溴化法提金工艺
2019-02-14 10:39:39
概述 是一种较强的浸出剂,在水溶液的作用下能很快地溶解金。早在1881年Shaffer就宣布了有关用提金工艺的专利(美国专利No. 267723),但直到最近由于环保和处理矿石的性质改动等原因,才对这种简直被忘却或被忽视了100多年的提金工艺又从头进行仔细的研讨。某些含的浸出剂也开端在市场上占有一席之地。 与氯都是卤族元素,有着比较类似的化学性质。在水溶液中它们都能与大大都元素起反响,而且对金来说又都既是氧化剂又是络合剂,能到达很快的浸金速度,因而是一类比较抱负的金浸出剂。 最近几年,加拿大和澳大利亚等国相继宣布了许多文章,声称要以生物浸出的D-法和K-法等澳化浸出法与化浸出法相抗衡,着重这些新办法具有浸出速度快和不污染环境的长处。 在生物浸出D-法提金新工艺中,选用了一种称之为Bi0-D(Bi0-D-Leachent)的浸出剂,它乃是一种由澳化钠与氧化剂(卤素)制造而成的浸出剂,可用于浸出贵金属。该法是由美国亚利桑那州的Bahamian精粹公司于1987年研讨成功的,用于代替浸出金。据称它除了浸出速度较快以外,还能在较低的温度下进行浸出,因而有人以为这是提金工艺中的一项新的打破。 这种试剂属卤化物类,对密度较大的金属的亲和力大于对密度小的金属,可用于弱酸性至中性溶液中,其稀溶液无毒,试剂易再生,并具有生物递降分化作用,是传统浸出剂的杰出代替物。大都矿石用它浸出2.5 h就可达90%的浸出率。但因在反响进程中会有适当多的蒸气由溶液中逸出,这样不只添加了试剂耗费,而且还会构成严峻的腐蚀和健康问题,故现在仍处于实验室与半工业实验阶段,若能用于工业出产,将使金、银提取工艺发作严重革新。 K-浸出法(K-process)是由澳大利亚Kalias公司创造的,故又称为Kalias法(或K-进程),其实质是运用一种以化物作浸出剂的新工艺。工艺进程中所用的试剂是一项专利,据估量或许包含和盐,可在中性条件下从矿石中浸出金,但现在也处于开发实验阶段,工业上推行运用尚有必定困难。 1985年的一项西德专利中泄漏,由氯化钠(或等)组成的溶剂,溶解金的才能约为(一般以为是最强的黄金溶剂)的5倍。这些都阐明某些含的试剂具有很高的溶解金才能,能经济有用地从难浸矿石(或精矿)中浸出金。 化法提金工艺 1)基本原理 与氯化法类似,金在溶液中的溶解进程也是一个电化学进程,并可简略标明如下: Au+4Br- ==== AuBr4-+3e- Eө =0.87V 化物浓度、金浓度、溶液pH,以及氧化复原电位(Eh)是影响金在溶液中溶解才能的主要因素。化钠浸金进程的溶解反响可写成: Au+3Br0-+6H+ ==== AuBr3+3H20 AuBr3+NaBr ==== Na(AuBr4) 即首先是Au被氧化成AuBr3,然后再与NaBr作用构成AuBr4-络离子进入溶液中。[next] K.Osseo - Asare制作了Au-Br-H20系电位-pH图,如图1所示。从中可见,跟着Br-浓度的添加,AuBr4-安稳区域增大。在室温下,最佳溶金区域在pH4-6之间,电位0.7-0.9 V(以甘电极为准)。
图1
在Brent与Hiskeg的文章中也制作了一幅Au-Br-H20系电位-pH图,如图2所示。这个图看来更为完好一些。在这个图上还标明晰AuBr2-的存在区域。25℃下含金组分的标准自由能见表1.
图2[next]表1 含金组分的标准自由能(J/mol)组分状况△GӨ298组分状况△GӨ298Aus0AuO32-aq-24.24Au2O3s163.02Au+aq163.02Au(OH)3s-289.67Au3+aq433.05AuO2s200.64AuBr3s-24.66H3AuO3aq-258.32AuBr2-aq-113.28H2AuO3-aq-191.44AuBr4-aq-159.26HAuO32-aq-115.37AuBrs-15.47
20℃、100 g水中能溶解3.5g。液是红棕色液体,相对密度3.14,沸点58.7℃。假如溶液pH高会发作下列反响耗费: 20H-+Br2 —→ Br0-+Br-+H20 3Br0- —→ 2Br-+Br03- 澳在嗅化物溶液中生成Br3-。因而在溟化物溶液中嗅有较大的溶解度,Br3-有较强的氧化才能,有利于金的溶解。 2)化法浸出金的动力学 Pesic和Sergent用旋转圆盘法研讨了GeobromTM3400溶液溶金的动力学。溶金速度。随转速的改动如图3所示。溶金速度与转速呈线性联系。但直线不经过原点。这标明溶金速度部分受化学反响速度操控。反响对浓度是一级联系。对离子浓度是0.5级联系。GeobromTM 3400既含有又含有化物,所以实验测定的GeobromTM3400的级数为1.4~1.6级。从溶金速度v随pH改动(图4)看,可分三个区域:pH为1~6,溶金速度v与pH无关,pH为6~10, pH增高溶金速度。敏捷下降。pH大于10,溶金速度。简直为零。溶金反响的活化能为24.85 kJ/mol。高价态的铜、铁、锰以及铅、锌、钠和钾对溶金速度υ没有影响。溶液中有[Mn2+]时溶解速度下降。
图3 图4 [next]
3)工艺特色 ①用GeobromTM 3400从难浸矿石中浸出金就实验过的很多的化物浸出剂来说,现在普遍以为比较有期望的是Geobrom系列的试剂,其间研讨得最具体、技能经济目标又比较好,而且从各方面分析也是最有发展前途的应该说是GeobromTM3114(氯二甲基乙内酞胺,即一种氧化剂,乃是次酸与次氯酸的混合物)、GeobromTm5500(二甲基乙内酞胺)和GeobromTm3400等一些有机络合剂,尤以GeobromTM3400的作用最好。国外近年来对这类试剂已作过很多的实验研讨,并已取得了一些令人满意的成果。 GeobromTM3400系美国印第安纳州Great Lakes化学公司出产的一种试剂的注册商标(该公司是国际最大的和化物产品出产供应商,他们还出产许多种其他代号的Geobrom系列的试剂),它乃是一种蒸气压较低的并已取得专利权的液体载体。很多的实验成果标明,将它用于从难浸金矿石中浸出金时能取得很好的技能经济目标。 在用GeobromTM3400作为金的浸出剂对两种难浸精矿进行实验时,因精矿含碳、硫较高(10%~13%C, 12%~15%S)、浸出前需先使精矿脱水并在110℃枯燥,后在650~750℃下焙烧。经冷却后再将焙砂磨至-150~200目。精矿I、II的含金量分别为242g/t与419g/t,经预处理后得到的焙砂I、II中的含金量分别为298g/t与541g/t。 浸出实验成果标明,Geobrom 3400的浓度为4g/L、NaBr浓度为6~8g/L时,金的浸出率到达最大值(94%左右)。在作浸出时刻(2~24 h )实验时也还发现,2h后可浸金的98%即已溶解。因而,一切今后的浸出实验的时刻均选为6h。对由探究实验断定的最佳条件(GeobromTM3400为4 g/L, pH5.0~6.0,浸出时刻为6 h)还作了验证实验。成果是,对焙砂I样品含金298~312g/t,浸出残渣含金18.5~20.3g/t,金提取率94.2%~94.5%;对焙砂II相应的目标为541~555g/t,22.3~24.0g/t,96%~96.3%。 另据报道,在对上述焙砂I进行化及化提金比照实验时,金浸出率分别为95.1%和94.2%,处理每吨矿石的试剂费用分别为11.7及11.6美元,故两者简直都很附近。 别的还对载体的循环与收回进行了实验。核算得出,用于从精矿中浸出金的GeobromTM3400(报价为1.34美元/kg)的均匀耗费量为8.5 kg/t焙砂。故化法的试剂费用为11.4美元/t焙砂。由实验室收回实验可核算出活性炭对金的负载容量为25 kg/t。用GeobromTM3400在室温下能使金从负载炭上敏捷解吸,接着再用锌粉或联沉积。因而,选用化法收回金时耗费的炭量比化法低得多。一起还省去了化法收回金时所需的热交流、电解槽和电极,估量这样就能使本钱大起伏下降。 最近,A.Dadgar等人又具体研讨了用GeobromTm3400从黑砂精矿中浸出金,以及的电化学再生问题。他们选用很富的(6.2 kg/t)黑砂精矿浸出金,再用离子交流和溶剂萃取法收回金。实验成果标明,用Geobrom Tm3400从黑砂精矿中浸金时,金的浸出速度特别快,大约90%的金是在开始2h内被浸出的,4h今后就到达最高(94%~96%)的浸出率。 然而对浸渣进行的分析标明,在第一次浸出后仍有适当一部分金留在残渣中。为到达最高的金浸出率,必须用新配的GeobromTM3400溶液再浸出两次。用离子交流和溶剂萃取法处理时,金的负载率和收回率简直都到达100%。 开始的经济核算标明,处理每吨精矿约需耗费130 kg的GeobromTM3400。所以,为从黑砂精矿中提取31.1 g金所需的浸出剂本钱仅为1.00美元左右。在对选用电化学办法再生时还可较大起伏地下降本钱。[next] ② AuBr4-在Dower 21 K树脂上吸附。吸附动力学实验悉数在一台机械振荡器以连续办法完结。温度简直不影响化金离子在阴离子交流树脂上的吸附速度,因而定为25℃。AuBr4-在弱碱和强碱性离子交流树脂上吸附速度与溶液pH(1~6范围内)无关,所以pH都调到3.0~3.5。重要的是在碱性pH内,转为酸盐,金以氢氧化金方式沉积,因而,在碱性范围内的速度研讨是无意义的。所以动力学研讨是在温度25℃,pH为3.0~3.5,0.25 g湿树脂与100cm3化金溶液触摸,在3h内,每15 min取一个样,用ICP分析金含量。 实验成果标明:AuBr4-在Dower 21 K上的吸附速度常数为0.029 mg/min,与Br2浓度无关,为一级速度,贱金属离子Fe3+、Zn2+、Cu2+和Ni2+在酸性溶液中。实验证明,树脂的吸附容量与吸附动力学都不受这些贱金属离子的影响,对AuBr4-吸附特别有用。 3)的电化学再生 为进一步改善与完善化法提金工艺,1990年发布了一项美国专利。提出了一种电解法浸金工艺,即在化法浸出槽中刺进电极,电解发作的活性能有用地进行金矿浸出。电解槽下部经渗滤流出的含金贵液,一部分泵送到置换槽内用锌粉置换金,一部分则回来(或弥补新液后)循环浸出。锌粉置换后的贫液亦回来浸出槽,使化物溶液到达有用循环运用,然后下降试剂用量及本钱。 最近,Great Lakes公司为进一步下降GeobromTM3400浸出工艺的本钱,已研制出两种电化学办法用以从浸出和离子交流收回金今后的Geobrom贫液中再生嗅,这些办法在半工业实验时都已取得成功。其间,他们对含质量分数为5%Br2的贫液进行了电解处理。 在半工业(250 kg/d)实验进程中,20%~35%浓度的矿浆在浸出槽中拌和6h以浸出矿石中的金。固液别离后使富液经过离子交流柱以收回金,离子交流树脂除能吸附AuBr4-以外,还能使剩余的嗅复原成嗅化物离子。所以,贫液中将不再含有金和澳。贫液中的澳化物离子被阳极氧化成嗅,可泵回浸出槽中循环运用,并因而而下降了嗅试剂的耗量。 ①电解槽设备。Lectranator体系Lectranator槽是作为游泳池消毒时电解用的次氯酸盐发作器出售的。研讨所用的样机由6个独立的槽组成,生成氯酸盐的电极面积预算为360cm2。Lectranator是一个偶极电解槽,仅在两个外电极连通时,中间极板被极化。 电解槽安装在一个可移动的设备中,该设备由一个带盖的0.2m2聚乙烯储仓和一个Aquatron II型离心泵组成。含有NaCl和NaBr的模仿金浸出液,强制经过此槽(102 dm3/min),并直接回来槽以便循环,回来液流的管道刺进电解液液面以下,以加快混合。 用SorensonDCR 60 -30B电源以发作电极反响,表盘显现运用的槽电压和电流,在6A(适当于100mA/cm2经过6个独立的槽)下进行电解。每30 min电极极性倒置一次,以铲除表面像钙那样的沉积物及外来的电镀金属。这些沉积物在阴极1/2循环时构成,在阳极1/2循环时溶解。 在电解进程中,溶液的pH或许天然上升(留意,逆反响是随阴极放出H2构成OH-),挨近反响结束时,参加必定浓度的H2 S04使pH为5~6,此刻释放出浸出剂Br2,溶液变为特有的橙黄色,用碘滴定以断定法拉第电流效率。[next] ②混合卤化物电解。与浸出剂的电解再生有关的开始研讨标明,浸出法在电流运用率80%~90%时具有高效率。中间规划电解实验运用市场上能买到的次氯酸发作槽及含0.5%~5%Br-离子的模仿浸出液。考虑到削减Br-离子到十分低的浓度将使该法在经济上具有更强的吸引力,改动浸出剂成分以使Br-运用率最大。研讨的基本思想是运用高C1-离子和低Br-离子液流作业。在电解再生期间,电流负荷是阳极C1-离子氧化成次氯酸盐,当下降pH时,Br-离子被次氯酸盐均匀氧化而释放出Br2浸出剂。 本研讨就是运用游泳池消毒槽的设备Lectranator体系来加工金浸出剂。制造者以为此设备为一低电流效率(40%)设备,为了按捺能引起低电流效率的副反响,实践挑选5%Cl-离子浓度的操作条件。由于C1-离子浓度添加,呈现了别的两个长处:a)溶液导电率添加,因而槽电压较低,动力费用削减了;b)或许有一个实践电流密度,成为工业规划电解特征,例如单位出产才能添加了。 为有用地浸出,典型的氧化矿需求大约0.2%的Br2。由于意图是最大极限地运用Br-离子,所以用质量分数为0.5%的Br-离子(以NaBr引进)再生工艺液流。在100 mA/cm2下进行电解,以便在酸化之后出产活性浸出剂质量分数为挨近0.2% Br-的溶液。留意要安全氧化Br-离子是不或许的,由于:a)需求直销游离Br-离子,以便使AuBr4-阴离子络合为氧化的物质;b)游离Br-离子与Br2络合构成Br3-,所以要避免一个不期望有的高蒸气压力。 表2中数据归纳了典型电解条件和成果表2 混合卤化物的电解条件和成果溶液组成5%Cl-,0.5%Br-电流密度100m·Acm-2单个槽压均匀值2.25V电解时刻4h电流效率78%释出Br2的H2SO4量0.4g/L溶液中Br2浓度1.75g/L
钠化钒渣提钒工艺
2019-02-19 12:00:26
直接往含钒铁水中增加6%的纯碱、8%的铁皮,处理后得钠化钒渣。含钒铁水的脱钒率可达60%~80%。钠化钒渣含V2O5达6%以上。主要成分为NaVO3、Na4V2O7、Na3VO4的复合物。硫构成Na2S进入渣相,脱硫率大于80%;磷构成Na3PO4进入渣相,脱磷率60%~80%。所得半钢的硫、磷含量均低于制品钢的规格,因而可在转炉内完成无渣或少渣炼钢。
选用天然碱处理含钒铁水得到的钠化钒渣,曾在四川西昌410厂进行过湿法提钒及收回钠盐的扩展试验。天然碱取自河南吴城及内蒙古西林郭勒盟及鄂尔多斯湖等地。天然碱是Na2CO3及少数NaHCO3、Na2SO4、NaCl的混合物。所得钠化钒渣的成分如下:成分V2O5Na2OPSiO2S%12.8840.861.289.42.09
工艺流程共分6步:1)碳酸化浸取;2)浸取液的氧化及净化;3)深度碳酸化、浓缩结晶分出NaHCO3;4)碱性铵盐沉钒、制取;5)沉钒后液蒸、回来沉钒、后液回来浸取;6)NaHCO3煅烧得纯碱、煅烧得产品V2O5。
此流程在技术上有诱人的远景,扩展试验已成功,产品合格。但纯碱直销严重,故未能施行。
不锈钢的合金化原理
2018-12-18 10:15:53
提高钢耐蚀性的方法很多,如表面涂一层耐蚀金属、涂敷非金属层、电化学保护和改变腐蚀环境介质等。但是利用合金化方法,提高材料本身的耐蚀性是最有效的防止腐蚀破坏的措施之一,其方法如下: (1)加入合金元素,提高钢基体的电极电位,从而提高钢的抗电化学腐蚀能力。一般钢中加入Cr、Ni、Si多元素均能提高其电极电位。由于Ni较缺,Si的大量加入会使钢变脆,因此,只有Cr才是显著提高钢基体电极电位常用的元素。 Cr 能提高钢的电极电位,但不是呈线性关系、如图5.1所示。实验证明钢的电极电位随合金元素的增加,存在着一个量变到质变的关系,遵循1/8规律。当Cr含量达到一定值时即1/8原子(l/8、2/8、3/8……)时 ,电极电位将有一个突变。因此,几乎所有的不锈钢中,Cr含量均在12.%(原子)以上,即11.7%(质量)以上。 (2)加入合金元素使钢的表面形成一层稳定的、完整的与钢的基体结合牢固的纯化膜。从而提高钢的耐化学腐蚀能力。如在钢中加入 Cr,Si.Al等合金元素 ,使钢的表层形成致密的Cr2O3,SiO2,Al2O3等氧化膜,就可提高钢的耐蚀性。 (3)加入合金元素使钢在常温时能以单相状态存在,减少微电池数目从而提高钢的耐蚀性。如加入足够数量的Cr或Cr-Ni,使钢在室温下获得单相铁素体或单相奥氏体。 (4)加入Mo、Cu等元素,提高抗腐蚀的能力。 (5)加入Ti,Nb等元素,消除Cr的晶间偏析,从而减轻了晶间腐蚀倾向。 (6)加入Mn、N等元素,代替部分Ni获得单相奥氏体组织,同时能大大提高铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性。.
固态电池的产业化
2019-01-04 09:45:43
据德国《汽车周刊》报道,在刚举办完的法兰克福车展上,大众公布了大规模电动车发展计划《RoadmapE》,到2030年大众全部车型都将有电动版,投资高达700亿欧元,其中500亿欧元将投向电动车电池。大众CEO穆伦(MatthiasMüller)强调:“我们已经计划下一代电动车电池:里程超过1000公里的固态电池”。他表示大众将与合作伙伴共同开发,将在中国、欧洲和北美寻找、发展长期战略性伙伴。业内人士指出,全球技术领先的特斯拉动力电池电芯全面升级后,电芯的比能量已经达到300wh/kg,再往上提升的难度已非常大。压榨动力电池能量密度的下一阶段,业界认为最好的出路是固态电池。
固态电池的能量密度至少是当下传统锂电池的三倍,充电时间缩短的同时,续航里程更远,充放电次数更高(更耐用),真正进入市场应用后,将会给动力电池产业带来颠覆性变化。
国内在无机全固态锂电池领域的研究己经开展了很多年,主要集中在微型器件使用的薄膜固态锂电池方面。近年,中国科学院宁波材料技术与工程研究所在大容量无机全固态锂电池用正极材料、固体电解质材料以及电极/电解质界面改性研究等方面也取得了不错的结果。而要发展这种新型化学储能技术,同样面临着很多的科学问题有待解决,主要包括:高稳定性、高离子导电特点锂离子导电材料体系的构效关系与材料设计研究、电极/电解质固固两相界面调控与反应机制研究、全固态体系中锂离子嵌脱过程引起的材料应力分布变化和对电池性能的影响及调控研究,以上技术与科学问题的解决对推动全固态锂电池的实用化将具有重要的现实意义。
从当前的大形势来看,固态电池现在的制备技术成熟度不高,能形成规模产能的企业有限,技术规模化扩产需要克服的困难还有很多,仍处于推广发展期。总的来说,大容量全固态锂电池的发展前景是非常光明的,影响大容量全固态锂电池性能的科学与技术问题正在逐步解决,大容量全固态锂电池在未来储能甚至动力领域中必将得到广泛应用!
溴钨灯
2017-06-06 17:50:12
溴钨灯又称为氘灯,是紫外-可见-近红外波段的理想光源可对物质进行吸收光谱和荧光光谱分析。可与TT21-WDS-4型光谱仪配套使用。包括专用电源和控制系统。溴钨灯采用溴化氢工艺,比碘钨灯光效高、 寿命长、光色更好、点燃后没有碘钨灯那种紫红蒸汽。是一种新型客观的,并且使用广泛的一种灯。溴钨循环的过程是:在适当的温度条件下,从灯丝蒸发出来的钨在泡壁区域内与溴钨反应,形成挥发性的溴钨化合物。由于泡壁温度足够高(250ºC),溴化合物呈气态,当溴钨化合物扩散到较热的灯丝周围区域时又分化为溴和钨。释放出来的钨部分回到灯丝上,而溴继续参与循环过程。溴钨灯里的溴化氢可以在200~1100℃的玻壳壁温下进行正常的溴钨循环,所以可以用来制作大功率高光效的电光源。钨溴灯能发出可见和近红外光(发光的波长范围:380-2500nm),色温:3000K-3200K,常作为光谱分析仪的光源。也广泛应用于光学仪器、电影放映、光刻等方面有。碘钨灯是卤素灯的一种,有直立式圆形和管形两种。它的外壳用耐高温石英玻璃做成,里面钨丝绕成单螺旋状,中间有若干钨丝圈支撑,以免灯丝下垂。灯管内抽成真空,充入氩气和适量的纯碘。碘钨灯由于应用了碘钨循环的原理,大大减少了钨的蒸发量,所以它的工作温度可提高到3000℃,发光效率也提高很多。与普通白炽灯相比,照明用碘钨灯还具有体积小、光色好、寿命长等优点。例如,普通220伏1000瓦白炽灯的发光效率约为16流/瓦,平均寿命是1000小时;而照明用的220伏1000瓦碘钨灯的发光效率约为21流/瓦,平均寿命是1500小时。溴钨灯的色温约为3000K-3200K,光谱辐射亮度为:L(λ)=ε(λ)B(λ);其中,B(λ)为与溴钨灯色温相同黑体的光谱辐亮度。Ε(λ)为钨的光谱发射率随波长和温度变化,约为0.2-0.5。主要特点◆ 提供多种功率选择◆ 光轴高度:134-154mm可调◆ 提供250-2700nm(300-2500nm)光谱范围◆ 色温达3000K以上,整个寿命期间溴钨灯色温只降低50K左右◆ 光效高,可达20~30lm/W◆ 光通稳定,灯泡寿命终止时的光通量为开始的95~98%◆ 应用我公司配套的稳流电源供电时,光通波动仅为0.12%~1%◆ 灯泡寿命长◆ 结构设计方便更换灯泡产品参数 额定电压 12——(V) 额定功率 20——(W) 光源 卤素灯 电流 1.6(A) 光通量 320(Lm) 材质 石英 寿命 2000(h) 防护等级 IP64 颜色 透明 频率 50(Hz) 色温 3000(K) 灯头型号 G4 更多有关溴钨灯请详见于上海
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什么是钠化焙烧提钒
2019-02-25 15:59:39
钠化焙烧提钒是含钒质料提钒使用较多的工艺,研讨也较为透彻,其基本原理是以食盐或苏打为添加剂,经过焙烧将多价态的钒转化为水溶性五价钒的钠盐,再对钠化焙烧产品直接水浸,可得到含钒及少数铝杂质的浸取液,后参加铵盐(酸性铵盐沉积法)制得沉积,经焙烧得到粗V2O5,再经碱溶、除杂并用铵盐二次沉钒得,焙烧后可得到纯度大于98% 的V2O5。也可用硫酸浸出焙烧产品,该工艺已用于石煤和低钒钢渣提钒中。
铅酸蓄电池的物理原理
2019-03-13 10:03:59
界说:电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。 英语:Lead-acid battery 荷电状态下,正极主要成分为,负极主要成分为铅;放电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。 电极反应式为: 充电:2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4 放电:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 法国人普兰特(G.Plante)于1859年创造铅酸蓄电池,已阅历了近150年的开展进程,铅酸蓄电池在理论研究方面,在产品种类及种类、产品电气功能等方面都得到了长足的前进,不论是在交通、通讯、电力、军事仍是在帆海、航空各个经济领域,铅酸蓄电池都起到了不行短少的重要作用。依据铅酸蓄电池结构与用处差异,大略将电池分为四大类: (1) 起动用铅酸蓄电池; (2) 动力用铅酸蓄电池; (3) 固定型阀控密封式铅酸蓄电池; (4) 其它类,包含小型阀控密封式铅酸蓄电池,矿灯用铅酸蓄电池等。.
铝空气电池的工作原理及特点
2019-03-01 09:02:05
铝空气电池的作业原理: 铝空气电池的化学反应与锌空气电池相似,铝空气电池以高纯度铝Al(含铝99.99%)为正极、氧为负极,以(KOH)和(NaOH)水溶液为电解质。铝吸取空气重的氧,在电池放电时发生化学反应,铝和氧作用转化为氧化铝。铝空气电池的发展十分迅速,它在EV上的运用已获得杰出作用,是一种很有发展前途的空气电池。 铝空气电池的特色: 1、比能量大 铝空气电池的理论比能量可达8100Wh/kg,现在的铝空气电池的实践比能量只到达350Wh/kg,但也是铅酸电池的7~8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。选用铝空气电池后,车辆能够明显地进步续驶路程,国外有关材料介绍,美国加利福尼亚州在运用铝空气电池的电动汽车上,有过只替换一次铝电极续驶路程达1600km的记载。 2、质量轻 我国开发和研发的牵引证动力型铅酸蓄电池的总能量为13.5kWh,总质量为375kg。而相同能量的铝空气电池总质量仅45kg,为铅酸蓄电池质量的12%。因为电池质量大大减轻,车辆的整备质量也下降,能够进步车辆的装载能量或延伸续驶路程。 3、铝没有毒性和危险性 铝对人体不会形成损伤,能够收回循环运用,不污染环境。铝的原材料丰厚,已具有大规模的铝冶炼厂,生产本钱较低。铝收回再生便利,收回再生本钱也较低。并且能够选用替换铝电极的办法,来处理铝空气电池充电较慢的问题。 尽管铝空气电池含有高的比能量,但比功率较低,充电和放电速度比较缓慢,电压滞后,自放电率较大,需求选用热办理体系来避免铝空气电池作业时的过热。
钠化焙烧提取五氧化二钒工艺
2019-02-11 14:05:44
一、工艺流程
石煤钒矿石破碎→烘干→球磨→加盐制球→焙烧→水浸→离子交换→沉积→热解→五氧化二钒。
含钒石煤矿石经破碎、烘干、球磨至-80目占90%以上,加氯化钠制球,球粒在750~850℃下焙烧2~4 h后,用水静态浸出。浸出液中钒质量浓度1~3 g/L,浸出渣堆积。选用717强碱性阴离子树脂以离子交换法富集浸出液中的钒,用氯化钠解吸。解吸液中钒质量浓度达18~22g/L,加硫酸铵或氯化铵沉积钒得,在550℃下热解得五氧化二钒产品。
二、工艺原理及使用
钠化焙烧过程中发作如下反响:xNa2O·yV2O5+xCl2↑,
当有水蒸气存在时发作以下反响:
yV2O+2xNaCl+xH2O→
xNa2O·yV2O5+2xHCl↑
氯化钠单独在空气中高温加热(熔点808℃)基本上不分化,但在某些物质,如铁、锰、SO3、V2O5等存在时会发作分化,发生或氯化体,氧化矿藏晶格中的钒,使生成xNa2O·yV2O5:
yV2O5+xNa2O→xNa2O·yV2O5
钒酸钠在水溶液中很简单溶解,使钒转入溶液。
钠化焙烧工艺是一种经典的提钒工艺,钒总收率40%~50%。本钱在4万~5万元/t,因出产过程中发生氯化氢、等有毒有害气体,对环境有污染,所以现在已较少选用。
浅谈非金属矿物纳米化的方法和原理
2019-01-04 15:16:49
对于大部分非金属矿物材料来讲,在传统工艺技术下,其粒径均是在微米量级以上,在这一量级以上的材料保持着传统的物理、化学、磁、电等特性,但一进入纳米级,材料的物理和化学性质则产生巨大的变化,一些有关纳米的特性也会随之而来。
目前,非金属矿物纳米化是非金属纳米矿物材料研究的基础和重点,已渐成为国内外学者研究的焦点,本文就非金属矿物的纳米化方法及原理作简要的概述,望对业内人士有一定的启发和帮助。
一、非金属矿物纳米化的方法
非金属矿物纳米化过程中仍存在许多尚未解决的难题,制备方法种类不多,一般分为物理法和化学法,具体制备方法和分类如下:
非金属矿物纳米化的方法及其分类
二、非金属矿物纳米化的原理
1、机械化学的定义及应用
日本学者神保元二指出:在粉碎过程中,同时存在固体表面结晶构造的变化,并且进行着化学的变化和物理化学的变化。在粉碎机械操作过程中产生的物质化学变化,称为机械化学。
机械化学法在材料学中的应用集中体现在以下几个方面:控制烧结性、电磁材料的研制、催化剂特性的变化、超细粉体的制备、粉体的表面改性、功能粉体合成、机械合金化、生物陶瓷材料的合成制备、晶型转变、环保材料的处理和制备等。
2、机械化学在超细粉碎过程中的原理及应用
由下表所示,随着微粒粒径的减小,所需机械破碎的碰撞速度显著提高。因此,采用加速碰撞的机械破碎法制备超细微粒是有限度的。目前,效果较好的气流粉碎机,平均粒径也只能超细到1µm左右。
而机械化学法通过在超细粉碎中产生的化学反应,不仅可以提高粉碎的效率,更能够突破极限,进一步减小微粒的粒径。因此对于非金属矿物来讲,是目前较为可行的纳米化方法之一,更是其纳米化发展的方向。
3、业内人士对机械化学作用的几点看法
机械化学作用对物质性质的影响在合成化学、表面化学、固体化学和材料科学的研究中都有反映,但表现形式有所不同。尽管目前对机械能的作用和耗散机理还不清楚,对众多的机械化学现象还不能定量和合理地解释,也无法明确界定其发生的临界条件,但对超细粉碎过程中机械化学作用的较一致的看法是:
1)形成表面和体相缺陷;
2)表面结构及化学组成发生变化;
3)表面电子受力被激发产生等离子体;
4)表面键断裂引起表面能量变化;
5)晶型转变;
6)形成纳米相复合层及非晶态表面;
7)机械化学作用有可能诱发在通常热化学条件下难以或不能进行的反应。
三、几种非金属矿物的纳米化改性
1、 电气石纳米化改性
目前,电气石的纳米化的研究不是很多,衫原俊雄等把直径为300nm的电气石微粒加入纤维丝中,可促进血液循环有效增强人体的生理功能;日本东京大学教授将100nm的电器石微粒混入纤维原料并制成织物。国内吴瑞华用0.3~10µm的电气石微粒与多孔材料载体制成一种电磁屏蔽材料;戴彦彤发明了利用电气石微粒和远红外粉发明了一种负氧离子远红外保健之物。
2、 磷酸铁锂的纳米化改性
磷酸铁锂纳米化后可以改善电子传导率,改善锂离子扩散速率,还可以提高比表面积,除此之外,纳米磷酸铁锂还有许多优势:
提高材料活性,促使一些难以进行的电极反应
可以改变锂离子和电子的化学势,造成电极电位的变动
扩大固熔体构成的范围,增强材料承受体积应力的能力
研究表明,以无机三氧化二铁为铁源得到的是磷酸铁锂颗粒,而以有机柠檬酸铁为铁源得到的是纳米级小颗粒,通过两种铁源的合理配比,可以使纳米小颗粒填充到大颗粒中,达到提高材料振实密度的目的。
结语
纳米非金属矿物的应用研究表明,由于纳米颗粒表面独特的性质,非金属矿物纳米化具有极好的应用前景,但是,困难还是存在于纳米颗粒间的有效分散方面。如果不能有效地将纳米颗粒分散于基体材料中,非金属矿物的纳米化优势往往就体现不出来,其有效利用还有待于业内专家的共同探讨与努力。
钒矿选矿工艺原理及工艺流程图
2019-02-22 16:55:15
一、工艺原理特殊药剂配方,将含钒石煤中的钒组分浮选出来,此后进行焙烧(灼烧)、浸出、得到高浓度含钒溶液,溶液经净化处理后直接加铵沉积得到产品。
二、工艺流程图
铅蓄电池放电反应方程式的原理
2019-03-13 09:04:48
当两极板放置在浓度为27%~37%的硫酸(H2SO4)水溶液中时,极板的铅和硫酸发作化学反应,二价的铅正离子(Pb2+)转移到电解液中,在负极板上留下两个电子(2e-)。因为正负电荷的引力,铅正离子集合在负极板的周围,而正极板在电解液中水分子效果下有少数的(PbO2)进入电解液,其间两价的氧离子和水化合,使分子变成可离解的一种不稳定的物质——氢氧化铅〔Pb(OH)4)。氢氧化铅由4价的铅正离子(Pb4+)和4个氢氧根〔4(OH)-〕组成。4价的铅正离子(Pb4+)留在正极板上,使正极板带正电。因为负极板带负电,因此两极板间就产生了必定的电位差,这就是电池的电动势。当接通外电路,电流即由正极流向负极。在放电过程中,负极板上的电子不断经外电路流向正极板,这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子(H+)和硫酸根负离子(SO42-),在离子电场力效果下,两种离子分别向正负极移动,硫酸根负离子抵达负极板后与铅正离子结组成硫酸铅(PbSO4)。在正极板上,因为电子自外电路流入,而与4价的铅正离子(Pb4+)化组成2价的铅正离子(Pb2+),并当即与正极板邻近的硫酸根负离子结组成硫酸铅附着在正极上。
从含钒钢渣中提钒
2019-01-03 15:20:48
含钒钢渣是含钒铁水直接在转炉里按一般碱性单渣法炼钢而得到的钢渣。该种渣成分复杂,又经常波动。含钒钢渣的特点是氧化钙含量高,钒含量较低。研究结果表明,硅酸三钙(Ca3SiO5),其形状受空间限制,自行性差,一般呈不规则粒状填充于其他矿物格架之间,并包裹其他矿物。硅酸三钙相中V2O5的含量较低,约1.47%,但由于该相在渣中占得比例大,仍有17.88%的V2O5夹杂其中。镁--方铁石系方镁石、方锰石构成的固溶体系列,其分子为(Mg0.58,Fe0.36,Mn0.06)1.00O,该矿物中含钒很少。
钙钛氧化物是一种新矿物,分子式为(Ca3.02,Mn0.013.03(Ti1.36,V0.37,Fe0.23,Mg0.01,Si0.09)2.12O7,可简写成Ca3(Ti,V)2O7。该矿物是一种黑色厚薄不等的长板状矿物,并与其他矿物连生,钒置换钛进入晶格中。该矿物中V2O5含量为9.78%,其钒量占渣中总钒量的78%,是提钒的主要对象。含钒钢渣返回高炉处理是我国首创的一种提钒工艺。它是把含钒钢渣再烧结后返回小高炉,练出含钒2~3%的铁水,再兑入氧气底吹转炉内吹炼,得到V2O5含量高于35~40%的高钒渣。此渣在电炉内直接还原,制取含钒大于35%的钒铁合金。含钒钢渣的特点是氧化钙含量高。用传统的钠盐焙烧--水浸提钒工艺,钒浸出率很低。目前研究出的钠盐焙烧--碳酸化浸出工艺较好的解决了氧化钙的危害。
在含钒钢渣中,钒主要赋存在钒钙钛氧化物中,焙烧时钒钙钛氧化物与碳酸钠反应:2Ca3V2O7+Na2CO3+O2=3CaO+2NaVO3+Ca3(VO4)2+CO2硅钒酸钙与碳酸钠也发生类似反应:2[Ca2SiO4·Ca(VO4)2]+Na2CO3+O2 =2Ca2SiO4+2NaVO3+Ca3(VO4)2+5CaO+CO3烧结后水溶性钒约20%,碳酸化浸出的钒约60%。
焙烧主要技术条件:渣碱比100:18,钢渣的磨细度-200目大于60%,制粒后的粒度直径5~10mm,焙烧温度1100℃,物料停留时间3.7小时。技术指标是:生产能力1.58T·m-2·d-1,烟尘率0.5%,熟料转浸率85%。
钒知识
2019-03-08 09:05:26
钒是高熔点稀有金属,密度5.96,熔点1890℃,沸点3380℃,有耐性,在中加热变脆,含氧和氮的钒也有脆性。钒是电的不良导体,其电导率仅为铜的十分之一。室温下,钒不与氧效果,在加热条件下被氧化成VO、V2O3、VO2、V2O5,高温下与大都非金属元素(如氮、碳、硫)发作反响。钒还能与铝、钴、铜、铁、锰、钼、镍、钯、锡、硅构成合金。钒的氧化态为-1、+1、+2、+3、+4、+5,一般+2和+3价钒的氢氧化物呈碱性,+4和+5价钒的氢氧化物呈,+5价钒在不同酸度的水溶液中构成不同组成的钒酸盐。在常温下,钒有较好的抗蚀性,本领、稀硫酸、碱溶液和海水腐蚀,但能被硝酸、或浓硫酸腐蚀。
钒在地壳中常与其他元素伴生,富集成工业矿床的很少。首要涣散于钒钛磁铁矿、铀矿、磷矿、铝钒土及煤炭中。钒的矿藏首要有绿硫钒矿(V2S+nS)、钒云母〔K2(Mg,Fe)(Al,V)4Si12O32•4H2O〕、钒铅矿〔PbCl2•3Pb3VO4〕2〕、钒钾铀矿(K2O•2V2O3•V2O5•3H2O)等。
钒矿的分化办法有:①酸法,用硫酸或处理后得到(VO2)2SO4或VO2Cl。②碱法,用或碳酸钠与矿石熔融后得到NaVO3或Na3VO4。③氯化物焙烧法,用食盐和矿石一同焙烧得到NaVO3。
金属钒的制取:含钒的矿藏经处理后得到五氧化二钒,再将五氧化二钒用碳、硅、铝复原得到金属钒;或用、镁复原的办法制取金属钒。
钒是冶金工业的重要质料。在钢铁中,钒首要是以钒铁的方式参加,首要起脱氧和脱氮的效果,一起可进步钢的强度、耐性、淬透性和回火稳定性。现在,90%的钒用作钢铁增加成分出产高强度低合金钢、高速钢、工具钢、轴承钢、耐热钢、不锈钢和铸铁等。钒还用于钛合金、钴和镍基高温合金的增加剂。
V2O5广泛用作有机和无机氧化反响的催化剂,用于出产硫酸、精粹石油。钒在电子工业中可用作电子管的阴极、栅极、X射线靶、真空管加热灯丝。硅化钒和镓化钒是杰出的金属间化合物超导材料。在玻璃工业,钒可用于制作吸收紫外线的玻璃,以及用于制作护目玻璃和防护屏等。
碘化铝一次电池和染料敏化太阳能电池研制成功
2019-01-16 11:51:35
较近,中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室的孟庆波研究员、李泓副研究员与复旦大学傅正文教授合作,将碘化铝电解质应用于一次电池和染料敏化太阳能电池,取得了良好效果。他们发现,铝碘接触可以形成一种新型的原电池—铝碘电池。采用他们研究的单碘离子固体电解质证明,这种铝碘电池的工作原理基于碘离子传导。通常的Al基电池以及Li/I2电池均是基于阳离子的输运,这是靠前次单纯基于阴离子输运的电池体系被发现。Al基电池由于Al离子在表面膜的扩散较慢存在Al电极活性较低的缺点,传统的锂碘电池放电电流较小。新的基于碘离子固体电解质的铝碘电池放电速率高,而且具有成本低廉、环境友好的优点。该研究对于开发其它的基于阴离子传导的电池体系具有较好的启示作用。染料敏化太阳能电池中的电解质一般使用LiI等对水敏感的物质,因此无水条件的要求增加了电池制造的成本。另外,电解质中采用的腈类有机溶剂为有毒溶剂。如果长期使用,这些溶剂对环境和人类的健康都会产生不良影响,不利于这种太阳能电池的推广应用。在他们原有工作的基础上,以乙醇为溶剂,在大气环境下,通过在溶液中加入铝和碘原位反应制备了碘化铝电解质,将其直接应用于染料敏化太阳能电池,取得了5.9%的高光电转化效率。这种新型的碘化铝电解质具有成本低廉、制备容易、性能优良、环境友好等四大优点,为染料敏化太阳能电池电解质的研究开辟了新的途径。 电化学能量存储与转化器件的研究与开发,包括一次电池、二次电池、超级电容器、染料敏化太阳能电池、及燃料电池等,对缓解能源与环境危机、提高人类生活水平有着重要影响。环境友好、成本低廉、安全高效的电解质对电化学能量存储与能量转化器件的实际应用起着重要的推进作用。上述结果已申请三项国家发明专利,相关文章发表在较近出版的J. Am. Chem. Soc. (128, 8720-8721, 2006)期刊上。该项工作得到了“863”计划和中科院“百人计划”的支持。
石煤流态化焙烧-酸浸-离子交换提钒新工艺
2019-02-21 13:56:29
由湖南省煤炭科研所与长沙有色冶金设计院共同开发的流态化焙烧-酸浸-离子交换流程已被湖北某石煤冶炼厂选用(下图)。图 流态化焙烧-酸浸-离子交换法提钒流程
这一新工艺半工业实验取得的首要技能经济指标为:焙烧酸浸转化率67.03%,酸浸回收率大于98%,离子交换吸附率99%以上,淋洗解吸率99%以上,沉积回收率99%以上,从原料到产品钒回收率约65%,离子交换树脂的作业吸附容量高达420mg/g(湿树脂),淋洗液V2O5均匀浓度约100g/L,产品质量契合GB3283-87中冶金99级要求。
石煤流态化燃烧灰酸浸-中间盐法提钒新工艺
2019-02-21 13:56:29
浙江化工研究院提出的石煤流态化燃烧灰(或石煤)酸浸-中间盐法提钒新工艺见下图。图 酸浸-中间盐法提钒工艺流程
半工业实验取得的首要技能经济指标为:V2O5浸出率93.69%,中间盐回收率99.07%,萃取率98.10%,反萃率98.16%,沉积率99.0%,V2O5总回收率大于80%。产品质量契合冶金98级要求,每吨产品耗硫酸30.46t,P204 7.5kg,TBP60kg,火油60kg,9.09t,蒸汽20t,电8000kW·h,副产铵明矾48。
含钒溶液的水解沉钒
2019-01-21 18:04:28
含钒溶液经净化后,钒多以五价钒酸根存在。随溶液酸度增加,钒酸根会以钒酸的形式析出,俗称红饼。钒的水解主要取决于酸度、温度、钒浓度及杂质的影响。析出的沉淀也会因pH值、钒浓度的变化呈不同的聚合状态。有关的机理在认识上还不统一。大致可勾画如下,由图1及图2关于钒酸水溶液的性质图可以看出:钒浓度/(mol·L-1)溶液pH值主要的钒离子水解产物低,10-4酸性低4~8高,50×10-32~3高,50×10-31~6高,50×10-310~12高,50×10-313~当pH值约1.8时,V2O5的溶解度最小,约230mol/L。V2O5与H2SO4之间的浓度关系如下:[H2SO4]/(g·L-1)2.312.017.121.2V2O5/(g·L-1)0.240.781.142.04
表1列出一组V2O5-H2SO4-H2O系的数据。
表1 V2O5-H2SO4-H2O系统平衡数据30℃75℃V2O5/%H2SO4/%密度/(g·㎝-3)析出相V2O5/%H2SO4/%析出相1.637.31.066①1.4817.43①4.7923.51.219①2.0024.18①7.437.261.370①5.0633.0①4.4145.01②5.4838.02②5.554.361.519②5.2741.01②9.1460.421.661②5.1346.56②5.4466.76③8.0952.31③1.5974.67③9.0857.33③6.2173.26④10.860.20④0.27680.411.727④7.514.98④0.05399.161.817④7.5270.50④9.2640.491.440①②0.1393.44④10.4962.221.734②③6.1034.30①②1.5077.481.714③④8.2949.53②③11.9657.56③④表中析出相:①V2O5·3H2O,V2O5 红褐色、针状;
②V2O5·2 H2O,2SO3·8H2O 粉红色、无定形、棕红色、针状;
③V2O5·H2O,V2O5·2SO3·3H2O 淡黄、针状、红色、柱状;
④V2O5,V2O5·5SO3·4H2O 黄色、针状、黄色、晶状。
对钒水解有重要影响的因素有温度、酸度、钒浓度及杂质含量等。图1 图2 V2O5溶解度与pH的关系(25℃)
1—V2O5/ ,lg =-0.82-pH;2—不析出V2O5
lg =-0.04-pH;3—V2O5/ ,lg =-4.44+pH;
4—不析出V2O5,lg =-3.00+pH;5— / ,
pH=1.03-0.333 lg ;6— / ,pH=2.62;
7— / ,pH=7.38+lg图2 钒在水溶液中的状态与钒浓度及pH的关系(25℃)
一、温度
钒水解沉淀应在90℃以上进行,最好在沸腾状态。不同温度及酸度下沉淀率与时间的关系见图3。图3 沉淀率与时间的关系:Ⅰ-0.855;Ⅱ-0.954;Ⅲ-1.16;Ⅳ-1.18
二、钒浓度
溶液中含V以5~8g/L为宜。浓度过高,则结晶成核过快,易形成疏松的滤饼,吸附较多杂质及游离水。红饼组成xNa2O·yV2O5·z H2O中的x/y偏大。当溶液中含钒浓度低时,则会有负面影响。
三、杂质的影响
磷与钒形成稳定的络合物H7[P(V2O5)6],还与Fe3+、Al3+形成磷酸盐沉淀,会污染红饼。为此要求净化后液含P小于0.15g/L。当酸度较高时,可使FePO4、AlPO4的溶解度提高,而减少磷对红饼的污染。
硅、铬、铝、铁等离子浓度较高时,水解生成的胶体沉淀物,妨碍V2O5晶体的长大,使水解速度变慢,生成的红饼沉降、过滤困难。适当提高酸度,可以改善此类不良的影响。
氯离子可以加快钒水解沉淀的速度。而硫酸钠含量在20~160g/L,会使钒水解沉淀速度下降,主要表现为延长晶核孕育期。氯化钠或硫酸钠过多都会使红饼中V2O5含量降低。
四、搅拌
钒的水解沉淀是一个伴有热量、质量传递的水解反应过程,因此必须保持适宜的搅拌速度,已达到临界悬浮状态,没有任何死角为宜。工业用的机械搅拌沉钒罐为圆柱形,内径2~5m,容积4~5m3。罐内壁衬耐酸瓷砖或辉绿岩。中心安装不锈钢搅拌器。罐壁附近设不锈钢蒸汽加热管。
水解沉钒是间歇作业,先加入25%的沉钒前液,开始搅拌,再加入所需的硫酸,然后通蒸汽加热到90℃以上接近沸点。继续添加剩余的75%的沉钒前液。最后分析溶液中游离酸及钒的浓度,调整酸度或补加沉钒前液,以使最后溶液中含钒小于0.1g/L为终点。停止加热、搅拌、再静置10~20min后过滤,即得红饼。根据生产规模,过滤设备可采用吸滤盘、压滤机或鼓式真空过滤机。
红饼须先经干燥去除水分,再在1073~1173K温度下熔化,浇铸成片状,作为炼钒铁的原料。
水解沉钒早期用得比较普遍,但所产红饼熔片V2O5的含量仅为80%~90%,纯度较低,且耗酸量大,污水量大,故现已基本为铵盐沉钒所取代。
钒矿提钒工艺技术
2019-02-25 09:35:32
概 况
钒在地壳中的含量大约是地壳分量的0.02%,散布较广,但涣散。含钒矿藏已发现的就有70多种,其间的绿硫钒矿、钒云母矿和钒铅锌矿等含钒氧化物高达8-20%,钒钛磁铁矿含钒档次低,一般含v2o5为0.2-1.4%,但它的储量最多,国际储量在400亿吨以上,是提取钒的首要质料。
全球的钒铁磁铁矿和钒资源恰当丰厚,已查明国际钒铁磁铁矿的储量为400亿吨以上,且会集在少数几个国家,有前苏联、美国、我国和南非,首要赋存于钒钛磁铁矿、磷块岩矿、含铀砂岩和粉砂岩型矿床中。此外还有许多钒赋存于铝土矿和含碳质的原油、煤、油页岩和沥青沙中。
据美国矿藏局统计资料标明,按现在挖掘规划,已探明的钒资源可继续挖掘150年,且会集散布在南非洲、亚洲、北美洲等区域,(南非占47.0%,前苏联占24.6%,美国占13.1%,我国占9.8%,其他国家总和占小于6%)。
钒具有杰出的可塑性和可锻性,常温下可制成片、拉成丝和加工成箔。但少数的杂质,特别是空隙元素(如碳、氢、氧、氮)会显着影响钒的物理性质。如钒含氢0.01%时引起脆变,可塑性下降;含碳2.7%时其熔点升高到2458。K。钒的熔点高,硬度大,电阻率高,呈弱顺磁性,线胀系数小,钒的弹性模量密度和钢附近,可用作结构材料。
钒是重要的战略物资之一,首要用于冶金工业,作为合金元素增加剂,改进钢材的结构、功能,进步强度和耐性,次之与钛制成具有高温高强度合金,再次之是化学工业,以钒的氧化物形状,用作出产催化剂、触媒等等。
国外钒的提取基本上是从副产品中收回的,如南非、芬兰、前苏联等国家是从钒钛磁铁矿炼铁中收回,美国大部分钒是钾钒铀矿及磷铁矿中收回,加拿大是从焚烧石油焦搜集的尘中收回,少数国家还从石煤中提取钒。总归,国际上钒首要是从钒钛磁铁矿中收回的,现在从钒钛磁铁矿收回的钒,每年约为7万吨左右,约占总产量的%。
钒的产品分为初级产品、二级产品和三级产品。初级产品包含含钒矿藏,精矿、钒渣、作废的粹的废催化剂,作废触媒和其他残渣。二级产品包含v2o5,也可所以一种可用的工业产品,即出产硫酸的触媒和粹用的催化剂。三级产品包含钒铁、钒铝合金、钼钒铝合金、硅锰钒铁合金及钒化合物,其间钒铁是最为重要钒材料,它占钒消费量的85%。各国钒铁标准可分为50-60%和70-85%的二类。
我国钒工业起步于20世纪50年代,1958年康复并扩建锦州铁合金厂提钒车间,以承德大庙含钒铁矿精矿为提钒质料,1960年今后我国的其他提钒厂相继建成投产,70年代攀枝花钢铁公司建成投产,从此我国的钒工业便进入一个新的历史时期,至80年代中已成为国际首要产钒国家之一,能出产各种钒制品,钒的推广运用也取得较快的开展。
从含钒质料提取纯钒化合物的技能,视质料不同而有所差异。钒钛磁铁矿、钒铁精矿、含钒石煤、石油渣、钒铀矿、钒磷铁矿等等,现分述收回技能。
一、 钒钛磁铁矿提钒技能:
钒钛磁铁矿提钒能够概括为火法和湿法两大类。火法流程能够处理含钒档次低的质料,能够经过火法富集,然后处理收回,也称之为简接法;湿法流程具有流程短、收回率高的长处,但要求处理的质料含钒档次相对较高,也称之为直接法。
1.火法工艺流程
将选出的钒铁精矿参与高炉或电炉炼铁,矿石中的钒大部分进入铁水中,将含钒铁水送入转炉吹炼成钢,钒高度富集在表面渣中,即钒渣,钒渣再经破碎、焙烧、浸出、过滤即得到V2O5。这是前苏联、挪威和南非等国所选用的办法。我国也选用相似的办法收回钒。
2、湿法工艺流程
选用含钒铁精矿加芒硝制团、焙烧、水浸,使钒酸钠进入溶液,再加硫酸使之转化为V2O5沉积,过滤后直接得到V2O5,水浸后的球团用于炼铁质料。
南非海威尔德公司是西方国家一起运用以上两流程(即生铁—钒渣流程和焙烧浸出流程)的典型比如。
生铁—钒渣流程
含钒铁精矿
料仓配料
回转窑预复原
含钛炉渣 炼铁
暂存堆积未处理 含钒铁水
板坯 氧气 吹炼 出售
钢水 顶吹炼钢 半钢 钒渣
钢坯 出产V2O5
焙烧浸出流程
含钒铁精矿
H2O 芒硝(碱或Na2SO4)NaCl
配料制团
钠化氧化焙烧1000℃
水浸
过滤 铵盐
球团 溶液
炼铁 过滤 H2SO4
废液废液 V2O5
含钒铁精矿或钒渣的浸出首要化学反响为
(1)4FeO.V2O3+4Na2CO3+5O2=8NaVO3+2Fe2O3+4CO2
(2)4FeO.V2O3+8NaCl+5O2=2Fe2O3+8NaVO3+4Cl2
(3) 4FeO.V2O3 +8NH4Cl +5O2=2Fe2O3+8NH4VO3+4Cl2
(4)2NaVO3+H2SO4=V2O5 + Na2SO4+H2O
(5)2NH4VO3+H2SO4=V2O5 + (NH4)2SO4+H2O
3、生铁—钒渣流程主体设备
① 首要视炼铁的主体设备,曾经苏联炼铁主体设备是高炉,挪威、南非等国则是电炉。
② 吹炼:不同国家选用的设备也不相共同
a.底吹转炉提钒:前苏联丘索夫联合公司是将含钒铁水装入底吹转炉吹炼,在炼半钢进程氧化表面构成含钒渣,钒渣经破碎、焙烧、水浸收回V2O5,然后炼成钒铁。从精矿到钒铁、钒的总收回率为60%左右。
b.顶吹转炉双联提钒:前苏联下塔吉尔钢厂则用顶吹转炉将含钒铁水吹成半钢和钒渣。就铁水到钒渣钒的收回率达92%—94%。我国的承钢、马钢和攀钢也用该法出产钒渣,钒的收回率为80%—88%。
c.高炉铁水雾化法提钒,该法实际上是将含钒铁水倾入中间缸,然后进雾化器,经雾化反响之后,使钒由V2O3氧化成V2O5、 V2O4、V2O3的混合物流入半钢缸,半钢面上构成钒渣。该法由我国攀钢首要实验成功并投入出产运用的,并且是我国钒渣出产的首要办法,钒的氧化率达85~90%,收回率为73.6%,半钢收回率为93.9%。该法的首要长处是:炉龄长(最高炉龄已达12000炉)、处理才干大(可达366吨/时)、可半接连化出产、设备简略、操作简略。
d.曹式炉提钒:我国马钢曾用槽式炉吹炼提钒,槽式炉才干为70T/h,实验的首要技能目标,钒的氧化率达88.5~95.2%,钒的收回率为81.3~90.49%,半钢率90.20~94.1%,出产目标不如实验目标。该法的长处是能接连出产、设备简略、出产本钱低,缺陷、钒渣含铁高、钒收回率还欠低。因而现在已停止运用,需求进一步完善,仍不失可供挑选的好办法之一。
4、焙烧浸出流程设备
湿法流程即焙烧浸出流程的中心首要是使钒氧化然后转化构成水可溶性的钒酸盐,选用何种焙烧设备,完成其意图。
a. 南特殊特腊厂,所运用钒钛磁铁矿成分: Fe 50~60%,V2O5 2.5% ,TiO2 8~20%, Al2O31~9%, Cr2O31%,选用回转窑焙烧完成氧化和转化。
b. 前苏联和澳大利亚阿格纽克拉夫有限公司都选用欢腾炉焙烧使97~98%的钒转化可溶性钒而被浸出。
c. 芬生奥坦馬基,运用原矿成分Fe40%,TiO215.5%,VO26%(V2O5:0.71%)原矿制团,在竖炉焙烧和转化,转化率达80~90%。
二、钾钒铀矿和磷铁矿收回钒技能
1、 美国钒的出产供应商处理的质料的以钾钒铀矿石、铀钼钒矿和磷铁矿石为主,钾钒铀矿的化学式为:K2(VO2)2(V2O8)" 3H2O或K2O" 2UO2"V2O5"3H2O。最近澳大利亚西部伊利里的钙结石乐岩中发现大型钾钒铀矿,我国陕西、湖南区域也发现钒铀共生矿。国际上最大的矿冶公司——美国联合碳化物公司从钾钒铀矿石出产钒的工艺流程是焙烧、浸出、沉积、复原和再浸出。该法钒铀浸出率别离为70~80%和90~95%,其流程如下:
钾钒铀矿
6~9%NaCl 钠化氧化焙烧 (多膛炉850℃ φ5m.8层)
1~2%Na2CO3
急冷
浸出
H2SO4 浸出液中和煮沸
PH:3
NaOH或NH3 沉积PH7 钒滤液
滤饼 沉积
Na2CO3 或NaCl 复原熔化 钒化含物
H2O 浸出 钒溶液
含铀沉积物收回铀
酸法和碱法浸出含钒溶液,可用离子交换法、溶剂萃取法、或挑选性沉积法进行别离提纯。该公司年产V2O8454吨,V2O51360吨。
2、 钒铁矿的处理与钾钒铀矿有所不同,钒铁矿运用真空揉捏和焙烧炉,先将矿粉与盐混合,送揉捏机揉捏成条、堵截,焙烧浸出提纯沉积后得V2O5。
3、 钒磷铁矿的处理
钒磷铁矿电炉出产单质磷和磷肥的副产品(含钒磷铁)用来作提钒质料,美国的克尔麦吉(KerrMeGee)化学公司所用的含钒磷铁含钒3.26%~5.2%,磷24.7%~26.6%,铁59.9%~68.5%,铬3.4%~5.7%,镍0.84%~1.0%。
先将含钒磷铁磨至粒度小于0.42mm,配入1.4倍纯碱和0.1倍的食盐在回转窑中770~800℃下焙烧,钒便转变成水溶性的钠盐,焙砂在沸水中浸出,钒、铬、磷均溶入浸出液,过滤后滤液结晶折出磷酸钠晶体,粗磷酸钠可再行纯化直至产品合格。磷酸钠结晶母液含磷>0.98g/L,可参与适量CaCl2,使其以磷酸钙(CaPO4)沉积,然后水解收回钒,随后往母液中参与以沉积。此工艺的钒、铬和磷的收回率别离能够到达85%、65%和94%。
三、含钒褐铁矿收回钒技能
含钒褐铁矿五氧化二钒含量为0.5~2.5%,Fe20~40%,SiO230~65%.
矿石首要由针铁矿、赤铁矿和脉石组成。脉石以石英为主,其次是泥质还有少数的绢云母。钒在褐铁矿中没有呈独立矿藏存在,而是以离子型吸附状况存在于铁和泥质中。处理的准则流程是:破碎球磨 焙烧 浸出 沉积Nu4VO3 或V2O5。
研讨标明褐铁矿V2O5含量不同,钒的转化率受矿石组分的影响,其间首要影响要素是矿石CaO的含量,跟着的CaO的含量增加,影响钒的转化,焙烧温度的进步能进步钒的转化率。不同含钒矿石,最高转化率的温度是有差异的。
四、含钒石油渣提钒技能
一般讲,原油和石油砂都含有钒,虽然有些国家至今仍未把油含钒列为钒资源,但这些原油确是钒的潜在资源,全球的石油中钒的含量改动很大,委内瑞拉、墨西哥、加拿大和美国原油含钒为220~400ppm,是全球石油含钒量较高的少数几个国家。
美国、日本、德国、加拿大和俄罗斯等国家从石油渣,石油灰中提钒,提钒的终究产品首要是V2O5,但也能够直接炼成钒铁。提取的办法许多,首要依据质料成分或性质上的差异,挑选不同的工艺。
1、 从石油会集收回钒技能
委内瑞拉的原油经过裂化处理得到石油焦含0.4%V,石油焦用作蒸气锅炉的燃料,焚烧后烟尘用电收尘器收尘,尘含V2O5达15%,作为收回钒的质料。收回办法是将搜集烟尘直接酸浸,经过滤滤液加次(NaClO4)将钒氧化成五价,滤液由兰色变黄色后,加NH3调PH由0.3至1.7,使钒以铵盐方式沉出,然后枯燥锻烧得V2O5或V2O5熔化铸片。流程图:
石油焦尘埃 酸
浸出
滤液 残渣NaClO4氧化 沉积 调PH 洗刷
滤块 残渣 洗液
抛弃
烘干
锻烧 V2O5
首要化学反响:酸浸工序: V2O5+6HCl 2VOCl2+3H2O+Cl2 或V2O5+2H2SO4 VOSO4+2H2O
NaClO4氧化: VOCl2+NaClO4 NaVO3+2NaCl+Cl2VOSO4+NaClO4 NaVO3+NaSO4+Cl2
沉积锻烧 NaVO3+NH4Cl NH4VO3+NaCl2NH4VO3 V2O5+2NH3+H2O
2、 从炼油渣中收回钒技能
美国Amax和CRIVentures公司就是处理炼油渣、归纳收回钒、钼、钴、镍和铝。他们处理的工艺:炼油渣与烧碱混合磨矿进行加压浸出,在高温和加压下氧化,硫转化硫化物,碳氢化合物大部分分化,钒、钼溶入溶液,经过滤别离,从溶液收回钒钼。或石油渣加Na2CO3或NaCl配料后,在硫化物和硫酸盐存鄙人进行电炉熔炼,取得钒渣和镍锍。钒渣首要惯例处理办法制取工业V2O5。美国是20世纪80年代末开端用石油渣,石油灰为质料出产钒的,现在仍然是该质料出产钒的最大出产国。
五、石煤提炼钒技能
在普查磷矿时意外地发现了石煤含有钒,进而发现石煤中还有铀、铜和镍等金属和非金属60多种,就当时的技能水平而言,具有挖掘和商业价值的只要钒。我国的石煤资源非常丰厚,估计石煤中钒的总储存量为钒钛磁铁矿中钒总储存量的七倍。但石煤中含钒档次各矿相差甚大。现在条件下石煤含钒超越0.8%,才有挖掘价值。美国内华达州含钒页岩分为风化页岩(V2O30.93%)和碳质页岩(V2O50.84%)。我国石煤资源会集在南边各省,现有钒的厂20多家,年产量为2500~3000吨,本钱2.5~30万元/吨。
石煤提钒选用加食盐焙烧、浸出、萃取、沉积的出产工艺。含钒碳质页岩是用于烧锅炉或液态化床发电的脱碳焚烧,在焚烧进程中钒富集在烟灰中,富集钒烟灰加NaCl或Na2Co3进行化焙烧,使钒转变为水溶性的NaVO3和Na2V2O5.
4FeOV2O3+4Na2CO3+5O2=4Na2OV2O5+2Fe2O3+4Co2
NaCl+1/2O2= Na2O+Cl2
Na2O+V2O3=2NaVO3
用热水浸出钠化焙烧产品,钒酸钠和偏钒酸钠便溶于热水而与大部分不溶杂质别离,含钒浸出液经提纯和别离,产出钒的纯化合物。
美国内华达对含钒页岩提钒流程:
页岩
↓
破碎、枯燥
↓
焙烧
↓ H2O
残渣←弱酸浸出 H2SO4
NH3 ↓
浸出液除硅 PH值由2.5调至5
↙ ↘
硅渣 含钒溶液 PH5调回PH3
↓
萃取(三级)
萃取有机相 萃取废液
↓
再生萃取 ←二级反萃 ←NaCO3 溶液
有机相 ↓
含钒溶液
↓
NH4Cl →钒酸铵沉积
↓
过炉、洗刷、枯燥→废液
↓
制品
阐明:除硅需将溶液调至PH值5,但萃取别离又需将溶液PH从头调回至PH3,用的萃取剂是混合十三胺(DITDA),偏钒酸胺煅烧脱后能够得到V2O5。
在我国,已建有从含钒石煤中提取钒的工厂,各厂依据其资源特色开发出具有必定特色的提钒工艺流程,他们的准则流程是:
石煤提钒的准则流程
石煤破碎、磨矿
↓
加水→配料←NaCl
↓
成球
↓
平窑焙烧
↓
水浸
↙ ↘ ↙H2SO4或HCL
浸出渣 浸出液
↙ ↘
粗钒 废水
↓
NAOH → 碱熔
↓ NH4CL
水溶
↙ ↘
废水↓
热分化
↓
五氧化二钒
石煤提钒的新工艺有:1.石煤加食盐,欢腾焙烧—酸浸—离子交换法。2.石煤无盐焙烧—酸浸—溶剂萃取法。3.酸浸—中间盐提钒
新工艺的所谓新,会集在二个环节上,首要是焙烧所选用的炉型,由平窑焙烧转而运用欢腾炉,回转窑,竖炉等,成果是竖炉的操作条件不简略操控,转化率不稳定,劳动条件差,未能在工业上取得大规划运用。回转窑广泛运用于钒渣的钠化氧化焙烧,但石煤含硅(SiO2)较高(65%--68%),在焙烧进程中简略呈现粘窑、结圈、影向回转窑正常操作和钒的转化率,故不宜作为石煤焙烧设备,作为石煤焙烧设备最好是欢腾炉。
其次的环境是溶液的处理,除已有的化学沉积法外引证了离子交换法和溶剂萃取技能,因为新技能的引证,能够带来技能目标的进步,削减废水的处理,视操作的差异,或许影响加工本钱。
六、废催化剂和触媒的提钒技能:
钒的化合物具有杰出的催化功能,即它自身不参与化学反响,但在它的参与下,可加快反响的进行。用钒化合物与其载体作成的能改动某些化学反响速率,而自身又不参与反响的化学试剂,称之为催化剂。钒催化剂(V2O5•NH4VO3)替代铂用于出产硫酸,使SO2转化为SO3。在石油工业中,钒首要用做裂解催化剂(VS),以及脱硫剂。在橡胶工业中,用乙烯和的交联合成橡胶的催化剂(VCl4)。化学工业上的氧化成马来酐,蔡氧化成酞酐的钒催化剂(NH4VO3)等等。特别是化学工业和石油工业运用过的废钒催化剂数量较大,是很好的钒二次资源,不只能够从中收回许多的钒,并且一起收回镍、钼等价金属。
1. 石油裂解用废催化剂(VS)的收回技能
废硫化钒催化剂经焙烧得到产品,能够选用高温浸法,钒废质料在参与压煮器中,473。K温度下用1—14MOL/L浓度的压煮4小时,钒酸铵便溶于中,经过炉别离后,将钒酸铵滤液的温度降至323。K,便分出钒酸铵结晶,结晶浆液经过滤、水洗、枯燥后,在473--873。K温度下煅烧,便得到V2O3,结晶的母液回来浸出循环运用。
除以上办法外,也能够用碱浸出从这种钒废猜中收回钒,用NaOH或Na2Co3溶液在363--378。K温度下浸出1-6个小时,然后过滤别离,在浸液中通入和二氧化碳,坚持298--308。K温度,按1MOL钒参与1.5—5MOL量,并将溶液PH调至6—9。经处理,坚持308。K,便能够沉积出钒硫铵。滤液送解吸器,用蒸气驱逐液体中的NH3和CO2,然后回来浸出,钒硫铵处理同前。
2. 从原油脱硫用的废催化剂的收回技能:
废催化剂在1073。K温度下进行氧化焙烧,先制得含钒10.88%,钼5.49%,钴2.03%,镍1.94%,铝35.48%的焙烧料,然后按150g焙烧猜中参与300ml含溶液NaOH15%的溶液,在333。K温度下拌和浸出3小时,浸出料液在323。K温度下过滤,浸出液由323。K降至278。K,便分出含钒结晶体,母液回来运用,结晶体经水洗、枯燥、煅烧后得到V2O3。
除此之外,焙烧料也可用酸浸流程,催化剂除钒外,其他有价元素Mo、Ni、Co等都转入流液,除杂后钒用萃取别离法收回。
美国AMR是一家从石油裂变废催化剂提钒大公司,其处理的废催化剂的量占全美的50%,年处理废催化剂16000吨,能够归纳收回1500吨V2O3,1000多吨Mo,400—600吨Ni,110—180吨Co,还有部分Al2O3.
3、从《制酸废触媒(V2O5,NH4VO3)》收回钒技能
硫酸工业上用矾触媒进程中,因为SO2气体中的AS2O5和触媒中V2O5构成络合物,在触媒的正常操作温度480摄氏度下该络合物随气体蒸发掉。蒸发量占V2O5总量的40—50%,除此以外还有K2SO4和SiO2。新废触媒成分如下:
成分称号 V2O5 K2SO4 SiO2
新触媒成分 9---------10% 20-------------22% 20%
废触媒成分 5---------6% 10------------12% 80%
因而废触媒中的三中首要成分都是名贵资源。废触媒的处理,工业上能够选用①直接酸浸工艺②化焙烧水浸工艺:
直接酸浸工艺:为了下降溶液杂质和游离酸,削减酸碱耗费。用两段逆流浸出,一段为弱酸浸,二段为高酸浸。高酸浸出液参与到新加废触媒进行弱酸浸出。二段浸出成果钒浸出率可达88.5-91.1%,浸出渣含V2O5能够降到0.59%,当进步二段浸出酸浓度到80—100G/T,渣含V2O5可降到0.3%。溶液的净化选用N235或P204萃取,碱反萃取,用NH4Cl沉,煅烧得到V2O5。
考虑到直接酸浸液除钒外,还含有许多Fe离子为溶液处理带来费事。经过预焙烧使钒氧化成高价钒,一起使其转型,削减了提钒的困难。因为废触媒自身含有10%硫酸钾组分,因而氧化焙烧水浸流程可分为不加钠盐和加钠盐两种。前者焙烧温度900摄氏度到达最佳转化率(~80%)。再高或再低温度的焙烧,钒的转化率都不抱负,后者增加5%的Na2CO3在800摄氏度下焙烧2小时,钒的转化率可达92%,是比较抱负的。
焙砂进行两段浸出,即先水浸后酸浸或碱浸,它的特色是先将钾盐、钠盐和近80%钒水浸进入低酸溶液。这种溶液杂质少,易处理,可收回运用钾盐。酸浸或碱浸意图在于不容于水的钒盐尽或许多地溶解,以进步钒的收回率。
溶液中的钒用N235萃取别离,碱返萃,NH4CL沉积,煅烧得V2O5。
总归,流程的挑选,要视供应商的现状,以为钠化氧化焙烧水浸提钒工艺较好。物料过滤功能好,浸出液中钒呈高价,杂质少,下步钒别离、净化进程简略,也能够直接用NH4CL沉积,省去萃取进程,下降产品加工本钱。
七.钒铁出产技能:
钒和铁组成铁合金,首要在炼钢中用作合金增加剂,高钒钒铁还用作有色合金的增加剂。常用的钒铁含钒40%、60%和80%三种,国内外首要选用电炉铝热法和硅热法冶炼钒铁的工艺,先分述如下:
1. 铝热法:
电炉铝热法冶炼钒铁的质料,可所以V2O5或贱价氧化钒混合物(V2O4、V2O3等)或钒铁渣。用铝作复原剂,在碱性炉衬条件下进行。
首要反响:V2O5+ AL(豆或粒状)=V+AL2O3
V2O4(V2O5)+AL= V+AL2O3
铝热法冶炼钒铁反响为放热反响,反响速度快,因而冶炼进程V2O5喷溅丢失严峻,为削减丢失,进步钒的收回率,特意将V2O5加工成片状,一起将铝粒改为铝豆,恰当减缓反响,下降放热量。
以贱价氧化钒为质料时,则冶炼进程反响速度缓慢,反响热量合适,削减进程的喷溅。然后进步钒的收回率,一起吨铁钒节省了铝复原剂40—60公斤,钒铁含钒60—80%,钒的收回率达90—95%。
2. 硅热法:
该法的本质是:片状V2O5用75%的硅铁和少数铝作复原剂,在碱性电弧炉中,经复原,精粹两个阶段炼得合格产品。复原期是把复原剂和V2O5进行硅热复原。当渣中V2O5小于0.35%时,即可作为废渣处理(或作建筑材料用),作为冶炼作业讲,即能够转入精粹期,此刻再参与部分V2O5和CaO,用以脱除合金液中过剩的硅、铝等。当合金成分到达要求即可出渣和出含金,精粹期渣含V2O5达8—12%,此渣可回来冶炼复原期收回。合金液可铸成圆锭后破碎成制品。此法出产的钒铁含钒40—60%,钒收率可达98%。
除此之外,还开发了高钒铁、硅钒铁、硅锰钒铁、碳化钒、碳氮化钒、氮化钒铁以及金属钒等产品,在此不再赘述。
八、几点观点:
1.依据所用的含钒质料有:含钒铁水,钒铁精矿,钒渣、钒铀铁矿,钒磷铁矿,含钒石煤,含钒褐铁矿,含钒石油渣,以及化学石油以及橡胶工业用过的废催化剂等。
2.提取钒的流程遍及都存有:焙烧、浸出与净化、溶液中钒的提取和提取尾液处理四大过程组成,前两过程最为重要:
①焙烧:含钒质料和Na2CO3 NaClNa2SO4等钠盐混合在回转窑、竖炉、平窑、多膛炉或欢腾炉,在800—1000。C下进行氧化和转化,使钒转变为XNa2O•YV2O5以便溶于水。
单个情况下,含钒质料可加石灰或石灰乳(Ca(0H)2),在上述提取各种炉内进行焙烧,它的意图与钠化焙烧正好相反,使钠转化为不溶于水,但溶于碳酸盐溶液,构成钒酸钙,到达与其他杂质别离的意图。
②浸出:焙烧熟料浸出有:水浸、酸浸、碱浸和碳酸化浸出等四种办法,水浸时,钒酸钠进入溶液,酸浸则不同,能够有三种办法:A、含钒物料直接酸浸;B、含钒物料经焙烧后酸浸;C、含钒熟料经水浸之后再进行酸浸,酸浸还能够适用于处理其他物料,为钾钒铀矿、磷钒铁矿、含钒灰烬、废钒催化剂等。常用碱浸出剂有NaOH、Na2CO3或两者混合等,碱浸时还有必要使钒成高价态才行。氧化剂有氧气、空气、富氧空气,、、次、等。
溶液净化:含钒浸出液悬浮物可经过弄清除掉Fe、Mn、Si、Al可用中和沉积除掉,可用钙盐、镁盐沉积除掉P、AS,对高碱度溶液可用电渗析脱钠、收回碱。
③溶液中钒提取:有沉积法、溶剂萃取和离子交换法
沉积:A、铵盐沉积:生成(NH4)2V6O16沉积,生成Na2(NH4)4V10O28.11H2O沉积,生成NH4VO3沉积。
B、水解沉积:加H2SO4,分出赤色钒酸钙沉积,Na2H2-X.V12O31。
C、钙盐或铁盐沉积: 碱性溶液用CaCl2或其他CaO、Na(OH)2沉积出钒酸钙,或用高铁盐沉积出钒酸铁(XFe2O3•YV2O5•2H2O)。
溶剂萃取:钒和铀别离法:用二乙基已基磷酸 磷酸三丁酯及N235
离子交换:合适处理碱性溶液
④尾液处理:五价钒和六价铬离子游离酸、盐都是有毒的,有必要处理好才干扫除,工业上有三种处理办法:
A、 复原中和扫除法
B、 气体中二氧化硫复原法
C、 离子交换法
3、已探明的钒储量,按现在挖掘规划够150年运用,年产钒量已处在供需平衡状况,钒的供需改动随合金钢产量改动而改动
飞轮电池
2018-05-11 19:22:01
飞轮电池飞轮电池是90年代才提出的新概念电池,它突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能。当飞轮以一定角速度旋转时,它就具有一定的动能。飞轮电池正是以其动能转换成电能的。高技术型的飞轮用于储存电能,就很像标准电池。飞轮电池中有一个电机,充电时该电机以电动机形式运转,在外电源的驱动下,电机带动飞轮高速旋转,即用电给飞轮电池“充电”增加了飞轮的转速从而增大其功能;放电时,电机则以发电机状态运转,在飞轮的带动下对外输出电能,完成机械能(动能)到电能的转换。当飞轮电池出电的时,飞轮转速逐渐下降,飞轮电池的飞轮是在真空环境下运转的,转速极高(200000r/min),使用的轴承为非接触式磁轴承。据称,飞轮电池比能可达150W•h/kg,比功率达5000~10000W/kg,使用寿命长达25年,可供电动汽车行驶500万公里。
由含钒铀矿提钒工艺实例
2019-02-19 12:00:26
美国科罗拉多的钒铀矿是美国钒的首要来历。前期以出产钒为主,铀是副产品。1943年后调整为以出产铀为主。矿石中的钒除钒钾铀矿(K2O·2UO3·V2O5·3H2O)外,还有钒云母[3(AIV)2O3·K2O·18SiO2·2H2O]及含钙钒酸盐。含U3O8约0.24%~1.23%,V2O5约0.07%~1.16%。矿石可不经焙烧,直接用碱液(Na2CO3、NaHCO3)浸取,可是浸取率低,原因在于钒云母中的钒不溶于碱溶液。为此需在氧化气氛下850℃加碱焙烧,然后再在高压釜中120℃,0.21MPa压力下浸取4~6h。钒、铀的浸取率别离可到达70%~80%、90%~95%。
美国阿特拉斯矿藏公司,选用新工艺处理米维达铀矿,工艺流程如图1所示。图1 阿特拉斯矿藏公司莫亚比铀厂工艺流程
矿石破碎至19mm,依据质料的不同,分酸浸、碱浸两条路线处理。
一、碱浸
参加Na2CO3 50~60g/L,溶液进湿球磨、水力旋流器分级,然后进稠密机。溢流回来,加碱,调理至Na2CO3 50~60g/L,再用于球磨。底流分两组,每组串联7个高压釜浸取,120℃、0.35MPa、6h。排出料浆与进料进行热交换,头两个高压釜用直接蒸汽加热。浸取后的矿浆用鼓式过滤机过滤,残渣送尾矿池。滤液进入4个串联的拌和槽,通蒸汽加热,增加NaOH,生成Na2U2O7沉积,经浓缩过滤,得铀产品。滤液通CO2气后,作为浸取液,送往提钒车间。
二、酸浸
将矿石与水在湿球磨及分级机中细磨,液固比5/1,进浮选槽回收得铜精矿。浮选后进入一段浸取槽。浸取后进入水力旋流器分级。溢流经弄清、过滤得清液。底流进2级浸取槽,用蒸汽加热,参加H2SO4,逗留21h。排料经耙式分级机,溢流用作一级浸取用液;底流过滤、洗刷后,残渣送尾矿池。1、2级的清液兼并送萃取工序。
三、萃取
萃取液加酸,调pH值至1.0~1.2。送4级混合弄清槽用叔胺先萃取铀。萃取有机相为:
成分 1号柴油 叔胺 异癸醇
% 92.5 5 2.5
萃取后有机相用碳酸钠碱液反萃得铀产品。萃取铀后的萃余水相,参加金属铁粉,使溶液的电动势降至150mV以下,使铁离子悉数还原为二价,部分钒也被还原为四价,以便进步钒的萃取率。加调停pH=2,在5个混合弄清槽中逆流萃取。有机相为
成分 1号柴油 二-2-乙基-乙基磷酸 异癸醇
% 91 6 3
萃钒后的萃余液排入尾矿池。含钒有机相用15%H2O4反萃。反萃液送沉积槽,通蒸汽加热,参加NH4Cl、NH4OH沉钒得钒酸铵。最终将钒酸铵枯燥、熔化成薄片出售。
钒常识
2019-03-14 09:02:01
钒是高熔点稀有金属,密度5.96,熔点1890℃,沸点3380℃,有耐性,在中加热变脆,含氧和氮的钒也有脆性。钒是电的不良导体,其电导率仅为铜的十分之一。室温下,钒不与氧效果,在加热条件下被氧化成VO、V2O3、VO2、V2O5,高温下与大都非金属元素(如氮、碳、硫)发作反响。钒还能与铝、钴、铜、铁、锰、钼、镍、钯、锡、硅构成合金。钒的氧化态为 -1、+1、+2、+3、+4、+5,一般+2和+3价钒的氢氧化物呈碱性,+4和+5价钒的氢氧化物呈,+5价钒在不同酸度的水溶液中构成不同组成的钒酸盐。在常温下,钒有较好的抗蚀性,本领、稀硫酸、碱溶液和海水腐蚀,但能被硝酸、或浓硫酸腐蚀。 钒在地壳中常与其他元素伴生,富集成工业矿床的很少。首要涣散于钒钛磁铁矿、铀矿、磷矿、铝钒土及煤炭中。钒的矿藏首要有绿硫钒矿(V2S+nS)、钒云母〔K2(Mg,Fe)(Al,V)4Si12O32•4H2O〕、钒铅矿〔PbCl2•3Pb3VO4〕2〕、钒钾铀矿(K2O•2V2O3•V2O5•3H2O)等。 钒矿的分化办法有:①酸法,用硫酸或处理后得到(VO2)2SO4或VO2Cl。②碱法,用或碳酸钠与矿石熔融后得到NaVO3或Na3VO4。③氯化物焙烧法,用食盐和矿石一同焙烧得到NaVO3。 金属钒的制取:含钒的矿藏经处理后得到五氧化二钒,再将五氧化二钒用碳、硅、铝复原得到金属钒;或用、镁复原的办法制取金属钒。 钒是冶金工业的重要质料。在钢铁中,钒首要是以钒铁的方式参加,首要起脱氧和脱氮的效果,一起可进步钢的强度、耐性、淬透性和回火稳定性。现在,90%的钒用作钢铁增加成分出产高强度低合金钢、高速钢、工具钢、轴承钢、耐热钢、不锈钢和铸铁等。钒还用于钛合金、钴和镍基高温合金的增加剂。 V2O5广泛用作有机和无机氧化反响的催化剂,用于出产硫酸、精粹石油。钒在电子工业中可用作电子管的阴极、栅极、X射线靶、真空管加热灯丝。硅化钒和镓化钒是杰出的金属间化合物超导材料。在玻璃工业,钒可用于制作吸收紫外线的玻璃,以及用于制作护目玻璃和防护屏等。
含钒溶液的铵盐沉钒
2019-02-21 15:27:24
净化后的含钒溶液,首要是Na2O-V2O5-H2O系统,依据浸取条件的不同,可所以酸性或碱性。因为钒酸铵盐的溶度积小于钒酸钠,因而参加NH4Cl、(NH4)2SO4等 离子能够生成或多钒酸按沉积。其条件取决于溶液的酸度。
一、弱碱性铵盐沉钒
当pH值=8~9时,溶液中的钒首要以 ,即 方式存在。故参加 时,构成NH4VO3结晶分出。影响铵盐沉钒的要素如下:
(一)依据图1,NH4VO3溶解度随温度下降而下降,故NH4VO3的结晶应在20~30℃条件下进行;图1 NH4VO3在水中的溶解度、密度与温度的联系
1-溶解度与温度;2-饱和溶液的密度与温度
(二) 浓度应较化学计量数大,以借同离子效应促进沉积彻底;
(三)拌和、晶种效应:NH4VO3溶液易构成过饱和溶液,为此加晶种、拌和会加速结晶,如图2。图中可观察到四种条件下的结晶状况。阐明拌和加晶种可明显加速结晶的速度。图 2 NH4VO3结晶动态图
1-静置;2-参加晶种静置;
3-拌和;4-拌和下参加偏钒酸按晶种;
5-20~30℃下偏钒酸按的平衡浓度
(四)弱碱性铵盐沉钒后,残液中含钒较高,约为1~2.5g/L V2O5。操作时间长,能耗高,所得NH4VO3经煅烧后可得纯度为99%的V2O5。放出的约0.187kg/kg V2O5,应予收回。弱碱性铵盐沉钒常用于精制水解法制得的红饼。
二、弱酸性铵盐沉钒
在pH=4~6,钒首要以 存在,参加 ,则以十钒酸盐方式沉积。因为净化后液含很多钠离子,故沉积一般为:式中,x一般为0~2之间。为取得不含钠的产品,需将其溶于热水中,在pH为2的条件下重结晶,如此可得(NH4)2V6O16结晶。弱酸性铵盐沉钒的残液可使V2O5含量下降至0.05~0.5 g/L。
三、酸性铵盐沉钒
当pH=2~3时,溶液中的钒当参加铵离子时,首要以六沉积。沉钒时用硫酸调pH值,参加适量的(NH4)2SO4,在高于90℃下沉钒。本法取得的产品纯度高,沉钒速度快,沉钒率高,铵盐耗费低,约0.06kgNH3/kgV2O5,只为耗量的1/3。硫酸耗量较水解沉积法少。故已成为我国现在以钒渣为质料出产V2O5的首要办法,在国外也被广泛选用。
四、钒酸铵的煅烧分化
NH4VO3、(NH4)2V6O16的分化在450~600℃下煅烧,反响如下:
6NH4VO3=(NH4)2V6O16+4NH3+2H2O
(NH4)2V6O16=3 V2O4+N2+4 H2O
V2O4+1/2O2=V2O5
榜首步反响放出很多,应予收回。第二步进一步分化并被还原成四价钒,但在进一步氧化气氛中被氧化成V2O5。钒酸铵的煅烧通常在回转窑中进行。窑内分三个区,榜首区为枯燥区,300~500℃;第二区为分化区,450~600℃;第三区在450℃以上,引进空气,充沛氧化。
启动电池和水电池的修复
2018-12-18 11:17:20
一、观察询问
1、询问电池使用年限,是否长期搁置(长期搁置电池易发生严重硫化,可先采用小电流除硫)还是在用电池。有没有修复过,是否存在严重自放电的情况(若自放电严重,则需换电解液)。2、观察外观是否完好,是否有漏液,极柱是否损坏(这类电池可修,可不修)。电池内电解液是否干涸或已很少(可先补充1.28g/cm3比重的稀硫酸至上下水平线之间)。3、观察电池内部极板是否存在严重变形(发生这类情况可报废)。4、用比重吸取每个格内电解液,反复几次,观察电解液是否混浊(有些电解液较清的,要问清楚是否是客户自己补充过水或补充液)。二、初步检测
1、用比重计检测单格之间比重是否均衡。检测单格落后情况,一般单格落后严重的电池修复率比较低。2、将电池接在高频活化仪上(红色夹子接电池正极,黑色夹子接电池负极),打开活化电源开关,观察电压表指针变化:① 显示电池电压:调节电流旋钮(若电池电压低于6V,仪器会自动保护,此时可按下复位按键,再调节电流旋钮),观察电流表与电压表的变化。若电流不变化,电压升至很高40V左右,这类电池一般为严重硫化,可先采取小电流慢慢除硫修复。若电流可调至很大,可采用大电流对电池充电约三、四分钟,观察注液孔是否有烟雾冒出,若有则此电池可能汇流条已损坏,可考虑报废。② 显示活化仪输出电压(活化仪输出电压为48V左右),经过几分钟后电压没有下降情况的(排除活化线上的保险丝问题)可判断此电池断路。若电压缓慢下降,则此电池基本属于严重硫化。※ 综合上述因素,判断是否接收电池,接收后做客户登记,清洗电池外部。三、修复步骤
1、用高频活化仪采用0.1C的电流对电池进行充电(C表示电池容量,例如容量为50Ah的电池,则充电电流为:0.1×50=5A)。当电池电压充至14.7V时,此时用比重计检测单格酸比重,并记录下来。然后将电流调至0.05C进行脉冲除硫修复。10小时左右对电池的单格进行酸比重检测,若酸比重无变化,则可排除电池硫化故障。若酸比重上升但没达到要求(正常酸比重值为1.28g/cm3)则继续除硫修复,若长时间除硫后酸比重不变化且达不到要求,则需重新调配酸比重。若酸比重达到要求可停止脉冲除硫修复。※ 若电池通过除硫修复就修好的,且自放电不严重,则可以认为修复结束。2、电池经过上述操作后,若出现电解液严重混浊或是自放电严重(活性物质脱落沉积于底部造成的正负极搭接),排除内部硬短路后。那么需要更换电解液来解决故障。首先采用C10(C表示电池容量,例如容量为50Ah的电池,则放电电流为:50÷10=5A)的放电电流将电池放电到0V,将电解液倒掉(可倒入装有石灰的塑料容器里,避免腐蚀及污染环境)。如果倒出的电解液中有颗粒状的褐色物质,则正极版活性物质脱落的很严重,这样的电池可直接报废。电解液倒出后,用开水清洗电池内部,直至倒出的水不在混浊,最后再用蒸馏水清洗一次。※ 有些电池装配的空间较紧,杂质沉淀在底部后从注液孔无法倒出,这时就需要在电池底部打孔。每一个格都是独立的,所以需要打六个孔(打孔时可先将内部电解液倒出一部分后,将杂质留于一角后进行)清洗完毕后挫出麻面,再用AB胶或其它耐酸的胶进行密封。24小时后再注入电解液。3、清洗完毕后,注入1.34g/cm3比重的电解液,然后用高频活化仪采用0.1C电流对电池进行充电至14.7V。然后调小电流至0.05C再充电10小时左右即可。充满电后测量每格酸比重是否符合要求,不符合的进行调配。4、静止一天后测量电池容量,合乎标准后,即可交客户使用。若还是存在自放电现象则可作为报废电池处理。
钒钛磁铁矿中钒的提取
2019-01-25 10:19:08
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从钒钛磁铁矿中提取钒的方法可概括为两种:火法是通过钒铁精矿或钒渣间接提钒,湿法则是用钒铁精矿直接提钒。目前我国以间接提钒法为主。 火法提钒工艺:将选矿产品钒铁精矿直接进入高炉或电炉中冶炼,使矿石中的钒大部分进入铁水,再将含钒铁水入转炉送氧吹炼,使钒富集于渣中,成为钒渣。钒渣经焙烧、浸出、过滤、即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高,特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大,而生产规模小,与大规模的钢铁工业生产不相适应。 湿法提钒工艺:将钒铁精矿加芒硝制团,经焙烧、水浸、使钒酸钠进入溶液,再加硫酸使之转化为五氧化二钒。水浸后的球团再用于炼铁。湿法的优点是工艺流程短,钒的回收率高。 上图是钒钛磁铁矿提钒的生铁-钒渣工艺的流程。 近20年来我国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验,并首创高炉炼铁-雾化提钒法。目前攀枝花钢铁公司用此种方法大规模生产钒渣。高炉炼铁-雾化吹钒渣法的要旨是,将铁水在中间罐内撇渣和整流,在雾化器中雾化,雾化后的铁水进入雾化炉反应,提钒后的铁水(即“半钢”)流入半钢罐,使之在半钢罐面上形成钒渣层,将半钢分离即得钒渣(下图)。1978年攀枝花钢铁公司已建成两座120t雾化炉,其设计能力为年产8.31~8.9万t钒渣。
从钒钛磁铁矿中提钒工艺
2019-01-04 11:57:12
钒钛磁铁矿是一种以含铁、钛、钒为主的共生磁性铁矿,钒的绝大部分和铁矿物质呈类质同象赋存于磁铁矿中。该类矿在世界上赋存量巨大,在世界六大洲均有大型矿床分布,世界上钒产量的88%是从钒钛磁铁矿中提取出来的。本文首先归纳我国开发的提钒技术,然后再介绍国外从钒钛磁铁矿和铁矿中提钒的成熟流程。
从钒钛磁铁矿中回收钒,常用的方法是将钒钛磁铁矿在高炉或电炉中冶炼出含钒生铁,再通过选择性氧化铁水,使钒氧化后进入炉渣,得到钒含量较高的炉渣作为下一步提钒的原料。
目前含钒铁水的处理方法有三种:1、吹炼钒渣法:此法是在转炉或其他炉内吹炼生铁水,得到含V2O512~16%的钒渣和半钢,吹炼的要求是“脱钒保碳”。此法是从钒钛磁铁矿中生产钒的主要方法,较从矿石中直接提钒更经济。目前世界上钒产量的66%是使用这种方法生产的。2、含钒钢渣法:此法是将含钒铁水直接吹炼成钢。钒作为一种杂质进入炉渣,钢渣作为提钒的原材料。但这种钢渣中氧化钙含量高达45~60%,使提钒困难。这种方法不仅省去吹炼炉渣设备,节省投资,而且回收了吹炼钒渣时损失的生铁,是新一代的提钒方法。3、钠化渣法:此法是把碳酸钠直接加入含钒铁水,使铁水中的钒生成钒酸钠,同时脱除铁水中的硫和磷。该种渣可不经焙烧直接水浸,提取五氧化二钒。所获得的半钢含硫、磷很低,可用无渣或少渣法炼钢。
电池铅价
2017-06-06 17:49:51
电池铅价的情况总是和它的原材料铅所密不可分的。因为汽车电池的主要原材料——铅价大涨,生产成本增加,缅甸汽车电池行业面临严峻挑战,生产商纷纷停产或减产。 目前,缅甸的铅价在3800-4000美元/吨左右,与去年8月份相比几乎翻了一倍,而废旧电池的回收价格也涨到480美元/吨左右。虽然近年缅甸的电池生产厂商增加较快,但绝大多数是中小规模的企业,产量较大的只有GP和Toyo 2家,他们中的大多数不掌握废铅回收技术,铅价太贵且难以买到已令其暂时减产或停产。 由于外国生产企业掌握废铅回收技术,电池铅价成本上升幅度较小。目前,缅甸生产的150安培的电池价格已达16万缅币,而从泰国进口的为16.7万缅币,在价格上本地产电池已没有竞争优势,因而许多消费者趋向选择进口产品。在规格上,今年多数消费者转向购买120安培电池,而不是往年热销的150安培电池。
碲化镉
2017-06-02 16:18:18
金属
碲是地壳中的稀散元素,全球探明储量仅4-5 万吨,在冶金,半导体,航天航空,以及太阳能领域有巨大用途,是一种战略金属。碲化镉的性质 棕黑色晶体粉末。不溶于水和酸。在硝酸中分解。 密度:6.20 熔点:1041℃ 碲化镉的用途 光谱分析。也用于制作太阳能
电池
,红外调制器,HgxCdl-xTe衬底,红外窗场致发光器件,光电池,红外探测,X射线探测,核放射性探测器,接近可见光区的发光器件等。全球碲年产量约为300-400吨,随着碲在半导体行业的应用和CdTe 在太阳能薄膜电池中的大规模应用,碲的供应远不能满足快速增长的需求。碲化镉太阳能电池的优缺点碲化镉薄膜太阳能电池在工业规模上成本大大优于晶体硅和其他材料的太阳能电池技术,生产成本仅为0.87美元/W。其次它和太阳的光谱最一致,可吸收95%以上的阳光。工艺相对简单,标准工艺,低能耗,无污染,生命周期结束后,可回收,强弱光均可发电,温度越高表现越好。目前实验室转换效率16.5%,目前工业化转换效率10.7%。理论效率应为28%。发展空间大。然而碲化镉太阳能电池自身也有一些缺点。第一,碲原料稀缺,无法保证碲化镉太阳能电池的不断增产的需求。过去碲是以铜,铅,锌等矿山的伴生矿副产品形式,也就是矿渣,以及冶炼厂的阳极泥等废料的形式存在。碲化镉太阳能电池的不断成长的市场需求,无法得到原料的保证。第二,镉作为重金属是有毒的。碲化镉太阳能电池在生产和使用过程中的万一有排放和污染,会影响环境。碲化镉太阳能电池继续发展的可能性中国四川发现了世界上唯一的、独立存在的碲矿,目前已探明的储藏量为 2000多吨,已经可供全球可用50年。太阳能级高纯碲化镉是由高纯碲和镉在高温密闭的惰性气体,还原性气体和真空 环境中反应得到的。反应容器为石英管,在这一反应过程中,通过回收清洗液中的碲和镉,回收使用过的碲化镉太阳能电池,可实现零排放。美国国家实验室做过碲化镉高温燃烧试验,温度为760-1100度,试验发现,在火灾发生时每100万千瓦,释放的镉总量极限为0.01克。目前的火力发电厂排放的镉大大高于碲化镉电池。生产一节镍镉电池需用10克镉,而峰值功率100瓦的一平米太阳能电池,仅用7克镉。每产生一度电,镍镉电池需消耗3265毫克金属镉,而碲化镉太阳能电池仅需1.3毫克。二者相差2000倍。碲化镉不是镉元素。碲化镉是稳定的,同镉在其他方面的应用相比,镉在碲化镉太阳能电池中的应用是最安全和环保的,所以对环境危害性很小。此外,政府支持发展碲化镉电池。碲化镉太阳能电池技术以他特有的优势,得到了多国政府支持。美国政府开放市场,建多个发电厂。德国政府由欧盟资助,有多个建设项目。中国政府支持建设世界最大的电站。更多关于碲化镉的信息请登入上海
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高频焊接原理
2019-03-18 11:00:17
(一)采用高频电源焊接铝管、铜管和不锈钢管 1、铝管的焊接 高频焊接原理在中国采用高频电源焊接钢管,始于20世纪50年代,至今此项工艺已经普遍应用,但采用高频电源来焊接铝管,目前还在实验阶段,国外用高频焊接铝管始于1955年,到1966年在美国用高频焊接铝管的数量已达到铝管总量的50%左右。用高频焊接铝管,焊接速度快,焊缝热影响区域窄,焊缝质量好,生产效率高,因此在制造铝管的行业中,这将是一种有发展的工艺。2000年我公司为湖北省第二汽车制造厂某分厂制作了焊接铝管的专用高频设备,并获得了成功。在焊接Φ9×0.3mm铝管时,焊速达120m/min,做打压、压扁等试验,质量全部合格。 (1)铝管焊接工艺的技术难点 ①铝的熔点低,导热性高,热容量大,热膨胀系数大。 ②铝和氧有很大的亲和力,其氧化物会造成焊缝中夹杂物。 ③铝在液态时可吸收大量的,因此铝的焊接易生成气孔。 ④铝及其合金加热温度到达熔点时,由固态转变为液态时过程进行得快,且无颜色变化,因此焊接×作上有一定困难。 (2)对高频电源的要求 针对铝管焊接工艺的技术难度,对高频电源有以下要求: ①使用较高的频率,使得焊缝热影响区窄和管内壁电流减小。 ②要求焊缝的功率密度大,焊速越快,焊缝质量越好。 ③电子管阳极直流电压要求稳定平滑,其脉动系数要求达到1%左右。 (3)焊接铝管高频电源采用的几项措施 ①采用较高的频率,对于100KW设备采用600~700KHz,60KW设备采用700~800KHz。 ②电子管阳极电源采用12相整流,并加装平滑滤波器,由于采用可控硅调压,应使其工作在较小的导通角状态,以减小整流后的脉动系数。 ③有较高的输出功率,使铝管有较高的焊接速度。 ④合理的振荡电路,应做到负载调整方便。 (4)应用前景 铝具有蕴藏量大、比强高、质轻、耐腐蚀等特点,因此产量大、成本低的焊接铝管,大量应用于农业喷灌系统、化工、轻纺、轻型建筑及家具等场合以替代钢管。目前国内焊接铝管多采用氩弧焊,速度很低,应用高频焊代替,可达到很高的速度。我公司制造的设备,对小口径薄壁管,焊速可达到120m/min以上。另外,高频焊接也可用于焊接不锈钢管、铜管、黄铜管等,及非导磁体金属管材。对此项新技术,望能引起制管专业厂的重视。 2、铜管和黄铜管的焊接 在2001年,我们用高频电源焊接铜管和黄铜管也取得成功,所焊的管材经打压、扩孔、压偏等技术检测,均为合格品。 3、不锈钢管的焊接 在国外用高频电源焊接不锈钢管的技术已经普及应用,我们尚未实践过,愿与有此需要的企业合作,共同完成。 目前高频焊接原理在国内功率最大的电子管焊管设备为800KW,随着国民经济发展需求生产更大口径、更厚管壁的钢管,因此,需要有超大功率的高频电源,为此我们准备生产三种功率(1000KW、1200KW、1500KW)的高频焊管设备,振荡电路为推挽方式、器件均采用国内产品,有需要超大功率设备者,请与我们接洽。 钢管的高频焊接,国内已普遍采用,并发展成为巨大的焊管行业;有色金属管材焊接还在起步阶段,还没有形成规模。以上就是常说的高频焊接原理。
热管应用原理
2019-01-14 14:52:56
热管是一种传热性极好的部件,其主要是一根封闭的金属管,内部有少量的工作介质,管内的空气已经排除在外。在常温下,管内是一种真空状态。热管的工作原理是利用在真空状态下,液体的沸点降低的原理,液体产生蒸发,靠其蒸发潜热进行热量的传递,因为同种物质的汽化潜热比显热高得多,所以其传热能力相对传统的传导、对流、辐射要高出1~3个数量级,被称为传热的“超导体”。
与热源靠近的一段(蒸发段)内的液体吸热而蒸发,并产生一个气压梯度,推动蒸汽携带汽化潜热经空腔流向另一段(冷凝段),汽化经管壁与外界冷媒体换热放出潜热完成传热任务,冷凝成液体,靠重力流回到蒸发段进入下一个工作环节。热管在工作时,蒸汽在热管内是饱和的,其压力取决于当时的实际温度。