包钢转炉渣微波硅热还原脱磷研究

来源 :内蒙古科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hh2006pk
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目前,我国在钢渣综合利用方面还存在技术落后、缺乏合理规划等问题。钢渣总体利用率仅为20%左右。2015年我国粗钢产量约8亿吨。按生产1吨钢铁产生100~150Kg的钢渣来算,仅2015年内产生的钢渣就达1亿吨左右。如果不能够及时处理将会给我们的生存环境带来巨大威胁。本课题旨在钢渣利用方面做进一步探索。提出包钢转炉钢渣在微波加热条件下进行硅热反应脱磷的方法。力求找到钢渣微波硅热还原脱磷的最佳条件,为包钢钢渣利用提供参考。本文主要从以下三个方面进行讨论:  1)热力学方面  通过查阅相关文献知钢渣硅热还原脱磷反应以Ca3(PO4)2(s)+5Si(s)=5CaSiO3(s)+CaO(s)+P4(g)为主。由Factsage热力学软件计算知1atm下,该反应开始温度为540.84K,磷主要以P4气体方式脱除。?m?rH=191.224 KJ·mol-1>0,反应吸收热量。其次还确定了钢渣硅热还原脱磷反应的开始反应温度,并为实验温度范围的选取提供了参考依据。  2)脱磷影响因素方面  本文对温度、保温时间、硅铁加入量、SiO2加入量4个方面进行实验探索,发现钢渣气化脱磷率随硅铁加入量的增加呈先升高后降低规律。其中5倍硅铁(5.8g)加入量下,气化脱磷率为48.03%,且温度越高越有利于钢渣气化脱磷反应的进行。当温度达到1350℃时,气化脱磷率为38.49%。与此同时还发现保温时间越长,钢渣气化脱磷率越高。但保温时间高于40min时,气化脱磷率增速开始变缓。此外当温度和硅铁加入量不变时,气化脱磷率随SiO2的加入而升高。加入4倍SiO2(6g),脱磷率可达30.26%。  3)动力学方面  本实验将钢渣研磨至200目以下,与硅铁粉混匀压块后进行微波烧结实验。通过实验所得数据结合相关理论确定了脱磷反应的反应级数和反应活化能,进而确定出反应的限制性环节。
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