典型含锂矿物焙烧提锂研究进展

作为一种新型能源和战略资源,锂的开发利用已成为当前科技和工业关注的焦点.盐湖卤水提锂和矿石提锂是制备碳酸锂、金属锂及各种锂化合物的主要途径.通过技术创新和改造,进一步降低成本是矿石提锂技术的发展趋势.本文论述了当前的主要提锂工艺,从焙烧工艺条件、锂回收率、焙烧能耗和装置规模角度对提锂工艺进行了评价.在此基础上,进一步对比分析了工业普遍采用的锂矿石回转窑焙烧技术和流态化焙烧技术.与石灰石焙烧法相比,硫酸法、硫酸盐法、氯化焙烧法以及压煮法焙烧能耗低、锂的浸出率高,是提锂工艺发展的方向.对比发现,无论采用何种工艺,其锂矿石的高温焙烧都是不可或缺的步骤.尽管回转窑焙烧技术已日趋成熟,但其存在焙烧能耗高、高温下焙烧不均匀及熔融结圈等问题,这为流态化焙烧技术的发展提供了发展空间.与回转窑焙烧相比,流态化焙烧具有脱氟/转型效率高、生产强度大、能耗相对较低的优势,其成功开发将对提升含锂矿物的焙烧效率和生产能力、降低焙烧能耗具有重要意义.     

Mo-V-Te-Nb-O催化剂上丙烷选择氧化制丙烯酸Ⅰ.催化剂的制备条件及稳定性

 研究了催化剂的制备条件(焙烧方式、焙烧气氛和焙烧温度)对Mo-V-Te-Nb-O上丙烷选择氧化制丙烯酸反应的影响. 结果表明,制备条件对催化剂的催化性能具有很大的影响. 与敞开式焙烧制得的催化剂相比,封闭式焙烧制得的催化剂具有较高的丙烯酸选择性,但丙烷转化率较低. 在空气中焙烧制得的催化剂对丙烯酸无选择性,但在氮气和氩气中焙烧制得的催化剂具有很高的丙烷转化率和丙烯酸选择性. 随着焙烧温度的升高,丙烷转化率降低,丙烯酸选择性升高,适宜的焙烧温度为600 ℃. 催化剂制备条件对催化剂的晶相结构也具有重要的影响. 在惰性气氛中采用600 ℃下封闭式焙烧制得的Mo-V-Te-Nb-O催化剂经210 h反应后,丙烷转化率保持为19%,而丙烯酸选择性持续升高,由32%升至50%.     

Mo-V-Te-Nb-O催化剂上丙烷选择氧化制丙烯酸 I．催化剂的制备条件及稳定性

研究了催化剂的制备条件(焙烧方式、焙烧气氛和焙烧温度)对Mo-V-Te-Nb-O上丙烷选择氧化制丙烯酸反应的影响．结果表明，制备条件对催化剂的催化性能具有很大的影响．与敞开式焙烧制得的催化剂相比，封闭式焙烧制得的催化剂具有较高的丙烯酸选择性，但丙烷转化率较低．在空气中焙烧制得的催化剂对丙烯酸无选择性，但在氮气和氩气中焙烧制得的催化剂具有很高的丙烷转化率和丙烯酸选择性．随着焙烧温度的升高，丙烷转化率降低，丙烯酸选择性升高，适宜的焙烧温度为600℃．催化剂制备条件对催化剂的晶相结构也具有重要的影响．在惰性气氛中采用600℃下封闭式焙烧制得的Mo-V-Te-Nb-O催化剂经210h反应后，丙烷转化率保持为19％，而丙烯酸选择性持续升高，由32％升至50％．     

焙烧温度及焙烧时间对异丁烯部分氧化合成甲基丙烯醛催化剂性能的影响

采用沉淀法制备了Mo-Bi-Co-Fe-Cs复合氧化物催化剂, 并用于异丁烯部分氧化制备甲基丙烯醛反应, 结合H_2-TPR、 XRD、 BET和TEM表征, 考察了焙烧温度以及焙烧时间对催化剂物理化学性质及催化性能的影响.研究结果表明, 随焙烧温度升高, 催化剂物相结构没有明显的改变, 而催化剂颗粒则逐渐增大, 氧化能力降低, 且组分之间的协同作用减弱;当焙烧温度提高到540 ℃时, 催化剂局部颗粒已出现烧结. 催化剂活性随焙烧温度提高逐渐下降, 而甲基丙烯醛选择性则在焙烧温度为520 ℃时达到最大值, 焙烧温度对催化剂性能的影响可能因催化剂表面活性位密度不同所致.合适的焙烧温度为520 ℃, 焙烧时间为5 h, 此时异丁烯转化率为98.4%时, MAL选择性可达到87.2%, 具有较好的反应效果.     

气基磁化焙烧回收包头稀土尾矿中铁的研究

试验采用磁化焙烧-磁选的方法来回收包头稀土尾矿中的Fe。考察了还原球团的粒径、焙烧温度、还原气体的成分、还原气气体流量、焙烧时间对于磁化焙烧回收Fe的影响。在焙烧温度为580℃,CO与CO2的浓度比为40∶60,还原气体气流量为1.2 L·min-1,焙烧时间为60 min的条件下对球团进行磁化焙烧,并将焙烧后的球团进行磨矿,使得-200目的物料占物料总重量的95%。将磨矿后的物料置于磁场强度为233 k A·m-1的磁选管中进行磁选,可以得到品位为60%左右的铁精矿,其铁回收率达到70%左右。     

Ni物种形态对Ni/AC催化剂低温脱硫性能的影响

 采用过量浸渍法制备了 Ni/AC 催化剂, 考察了不同焙烧温度对 Ni/AC 脱硫活性的影响, 并通过 X 射线衍射和 X 射线光电子能谱对催化剂进行了表征, 研究了经不同温度焙烧后的催化剂上的 Ni 物种形态及其对催化剂性能的影响. 结果表明, 经 400 °C 焙烧后的催化剂中 Ni 物种为 Ni2O3, 550 °C 焙烧后出现了 NiO 物种, 800 °C 焙烧后 Ni 物种变为 NiO 和 Ni 共存, 而 1 000 °C 焙烧后只存在单质 Ni. 这说明不同温度焙烧后的催化剂中 Ni 形成了不同的化学形态. 脱硫活性的测试结果表明, 经 550 °C 和 800 °C 焙烧后的催化剂表现出较好的脱硫活性, 而 400 °C 焙烧的催化剂脱硫活性最差. 这说明 Ni 在催化剂上的不同化学形态是造成脱硫效果差异的主要原因, 而 NiO 是 Ni/AC 催化剂脱硫的主要活性物相.     

氟碳铈矿焙烧过程中脱氟机制的研究

测定了La F3和La OF在饱和水蒸气气氛下1000℃焙烧3 h后的脱氟率,采用X射线衍射技术对焙烧产物进行了物相分析。测定了氟碳铈矿在饱和水蒸气气氛下700~1000℃焙烧3 h后的焙烧产物中的氟含量,并对焙烧产物进行了物相分析,对焙烧前后的氟碳铈矿进行了SEM扫描对比分析。结果表明:氟碳铈矿发生脱氟反应的过程为:REF3·RE2(CO3)3首先分解生成REF3和RE2O3,同时伴随REOF的生成,然后在有水分子的条件下,REF3,REOF相继发生脱氟反应生成RE2O3和HF。     

MgCl_2焙烧分解白云鄂博氟碳铈矿的研究

针对氟碳铈矿高温焙烧产生含氟废气治理难度大,采用MgCl_2焙烧分解白云鄂博氟碳铈矿精矿。研究了焙烧温度、焙烧时间、盐矿比等工艺参数对稀土提取率的影响,得到最佳工艺条件:焙烧温度460℃,焙烧时间90 min,矿盐质量比1∶1.3,氟碳铈矿中的稀土提取率达到98.9%。通过热重分析(TGA-TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等方法,研究了MgCl_2分解氟碳铈矿氯化焙烧过程的反应机制:氟碳铈矿与MgCl_2分解产物反应生成氯氧化稀土,氯氧化稀土进一步分解得到氧化稀土,氟以MgF_2的形式存在。此工艺节能环保,有效解决了含氟废气问题。     

流化床煤气化炉内脱硫的研究

钙质脱硫剂的焙烧反应是炉内脱硫的关键过程，本文研究了影响石灰石和白云石焙烧速率的操作温度７５０℃以上时，焙烧速率很快。Ｃ粉压显著地影响焙烧过程。ＰＣＯ２高于平衡分压时，石灰几乎不分解。在本实验的粒度范围内，脱硫剂粒度对焙烧速率影响不大。采用未反应核收缩模型模拟焙烧过程的结果和实验结果基本一致。脱硫反应速率对气相Ｈ２Ｓ浓度呈一级反应，操作温度特别在６００－７００℃的低地显著地影响瓜速度。     

焙烧温度对TiO2-Al2O3催化剂制备的影响

研究了焙烧温度对催化剂活性、比表面和物相的影响,结果表明随着焙烧温度的增加,由T1～T6活性明显变化,T1焙烧的样品活性偏低,T2～T4焙烧的样品活性最高,T5～T6焙烧的样品活性下降;比表面和物相检测结果表明随着焙烧温度的增加,比表面逐渐下降,催化剂中的偏钛酸物相也由此转变为锐钛矿型TiO2,拟簿水铝石(AlOOH)转变为γ-Al2O3.催化剂活性与比表面、物相有一定的对应规律关系.     

钴铜铝水滑石类化合物的合成及其催化氧化对甲酚：Ⅱ.对甲酚的催化氧 …

考察了前文制得的水滑石及其焙烧产物在对甲酚氧化反应中的催化性能，发现经水滑石焙烧得到的具有尖晶石结构复合氧化物比没有焙烧的具有水滑石结构的以及由经物机械混合的样品具有更高的活性。     

钴负载量和焙烧温度对F-T合成用Co/Al_2O_3催化剂活性的影响

对用于F T合成制液态烃的Co/Al2 O3 催化剂进行了程序升温还原研究 ,确定了合适的还原活化温度 (约6 0 0～ 80 0K) ,同时考察了钴负载量和焙烧温度对催化剂活性的影响 .结果表明 ,钴负载量和焙烧温度对C5+ 收率的影响十分显著 .用CODEX优化软件对钴负载量和催化剂焙烧温度进行了优化 .结果表明 ,比较理想的钴负载量为 11 6 % ,焙烧温度为 6 5 1K .XRD测试结果表明 ,在较高温度焙烧的催化剂由于易生成CoAl2 O4 尖晶石 ,导致催化剂的活性显著降低     

流化床煤气化炉内脱硫的研究 Ⅱ．脱硫剂焙烧反应动力学与脱硫反应动力学初步研究

钙质脱硫剂的焙烧反应是炉内脱硫的关键过程，本文研究了影响石灰石和白云石焙烧速率的因素。操作温度７５０℃以上时，焙烧速率很快。ＣＯ_２分压显著地影响焙烧过程，Ｐ_（ＣＯ）２高于平衡分压时，石灰几乎不分解。在本实验的粒度范围内，脱硫剂粒度对焙烧速率影响不大。采用未反应核收缩模型模拟焙烧过程的结果和实验结果基本一致。脱硫反应速率对气相Ｈ_２Ｓ浓度呈一级反应，操作温度特别在６００～７００℃的低温时显著地影响反应速率。     

焙烧方法和焙烧条件对纳米Au/HZSM-5催化剂金粒径和催化性能的影响

采用负压沉积沉淀法制备了纳米Au/HZSM-5催化剂前体,研究了深床焙烧和等离子体焙烧两种方法,以及焙烧温度和焙烧气氛对催化剂中纳米金粒径和催化性能的影响,并采用ICP、TEM、XRD、UV-vis、XPS等表征方法对催化剂金粒子进行了物化性能表征,采用合成气羰基化制乙酸甲酯反应表征催化性能。结果表明,不同焙烧方法和不同焙烧温度及气氛对负载型纳米Au/HZSM-5催化剂中金粒径、形貌、物化性质和催化性能有明显影响。其中,以等离子体焙烧方法在500℃氮气气氛下制备的纳米1.86%Au/HZSM-5催化剂中的金粒径最小,为2-5 nm。用于催化合成气羰基化制乙酸甲酯反应,原料中CO的转化率为67%,乙酸甲酯选择性可达78%。     

焙烧温度对Au/CeO2-La2O3催化剂水煤气变换性能的影响

采用沉积沉淀法制备了Au/CeO2催化剂,通过N2物理吸附、XRD、H2-TPR和HRTEM等手段研究了焙烧温度对催化剂的织构、物相、还原性能以及WGS反应活性的影响。结果表明,焙烧温度对催化剂活性影响显著,低温焙烧有利于金粒子在载体表面的良好分散,高温焙烧则会使金粒子在载体表面聚集长大。选择适中的焙烧温度不仅可以使表面纳米金粒子获得较好的分散,而且可使Au与载体间具有适宜的相互作用,从而拥有较佳的WGS性能。在本文考察范围内,300℃焙烧4 h制得的样品在各个反应温度点上均表现了最高的WGS活性。     

气相色谱法研究H型丝光沸石对甲苯的吸附性质及其催化活性

本文用脉冲色谱技术,在接近反应条件的高温下,研究了H型丝光沸石(HM)对甲苯的吸附性质,测得了不同焙烧温度的HM对甲苯的比保留体积和吸附热。说明焙烧温度未改变HM对甲苯的吸附能量和吸附表面积,而只改变了沸石单位面积上的吸附中心数目。并从实验结果看出,焙烧温度对HM的甲苯歧化活性的影响与比保留体积随焙烧温度的变化趋势颇为相似。     

丙烷氧化制丙烯酸催化剂MoVTeNbO的两段焙烧

研究了不同焙烧方式和两段焙烧方式中不同焙烧温度对MoV0.3Te0.23Nb0.12Ox催化剂的结构及其在丙烷选择氧化制丙烯酸反应中催化性能的影响.结果表明,两段式焙烧方法促进了活性相M1相的生成和体相内较活泼晶格氧的产生,从而使催化剂性能显著提高.进一步的实验证明,两段式焙烧时两个不同阶段的焙烧温度对催化剂的结构和催化性能有重要影响.X射线衍射和程序升温还原等表征发现,催化剂的物相组成是一个对催化性能提高的尤为关键的因素,而较活泼品格氧的产生对催化剂的活性也有重要影响.     

沉淀铁费托合成催化剂焙烧工艺的优化研究

通过DOE实验设计对沉淀铁费托合成催化剂焙烧过程进行了优化,并给出了焙烧过程的分子模拟与粒子长大模型。结果表明,随着焙烧温度的升高和焙烧时间的延长,催化剂的孔容减小,堆比及骨架密度增加,耐磨性改善。BET表面与磨耗的变化趋势一致,即比表面积越小磨耗越小;磨耗与密度成线性反比关系,密度越高磨耗越小。通过焙烧工艺的优化,可调变Cu、Si通过O原子与Fe原子的键合作用及催化剂的粒子粒径,得到较高F-T活性且稳定性好的沉淀铁催化剂。在该实验中,优化的焙烧温度为560℃。     

铁改性水滑石基Pt/BaO/MgFeO催化剂焙烧温度对催化剂结构及NO_x吸附-还原性能的影响

采用共沉淀法和浸渍法制备了贵金属负载均匀的镁铁水滑石基稀燃氮氧化物捕集(LNT)催化剂,并采用多种表征手段研究了焙烧温度对催化剂结构及NO_x吸附-还原反应的影响。结果表明,500-700℃焙烧后催化剂晶相结构稳定,800℃焙烧后催化剂表面出现烧结,Pt颗粒发生团聚;随焙烧温度升高,催化剂的NO_x脱附峰面积先减小后增大,但峰值温度变化不大;与500℃焙烧催化剂相比,800℃焙烧后催化剂表面NO_x吸附物种及吸附路径发生改变,而还原反应产物中氨气/氮气体积比下降,NO_x转化效率由91.7%降为85.2%。     

H—ZSM—35分子筛物化性质的研究

本文考察了不同温度焙烧ＨＺＳＭ－３５分子筛吸附苯后的ＥＰＲ信号是随着焙烧温度升高而增加。分子筛Ｂ酸向Ｌ酸中心转化，在６００－７００℃温度区域内有一个突破。本文还讨论了焙烧温度对邻二甲苯异构化的催化活性的影响。