本文采用光学显微镜,电子探针及穆斯堡尔效应等手段对MgO在烧结矿和球团矿中的赋存状态及其对冶金性能的影响进行了微观分析研究。显微镜下观察表明,随烧结矿中MgO含量增加,赤铁矿及铁酸钙明显减少。当MgO约达4%以上时,烧结矿渣相中开始出现少量镁质硅酸盐矿物。电子探针扫描分析表明,MgO主要分布于除赤铁矿之外的铁相矿物中,在烧结矿中形成含镁磁铁矿,在球团矿中形成镁铁矿,少部分分布于渣相中。对杭钢球团矿所做的穆斯堡尔谱学研究表明,在焙烧过程中,Mg2+大量进入磁铁矿八面体晶位,揭示了MgO在人造富矿中富集于铁相及引起物相变化的机理。基于上述试验研究,分析了MgO对人造富矿冶金性能的影响

3.1概述 3.2冶金反应动力学基础

月球矿物资源的原位利用技术是月球基地建立和后续深空探索的基础。由于月球特殊环境及地月运输成本的限制，现有矿冶技术难以直接应用于月球矿物的原位开发。各国的科研人员围绕月球矿物资源原位利用方向开展了卓有成效的研究工作，发展了几种极具应用潜力的技术。这些方法可分为材料化成型和提取冶金两类，其中材料化成型工艺如烧结法、3D增材制造法等，主要用于将月壤直接材料化成型以制备月球基地建材。提取冶金工艺包括碳/氢化学介质还原法、电解还原法以及真空热解法等，可生产月壤矿物对应的金属单质或其低价氧化物，并获得氧气。本文概述了已有月壤原位利用技术的一般原理、基本过程、热力学动力学基础及近期研究进展。探讨了这些方法的一些优缺点，并展望了其在月球矿物原位利用上的应用前景

当前低碳高炉冶炼条件下使得炉内焦炭层变薄,恶化了料柱的透气透液性,焦炭在炉缸高温区石墨化过程中产生的焦粉是导致该现象出现的主要原因之一.为了研究焦炭在高炉下部的石墨化过程对其在炉缸内的冶金性能影响,研究了1100~1500℃不同温度下焦炭的石墨化度改变;同种焦炭石墨化程度与焦炭反应性及反应后强度之间的关系;不同石墨化度焦炭与碱金属侵蚀之间的关系;观察并分析了试验后不同焦炭试样的微观形貌.结果表明,随着温度的升高,焦炭石墨化程度加深,且温度每升高100℃,焦炭石墨化度约提高1.8倍,层间距d002值约降低2%,微晶结构层片直径La值约提高3%,层片堆积高度Lc值约提高15%;焦炭的表面气孔减少,特别是大气孔减少,焦炭表面镶嵌组织减少,各向同性组织增多,焦炭的结构有序化程度增强.随着焦炭石墨化程度的加深,焦炭的反应性逐渐减小、反应后强度逐渐提高,焦炭表面的劣化情况减弱,生成的大气孔减少,气孔壁破坏趋势减弱.碱金属对焦炭的反应性有促进作用,使焦炭的反应性提高,反应后强度降低.而焦炭的石墨化对焦炭的碱侵害具有一定的抵抗作用,降低了焦炭表面的劣化程度

冶金反应多发生在不同的相组成的复杂体系中,对这种复杂体系的分子与研究需借助于相平衡、相律和相图的基础知识。 2.1相律初步 一、相律中的几个基本概念相一个相是指体系中性质和成份均匀一致的一部分物质。体系中具有同一性质,但彼此分开的均匀部分,仍然被认为是相同的相随温度和成份的变化,一个相可能转化为另一个相

分别以5种不同的含镁添加剂（高镁磁铁矿、镁橄榄石、白云石、菱镁石和氧化镁粉）制备镁质球团，阐述MgO含量和来源对磁铁矿球团焙烧特性及冶金性能的影响。研究结果表明：不同的含镁添加剂对于生球的落下强度有着一定影响，其中氧化镁粉与高镁磁铁矿均能够提高球团的落下强度。相同的预热焙烧制度下，提高MgO含量会增加球团孔隙率，降低预热和焙烧球团的抗压强度，其中白云石对焙烧球团强度的不利影响最小。增加预热球团的氧化度有利于促进镁质焙烧球团固结，提高其抗压强度。在MgO来源相同的情况下，MgO含量的增加会导致球团孔隙的增减，降低了球团强度，而配加不同种类的含镁添加剂，均能不同程度改善球团的还原膨胀性、低温还原粉化性和还原性，其中配加高镁磁铁矿的球团的还原膨胀性和低温还原粉化性均优于于其他含镁球团

氧化-还原过程伴随着火法冶金的始终。例如硫化物的氧化,铁液中各种杂质的去除等 过程都是氧化反应。炼钢过程是典型的氧化反应,本章将以炼钢反应为例,分析氧化反应过 程的特点。现代的各种炼钢方法在加热方式上虽然不同,但是去除杂质的基本过程是一样的。 大多数炼钢过程中去除杂质的主要手段是向熔池吹入氧气(或加入矿石)并加入石灰等材料 造碱性熔渣

氧化-还原过程伴随着火法冶金的始终。例如硫化物的氧化 铁液中各种杂质的去除等过程都是氧化反应。炼钢过程是典型的 氧化反应,本章将以炼钢反应为例,分析氧化反应过程的特点。 现代的各种炼钢方法在加热方式上虽然不同,但是去除杂质的基 本过程是一样的

第一节 冶金工艺概述 第二节 钢铁冶炼 第三节 有色金属冶炼

以纯Al粉为主要原料,添加Cu单质粉末以及Al-Mg、Al-Si中间合金粉,利用粉末冶金压制烧结方法制备出相对密度98%以上的Al-Mg-Si-Cu系铝合金.研究表明,烧结致密化过程主要分为3个阶段:初始阶段(室温~460℃),坯体内首先形成Al-Mg合金液相,液相中的Mg原子分别扩散至Al或Al-Si粉末中,与Al2O3反应并破除氧化膜,形成Al-Mg-O等化合物;同时,Al-Cu发生互扩散,形成Al2Cu等金属间化合物.第二阶段(460~560℃),Al-Cu、Al-Si液相快速填充颗粒缝隙或孔洞,坯体相对密度显著提高;此阶段的致密化机制主要是毛细管力引起的颗粒重排,以及溶解析出导致的晶界平直化.第三阶段(560~600℃),随温度的升高,液相润湿性提高,晶粒快速长大,使得大尺寸孔洞填充,烧结体基本实现全致密,此阶段的致密化主要由填隙机制控制.在铝合金晶界处发现了MgAl2O4和MgAlCuO氧化物的存在,推测Al粉表面氧化膜的破除机制与合金成分有关.由于Al-Cu液相在Al表面的润湿速率远高于AlN的生长速率,因为在本体系中未发现AlN的存在