以经典工艺矿物学研究方法为基础，结合化学物相分析、矿物解离分析(MLA)、X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜-X射线能谱仪(SEM-EDS)等手段对印尼典型海砂矿的矿物学及其固态还原特征进行了系统研究。结果表明：印尼海砂矿的矿物组成主要为钛磁铁矿、次为少量假象赤铁矿、赤铁矿、钛铁矿以及辉石等。绝大部分钛磁铁矿呈致密单体或铁的富连生体产出，偶有由固熔体分离析出形成的微细钛铁矿片晶。赋存于钛磁铁矿中的铁占总铁的89.79%、钛为85.42%、钒则高达97.97%。海砂矿在C/Fe摩尔比1.2、温度1300 ℃条件下还原60 min可较好实现金属化。其还原历程遵循：Fe2.75Ti0.25O4 → FeTiO3, (Fe, Mg)Ti2O5 → (Fe, Mg)Ti2O5 → Fe，稳定的黑钛石相是影响金属化程度的主要因素。经固态还原处理Fe元素最终富集于金属相，V、Ti则赋存于渣中富钛相，为后续的分离提取创造了有利条件

以承德钼尾矿和水泥构成的简单免烧砖体系,对其在成型工艺、微观结构和着色特性方面进行基础工艺研究.结果显示,水泥-钼尾矿免烧压砖适宜的水泥/钼尾矿质量比为0.18~0.25,成型水/固体原料质量比为0.1,成型压强25 MPa,保压时间30 s,在阶梯式成型施压方式下可改善砖块性能.经长期养护后,压砖中Ca (OH)2、钙矾石和CaCO3的相对含量会随水泥掺量增加而逐渐升高,而云母含量则逐渐降低.当水泥量质量分数达25%时,会有低硫型水化硫铝酸钙相(AFm)形成.此外,在试块中可见大量水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、钙矾石和Ca (OH)2矿相形成.掺加9%以内氧化铁型红、黄、绿颜料,对试块强度无不利影响,而掺加蓝、黑颜料会使试块强度损失,在保证砖材强度前提下,添加量宜控制在6%~9%

以有效解决钾盐矿尾盐和尾液导致的环境污染、资源浪费、安全隐患等问题为出发点,以改善钾盐矿充填料流动度和强度为目的,利用钢渣水化反应缓慢持久的特点,制备了以钢渣为胶结剂的钾盐矿充填料,初步证明钢渣细度和养护温度对充填料的性能有较大影响.所制备的充填料8 h内流动度保持在200 mm以上,28 d抗压强度可达2 MPa,满足充填料的性能要求.本文着重从微观角度分析了其固化机理,X射线衍射技术、扫描电子显微镜、热重分析、红外分析等分析结果表明:钢渣粉与钾盐矿尾液水化反应的产物主要为C-S-H凝胶、水铝钙石(或称费里德尔盐)、类水滑石等,在水化反应过程中水化产物之间相互穿插包裹使体系结构的致密度和强度不断增长.在微观结构呈层状的水铝钙石和类水滑石中出现类质同象代替现象,Ca2+、Mg2+、Fe2+,Fe3+、Al3+和Si4+都可相互取代而使得OH-和Cl-参与其中,这对体系中的杂质离子起到固定作用,对充填料的稳定性有利.该研究结果初步表明钢渣具有充当钾盐矿充填料胶结剂的潜力

围绕两种新型耐火材料展开，即钢包精炼用高性能低碳镁碳耐火材料以及超低氧钢用耐火材料，初步实验表明，将大尺寸的碳硅化铝（Al4SiC4）引入到镁碳砖（MgO?C）中不仅可以提高其抗氧化能力，又能对含碳耐火材料氧化后的疏松结构进行修复，有望成为新一代钢包精炼用高性能低碳镁碳耐火材料；CaO?MgO?Al2O3（CMA）材料兼具优异的热机械和耐渣侵性能的同时，还可以在服役过程产生低熔点精炼渣相，具备净化钢水的潜力。可以预见，上述功能化新型耐火材料有望为高品质钢的进一步发展提供有力材料支撑

高碳钢连铸生产技术工艺优化是当前连铸技术研究的主要内容之一。针对国内某钢厂SWRH82B高碳钢生产过程中出现碳偏析、网状渗碳体组织缺陷的问题，采用数值模拟与实验相结合的方法，利用Fluent软件建立了八机八流连铸机凝固传热模型，数值模拟计算凝固传热特征；研究了八机八流连铸机在不同浇注速度、过热度和末端电磁搅拌参数条件下对SWRH82B高碳钢铸坯碳偏析和夹杂物的影响；分析了SWRH82B高碳钢连铸过程中的主要要素与组织性能之间的关系。研究结果表明：铸坯中心碳偏析是网状渗碳体主要诱导因素，通过调整过热度和浇注速度有利于促进钢液成分的均匀化，降低夹杂物含量；当过热度降低至25 ℃，浇注速度提高至2 m·min?1，铸坯中心平均碳偏析指数由1.17降低为1.11，索氏体化率达到89%，网状渗碳体级别由四级下降到一级，基本消除C类夹杂物；通过设置末端电磁搅拌参数为电流370 A、频率7 Hz时，碳偏析指数最低值下降到1.04。通过优化连铸生产工艺参数，解决了企业SWRH82B高碳钢生产过程中的缺陷，为高碳钢的高质量生产提供理论与实践支撑

胶结充填采矿协同利用垃圾焚烧飞灰是解决飞灰日益激增的新思路,可大量资源化利用飞灰并固化其中的重金属离子.本文以矿渣-钢渣基胶凝材料(简称冶金渣胶凝材料)分别结合4种城市垃圾焚烧(MSWI)飞灰制备胶凝材料,并以全尾砂作为骨料制成胶结充填料,测定充填料试样的流动度、抗压强度以及Cd2+浸出质量浓度:冶金渣-垃圾焚烧飞灰基充填料试样的流动度为240~265 mm,满足矿山充填的泵送要求;28 d抗压强度均大于8.88 MPa,满足一般矿山充填1~6.5 MPa的强度要求;Cd2+浸出液质量浓度低于饮用水标准5 μg·L-1的限值.通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和热重-差示扫描量热法(TG-DSC)分析表明胶凝材料的主要水化产物组成为钙矾石、Friedel盐和C-S-H凝胶;通过X射线光电子能谱(XPS)发现Cd2+对Al2+的结合能有较大影响,钙矾石、Friedel盐可能对镉离子有固化作用

针对我国传统再生铅生产工艺所存在的熔炼温度高、能耗大、铅和低浓度SO2烟气污染严重等弊端,在对NaOH-C-PbSO4-ZnO低温碱性炼铅体系进行理论分析的基础上,提出了一种再生铅的低温碱性固硫熔炼新工艺.以废铅酸蓄电池胶泥(以下简称胶泥)为实验原料,采用单因素实验法分别考察NaOH用量、熔炼温度、焦粉用量及固硫剂ZnO用量对金属铅直收率和ZnO固硫率的影响.获得优化实验条件如下:m(NaOH)/m(胶泥)=60%,熔炼温度为860℃,m(焦粉)/m(胶泥)=10%,m(ZnO)=m(理论量).在此优化条件下进行综合扩大实验,铅的直收率为99.09%,获得粗铅品位为98.86%,ZnO固硫率为93.37%.X射线衍射图谱分析可知,反应后原料中硫主要以ZnS的形式固定在渣中,NaOH绝大部分转变为Na2CO3,生产过程中无SO2气体排放

基于Thermo-Calc热力学模拟软件、扫描电镜和能谱仪等实验手段,研究GH625合金铸态试样棒的显微组织,并对比讨论浇注温度对其显微组织的影响规律.GH625合金的铸态显微组织为发达的树枝晶,枝晶间可见δ相与M6C型碳化物伴生析出.一次枝晶臂间距λ1和二次枝晶臂间距λ2均随着浇注温度的升高而增大,而枝晶偏析程度则同时受扩散时间和扩散距离两方面因素的共同作用,综合相互作用导致1420℃浇注试样里Nb元素高度偏析,为枝晶间δ相的大量析出提供有利的浓度条件.因此,在制定浇注工艺时,需要综合考虑扩散时间和扩散距离的影响程度,选取合适的浇注温度(或者冷却速率)

对淤泥沙原料中Fe3O4及其中间产物Fe O和Fe可能参与的反应进行了热力学分析.结合绘制的不同CO分压下Fe-Si体系在C和SiO2过量下的优势区相图及Fe-O-N体系热力学参数状态图,得出体系中Fe元素最终以Fe3Si形式存在,为淤泥沙合成O'-Sialon-SiC-Fe3Si(即Fe-Sialon)复合材料提供了热力学理论依据.在热力学分析的基础上,以淤泥沙为主要原料,采用碳热还原氮化法制备了Fe-Sialon复合材料,并借助X射线衍射仪和扫描电子显微镜对烧结体的物相和显微形貌进行了表征,得出产物的主晶相为O'-Sialon,还含有少量的SiC和Fe3Si相,晶粒呈现为纤维状、絮状或短柱状,与热力学分析结果(Fe元素最终以Fe3Si存在)吻合

本研究首先实验肯定了抗磨低合金白口铸铁可以通过稀土变质处理使M3C型碳化物成为板块状及断开分布,从而明显地提高了它们的韧性及抗磨性。稀土变质剂在白口铸铁结晶过程中的作用经试验确认为:(1)形成硫氧化物有利于初生奥氏体在熔体中各处形核,及在固液界面富集造成成份过冷区使奥氏体枝晶轴次发达。两昔均有利于将共晶碳化物隔断;(2)促使共晶转变温度降低,则有利于离异共晶的增长,而扩大共晶转变温度范围;则有利于共晶结晶的体积形核;最后稀土在增长的共晶碳化物上选择吸附则对获得板块状碳化物有利。以上述的稀土变质机理假说为依据,试验开发了采用综合孕育剂及综合变质剂的两步变质处理的新工艺,在采用较少的稀土变质剂用量时,仍可获得较高韧性的白口铸铁