制问题已然成为当前研究的热点问题,本文围绕含多分布式电源的交直流混合微电网协调控制技术,进行了相关研究工作首先,本文对微电网中各类分布式发电系统的数学模型及其相应并网控制器的模型进行介绍。同时建立分布式电源接
肺癌是我国肿瘤疾病中的头号杀手,据统计5年生存率为15%。早发现、早诊断、早治疗可以大大提高肺癌患者的生存率。肺结节图像是肺癌的早期重要临床特征,具有体积小、分布不均匀、形状不规则的特点。随着CT技术的快速发展,在提高CT图像清晰度的同时数据量也呈爆炸性增长,通常每位病人每次扫描就有成百甚至上千张CT图像,有经验的医师也难以做到快速准确的判断。而且检测结果经常会受主治医师主观因素影响,出现误诊、漏
中国畜禽业发展迅速,畜禽业朝着集约化、集团化的趋势发展。畜禽废水的产量惊人,造成的环境污染逐渐增大,畜禽废水的处理成为国家下一步发展的重点。畜禽废水的产生方式多种多样,同时成分也相当复杂,含有的蛋白质、有机氮以及散发的恶臭,不仅提升了处理的难度,还对周围土地、水质造成影响,对畜禽生物产生负反馈。目前对于畜禽废水的处理方式多见于氧化塘,处理效果不明显,耗时长且容易造成二次污染,由此设计出一套完整的处
连铸坯的质量直接影响最终钢材的质量,而微观组织在很大程度上决定了连铸坯的质量。在微观组织的研究方法中,计算机模拟方法可以节约成本、减少工作量,因此,微观组织的计算机模拟已成为研究连铸坯微观组织的主要手段。研究连铸坯的微观组织对于优化工艺参数,提高连铸坯的质量具有重要的研究意义。本文以160mm×160mm的60#钢连铸小方坯为研究对象,基于元胞自动机-有限容积法(CA-FVM)建立宏-微观耦合模型
齿轮钢是量大面广的特殊钢,是制造汽车齿轮、工业齿轮、齿轮装置等传动系统零部件的重要材料,齿轮钢需要有高的可靠性、长寿性、抗冲击、耐磨损等性能。通过加强齿轮钢冶金质量控制,可以改善其工艺性能和使用性能,提高产品质量稳定性,从而实现高性能化。通过铸坯凝固机理研究,分析铸坯凝固的微观组织生长和演变过程,对优化连铸现场工艺具有重大意义。本论文将42CrMo齿轮钢连铸小方坯作为研究对象,分别进行红外测温实验