赵东峰
,
田侣
,
丁瑞锋
,
刘桂华
,
周秋生
,
李小斌
,
彭志宏
中国有色金属学报
通过计算反应Gibbs自由能和平衡溶解度对铬酸钠碱性液添加石灰除钒过程进行理论分析,结合红外光谱研究了含钒溶液的结构变化,研究添加石灰除钒时各因素的影响规律.结果表明:在298～373 K的范围内,体系中各离子与氧化钙生成相应钙盐的反应自由能绝对值由大到小的顺序为VO3-、CO32-、SO42-、VO43-、CrO42-;同时,各钙盐间可能存在相互转化,溶液中CO32-能分解CaCrO4和Ca3(VO4)2等钙盐,VO43-能分解CaCrO4.除钒过程中除生成Ca3(VO4)2和Ca2V2O7外,还能生成CaCO3、CaCrO4、CaSO4·nH2O等化合物,这是由于石灰加入量过多所致.溶液结构分析结果表明:随着pH值从13降到9左右,钒酸根由VO43-转化成VO43-和V2O74-共存的结构.除钒实验结果表明:提高溶液pH值、增大n(CaO )/n(V2O5)或加入高活性石灰乳均可提高除钒率,而溶液中CO32-的存在明显降低除钒率；加入理论用量3倍的石灰,溶液pH值降全10左右时,除钒率可达到85％,相对于工业除钒过程钒渣量减少88％左右.
关键词:
铬酸钠溶液
,
石灰
,
除钒
,
Gibbs自由能
,
平衡溶解度
李小斌
,
余顺文
,
董文波
,
陈永坤
,
齐天贵
,
周秋生
,
刘桂华
,
彭志宏
中国有色金属学报
研究不同拜耳法溶出条件下锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响，并研究不同条件下经水热处理的锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响。结果表明：随着温度的升高、时间的延长和苛性碱浓度的增加，锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响逐渐减小甚至消失；经水热处理的锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响与水热处理的条件密切相关，温度越高、时间越长、铝酸钠溶液苛性碱浓度越高，其对氧化铝溶出性能的影响越小。经水热处理的锐钛矿的溶解性能实验和 XRD 分析结果表明：不同条件下经水热处理的锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响存在显著差别的根源在于其溶解性能和结晶度存在差别。随着水热处理锐钛矿条件的不断强化，钛酸钠的结晶度逐渐提高，其在铝酸钠溶液中溶解形成钛酸根离子的浓度逐渐降低，对氧化铝溶出性能的影响也逐渐减小，甚至完全消失。
关键词:
钛矿物
,
氧化铝
,
溶出性能
,
溶解性能
刘桂华
,
刘鹏
,
周秋生
,
齐天贵
,
吴海文
,
彭志宏
,
李小斌
中国有色金属学报
通过测定接触角、X射线衍射谱和元素含量，研究预热套管结疤组成和表面性质间的关系。结果表明：随着预热温度升高，结疤相中碱(Na2O)、二氧化硅、氧化铝和磷含量随之升高，氧化镁、二氧化钛、灼减量逐渐减少，氧化钙含量变化不明显；钛酸钙量减少，钠硅渣、水化石榴石量增多，且水化石榴石中二氧化硅系数增大，结疤的硬度增强；由于钠硅渣、水化石榴石、赤铁矿比钛酸钙的亲水性强，随着温度的升高，套管结疤的亲水性增强，疏水性减弱，因而，高温下更有利于生成更致密、难清理的结疤。加入有机添加剂，可以改变渣相的表面性质，为防止结疤提供新途径。
关键词:
结疤
,
预热套管
,
表面性质
,
钠硅渣
,
钛酸钙
,
水化石榴石
,
有机添加剂
李小斌
,
李重洋
,
齐天贵
,
周秋生
,
刘桂华
,
彭志宏
中国有色金属学报
在对黄铁矿与铝酸钠溶液反应热力学分析的基础上,利用接触角、X 射线衍射、红外光谱和 SEM-EDS等分析手段研究溶出温度和铝酸钠溶液组成对黄铁矿反应行为的影响,并探讨黄铁矿的分解过程.结果表明,黄铁矿的反应速度随溶液温度及游离碱浓度的升高而加快,最终产物主要为 Fe2O3、S2?和 SO42?;拜耳法溶出条件下,反应1 h黄铁矿中硫溶出率高达90%;反应初始阶段黄铁矿表面的Fe2+优先与溶液中的OH?结合生成铁羟基化合物从表面脱落,导致富硫层的形成,随着反应的进行,硫最终以S2?和SO42?形式进入溶液.
关键词:
黄铁矿
,
铝酸钠
,
拜耳法
,
反应行为
,
机理
,
溶出
张红娜
,
李凤臣
,
蔡伟华
,
阳倦成
,
李小斌
工程热物理学报
黏弹性流体弹性湍流现象是在极低雷诺数下(惯性效应可以忽略),完全由流体弹性引起的复杂湍流现象,在此条件下牛顿流体处于层流流态.该现象不仅具有与惯性湍流类似的一些特征,还具有其独特的特性,此外,其诱发机理与惯性湍流完全不同.为了更深刻地认识弹性湍流特性及其产生机理,本文基于三维Kolmogorov流动采用直接数值模拟研究了该现象,包括弹性湍流流场及变形场特性,并在此基础上分析了其产生机理.
关键词:
黏弹性流体
,
弹性湍流
,
Kolmogorov流动
,
直接数值模拟
覃东棉
,
刘桂华
,
李小斌
,
彭志宏
,
周秋生
材料导报
基于两种发展趋势综述了Debye-Hückel理论及其相关的理论研究进展.其一是在Debye-Hückel理论基础上添加新参数而引出的如Guggenheim、Bromley等修正模型,或者是考虑了电解质溶液溶剂化和离子缔合等影响而构成的如Stokes-Roberson理论和Bejumm理论等,这些理论(或模型)均只考虑粒子间长程相互作用;其二是考虑了粒子间短程相互作用,并与传统的长程相互作用加和形成如Pitzer、NRTL、CDH和三参数模型等.同时,简要概述了上述理论(或模型)在活度系数、相平衡等方面的应用.
关键词:
Debye-Hückel理论
,
活度系数
,
Pitzer模型
,
NRTL模型
李小斌
,
徐旺
,
张玉通
,
齐天贵
中国有色金属学报
应用Bromley方程，结合草酸钠溶解热力学理论及其在水溶液、氢氧化钠溶液中的溶解度数据，得出草酸钠的Bromley参数为?0.045，并以此为基础建立铝酸钠溶液中草酸钠的溶解度计算模型。应用该模型计算纯铝酸钠溶液体系中草酸钠的溶解度，结果与文献数据吻合较好。在此基础上，模拟计算了拜耳法氧化铝生产过程中草酸钠平衡浓度的变化规律。结果表明：碱浓度越高、温度越低、苛性比越高，铝酸钠溶液中草酸钠平衡浓度越低；铝酸钠溶液体系中，碳酸钠、硫酸钠对草酸钠溶解度的影响很小。这些结果可以解释草酸钠在生产氧化铝过程中的积累和析出规律，有助于生产过程铝酸钠溶液中草酸钠含量的控制。
关键词:
草酸钠
,
溶解度
,
计算模型
,
铝酸钠溶液
李小斌
,
赵东峰
,
王丹琴
,
阎丽
中国有色金属学报
铝酸钠溶液分解是碱法生产氧化铝过程的关键环节.总结铝酸钠溶液分解过程的理论及技术研究进展,论述铝酸钠溶液分解过程的热力学和宏观动力学、铝酸钠溶液的结构及其演变规律、氢氧化铝颗粒行为、分解体系固-液界面作用调控以及铝酸钠溶液分解技术等.认为铝酸钠溶液分解过程中有利于氢氧化铝析出的含铝离子是Al(OH)4-,调控溶液中其他复杂含铝离子结构向该类结构转变则有利于氢氧化铝析出；增大分解末期体系中最小颗粒尺寸是提高分解深度的关键；协同调控分解过程中溶液物理化学性质、离子结构和固-液界面作用的原理和方法是强化铝酸钠溶液分解技术研究的基础.
关键词:
铝酸钠溶液
,
晶种分解
,
机理
,
技术
,
研究进展
