两步还原钒渣过程中熔渣的黏度与结构特性

作     者：孙晓磊 张灵犀 陈敏 SUN Xiaolei;ZHANG Lingxi;CHEN Min

作者机构：东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 

出 版 物：《矿产综合利用》 (Multipurpose Utilization of Mineral Resources)

年 卷 期：2024年第45卷第5期

页      面：38-45页

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51774073 52174301) 

主　　题：冶金工程 两步还原 钒渣 黏度 熔体结构 结构复杂度 

摘      要：这是一篇冶金工程领域的论文。针对当前钒铁生产面临环境污染严重、流程冗长以及能耗较高等一系列问题,拟利用光伏硅片切割废料和铝灰分别作为预还原和终还原阶段的还原剂,对钒渣进行两步还原直接制备钒铁合金,研究了两步还原反应过程中对应渣系的黏度和熔体结构的演变规律。结果表明,1873 K时,对应预还原过程的FeO-V_2O_3-Cr_2O_3-MnO-SiO_(2)-TiO_(2)-CaO渣系,随着渣中FeO组元含量的减少和SiO_(2)组元含量的增加,铁铬尖晶石逐渐分解,影响熔体结构的主要因素由渣中FeO含量的变化转变为SiO_(2)含量的变化,导致结构复杂度由0.176增至2.517,相应地,渣系黏度由0.092 Pa·s增至0.476 Pa·s;对应终还原过程的FeO-Cr_2O_3-MnO-V_2O_3-Al_2O_3-SiO_(2)-TiO_(2)-CaO渣系,随着渣中FeO、Cr_2O_3、MnO、V_2O_3组元含量的减少和Al_2O_3组元含量的增加,锰铬尖晶石逐渐分解,渣系由固液混合相转变为单一液相,影响熔体结构的主要因素为渣中Al_2O_3含量的变化,渣系由预还原阶段硅酸盐为主的熔体结构转变为终还原阶段铝硅酸盐为主的熔体结构,结构复杂度由0.252增至2.248,相应地,渣系黏度由0.091 Pa·s增至0.372 Pa·s。