对嗜热金属球菌(Metallosphaera sedula)浸出镍钼硫化矿进行了研究,以探求高效可持续的生物冶金方法.结果表明:有菌组镍的浸出率均在91%以上,而无菌组为77.64%;以亚铁为能源培养的驯化菌组镍和钼的浸出率分别为96.56%和65.43%,非驯化菌组为94.37%和60.20%;起始pH为2时浸出组镍浸出率达97.55%,钼浸出率为62.97%;粒径小于0.048mm和小于0.077mm的浸样镍浸出率分别为97.58%和95.37%,钼浸出率分别为64.46%和59.54%;低矿浆质量浓度比高矿浆质量浓度的浸出率高,5g·L-1矿浆镍和钼的浸出率分别达98.67%和81.87%;在无菌条件下,浸样添加0.5g·L-1Fe3+和对照组镍浸出率分别为91.19%和77.64%,钼浸出率为52.25%和50.19%;透析浸出率比非透析浸出率低;金属球菌浸出组比氧化亚铁硫杆菌浸出组的浸出率高,前者镍和钼浸出率分别为94.01%和64.74%,后者仅为67.77%和38.16%

首钢京唐公司采用转炉铁水预处理脱磷工艺作为洁净钢生产平台,通过前期58炉冶炼实验,摸索出一套适和京唐公司生产实际的操作工艺,并在造渣制度、吹炼模式、温度控制等方面取得了重大突破,实现了稳定、高效生产低磷钢、超低磷钢的目标.脱磷炉终点磷的质量分数平均为0.017%,碳的质量分数为3.69%,脱磷炉终点平均温度为1350℃,并有10炉钢的脱磷炉终点磷的质量分数小于0.015%,最低为0.008%,达到了生产超低磷钢的预脱磷要求.对实验中影响脱磷效果的因素,如铁水硅含量,脱磷炉终点温度、终点碳含量、终渣碱度和氧化性等,进行了深入研究.分析表明当铁水硅的质量分数小于0.45%时,可以达到比较好的脱磷效果;脱磷炉的脱磷效果随终点温度的升高而逐渐变差,但为保证脱碳炉有足够的热量,脱磷炉终点温度控制范围为1350~1380℃;脱磷炉合理的碳含量范围应该在3.3%~3.8%之间;碱度控制在1.8~2.2即可满足脱磷炉的脱磷效果;通过增加矿石加入量,保持较高枪位可以提高冶炼过程渣中(FeO)含量,提高脱磷炉的脱磷效率

利用污泥焚烧灰渣含有大量的氧化硅以及一定量重金属和磷的组成特点,将其作为成分调整剂、晶核剂及助熔剂,在未添加任何化学制剂的条件下与冶金高炉渣协同制备了具有良好的力学性能和化学稳定性的污泥–高炉渣微晶玻璃.利用差热分析、X射线衍射、扫描电镜等分析手段,并结合力学性能和化学稳定性能测试,研究了不同热处理制度对微晶玻璃性能的影响规律以及微晶玻璃的析晶过程.污泥–高炉渣微晶玻璃最佳热处理条件是850℃下形核保温1 h,980℃下析晶保温2 h.在此条件下制备的微晶玻璃具有45 MPa的抗折强度、200 MPa的抗压强度和质量损失率小于0.2%的耐酸和耐碱性能.微晶玻璃初始结晶温度为880℃,析出晶相以钙长石为主,同时包括少量的钙铝黄长石.随着析晶温度提高,析晶时间增加,钙铝黄长石相析晶量增加;大量增加的钙铝黄长石针状晶体呈放射状分布并有利于产品抗弯强度的提高;但析晶时间过长时,晶粒将长大粗化,这不利于微晶玻璃性能的改善

以LiNO3和TiO2为初始反应物,固相法合成了Li4Ti5O12(M1).X射线衍射实验结果表明,所得粉体为较纯的尖晶石结构的Li4Ti5O12复合氧化物.Li4Ti5O12电极以35mA·g-1电流密度恒流充放电,首次放电容量达到170mAh·g-1,接近理论容量,首次充放电效率为92%.其在大电流密度下充放电性能良好,以175,350,875mA·g-1的电流密度放电,放电容量分别达到了151,140,115mAh·g-1;与传统方法使用LiOH和TiO2固相合成的Li4Ti5O12(M2)加以比较,3个倍率下的放电容量分别提高了约5%,10%和26%.循环伏安曲线表明:M1电极电位极化小,可逆性好,电极电化学活性高;M1电极嵌入/脱出锂后交流阻抗测试表明其电化学反应阻抗分别为16和20Ω

射频等离子体反应器适用于气相法快速合成高纯纳米微晶.针对小流量TiCl4氧化合成TiO2纳米微晶反应体系,在Matlab软件中采用有限差分法,以求解温度场的二阶偏微分方程模拟出反应器内的温度分布.通过将温度场与长大过程动力学方程偶联,沿每条气体流线计算,模拟出最终TiO2纳米微晶粒径及其粒度分布.不同进料浓度条件下的数值解与实验结果基本吻合.由于流动状态和浓度分布过于理想以及未考虑长大过程中传质因素的影响等,数值解与实验结果还存在一定的差距

对印尼红土镍矿的基础特性进行了系统的研究,发现矿石主要由蛇纹石和辉石组成,其中Ni元素主要以类质同象的形式取代Mg元素存在于蛇纹石中.在此基础上分别进行了红土镍矿焙烧、氢气还原、磁选分离镍和铁的一系列实验研究.红土镍矿与碳酸盐添加剂进行混合焙烧实现了Ni和Fe氧化物的释放;对焙烧产物进行氢气还原,还原产物中Ni和Fe元素以金属形态存在,Fe金属化率最高超过80%,远大于原矿还原产物中Fe的金属化率(4%-8%),且随着温度升高,Ni元素易与Fe结合生成Fe-Ni;磁选所得产物中Ni和TFe品位分别达到3%和20%,Fe和Ni的回收率分别达到80%和90%,初步实现Ni和Fe的富集

以红土镍矿作为原料,煤粉作为还原剂,氧化钙作为熔剂,配加一定量的黏结剂和水,经对辊压球机压制成含碳球团.对红土镍矿的成球特性进行了研究,考察了还原剂、水分和黏结剂等因素对球团强度的影响.结果表明:红土矿粉本身具有较好的成球特性,在不加入黏结剂的条件下,球团仍具有一定的强度;较细粒度的煤粉会降低球团的强度,适宜含量的较粗粒度的煤粉能提高球团的强度;随着水分加入量的提高,球团的抗压强度逐渐提高,当水的质量分数为18%时,其抗压强度达到最大值,若水分继续增加,抗压强度呈现下降的趋势;球团的落下强度随着水量的增加而升高;随着膨润土用量的增加,球团强度有明显的提高,当膨润土的质量分数为2%时球团强度达到最大值,随着膨润土用量的进一步提高,球团强度略微下降,且膨润土中含有较高含量的SiO2和Al2O3,会降低球团有用元素的品位,因此用量不宜过高

以鳞片石墨为原料，采用化学氧化还原法制备了高品质的石墨烯.借助X射线衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察、氮气吸附-脱附实验、恒流充放电实验、循环伏安法和交流阻抗谱技术对石墨烯的结构、形貌、表面性能和超级电容性能进行了系统研究.X射线衍射、扫描电镜和透射电镜结果表明，石墨烯整体上呈现无序结构，外观具有蓬松、透明的薄纱状及本征性皱褶，其BET比表面积为14.2m2·g-1，总孔容为0.06cm3·g-1，平均孔径为17.3nm.交流阻抗谱测试结果表明，石墨烯电极具有较小的阻抗，其等效串联电阻为0.16 Ω，电荷传递电阻为0.55 Ω.恒流充放电和循环伏安测试结果显示：石墨烯电极具有良好的功率特性和循环稳定性，电容特征显著.在2、5、10和20mV·s-1扫描速度下的放电比电容分别为123、113、101和89 F·g-1；即使是50mV·s-1的高扫速，放电比电容仍可达69F·g-1

通过观测水口结瘤物的结构和成分的变化,对AISI 321不锈钢小方坯浸入式水口的堵塞机理进行了研究.水口的解剖结果表明水口结瘤物主要由TiN、金属相以及渣相组成.通过计算建立了钢液及凝固过程中TiN的热力学模型.研究发现,TiO2过渡层的存在、较高的钛氮浓度积、不佳的钢水洁净度是导致结瘤物形成的主要原因.因此堵塞机理可以表述为,首先浇注过程中钢液中的[Ti]与耐火材料中的SiO2进行反应,TiO2过渡层会在浸入式水口内壁形成;钛氧化物的良好传热性能造成钢液温度下降进而导致TiN结瘤物的形成,且不佳的钢水洁净度则会进一步恶化钢水的可浇性;随着结瘤物的不断增长,最终导致水口堵塞

采用X射线衍射、扫描电镜及能谱、夹杂物无损伤提取等手段研究和跟踪了IF钢铸坯中大颗粒高SiO2类夹杂物的特征及来源.结果表明：IF铸坯中存在大量大颗粒固相夹杂物，其中高SiO2类夹杂约占总数的60%，尺寸较大，一般>50μm，形状不规则；铸坯中高SiO2夹杂的主要来源是未预熔充分的结晶器保护渣，粉渣颗粒内部存在多个物相，其中部分高熔点固相氧化物（SiO2，Al2O3）在浇注过程中未完全溶解就伴随卷渣进入钢中被坯壳捕获，最终形成铸坯中夹杂物.改善保护渣的预熔性能，很大程度可以降低高SiO2类固相大颗粒夹杂物对铸坯造成的质量缺陷