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热处理温度对菱镁尾矿合成MgSiO-MgAlO- MgO复相砂的影响

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化工环保 2024年

作者：林浩鑫田琳刘晓妍解重重宋博李国华辽宁科技大学材料与冶金学院

向菱镁尾矿中添加12%(w)Al2O3，采用固相法合成Mg2SiO4-MgAl2O4-MgO复相砂。研究了热处理温度对合成复相砂的矿物相组成及结构的影响。结果表明：热处理温度1 400～1 600 ℃均可合成Mg2SiO4-MgAl2O4-MgO复相砂，热处理温度提高可促进复... 详细信息

向菱镁尾矿中添加12%(w)Al2O3，采用固相法合成Mg2SiO4-MgAl2O4-MgO复相砂。研究了热处理温度对合成复相砂的矿物相组成及结构的影响。结果表明：热处理温度1 400～1 600 ℃均可合成Mg2SiO4-MgAl2O4-MgO复相砂，热处理温度提高可促进复相砂中镁铝尖晶石含量的增加，及镁橄榄石与镁铝尖晶石晶体发育程度的完善；1 600 ℃下所合成复相砂具有完善的晶体结构与最高的致密度；1 400 ℃热处理后的试样疏松，存在大量气孔，镁橄榄石分布在孔壁处，镁铝尖晶石分布在孔隙之中。随着热处理温度提高，镁橄榄石和镁铝尖晶石晶粒迅速长大，同时菱镁尾矿中的Fe3+、Ca2+杂质会与镁铝尖晶石和镁橄榄石形成固溶体，热处理温度的提升和固溶体的形成共同促进试样烧结致密化，使体积密度提高，显气孔率降低。

关键词：菱镁尾矿热处理温度复相砂镁橄榄石镁铝尖晶石显微结构

表面活性剂对镁质泡沫料浆及多孔骨料显微结构的影响

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耐火材料 2024年第2期58卷 161-166页

作者：孙格格李国华矫长发田琳辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051

以轻烧镁粉为原料、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂,采用直接发泡法制备氧化镁泡沫料浆及镁质多孔骨料。研究表面活性剂SDBS对水系泡沫、氧化镁泡沫料浆、镁质多孔骨料显微结构的影响。结果表明:1)在水系泡沫中,随SDBS加入量增加,... 详细信息

以轻烧镁粉为原料、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂,采用直接发泡法制备氧化镁泡沫料浆及镁质多孔骨料。研究表面活性剂SDBS对水系泡沫、氧化镁泡沫料浆、镁质多孔骨料显微结构的影响。结果表明:1)在水系泡沫中,随SDBS加入量增加,水系泡沫液膜增厚,泡沫形状由多边形转变为圆形,泡沫稳定性增加;2)氧化镁泡沫料浆中气泡形状为球形,氧化镁包覆在气泡周围阻碍液膜排液及气体扩散;3)氧化镁泡沫料浆衍生到多孔骨料过程中,骨料气孔数量减少,尺寸增加,形成封闭的圆形气孔,当SDBS加入量超过3%(w)后,气孔形状不完整;4)SDBS加入量为1%~4%(w)时,1600℃下烧结的镁质多孔骨料,平均孔径为40.83~92.90μm,气孔率为51.6%~73.9%。

关键词：镁质多孔骨料氧化镁料浆十二烷基苯磺酸钠显微结构

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煅烧硅灰石粉对硫氧镁水泥力学性能的影响

复合材料学报 2024年第1期41卷 395-403页

作者：李知俊胡智淇关岩毕万利辽宁科技大学土木工程学院鞍山114051 大连理工大学建设工程学部大连116081 辽宁科技大学材料与冶金学院鞍山114051

为增强硫氧镁水泥(MOS)的力学性能,本文以煅烧前后硅灰石粉末(WS)作为外掺料,研究了其对MOS力学性能的影响,并利用DSC-TG、XRD、FTIR、NMR、SEM、压汞法(MIP)对煅烧前后(1000℃)的硅灰石粉和WS/MOS混合体系进行分析。试验表明,煅烧可以... 详细信息

为增强硫氧镁水泥(MOS)的力学性能,本文以煅烧前后硅灰石粉末(WS)作为外掺料,研究了其对MOS力学性能的影响,并利用DSC-TG、XRD、FTIR、NMR、SEM、压汞法(MIP)对煅烧前后(1000℃)的硅灰石粉和WS/MOS混合体系进行分析。试验表明,煅烧可以激发硅灰石粉中^(29)Si的水化活性,并且煅烧后的硅灰石粉在镁碱环境中可以激发其水化活性导致WS/MOS复合材料的性能更优。硅灰石能增强MOS的力学性能,同时煅烧后的硅灰石粉对WS/MOS复合体系强度的增幅更明显,当煅烧后WS掺量为20wt%时,MOS 28天的抗折强度和抗压强度达到最大值,分别为11.4 MPa和63.4 MPa,增量可达71.4%和21.2%。WS优化了MOS孔隙结构,降低了MOS大于100 nm的孔的比例,煅烧后的WS与MOS具有良好的界面相容性,更有利于MOS的力学性能的提升。

关键词：硅灰石煅烧 MOS 力学性能微观结构

羟基化TiO对水泥窑用镁质轻质骨料性能的影响

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耐火材料 2024年

作者：孙格格李国华矫长发田琳邓舒丹辽宁科技大学材料与冶金学院

为了改善水泥回转窑用烧成带耐材的高负荷和高导热问题，开发适用于水泥窑的轻质骨料。以轻烧镁粉为原料，十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为发泡剂，三乙醇胺(TEA)为分散剂，TiO2为助烧剂，在1 600 ℃下保温2 h，通过直接发泡法成功制备出镁质... 详细信息

为了改善水泥回转窑用烧成带耐材的高负荷和高导热问题，开发适用于水泥窑的轻质骨料。以轻烧镁粉为原料，十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为发泡剂，三乙醇胺(TEA)为分散剂，TiO2为助烧剂，在1 600 ℃下保温2 h，通过直接发泡法成功制备出镁质轻质骨料。研究TiO2加入量(质量分数分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%)对镁质泡沫料浆及镁质轻质骨料性能和显微结构的影响。结果表明：1)TiO2表面发生羟基化，随TiO2加入量增加，泡沫料浆黏度增加，表面张力和接触角减小，料浆内气泡平均孔径为114.30～53.76 μm；2)TiO2与轻烧镁粉中的CaO反应生成CaTiO3，随TiO2加入量增加，氧化镁晶粒平均尺寸增大，晶间气孔减少，轻质骨料试样的体积密度增大，显气孔率减小。当TiO2加入量为1.0%(w)时，试样物理性能最优。

关键词：镁质轻质骨料显微结构羟基化TiO

热处理温度对菱镁尾矿合成Mg_(2)SiO_(4)-MgAl_(2)O_(4)-MgO复相砂的影响

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化工环保 2024年第3期44卷 427-431页

作者：林浩鑫田琳刘晓妍解重重宋博李国华辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051

向菱镁尾矿中添加12%(w)Al_(2)O_(3),采用固相法合成Mg_(2)SiO_(4)-MgAl_(2)O_(4)-MgO复相砂。研究了热处理温度对合成复相砂的矿物相组成及结构的影响。结果表明:热处理温度1400~1600℃均可合成Mg_(2)SiO_(4)-MgAl_(2)O_(4)-MgO复相砂,热处理温度升高可促进复相砂中镁铝尖晶石含量的增加,及镁橄榄石与镁铝尖晶石晶体发育程度的完善;1600℃下所合成复相砂具有完善的晶体结构与最高的致密度;1400℃热处理后的试样疏松,存在大量气孔,镁橄榄石分布在孔壁处,镁铝尖晶石分布在孔隙之中。随着热处理温度升高,镁橄榄石和镁铝尖晶石晶粒迅速长大,同时菱镁尾矿中的Fe^(3+)、Ca^(2+)杂质会与镁铝尖晶石和镁橄榄石形成固溶体,热处理温度的提升和固溶体的形成共同促进试样烧结致密化,使体积密度提高,显气孔率降低。

关键词：菱镁尾矿热处理温度复相砂镁橄榄石镁铝尖晶石显微结构

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原位合成锆酸钙对镁锆材料性能的影响

冶金能源 2024年第2期43卷 25-29页

作者：谷安琦郑胜利金梓萱曹钟月雷鑫吴锋辽宁科技大学材料与冶金学院

为了研究原位合成锆酸钙对镁锆材料性能的影响,将碳酸钙和脱硅锆(合计加入量分别为10%、20%和30%)与电熔镁砂混合、成型、烘干后,分别于1 600、1 700℃保温3 h煅烧。检测烧后试样的体积密度、显气孔率、烧后线变化率、常温耐压强度、抗... 详细信息

为了研究原位合成锆酸钙对镁锆材料性能的影响,将碳酸钙和脱硅锆(合计加入量分别为10%、20%和30%)与电熔镁砂混合、成型、烘干后,分别于1 600、1 700℃保温3 h煅烧。检测烧后试样的体积密度、显气孔率、烧后线变化率、常温耐压强度、抗热震性、抗渣性,并分析试样的物相组成。结果表明:在同一煅烧温度时,随着锆钙合量增加,烧后试样的体积密度和常温耐压强度逐渐减小,显气孔率和线收缩率逐渐增大;在同一锆钙合量时,随着锻烧温度的升高,烧后试样的体积密度、线收缩率和常温耐压强度逐渐增大,显气孔率逐渐降低;当煅烧温度为1 600℃、锆钙合量为10%时,试样的抗热震性最好;当煅烧温度为1 700℃、锆钙合量为10%时,试样的抗渣性最优。

关键词：原位合成锆酸钙镁锆材料

PrO加入量对菱镁尾矿制备MgSiO-MgO复相砂性能的影响

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耐火材料 2024年

作者：林浩鑫魏合意田琳刘晓妍解重重李国华辽宁科技大学材料与冶金学院唐山时创高温材料股份有限公司

为提高菱镁尾矿的综合利用率，解决其堆积污染问题，本文中以浮选后菱镁尾矿为原料，分析纯Pr6O11为添加剂，经1 600 ℃保温3 h，通过固相法制备Mg2SiO4-MgO复相砂，研究了Pr6O11加入量（加入质量分数分别为0、1%、2%、3%和4%）对复相... 详细信息

为提高菱镁尾矿的综合利用率，解决其堆积污染问题，本文中以浮选后菱镁尾矿为原料，分析纯Pr6O11为添加剂，经1 600 ℃保温3 h，通过固相法制备Mg2SiO4-MgO复相砂，研究了Pr6O11加入量（加入质量分数分别为0、1%、2%、3%和4%）对复相砂物相组成、显微结构和物理性能的影响。结果表明：1)烧后试样主晶相均为Mg2SiO4，次晶相为MgO和MgAl2O4，当Pr6O11加入量≥2%（w）时，生成Ca2Pr8(SiO4)6O2；2)添加Pr6O11会促进Mg2SiO4晶体长大，同时将晶间低熔点CaMgSiO4替换为高熔点Ca2Pr8(SiO4)6O2，促使复相砂抗热震性随Pr6O11加入量的增加不断提高；3)适量添加Pr6O11会促进试样烧结，提升试样常温抗折强度，当Pr6O11加入量为2%（w）时，试样性能最优，其体积密度为3.03 g·cm-3，显气孔率为5.4%，常温抗折强度为65.2 MPa，残余抗折强度保持率为34.5%，抗热震性良好。

关键词：菱镁尾矿 Pr O Mg SiO -MgO复相砂 Ca Pr (SiO ) O 显微结构

链箅机—回转窑—环冷机球团系统热经济性分析

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冶金能源 2024年第4期 15-20页

作者：郭婷宇沈晓旭韩依璇冯亮花孙玉英霍兆义辽宁科技大学材料与冶金学院上海嘉德环境能源科技有限公司

以降低球团生产系统能耗为目标，进一步了解球团生产过程中能流及火用流的变化和损失情况，对链箅机—回转窑—环冷机氧化焙烧球团系统进行了热平衡及火用平衡计算分析。系统热收入和火用收入主要项为燃料化学能和球团氧化。热量消耗主... 详细信息

以降低球团生产系统能耗为目标，进一步了解球团生产过程中能流及火用流的变化和损失情况，对链箅机—回转窑—环冷机氧化焙烧球团系统进行了热平衡及火用平衡计算分析。系统热收入和火用收入主要项为燃料化学能和球团氧化。热量消耗主要用于排出废热和外表面散热。传热、燃烧不可逆火用损失和系统机体散热火用损失为火用支出主要部分。针对系统废热余热资源未完全利用情况，提出环冷废气余热循环利用和回转窑表面散热回收等建议，经计算优化后，对于废气余热循环，利用环冷二段与三段废气余热使热效率提高至85.29%、火用效率提高至33.40%;回收集热器余热使热效率提高至86.53%、火用效率提高至33.93%。研究结果为球团生产提供建议，并结合实际寻找适合该系统的余热利用方案，为节能优化提供参考。

关键词：链箅机—回转窑—环冷机氧化球团热平衡火用平衡余热利用

K_(2)CO_(3)催化热解棉秆及其含钾半焦产物对焦油的催化降解

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化学反应工程与工艺 2024年第1期40卷 41-48页

作者：唐奕晨潘一丹程谦旺孟繁锐辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051 辽宁科技大学化学工程学院辽宁鞍山114051

生物质热解过程中产生的焦油对设备和环境造成严重危害,探究K_(2)CO_(3)催化棉秆热解生成焦油的影响机制以及含钾半焦对焦油的催化降解作用,对实现生物质能源高效利用具有重要意义。本工作在600℃条件下,采用卧式固定床催化热解实验装... 详细信息

生物质热解过程中产生的焦油对设备和环境造成严重危害,探究K_(2)CO_(3)催化棉秆热解生成焦油的影响机制以及含钾半焦对焦油的催化降解作用,对实现生物质能源高效利用具有重要意义。本工作在600℃条件下,采用卧式固定床催化热解实验装置研究棉秆的催化热解特性。结果表明:添加K_(2)CO_(3)能抑制焦油产生,K_(2)CO_(3)添加量为7.5%(质量分数)时,焦油产率由未添加K_(2)CO_(3)时的43%降至33%,且焦油中芳香烃含量增大。基于密度泛函理论的半纤维素模型化合物4-O-甲基葡萄糖醛酸的分子热解计算结果表明,钾活化了4-O-甲基葡萄糖醛酸侧链基团,使—OH更易于脱除。进一步以甲苯作为焦油的模型化合物,开展棉秆半焦异相降解甲苯实验研究,发现添加K_(2)CO_(3)使热解半焦的比表面积增大、半焦表面吸附位点增多,增强了甲苯的降解缩合反应。可见,添加K_(2)CO_(3)能在热解初始阶段减少焦油产生,同时回收含钾半焦作为催化剂能够强化焦油降解,为提高棉秆资源利用率提供了新思路。

关键词：热解碱金属生物质焦油棉秆