四种熔盐对熔盐法合成铁铝尖晶石粉的影响

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2021.01.017

耐火材料 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (1): 77-80.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2021.01.017

四种熔盐对熔盐法合成铁铝尖晶石粉的影响

司超伟(), 郎杰夫, 游杰刚(), 谭文东, 佘以明

辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山 114051

收稿日期:2020-07-27 出版日期:2021-02-15 发布日期:2021-02-15
通讯作者: 游杰刚,男,1975年生,博士,副教授。E-mail: youjiegang@163.com
作者简介:司超伟:男,1995年生,硕士研究生。E-mail: scw_gongyong@163.com
基金资助:
辽宁省教育厅重点基金资助项目(2017LNZD06)

Effect of four molten salts on synthesis of hercynite powder by molten salt method

Si Chaowei(), Lang Jiefu, You Jiegang(), Tan Wendong, She Yiming

School of Materials and Metallurgy,University of Science and Technology Liaoning,Anshan 114051,Liaoning,China

Received:2020-07-27 Online:2021-02-15 Published:2021-02-15
Contact: You Jiegang

摘要/Abstract

摘要：

以Fe₂O₃粉、Al₂O₃粉和石墨粉为主要原料,分别以NaCl、KCl、NaCl-KCl和NaCl-Na₂CO₃为熔盐介质,采用熔盐法在1 000 ℃高纯氮气气氛中保温3 h合成铁铝尖晶石粉,然后对合成铁铝尖晶石粉进行XRD、SEM-EDS和粒度分析。结果表明:以NaCl-Na₂CO₃作为熔盐介质未能合成出铁铝尖晶石,因为Na₂CO₃与Al₂O₃在Na₂CO₃熔点(851 ℃)以上温度反应生成了Na₂Al₂O₄。以NaCl、 KCl和NaCl-KCl作为熔盐介质均能合成出纯度较高的铁铝尖晶石,并且在NaCl-KCl熔盐介质中合成的铁铝尖晶石的平均粒度比在KCl和NaCl熔盐介质中合成的铁铝尖晶石的大,粒度分布也更均匀。

关键词: 熔盐法, 铁铝尖晶石, NaCl, KCl, Na₂CO₃

Abstract:

Hercynite powders were prepared using Fe₂O₃,Al₂O₃ and graphite powder as the raw materials,NaCl,KCl,NaCl-KCl and NaCl-Na₂CO₃ as the molten salt medium,fired at 1 000 ℃ for 3 h in high-purity nitrogen atmosphere by the molten salt method.The synthetic hercynite powders were analyzed by XRD,SEM-EDS and in terms of the particle size.The results show that hercynite is not formed using NaCl-Na₂CO₃ as the molten salt medium,because Na₂CO₃ reacts with Al₂O₃ to form Na₂Al₂O₄ at a temperature above the melting point of Na₂CO₃ (851 ℃);high-purity hercynite can be synthesized using NaCl,KCl or NaCl-KCl as the molten salt medium;when NaCl-KCl is used as the molten salt medium,the average particle size of the hercynite is larger,and the particle distribution is more uniform compared with the one using NaCl or KCl.

Key words: molten salt method, hercynite, sodium chloride, potassium chloride, sodium carbonate

中图分类号:

TQ175

司超伟, 郎杰夫, 游杰刚, 谭文东, 佘以明. 四种熔盐对熔盐法合成铁铝尖晶石粉的影响[J]. 耐火材料, 2021, 55(1): 77-80.

Si Chaowei, Lang Jiefu, You Jiegang, Tan Wendong, She Yiming. Effect of four molten salts on synthesis of hercynite powder by molten salt method[J]. Refractories, 2021, 55(1): 77-80.

图/表 4

参考文献 18

[1]	陈俊红, 封立杰, 孙加林, 等. 铁铝尖晶石的合成及镁铁铝尖晶石砖的性能与应用[J]. 耐火材料, 2011,45(6):457-461.
[2]	刘会林, 沈建萍, 刘雄章, 等. 水泥窑烧成带用镁铁铝尖晶石砖的研制[J]. 耐火材料, 2004,38(6) : 414-416.
[3]	陈肇友, 柴俊兰, 李勇. 氧化亚铁与铁铝尖晶石的形成[J]. 耐火材料, 2005,39(3):207-210
[4]	张君博, 张刚, 肖国庆. 铁铝尖晶石的制备[J]. 硅酸盐通报, 2007,26(5):1003-1006.
[5]	BOTTA P M, AGLIETTI E F, LOPEZ J M P. Mechanochemical synjournal of hercynite[J]. Materials Chemistry and Physics, 2002,76(1):104-109. DOI URL
[6]	BOTTA P M, MERCADER R C, AGLIETTI E F, et al. Synjournal of Fe-FeAl₂O₄-Al₂O₃ by high-energy ball milling of Al-Fe₃O₄ mixtures[J]. Scripta Materialia, 2003,48(8):1093-1098. DOI URL
[7]	YANG Y, CHEN X G, WANG L, et al. Sliding wear behavior of in-situ FeAl₂O₄ matrix nanocomposite coating fabricated by plasma spraying[J]. Tribology International, 2015,81:97-104. DOI URL
[8]	朱玉婷, 田真, 高峰. 铁铝尖晶石合成的热力学分析与制备方法比较[J]. 太原理工大学学报, 2015,46(6):656-660+679.
[9]	CHAI Y, ZHANG M J. Application of molten salt method in hercynite composite powder synjournal at elevated temperature[J]. Key Engineering Materials, 2017,726:460-464. DOI URL
[10]	司超伟, 郎杰夫, 游杰刚, 等. 研磨时间对熔盐法合成铁铝尖晶石粉体的影响[J]. 耐火材料, 2020,54(3):219-222+245.
[11]	陈学广, 阎殿然, 杨勇, 等. 等离子体反应合成铁铝尖晶石基复合材料[J]. 硅酸盐学报, 2011,39(8):1281-1285.
[12]	马淑龙, 李勇, 孙加林, 等. 氮气气氛下铁铝尖晶石的合成[J]. 硅酸盐学报, 2011,39(3):424-429+457.
[13]	朱玉婷. 铁铝尖晶石制备的方法研究[D]. 太原:太原理工大学, 2015.
[14]	李雪冬. 熔盐法合成莫来石粉体和氧化锆-莫来石复合粉体研究[D]. 武汉:武汉科技大学, 2007.
[15]	FAZLI R, GOLESTANI-FARD F. Influence of zirconia particle size on the synjournal of CaZrO₃ nano-powders from Na₂CO₃-NaCl molten eutectic salt[J]. Advanced Powder Technology, 2014,25(5):1547-1553. DOI URL
[16]	MENDELSON M I. Average grain size in polycrystalline ceramics[J]. Journal of the American Ceramic Society, 1969,52(8):443-446. DOI URL
[17]	陈彦广, 陆佳, 徐婷婷, 等. 碳酸钠熔融法提取粉煤灰中铝和铁的研究[J]. 化学工业与工程技术, 2014,35(5):51-54.
[18]	ITO T, KOJIMA N, NAGASHIMA A. Redetermination of the viscosity of molten NaCl at elevated temperatures[J]. International Journal of Thermophysics, 1989,10(4):819-831. DOI URL

元素	x/%
元素	点1	点2	点3	点4	点5	点6	点7	点8	点9
O	62.91	51.68	65.98	60.32	65.73	64.89	63.62	61.94	59.33
Al	2.03	0.33	10.03	25.88	0.87	23.66	1.16	25.33	0.68
Fe	34.16	47.05	23.57	13.42	33.40	11.01	34.22	12.11	39.98
Na	0.90	0.95	0.42	0.18	—	—	—	0.14	—
K	—	—	—	—	—	0.25	—	0.17	—
Cl	—	—	—	0.20	—	0.12	—	0.31	—

元素	x/%
元素	点1	点2	点3	点4	点5	点6	点7	点8	点9
O	62.91	51.68	65.98	60.32	65.73	64.89	63.62	61.94	59.33
Al	2.03	0.33	10.03	25.88	0.87	23.66	1.16	25.33	0.68
Fe	34.16	47.05	23.57	13.42	33.40	11.01	34.22	12.11	39.98
Na	0.90	0.95	0.42	0.18	—	—	—	0.14	—
K	—	—	—	—	—	0.25	—	0.17	—
Cl	—	—	—	0.20	—	0.12	—	0.31	—

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[1]	王少阳, 祁欣, 侯庆冬, 罗旭东, 游杰刚, 张玲. 熔盐法制备方镁石-镁橄榄石轻质隔热耐火材料[J]. 耐火材料, 2023, 57(2): 99-103.
[2]	谢永涣, 田琳, 毛硕, 马淑龙, 吴师岗, 李国华. 不同粒度锌铝尖晶石加入量对方镁石-锌铝尖晶石性能的影响[J]. 耐火材料, 2023, 57(2): 149-152.
[3]	王森, 梁峰, 王晓函, 谷昊辉, 吴帅兵, 吕功业, 张海军. 熔盐法合成α-Si₃N₄-AlN复合粉体及其抗水化性能[J]. 耐火材料, 2023, 57(1): 27-30.
[4]	苏玉玺, 李心慰, 吴锋, 高永军, 罗旭东, 冯雨, 陈卫敏. SiO₂粒度和反应温度对熔盐法合成莫来石晶须的影响[J]. 耐火材料, 2022, 56(4): 342-345.
[5]	王少阳, 祁欣, 罗旭东, 井长胜, 李振, 王鹏. 熔盐种类对熔盐法合成镁橄榄石的影响[J]. 耐火材料, 2022, 56(3): 185-188.
[6]	康国卫, 刘苗伟, 杨亚峰, 刘新红, 贾全利. 熔盐造孔法制备六铝酸钙多孔材料[J]. 耐火材料, 2021, 55(5): 448-451.
[7]	徐娜, 刘兰芳, 吴锋, 李心慰, 栾旭. 铁铝尖晶石中氧化亚铁含量的测定方法研究[J]. 耐火材料, 2021, 55(2): 182-184.
[8]	司超伟,郎杰夫,游杰刚,姚焯. 研磨时间对熔盐法合成铁铝尖晶石粉体的影响[J]. , 2020, 54(3): 219-222.
[9]	贾小东1),田琳1),高伟1),安建成2). 水泥窑用后镁铁铝尖晶石砖中氯化钾的去除研究[J]. , 2019, 53(5): 384-387.
[10]	郑玉1）,罗旭东1）,宿耘华1）,高洪月2）. 电熔铁铝尖晶石加入量对镁铁铝尖晶石浇注料挂窑皮性的影响[J]. , 2019, 53(2): 106-108.
[11]	高伟,田琳,陈树江,贾小东. 以用后镁铁铝尖晶石砖合成偏钛酸镁的煅烧温度研究[J]. , 2019, 53(2): 117-120.
[12]	毕玉保1,2）,王慧芳1,2）,王铭1）,张海军1）,张少伟1）. 微波熔盐法制备SiC改性石墨[J]. , 2017, 51(6): 418-421.
[13]	王丽琼,梁峰,李智,张海军. 熔盐催化法制备二维石墨化碳材料[J]. , 2017, 51(6): 430-433.
[14]	马淑龙，王治峰，马飞，朱凌云，张积礼，高长贺. 重烧气氛对水泥窑用镁铁铝尖晶石砖性能的影响[J]. , 2017, 51(3): 172-176.
[15]	王杏,董喆,王君君,黄镇. 镁源种类对熔盐法合成镁橄榄石的影响[J]. , 2017, 51(2): 140-142.