稀土在铸铁中的变质行为

本文简述了铸铁的发展史,指出孕育是铸铁发展的里程碑。作者认为,孕育的实质是增加铸铁的共晶团数,而共晶团数则与铸铁的一定石墨形态相对应。为此,作者提出了共晶团数与铸铁的石墨形态以及抗拉强度对应关系的示意图。 作者把稀土在铸铁中的主要作用归结为变质作用。根据国内外的大量研究,作者着重指出,稀士在球墨铸铁、蠕墨铸铁和灰铸铁中具有突出的生核作用。只要加入量适当,稀土在铸铁中的变质行为是富有成效的,是独特的,是任何其它元素所不能取代的。因此,作者认为,稀土在生产球墨铸铁、蠕墨铸铁和高强度灰铸铁中具有广阔的应用前景。     

稀土、钾、钠微合金化铁素体基体蠕墨铸铁玻璃模具材质的研究

介绍了稀土、钾、钠微合金化蠕墨铸铁玻璃模具材质的组织特点，探讨了铸造工艺对模具本体双层石墨形成的影响，总结了稀土残留量和钾、钠微合金化元素与模具材质力学性能和高温性能之间的关系。结果表明：这种模具材质具有较好的尺寸稳定性，较高的抗氧化疲劳能力，其使用寿命是原铸铁模具使用寿命的5倍，达到62万次／模。具有很好的应用推广价值。     

稀土在铸铁球状石墨中的分布

采用透射电子显微镜和能谱研究了经稀土处理的球墨铸铁中,稀土在球状石墨中的分布。结果表明,球状石墨呈现三层。稀土在内层和中间层石墨中明显富集,但用能谱探测不到外层石墨中有稀土。大部分球状石墨均含有稀土夹杂物的异质核心。     

钢中稀土固溶规律及作用研究

应用ICP光谱法直接测定16Mn钢中稀土固溶虽,研究稀土固溶规律及合金化作用。实验结果表明,在MnS夹杂完全变质前,钢中仅有几ppm稀土固溶并受硫氧含量的影响,完全变质后,随钢中稀土含量增加,稀土固溶量显著增大。常温下铈在16Mn钢中固溶度不超过0.011wt％,并偏聚在晶界;固溶稀土能显著减少珠光体,增加铁素体及其硬度。     

稀土对白口铸铁中碳化物形貌及冲击疲劳的影响

利用高温度梯度的区熔定向凝固装置和冲击疲劳试验机，研究了稀土元素对低铬白口铸铁中碳化物形貌及冲击疲劳性能的影响。实验结果表明，稀土元素对Ｍ３Ｃ型碳化物有很强的变质作用，它可使板状炭化转变成板条状和杆状。稀土元素含量愈高，转变量愈多。稀土变质处理可有效地提高低铬白口铸铁的冲击疲劳抗力，降低裂纹扩展速率，推迟裂纹产生的时间。随稀土含量增加，冲击疲劳抗力大幅度增加，裂纹扩展速率成倍下降。     

铈在铝硅共晶合金各相中的含量及镁的影响

本文采用电解相分离及放射性测量方法,研究了Al-Si共晶合金中α-Al的合金化铈量和硅中的铈量。发现该合金各相中的铈量均随铈总量的增加而增加,并随热处理状态不同而异,合金中镁对铈向硅中偏聚具有促进作用。本文认为,对于Al-Si共晶合金,铈变质的必要条件是共晶硅中的铈含量应满足一个临界值。     

污泥堆肥农用中重金属在海桐中的积累效应

采用小区试验的方法,研究了金华污水厂污泥堆肥土地利用过程中海桐根部对重金属的吸收及富集作用。结果表明,海桐对Cu均表现出比Zn更强的富集能力,而对Cd、Pb的富集能力很弱,其须根对重金属的吸收能力显著高于主根;就不同重金属的绝对吸收量而言,对Zn的吸收总量是最高的;须根中的Zn含量总体呈现随土壤中Zn含量增加而上升的趋势。     

蠕墨铸铁生产新方法的研究

采用稀土氧化物固态渣饼为脱硫剂和变质剂,在吹氩条件下对高硫(s=0.10％)过共晶铁水进行变质处理以生产蠕墨铸铁。在1380℃、1410℃和1450℃下均获得成功。在1450℃下处理约30分钟其成功率为90％。获得的蠕铁碳当量CE约为5％,RE约为0.01％。金相显微镜和电子显微镜观察结果表明蠕墨形貌和Ⅲ型石墨蠕墨基本一致。对脱硫反应和稀土氧化物还原反应进行了讨论和热力学计算,上述反应在本实验条件下在热力学上都是可行的。实验结果和热力学计算都表明固态渣饼在变质处理过程中可以重复使用。     

稀土在铸铁孕育过程中的作用

采用液淬法研究了稀土在铸铁孕育过程中的作用。指出稀土或稀土类孕育剂孕育后，在石墨的初始形貌为团球状，接着长出蠕虫状石墨分枝，发展成小共晶团后，蠕黑支叉的前沿向片状石墨转化。形成的稀土硫化物或复合硫化物是石墨的有效衬底。工业生产证明，稀土类孕育剂可促进Ａ型石墨数量的增加，并细化石墨组织，是一类优良的孕育剂。     

稀土元素与磷,锡杂质在α铁晶界上的交互作用

用俄歇谱仪和扫描电镜研究了锡、磷、稀土在α铁晶界上的偏聚行为及它们之间的交互作用。结果表明、锡、磷和稀土均有在α铁晶界上偏聚的倾向。在低硫磷Fe-Sn合金中加入稀土,可以减少锡在α铁晶界上的偏聚,锡的偏聚随稀土量的增加而减少。在高磷Fe-Sn-P合金中磷减弱了锡在晶界上的偏聚,加入稀土后磷在α铁晶界上的偏聚因稀土的偏聚而减弱,此减弱的趋势随着稀土量的增加而增加。稀土加入到Fe-Sn或Fe-Sn-P合金中,可以抑制α铁的低温晶界脆断。     

稀土元素在土壤-水稻体系中的迁移与吸收累积特征

通过在天然水稻土中施用不同浓度稀土开展为期两年的水稻盆栽实验,在不同生长期系统观测了水稻植株样品的生物量,同时利用ICP-MS测定了土壤及水稻植株各器官中14种稀土元素的含量,并对植株体内稀土含量分布模式及各器官对土壤中稀土的富集与分异进行了对比研究。结果表明,无论苗期还是成熟期,当外施稀土量超过400 mg.kg-1时,水稻植株生物量即开始呈下降趋势,当外施稀土达500mg.kg-1时,生物量降低10%左右,水稻远低于旱作植物小麦对土壤中外施稀土的耐受能力。对照水稻各器官稀土分布模式与对照土壤相似,均呈轻稀土富集,中、重稀土相对亏损型,Eu轻度负异常;但与土壤不同,水稻根部的Tb及地上部各器官的Eu,Tb均出现正异常。土施大量稀土(400~1200 mg.kg-1)对水稻土及稻根的稀土分布模式有显著影响,对茎、叶略有影响,对籽粒影响不明显。植株各器官对土壤稀土的累积能力依次为根>叶>茎>穗轴、谷壳>籽粒。对照水稻根部对土壤中各稀土元素的吸收积累能力大致相同,仅对Tb有更强的选择性吸收。地上部各器官对中、重稀土的累积能力大于轻稀土,并多数对Eu及Tb有更强的累积。水稻的根部及叶、茎对外施稀土有更强的吸收累积能力,随外施稀土浓度增加,其富集系数随之增高,而穗轴和谷壳、籽粒的富集系数变化不大。植株各器官及籽粒对外施稀土中的Nd都表现出更强的吸收累积作用。     

连铸结晶器喂稀土处理的碳锰钢夹杂物研究

为研究钢中添加稀土带来的夹杂物问题,采用金相夹杂物评级、电解夹杂分析以及电子探针和扫描电镜观察分析,对经稀土处理的微合金化碳锰钢夹杂物进行了研究.结果表明,采用铝脱氧和RH真空充分脱气的微合金化碳锰钢,经连铸结晶器喂稀土处理后,钢中的A,B,C,D类夹杂物分别不大于1.0级、1.5级、0.5级、1.5级,氧化物夹杂总量约为0.0030%.试验钢中主要形成球状稀土硫化物,同时还形成有链状"稀土硫化物包围氧化铝"的复合夹杂物,而稀土氧化物难以生成.     

天津沿海潮间带沉积物中稀土元素的地球化学特征

研究了天津沿海潮间带沉积物中稀土元素(REE)的地球化学特性以及污染条件下稀土元素的环境行为特征,通过稀土分布模式特征探讨了潮间带沉积物的物质来源.结果表明(1)潮间带沉积物中14种稀土含量总和的均值为164.5mg@kg-1,但各岸段又有不同.大致以海河口为界,北部明显高于南部,均值分别为182和150mg@kg-1,均明显高于海洋沉积物稀土含量;(2)海岸带沉积物稀土形态分布特征是自北向南残渣态比例逐渐下降,铁锰氧化物态和有机结合态比例逐渐增高,与黄河、长江等大河相比,残渣态和碳酸盐态比例都显著偏低;(3)稀土元素分布模式均为轻稀土富集、铕中度亏损型,与沿海排污河及内陆大河沉积物稀土分布模式相似,而与海洋大陆架沉积物稀土分布模式有显著差别.     

白云鄂博主矿霓石型稀土铁矿石中稀土元素在独立矿物中的富集状况研究

对白云鄂博主矿霓石型稀土铁矿石进行多元素分析,化验其元素组成及含量,并结合场发射电镜、能谱仪和自动矿物分析系统对其稀土富集状况进行了研究。结果表明:主矿霓石型稀土铁矿石稀土品位高达9.1%,轻稀土含量占稀土总量的97.91%,中重稀土含量占稀土总量的2.09%;稀土氧化物含量在氟碳钙铈矿中占元素总量的68.52%,在氟碳铈矿中占67.94%,在独居石中占61.66%,在黄河矿中占37.11%,在易解石中占28.33%;该类型矿石中稀土氧化物48.01%赋存于氟碳铈矿中, 21.21%赋存于独居石中, 7.34%赋存于黄河矿中, 5.87%赋存于氟碳钙铈矿中, 0.93%赋存于易解石中,这五种矿物稀土氧化物含量之和共占矿石中稀土总量的83.36%。     

镧、磷在稀土碳锰纯净钢凝固过程中的偏析和相互作用

利用微观偏析和化学反应相耦合的计算方法,对稀土碳锰纯净钢中的La、P在体系凝固过程的偏析和化学反应进行了计算.结果表明,液相中的La和P将随固相率的增加而富集,当La的含量大于0.018mass%时,在凝固的后期将形成LaP.镧的含量对LaP的析出量和磷的偏析程度有很大的影响,LaP随镧含量的增加而增多,而磷的偏析程度减小.微观分析发现了晶界处含La、P化合物的存在.     

燃烧放热对准东煤成灰过程中钠盐释放的影响

选取典型的准东煤五彩湾煤为研究对象,在马弗炉内制备400-1200℃的燃烧灰和再热灰,采用K型热电偶测量燃烧过程中样品表面温度,通过XRF、XRD分析获得灰的成分和结晶形式,取部分灰样逐级萃取,通过微波消解及电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS),获得灰中钠的赋存特性。结果表明,燃烧和再热灰在成分和晶体形式上差异显著,再热灰钠含量明显高于燃烧灰且灰熔点偏低;随着温度升高灰中钠盐总量明显减少,其中,水溶钠、醋酸铵溶钠迅速减少,而盐酸溶钠含量先增加后减少,不可溶钠增加,释放的钠以可溶钠为主;加热温度和时间影响钠的释放,燃烧反应放热导致煤粉表面温度超过环境温度200℃以上,是钠盐过多释放的主要原因。     

稀土对ZA27合金底缩影响的机制

研究了金属镧和铈基混合稀土对凝固速率为３２℃／ｍｉｎ的ＺＡ２７底缩的影响。结果表明，Ｌａ和混合稀土均使ＺＡ２７底缩体积和总缩孔体积减小；二者加入量大于０３％时，底部缩孔封闭，内部缩孔位置逐渐上移。稀土化合物下沉富集在试样底部，是造成底部缩孔封闭的原因。由于稀土的加入不能有效地阻止α初生相的上浮，内部缩孔位置仍靠近试样底部。     

基于浸取pH依赖性的离子吸附型稀土分类及高效浸取方法

研究了稀土及主要杂质离子被硫酸铵浸出的pH依赖性。结果证明稀土和钙镁等离子的浸取率在低酸度范围内随酸度增大有明显提高,继续提高酸度并不会进一步提高浸取率,而铝、铁、钪等易水解金属离子的浸取率随酸度增大而持续增加。据此,基于离子吸附型稀土的定义及浸取所需pH值的范围,将离子吸附型稀土进一步区分为易浸稀土和难浸稀土,其中难浸稀土是需要在弱酸性条件（pH≤4）下才能浸取的被胶体等强吸附剂吸附的稀土离子。由于在不同地区和不同矿层及不同粒级的样品中所含强吸附剂的量以及磨蚀pH（pH_d）和交换pH（pH_t）的不同,这两类离子吸附型稀土的比例不同。对于pH_d和pH_t值较高的矿样,适当提高浸取酸度可以显著提高稀土浸取率。为此,提出了分阶段浸取稀土并增加石灰水护尾工序来保证稀土浸取率和尾矿安全稳定性的原则流程。     

准东煤燃烧碱金属析出气、固相分布特性

采用萃取法测量了准东煤中不同赋存形式碱金属(Na、K)的含量,Na以水溶性为主,占59%,K主要以不可溶的硅铝酸盐存在,占总量的53%。进行准东煤燃烧实验,燃烧温度为400-950℃,研究了高碱准东煤燃烧过程中碱金属在气、固两相中的分布。结果表明,随温度升高,煤粉成灰率降低,Na从煤中不断析出进入气相;而K在400℃时,气相中的含量低于固相,温度高于500℃,气相中的含量超过固相并基本保持不变;碱金属在固相中出现富集现象,灰中碱金属的质量分数随温度升高;气相中的Na主要来源于水溶性,析出的K除了可溶性外,还有部分来自不可溶的硅铝酸盐;根据国标灰的XRD分析,煤中碱金属在燃烧过程中会与SiO_2和Al_2O_3反应生成钠长石和霞石等低熔点化合物。     

外施稀土在农田生态系中的生物地球化学循环与残留

选择已广泛使用稀土微肥的大兴县庞各庄小麦种植区内, 进行稀土喷施常规量、土施常规量及3倍常规量和对照4种处理的田间实验. 以各地块的耕层土壤为主体, 观测、收集和测定了与之相关各项源汇物质及它们所载带稀土的通量. 结果表明, 未施稀土的地块中, 由降雨、降雪、灌水、复合肥、尿素和降尘等主要源物质载带的稀土输入量极少, 每年共计仅有19.3 g·hm-2 左右; 而外施稀土的地块中, 稀土输入量显著增高. 喷施或土施常规量所输入的稀土分别为对照地块总输入量的9.7和106倍. 但在对照和施用不同量稀土的4个地块中, 由小麦植株的收获和雨水下渗所引起的稀土总输出量都很相近, 而且均以收获期的小麦植株为主要输出物质, 各部位的稀土输出量排序均为根>叶>茎>颍壳>籽粒. 由计算结果得知, 在对照地块的耕层土壤中稀土输出量与输入量基本平衡, 不会发生稀土累积; 而在外施稀土的地块中, 随着外施稀土量的增加, 耕层土壤中的稀土累积量有相应增高, 如果多年连续土施常规量稀土, 仅需159年就会使耕层土壤中稀土含量增加1倍, 发生环境污染有较大的潜在危险; 而采用喷施(常规量)的方法累积速度低得多, 需要2008年才能使耕层土壤中稀土含量增加1倍.