不锈钢酸洗污泥-黏土基陶粒的制备及性能研究

利用热力学软件FactSage中Equilib模块计算不锈钢酸洗污泥掺量的增加对制备陶粒结晶相的影响,得到合适的污泥烧制陶粒的掺量配比,即m(污泥)∶m(黏土)=20∶80;通过陶粒烧制试验,对该配比烧制的陶粒颗粒进行密度与抗压性能测试,得1100℃时烧制陶粒颗粒膨胀性较好,颗粒内部孔洞较为均匀,抗压强度平均为810N;陶粒对重金属Cr、Ni浸出结果显示,浸出液中Cr、Ni元素远小于国标中的限定量,表明陶粒对这两种元素的固化效果较好。     

氟磷灰石还原过程热力学分析

采用FactSage 6.4热力学软件对不同体系下氟磷灰石的还原进行了热力学分析，探明了高磷鲕状赤铁矿中的某些组分对氟磷灰石还原的影响.计算结果表明，在无其他添加剂的条件下，氟磷灰石在1174℃ 时会发生脱氟反应生成Ca₃(PO₄)₂和CaF₂，在1439℃时被碳还原成CaF₂，CaO和P₂;CaO对氟磷灰石的还原没有直接影响，而SiO₂，Al₂O₃和Fe能使氟磷灰石的起始还原温度由1439℃分别降低至1204，1247，1277℃，促进氟磷灰石的还原.热力学计算结果与文献中实验得出的结论相吻合，表明热力学模拟分析可作为氟磷灰石还原特性研究的指导手段.     

FeO影响CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-Cr_2O_3体系中含铬尖晶石晶体析出的热力学分析

不锈钢渣中的铬以尖晶石矿物相状态赋存时不易溶出,有利于钢渣的资源化利用。本文基于熔体非平衡凝固理论,采用热力学数据库FactSage 7.0研究了FeO添加量对CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-Cr_2O_3不锈钢渣体系中尖晶石晶体析出温度、析出量、化学组成及铬元素赋存状态的影响规律。模拟计算结果表明,尖晶石晶体为高温析出相,主要由MgCr_2O_4和FeCr_2O_4组成;随着FeO添加量不断增多,尖晶石晶体的析出温度逐渐降低,其最终析出量逐渐增加,析出物中FeCr_2O_4所占比例增加而MgCr_2O_4相对减少;铬元素的赋存状态未受FeO添加量变化影响,仍以尖晶石固溶体形式存在。     

基于FactSage的脱磷渣中MgO饱和溶解度计算

利用Factsage热力学软件对高磷铁水(w[P]=0.5%)的脱磷平衡过程进行模拟计算,并根据渣系相图对计算结果进行理论分析。结果表明,温度一定的条件下,渣中MgO饱和溶解度(w(MgO)_(SS))受到Fe_tO质量百分比和碱度等因素的综合影响:当碱度R1.5时,w(MgO)_(SS)随着Fe_tO质量百分比的增加而减小;当1.5≤R4.0时,w(MgO)_(SS)先随着Fe_tO质量百分比的增加先增大后减小,且当w(Fe_tO)为40%左右时,w(MgO)_(SS)达到最大值;当R≥4.0时,w(MgO)_(SS)随着Fe_tO质量百分比的增加而增加。另外,温度升高会促进渣对MgO的溶解,渣中w(MgO)_(SS)有所增加。     

含FeO熔渣对ZrO2固体电解质侵蚀性研究

采用热力学计算软件FactSage中的Equilib平衡计算模块,模拟研究静态条件下SiO2-CaO-Al2O3-MgO-FeO五元渣系对ZrO2材质的侵蚀特性。利用MgO稳定的ZrO2固体电解质管与碳饱和铁液以及酸性渣构建可控氧流电池,分别进行电池在开路条件与外加电势条件下的侵蚀实验,并通过SEM、EDS分析检测,讨论酸性渣可控氧流电解时ZrSiO4新相的形成机理以及对固体电解质导电性能的影响。结果表明,ZrO2的侵蚀程度随温度的升高和渣中FeO含量的增加而增加;在低碱度和高碱度条件下,熔渣与氧化锆之间分别会有ZrSiO4和CaZrO3生成;相对于静态以及开路条件,外加电势电解条件下酸性熔渣与氧化锆之间易形成新相层,从而显著增大电池内阻,阻碍氧离子迁移,但也能减轻或阻碍熔渣对ZrO2固体电解质的渗透侵蚀;可控氧流电解时酸性渣中初始FeO含量最好低于20%,碱度R最好在0.23～0.80之间。     

基于FactSage计算优化转炉脱磷工艺的基础研究

本文将脱磷理论与FactSage软件相结合进行模拟计算,研究CaO、SiO2、P2O5、MgO和FeO含量对熔化性温度的影响,并通过单因素分析、正交实验分析、方差分析和相图分析等找到最佳渣系含量组合. 实验结果表明,SiO2含量增加使熔化性温度降低,CaO含量的增加使熔化温度上升,MgO含量在3%~7.5%之间时完全熔化温度下降,P2O5含量的升高会降低熔化温度;CaO对开始熔化温度影响最大,SiO2和FeO对完全熔化温度影响最大. 开始熔化温度最低, 各因子的最低值为：CaO=26%、SiO2=24%、FeO=21%、P2O5=9.8%、MgO=9%;完全熔化温度最低, 各因子的最低值为：CaO=38%、SiO2=22.5%、FeO=18%、P2O5=5.3%、MgO=3%. 通过分析CaO含量对FeO-SiO2-P2O5相图、FeO含量对CaO-SiO2-P2O5相图以及SiO2含量对CaO-FeO-P2O5相图液相区的影响,我们发现随着CaO含量的增加,FeO-SiO2-P2O5体系中液相区温度升高,其中1800 ℃液相区扩大;FeO含量对CaO-SiO2-P2O5体系液相区影响较明显,尤其在15%~18%的FeO含量范围,1600 ℃温度区间不断扩大,并且增加了1400 ℃与1600 ℃温度区间;SiO2含量的增加使CaO-FeO-P2O5体系的液相区减小,即体系的熔化性温度升高,从而使得渣中P2O5的含量降低,有利于脱磷.     

添加硅铁对钛精矿直接还原-渣铁分离的影响

利用碳热还原方法研究了硅铁添加对钛精矿还原及渣铁分离效果的影响.结界表明:硅铁可提高还原反应速率和铁的金属化率,在1 380℃还原30 min的金属化率达到84.5%.添加硅铁还可明显缩短还原球团冶炼周期,降低渣中金属铁含量,提高渣铁分离效率及钛渣品位(Ti O2的质量分数为84.75%).同时运用Fact Sage软件对钛渣液相线及黏度进行了理论计算,结果表明:添加硅铁对钛渣黏度影响不大,但可增大钛渣的液相区域,从而有利于金属铁的聚集长大及分离.理论计算很好地解释了实验结果.