氧分压和温度对CaO-SiO_(2)-TiO_(x)渣系钛组元价态及赋存相的影响

从含钛高炉渣中绿色高效提取钛资源是实现高附加值钛制品持续开发的有力保障,目前与含钛氧化物渣系相关的关键热力学数据匮乏,严重制约了相关提钛工艺的开发。本文基于典型含钛高炉渣成分及矿物特征,结合FactSage 8.2热力学软件的“Phase Diagram”模块和“FactPS”、“FToxid”数据库,计算分析了含钛矿物在高炉不同区域还原过程中钛赋存相的变化规律,并进一步计算分析了1400~1600℃下0.21~10^(-18)atm氧分压范围内CaO-SiO_(2)-TiO_(x)渣系平衡相的演变规律。结果表明,当温度一定时,随着氧分压的降低,液相区范围先增大后减小,钛的氧化物被逐级还原;当氧分压一定时,随着温度的增加,液相区逐渐变大,液相与钙钛矿两相共存区随温度升高先小幅增大后小幅缩小,且向w(CaO)/w(SiO_(2))比增大的方向移动,液相与金红石两相共存区先大幅增大后小幅缩小。本文结果对于深入理解含钛赋存相在不同工艺参数下的演变规律,进而开发更加绿色高效钛资源提取工艺具有重要意义。

温度和气氛对CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO-Fe_(t)O渣系磷容量的影响

采用气-渣-金平衡法测定CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FetO渣系的磷容量,用钼坩埚作为反应容器,Ag-0.2%P合金作为气-渣-金平衡的熔剂,CO-CO2-Ar混合气体提供体系的氧分压,分析了温度和气氛对该渣系磷容量的影响。结果表明,对于一定成分的炉渣,当体系CO、CO2、Ar组成一定时,随着温度由1 723 K增加到1 823 K,CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FetO渣系的磷容量降低;在1 773 K,气氛中氧分压由3.6×10-5 Pa增大到7.2×10-4 Pa时,磷容量随着氧分压的增大而增大。

X80管线钢LF精炼渣系的开发与实践

对精炼渣的脱硫、吸附夹杂及防止钢水增氮能力进行了理论分析及计算，结合涟钢工艺现状，设计了X80的LF’精炼渣系成分（CaO：50％～55％，Si02：10％～14％，AL2O3：20％～25％，MgO：8％～10％，CaF2：2％～4％）。工业实践表明，X80在当前精炼渣系下进行LF精炼，平均脱硫率达71％,平均[O]1脱除量达0．0044％，平均增氮量为0．001％，所设计精炼渣系具有良好的脱硫、吸附夹杂、防止增氮性能，满足X80质量要求。

CaO-SiO_(2)-Fe_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-Na_(2)O渣系对铁水同时脱磷脱硫行为的影响

基于常规的CaO-Fe_(2)O_(3)脱磷渣系和CaO-Al_(2)O_(3)脱硫渣系,开发出一种铁水同时预脱磷脱硫的CaO-SiO_(2)-Fe_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-Na_(2)O渣系,以减轻转炉冶炼任务,减少转炉炼钢渣量,缩短转炉冶炼时间,进而实现低成本生产洁净钢。实验室结果表明:终渣碱度R在2.17~4.20,Na_(2)O质量分数在10.81%~14.01%,Al_(2)O_(3)质量分数在5.54%~10.98%时,可同时达到脱磷脱硫的效果,脱磷率最高可达74%,脱硫率最高可达69%。基于反应渣样的XRD物相分析及SEM-EDS微区分析,证明了Na_(2)O可实现同时脱磷脱硫的效果,阐明了渣系的碱度、Na_(2)O含量及Al_(2)O_(3)含量对脱磷脱硫率的影响。同时分析表明:碱度会影响熔渣中剩余氧化钙含量的变化从而影响脱磷脱硫;Na_(2)O通过改变磷氧化物的固溶形式脱磷,改变基体硫容量影响脱硫;Al_(2)O_(3)通过影响熔渣熔点和熔渣中游离碱性氧化物含量影响脱磷脱硫。

晶硅切割废硅粉熔渣精炼制备低磷再生硅

晶硅切割废硅粉是重要的新能源固废,切片过程电镀金刚线上磷的污染导致普通熔炼得到的再生硅磷含量高、品质差,无法满足有机硅行业对高品质原料的需求。本工作采用熔渣精炼一步去除晶硅切割废料的表面氧化层和非金属杂质磷元素,成功制备了有机用硅。首先使用石英砂模拟了硅粉表面氧化层的高温熔解行为,对比了CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)和CaO-SiO_(2)-CaF_(2)两种渣系对二氧化硅的熔解效果,并考察了精炼时间(2~6 min)、精炼温度(1400,1450和1500℃)下二氧化硅的熔解率。然后以晶硅切割废硅粉为原料,对比了两种精炼渣系对废硅粉的除磷效果,对氧化层和除磷结果进行了机理解析。结果表明,二氧化硅的熔解主要受精炼渣系的黏度影响,降低精炼渣的黏度能加快二氧化硅的熔解速率。相同条件下,二氧化硅在CaO-SiO_(2)-CaF_(2)渣系的熔解速率更快。精炼实验表明,提高CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)和CaO-SiO_(2)-CaF_(2)精炼渣系的碱度有利于废硅粉中磷的去除,两种精炼渣的最大磷去除率分别为53.81%和62.04%。