添加 H2 对使用等离子炬从锆石 (Zrsio4) 制备 Zro2 粉末的影响

本研究利用等离子炬从锆石（ZrSiO4）制备高纯ZrO2。在放电气体Ar中加入H2，改善了等离子体的物理参数，并起到还原剂的作用，促使ZrSiO4热解反应不可逆。ZrSiO4粉末通过送粉装置内部送入直流电弧等离子炬，直流炬产生的热等离子体可以在短时间内充分加热所有的ZrSiO4，从而进行热解、提取和分离，最终得到高纯度的ZrO2。结果表明，在工作气体中加入H2，通过提高等离子体温度，提高了火焰中物料的温度，从而促进了ZrSiO4的热解。物料的温度为2500~2600℃，高于热解产物SiO2的沸点，同时保持了ZrSiO4和ZrO2的高熔点。此外，H2等离子体在热解反应中充当还原剂，与产物中的O结合，阻止ZrSiO4热解反应的可逆性，仅保留ZrO2。

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最初发表于《Ceramics International》（第50卷，第1期，B部分，2024年1月1日，第1360-1369页）
作者：Chuanwen Geng、Peng Zhao、Muquan Wu、PeiGuang Yan、Xiang Gao、Jiangang Li、Jianjun Huang、Xiaodong Lin、Yiman Jiang、Xingyue Jin、Meihua Zeng