CO2-O2混合氣體對含釩鐵水中[V]氧化的動力學(xué)研究.pdf

1、CO2的大量排放導(dǎo)致了地球“溫室效應(yīng)”的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響了人類發(fā)展和生存環(huán)境。各國積極開展對CO2減排和利用的研究，在將CO2應(yīng)用于生物、化工等領(lǐng)域取得了成果。鋼鐵行業(yè)是CO2排放的大戶，在采取措施減少CO2排放的基礎(chǔ)上，研究人員將 CO2應(yīng)用于中間包液面保護(hù)、轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐等方面，對環(huán)境保護(hù)、節(jié)能降耗具有重要意義。利用CO2對金屬熔體中元素的氧化性質(zhì)，用其替代部分O2進(jìn)行氧化提釩，可使鋼鐵生產(chǎn)過程所排放的 CO2得到部分循環(huán)利用，從而減少

2、其CO2的排放，是CO2在冶金行業(yè)中應(yīng)用的一個新途徑。本文開展CO2-O2混合氣體對含釩鐵水中各元素氧化的研究，可為 CO2應(yīng)用于含釩鐵水提釩生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文分別開展了純CO2和CO2-O2混合氣體對含釩鐵水氧化的熱態(tài)實(shí)驗(yàn)，通過理論分析與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，研究了CO2、CO2-O2混合氣體與含釩鐵水中V等元素高溫反應(yīng)的機(jī)理和氧化動力學(xué)特征。通過渣金界面反應(yīng)模型和耦合動力學(xué)模型，對鐵液中[V]的氧化進(jìn)

3、行動力學(xué)分析，得出CO2-O2混合氣體對C、V等元素的氧化速率及氧化特征，為將CO2應(yīng)用于氧化提釩提供一定的理論依據(jù)。研究表明：
　　①實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明 CO2與鐵液中[V]的反應(yīng)為表觀二級反應(yīng)，CO2和[V]的濃度對[V]氧化速率的影響較大，反應(yīng)活化能Ea為77872.25 J/mol，指前因子A為e0.9/t·wt；CO2含量為0％～25%時，CO2-O2混合氣體與鐵液中[V]的反應(yīng)為表觀一級反應(yīng)，[V]的濃度對[V]氧化速率的影

4、響較大。
　?、趯?shí)驗(yàn)結(jié)果證明CO2對鐵液中[V]的氧化主要以間接反應(yīng)方式進(jìn)行。
　　③本實(shí)驗(yàn)條件下，混合氣體中 CO2含量為15%時，提釩保碳的效果最佳；混合氣體CO2含量大于15%時對混合氣體的氧化能力影響較大；
　?、芾迷鸾缑婺Ｐ蜆?gòu)建CO2-O2混合氣體對[V]氧化的速率方程，結(jié)合實(shí)驗(yàn)得到[V]的氧化速率由[V]的濃度控制，表觀速率常數(shù)為 K′=6.3*10-3～8.7*10-3s-1。
　　建立CO2-