常温常压下盐酸浸出分离钒钛磁铁精矿中有价金属的试验研究

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作者 徐国印 王普蓉 +1 位作者 张翠平 马兰 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2024年第6期13-18,共6页

攀西钒钛磁铁矿组成及矿物结构复杂,难以低成本、高效综合利用其中的有价元素。针对此问题,本文采用常温常压盐酸浸出的方法对该矿物进行了试验探索,考察了盐酸初始质量浓度、浸出液固比、浸出时间、浸出搅拌转速率等主要因素对Fe、TiO_... 攀西钒钛磁铁矿组成及矿物结构复杂,难以低成本、高效综合利用其中的有价元素。针对此问题,本文采用常温常压盐酸浸出的方法对该矿物进行了试验探索,考察了盐酸初始质量浓度、浸出液固比、浸出时间、浸出搅拌转速率等主要因素对Fe、TiO_(2)和V_(2)O_(5)浸出率的影响,并通过矿物结构分析了钒钛磁铁精矿中铁、钒、钛分离的机理,得到以下主要结论。盐酸常温常压浸出的较佳工艺条件为盐酸初始浓度20.5%、浸出液固比12:1、浸出时间3.5 h、浸出搅拌转速率600 r/min,该条件下Fe、V_(2)O_(5)和TiO_(2)浸出率分别为84.15%、80.80%、10.05%,浸渣中Fe、V_(2)O_(5)和TiO_(2)品位分别为26.78%、0.378%和32.58%,实现了钛资源的初步富集;盐酸优先溶解试样中钛磁铁矿矿物的主晶矿物磁铁矿,铁、钒优先进入浸出液,而客晶矿钛铁矿及独立钛铁矿被破坏程度极小,富集于浸渣中;该浸出方法不需要额外的加热和加压设备,具有成本低、能源消耗和设备投资较低、操作简便、环境友好的优势,但浸出指标有待提高,后续需要进一步探索催化剂对常温常压酸浸工艺的影响。 展开更多

关键词 钒钛磁铁矿 铁、钒、钛分离 盐酸浸出 常温常压 矿物结构 催化剂

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攀西钛资源综合利用技术应用现状及发展方向 被引量：2

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作者 杨绍利 马兰 +1 位作者 王军 张思远 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2024年第6期2-12,共11页

我国四川省攀西地区钒钛磁铁矿资源中钛资源储量巨大,主要以钛精矿形式回收利用,并主要用于硫酸法钛白和酸溶性钛渣生产原料,其产量占全国钛原料市场的75%以上。硫酸法钛白工艺技术成熟,已形成相对完整的“内循环”,但尚未全面突破硫酸... 我国四川省攀西地区钒钛磁铁矿资源中钛资源储量巨大,主要以钛精矿形式回收利用,并主要用于硫酸法钛白和酸溶性钛渣生产原料,其产量占全国钛原料市场的75%以上。硫酸法钛白工艺技术成熟,已形成相对完整的“内循环”,但尚未全面突破硫酸法钛白联产技术;电炉冶炼酸溶性钛渣工艺技术较成熟,主流工艺是钛精矿不预处理-实心圆形电极-密闭圆形电炉连续冶炼工艺,钛精矿酸性氧化球团-电炉冶炼一步法工艺、大功率矩圆形电炉冶炼酸溶性钛渣等钛渣新工艺发展较快、发展空间大,是今后主要发展方向。目前攀西地区发展钛产业的一个主要问题是缺乏沸腾氯化法钛白工艺需求的高品位钛资源,未来需要突破攀西高钙镁钛精矿除杂提质制取高品位高钛渣关键核心技术,并同时研发攻关硫酸法钛白附产绿矾和钛石膏回收循环利用技术、高炉钛渣提钛及综合利用技术、钒钛铁精矿非高炉炼铁新技术,以及以钛精矿、钛渣或钛白粉为原料制备含钛及钛基新材料技术,以期获得攀西钛产业的健康可持续发展。 展开更多

关键词 钒钛磁铁矿 钛精矿 酸溶性钛渣 高钛渣 硫酸法钛白工艺 沸腾氯化法钛白工艺 盐酸法钛白工艺 钛渣冶炼 钛及钛基新材料

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实验室间协同试验数据处理软件设计 被引量：1

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作者 李国伟 寇娟 王录锋 《计算机应用与软件》 北大核心 2022年第2期11-15,54,共6页

为降低协同试验数据处理的复杂程度,设计和实现基于开源数据SQLite的协同试验数据处理软件。该软件总体功能包含单元平均值计算、单元离散度计算、曼德尔检验、柯克伦检验、格拉布斯检验、回归方程管理、报告管理以及检验数据管理等。... 为降低协同试验数据处理的复杂程度,设计和实现基于开源数据SQLite的协同试验数据处理软件。该软件总体功能包含单元平均值计算、单元离散度计算、曼德尔检验、柯克伦检验、格拉布斯检验、回归方程管理、报告管理以及检验数据管理等。详细分析软件核心功能模块以及SQLite数据库构建方法。经过应用验证,该软件提高了精密度数据处理效率,保障了数据处理的准确性。 展开更多

关键词 协同试验 SQLITE 精密度 离群值检验 钒铁

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钛铁矿基钛铁酸钾复合材料的原位合成及其光催化性能研究 被引量：1

4

作者 彭文静 吴恩辉 +7 位作者 李军 李湘 马兰 侯静 徐众 李宏 张远 刘鹏 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2024年第6期41-49,共9页

本文以钛精矿和无水碳酸钾为原料,通过氧化焙烧工艺原位合成钛铁酸钾复合材料,并对不同焙烧温度条件下制备出的焙烧产物进行表征和光催化降解性能评价。通过XRD、XPS、UV-Vis和SEM对焙烧产物的物相组成、价态、光谱吸收和微观形貌进行... 本文以钛精矿和无水碳酸钾为原料,通过氧化焙烧工艺原位合成钛铁酸钾复合材料,并对不同焙烧温度条件下制备出的焙烧产物进行表征和光催化降解性能评价。通过XRD、XPS、UV-Vis和SEM对焙烧产物的物相组成、价态、光谱吸收和微观形貌进行表征。结果表明,氧化焙烧后焙烧产物主要由铁酸钾、钛酸钾和钛铁酸钾组成,铁酸钾和钛酸钾不均匀附着在钛铁酸钾晶体表面;铁和钛元素分别以Fe^(3+)和Ti^(4+)的形式存在。焙烧温度为750℃、850℃和950℃时,所合成的钛铁酸钾复合材料的能带间隙分别为1.25 eV、1.15 eV和1.45 eV。光催化性能测试结果显示,随着焙烧温度的增加,焙烧产物对亚甲基蓝的光催化降解性能先升高后降低,在850℃的焙烧获得的钛铁酸钾复合材料达到最优,其降解率值可达98.3%;甲基橙作为污染物时,随着焙烧温度增加,焙烧产物降解效果越好,1000℃时其降解率值为56.6%。 展开更多

关键词 钛精矿 钛铁酸钾 原位氧化 钛铁矿基钛铁酸钾复合材料 光催化降解

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酸溶性钛渣硅热还原制备高硅Ti-Si基合金的试验研究

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作者 曹丽 朱奎松 +4 位作者 王军 赵英涛 孙常清 马兰 程相利 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2024年第6期30-40,共11页

攀西钛精矿电弧炉冶炼产出的酸溶性钛渣具有钛品位低及高镁低钙的特性,目前主要应用于硫酸法制备钛白粉;为延伸攀枝花钛产业结构,本文以该酸溶性钛渣为原料,采用硅热还原法进行了Ti-(55~70)wt.%Si合金制备试验,并分析了不同试验方案的... 攀西钛精矿电弧炉冶炼产出的酸溶性钛渣具有钛品位低及高镁低钙的特性,目前主要应用于硫酸法制备钛白粉;为延伸攀枝花钛产业结构,本文以该酸溶性钛渣为原料,采用硅热还原法进行了Ti-(55~70)wt.%Si合金制备试验,并分析了不同试验方案的渣金分离效果和影响因素,以及合金产物的微观组织结构形貌和金属元素分布规律。结果表明,在考虑合金过热度和密度条件下,Ti-60wt.%Si合金熔体渣金分离效果最好;合金组织中最主要的物相为Si相、TiSi_(2)相、TiFeSi_(2)相和Ti(Fe,Mn)Si_(2)相;最佳合金分离效果下,得到的实际合金成分为Ti-56.29wt.%Si-6.6wt.%Fe-0.41wt.%Mn;Ti、Fe、Si和Mn的回收率分别为:89.8%、93.5%、92.1%和94.4%。酸溶性钛渣经硅热还原后得到实际合金成分趋向于亚共晶Ti-(51.4~67.17)wt.%Si,能够为电磁定向凝固分离制备C54-TiSi_(2)提供原料,因此,该工艺开展能够拓展酸溶性钛渣的用途,将酸溶性钛渣的应用向钛产业链下端拓展。 展开更多

关键词 酸溶性钛渣 硅热还原 高硅Ti-Si基合金 渣金分离 微观组织结构 钛产业链 C54-TiSi_(2)

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电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钒铁中8个杂质元素含量和方法精密度的验证 被引量：3

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作者 李国伟 霍红英 +2 位作者 寇娟 田从学 任小青 《理化检验（化学分册）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期290-296,共7页

提出了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钒铁中硅、磷、铝、锰、镍、铬、铜、钛共8个杂质元素含量的方法。钒铁样品(0.5000g),先后加入50%(体积分数)硝酸溶液20mL及50%(体积分数)盐酸溶液10mL,在100℃左右加热溶解,溶解过... 提出了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钒铁中硅、磷、铝、锰、镍、铬、铜、钛共8个杂质元素含量的方法。钒铁样品(0.5000g),先后加入50%(体积分数)硝酸溶液20mL及50%(体积分数)盐酸溶液10mL,在100℃左右加热溶解,溶解过程中应注意保持溶液体积在25mL左右。将溶液过滤并置于200mL容量瓶中作为母液留用。将滤纸及不溶物一并移入铂坩埚中,置于马弗炉中,先于250℃灰化20min,稍冷后加入无水碳酸钠和硼酸(质量比2∶1)组成的混合熔剂0.3g,升温至950℃融熔15min。冷却,用体积比1∶10的盐酸溶液10mL浸出熔块,将此溶液与上述母液合并并加水定容至200mL。此溶液供ICP-AES在仪器工作条件下进行分析。绘制校准曲线时,加入纯铁和五氧化二钒作为基体,以消除基体干扰,然后加入上述8种元素的标准溶液,并按上述溶液最终稀释体积条件和仪器工作条件制作曲线(R大于0.999)。为验证所提出的分析方法的测定数据的精密度,约请了10个实验室对8个不同含量水平的钒铁样品对方法作协同试验,按GB/T 6379.2-2004所规定的方法求算了重复性标准偏差Sr和重复性限r,以及再现性标准偏差SR和再现性限R,并求得所测定的8种元素在各自的测定范围内的r与w之间和R与w之间的函数关系,说明该方法有较好的稳定性和准确性,而且证明此方法是可行的。 展开更多

关键词 电感耦合等离子体原子发射光谱法 钒铁 杂质元素协同试验 精密度

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新型钛基复合材料的制备及生物学评价 被引量：2

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作者 范兴平 王本菊 任小青 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期2020-2023,共4页

以羟基磷灰石(HA)和钛粉(Ti)为原料,在真空下1 200℃烧结3h,当HA所占质量分数分别为40%,15%和5%时,得到的烧结体抗压强度分别为15.50,57.63和188.82MPa。XRD分析显示,除钛以外,烧结体中出现了Ti_3O、Ti_3P及CaO等相,表明烧结体为新型复... 以羟基磷灰石(HA)和钛粉(Ti)为原料,在真空下1 200℃烧结3h,当HA所占质量分数分别为40%,15%和5%时,得到的烧结体抗压强度分别为15.50,57.63和188.82MPa。XRD分析显示,除钛以外,烧结体中出现了Ti_3O、Ti_3P及CaO等相,表明烧结体为新型复合材料。将HA添加量为5%烧结后所得的复合材料浸泡在SBF溶液中7d后,该复合材料表面被球状HA覆盖。实验结果表明该材料具有优异的生物活性及力学性能。 展开更多

关键词 钛 羟基磷灰石 复合材料 力学性能 生物活性

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钼含量对钛钼合金组织和力学性能的影响 被引量：2

8

作者 范兴平 任小青 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第6期46-48,共3页

采用力学试验机、金相显微镜、X射线衍射仪分别检测试样的力学性能、显微组织及物相,研究了钼含量(10%、20%、30%)对钛钼合金组织和力学性能的影响。结果表明:钼含量的增加有利于β-Ti相的形成,当钼含量为20%~30%时,β-Ti相的生长优于α... 采用力学试验机、金相显微镜、X射线衍射仪分别检测试样的力学性能、显微组织及物相,研究了钼含量(10%、20%、30%)对钛钼合金组织和力学性能的影响。结果表明:钼含量的增加有利于β-Ti相的形成,当钼含量为20%~30%时,β-Ti相的生长优于α-Ti相,所制备的钛钼合金为近β型钛合金;钛钼合金的晶粒尺寸随钼含量增加而减小;钛钼合金的抗弯强度及抗弯强度随钼含量的增加先增大后减小;钼含量为20%时,所制备的钛钼合金的综合力学性能最优异,抗弯强度为1369 MPa,抗压强度为2602 MPa,弹性模量为3.4 GPa,该合金适合作为新的医用生物材料。 展开更多

关键词 钼 钛钼合金 显微组织 力学性能

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新型TiC铁基复合材料制备工艺研究

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作者 李宏 廖鑫 +1 位作者 吴恩辉 马兰 《中国有色冶金》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页

TiC铁基复合材料具有高硬度和强度、良好塑韧性、成型简单等优势,被广泛应用于航空航天、机械设备、汽车等行业,现有TiC铁基复合材料制备过程大部分选用高纯Ti粉、Fe粉、C粉、B4C粉等为原料合成制备。本研究以钒钛铁精矿和煤粉为主要原... TiC铁基复合材料具有高硬度和强度、良好塑韧性、成型简单等优势,被广泛应用于航空航天、机械设备、汽车等行业,现有TiC铁基复合材料制备过程大部分选用高纯Ti粉、Fe粉、C粉、B4C粉等为原料合成制备。本研究以钒钛铁精矿和煤粉为主要原料,采用碳热还原-酸浸浸出工艺制备新型TiC铁基复合材料,采用单因素试验考察了碳热还原及酸浸工艺参数对TiC铁基复合材料制备的影响。结果表明,温度对产物物相组成影响较大,随温度上升,Fe以Fe_(0.9)Si_(0.1)的形式存在逐渐变为以Fe_(3)Si的形存在;在球料比4∶1、还原温度1 550℃、还原时间30 min的条件下,物相组成主要为Fe_(3)Si、Ti(C,N)、过量C和MgAl_(2)O_(4)等;在10%HCl、固液比20∶1、浸出温度85℃、浸出时间120 min的条件下,酸浸除去了多余杂质,成功制备了TiC/Fe复合材料;酸浸前后形貌和粒径变化不大,酸浸前粒径为22μm、酸浸后为23μm;需要注意,所制备的TiC/Fe复合材料增强相TiC不纯,多以Ti(C,N)的形式存在,通过选择合适的原料球料比和碳热还原时间以及尽可能增大碳热还原温度可有效避免该问题。 展开更多

关键词 TIC/FE复合材料 钒钛铁精矿 煤粉 原位合成 碳热还原-酸浸 TiC纯度 TI(C N)

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基于铝热还原法短流程制备TiAl- M(M=Cr、Fe)合金研究

10

作者 李军 彭文静 +7 位作者 李湘 吴恩辉 侯静 徐众 马兰 杨绍利 李宏 羊山贵 《中国有色冶金》 北大核心 2025年第1期23-29,共7页

TiAl基合金性能优异,但由于海绵钛价格高昂,使得TiAl基合金制备成本较高,限制了TiAl基合金的应用。本文以TiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、CrO_(3)为原料,Al为还原剂,采用铝热还原法一步合成制备TiAl-M(Cr、Fe)合金,并结合试验产物成分计算了合金... TiAl基合金性能优异,但由于海绵钛价格高昂,使得TiAl基合金制备成本较高,限制了TiAl基合金的应用。本文以TiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、CrO_(3)为原料,Al为还原剂,采用铝热还原法一步合成制备TiAl-M(Cr、Fe)合金,并结合试验产物成分计算了合金、Ti、Fe的收率,得到以下主要结论。在温度1 550℃、Al/TiO_(2)=0.9、渣系比CaO∶Al_(2)O_(3)∶CaF_(2)=40%∶40%∶20%、焙烧时间30 min的工艺参数条件下,制备的TiAl-Cr合金与熔渣分离效果较好,合金中Cr元素可以根据原料中CrO_(3)配入量进行调控,合金收率最高可以达到88%,Ti收率达到92.4%,Cr收率达到99.5%,TiAl-Cr合金主要物相为Ti_(3)Al和Al_(8)Cr_(5)。制备的TiAl-Fe合金脆性较大,TiAl-Fe合金主要物相为Ti_(3)Al和Al_(6)Fe。 展开更多

关键词 TiAl基合金 钛白粉 铝热还原 一步合成 TiAl-Cr合金 TiAl-Fe合金

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钼含量对钛钼合金组织和力学性能的影响

11

作者 范兴平 任小青 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第4期83-85,共3页

采用力学试验机、金相显微镜、X射线衍射仪分别检测试样的力学性能、显微组织及物相,研究了钼含量(10%、20%、30%)对钛钼合金组织和力学性能的影响。结果表明:钼含量的增加有利于β-Ti相的形成,当钼含量为20%~30%时,β-Ti相的生长优于α... 采用力学试验机、金相显微镜、X射线衍射仪分别检测试样的力学性能、显微组织及物相,研究了钼含量(10%、20%、30%)对钛钼合金组织和力学性能的影响。结果表明:钼含量的增加有利于β-Ti相的形成,当钼含量为20%~30%时,β-Ti相的生长优于α-Ti相,所制备的钛钼合金为近β型钛合金;钛钼合金的晶粒尺寸随钼含量增加而减小;钛钼合金的抗弯强度及抗弯强度随钼含量的增加先增大后减小;钼含量为20%时,所制备的钛钼合金的综合力学性能最优异,抗弯强度为1369 MPa,抗压强度为2602 MPa,弹性模量为3.4 GPa,该合金适合作为新的医用生物材料。 展开更多

关键词 钼 钛钼合金 显微组织 力学性能

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Black TiO_(2)/钢渣/石墨多孔材料的原位制备及其光热性能

12

作者 李湘 吴恩辉 +7 位作者 彭文静 李军 马兰 侯静 徐众 李宏 刘鹏 张远 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2024年第6期50-58,共9页

本文以钛白粉为原料,钢渣为骨架,石墨为还原剂,淀粉为造孔剂,聚乙烯醇溶液为粘结剂,采用高温焙烧原位制备Black TiO_(2)/钢渣/石墨多孔材料,并对其光热转换性能进行了系统研究。通过XRD、SEM、XPS和UV-Vis等手段对多孔材料的物相、微观... 本文以钛白粉为原料,钢渣为骨架,石墨为还原剂,淀粉为造孔剂,聚乙烯醇溶液为粘结剂,采用高温焙烧原位制备Black TiO_(2)/钢渣/石墨多孔材料,并对其光热转换性能进行了系统研究。通过XRD、SEM、XPS和UV-Vis等手段对多孔材料的物相、微观结构、表面元素组成与价态和光吸收能力进行表征,同时测试了材料的孔隙率和光热性能。研究结果显示,多孔材料的主要物相由锐钛型TiO_(2)、CaTiO_(3)、C和Ca_(3)Mg(SiO_(4))_(2)组成,各物相之间边界清晰。通过高温焙烧,部分Ti^(4+)被还原成Ti^(3+)且形成氧空位,从而成功制备了Black TiO_(2)。孔隙率测试表明,淀粉配比为21.74%的多孔材料的孔隙率为30.5%,并拥有最小的禁带宽度。光热性能测试结果表明,随着淀粉配比的增加,多孔材料的水蒸发速率和蒸发效率均呈现出先显著提高后略有降低的规律;在TiO_(2)、石墨粉、聚乙烯醇溶液和钢渣质量比固定为1:1:1:4,淀粉配比为18.52%时,多孔材料水蒸发速率和光热转换效率分别可达1.47 kg·m^(-2)·h^(-1)和69.18%。 展开更多

关键词 Black TiO_(2) Black TiO_(2)/钢渣/石墨多孔材料 原位制备 高温焙烧 光热性能

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