電渣重熔過程中渣成分變化機理研究.pdf

1、電渣重熔中,渣起著極其重要的作用,常見的電渣其組成主要以CaF2為基,特別是70％CaF2+30%Al203渣系。關(guān)于CaF2基渣系的性質(zhì),包括相圖、活度、電導(dǎo)率、粘度、密度和表面張力等物化性能在20世紀(jì)90年代及之前就有物理化學(xué)資料進(jìn)行了對比和評價,但對電渣重熔過程中渣成分變化的規(guī)律和機理研究卻很少,特別是在成分與溫度共同作用下電渣從牛頓流體轉(zhuǎn)化到非牛頓流體直至凝固和析晶全過程中,電渣成分變化的研究還不夠明了。在電渣冶金過程中爐渣成分

2、的變化必然影響到電渣的物理化學(xué)和冶金性能,進(jìn)而對重熔過程產(chǎn)生直接的影響,因此研究不同爐渣在電渣冶金過程中渣結(jié)構(gòu)特征、成分變化規(guī)律以及機理具有重要的理論和實際意義。
　　本文針對ANF-6渣在應(yīng)用過程演化而成的CaF2-CaO-Al203-Si02-Mg0渣系的成分變化設(shè)定成分范圍,采用熱重一差熱分析法對不同成分的重熔渣進(jìn)行熱重一差熱分析,通過測定爐渣的質(zhì)量和能量變化,建立二次回歸正交設(shè)計模型,借此研究含氟化鈣熔渣的失重率和結(jié)晶溫度

3、與CaF2含量的關(guān)系以及與渣系中其它氧化物含量之間的關(guān)系。此外,對CaF2-CaO-Al203-Si02-Mg0渣系電導(dǎo)率進(jìn)行了測試研究。重熔渣熱重分析研究發(fā)現(xiàn):隨著氟化鈣含量的增加,其失重率也隨著增加, W(CaF2)由50%增加到65%,失重率大約升高6%,Si02、Al203和Mg0均可提高氟化鈣渣系的失重率,但隨著氧化鈣含量增加,熔渣的失重率降低。而且 CaF2-Al203-CaO-Si02-Mg0渣系在熔點附近由于CaF2與渣

4、中其他氧化物發(fā)生反應(yīng)生成的揮發(fā)性的氟化物氣體,造成渣池組成不斷發(fā)生變化。此外,XRD檢測高溫熔煉凝固渣時發(fā)現(xiàn):渣中會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、熔點較高的2CaO·SiO2(2130℃)、3Al2O3-2Si02(1750℃)、Ca0-6Al203(1860℃)和11CaO·7Al2O3-CaF2(1577℃)等物質(zhì),導(dǎo)致渣皮形成過程中發(fā)生成分偏析,使電渣重熔過程中渣池的化學(xué)組成和渣殼相組成無法始終保持恒定。重熔渣差熱分析研究發(fā)現(xiàn):CaF2基渣系的結(jié)

5、晶溫度隨著W(CaO)和W(Mg0)的增加而降低,隨著W(SiO2)增加而升高,而隨著W(Al2O3)增加先升高后降低。而且當(dāng)向渣系中分別添加CaO、SiO2和MgO時,發(fā)現(xiàn)隨著W(CaF2)增加,結(jié)晶溫度不斷升高;但向其中添加Al2O3時,發(fā)現(xiàn)隨著W(CaF2、增加,結(jié)晶溫度降低?；谝陨蠈aF2基渣系成分變化的研究,采用四交流探針法對相同成分變化的渣系電導(dǎo)率進(jìn)行了測試。結(jié)果表明,隨著渣中Al203,Si02含量的增大,渣的電導(dǎo)率不