FeO-SiO2-V2O3渣系相图的基础研究

作     者：曹海莲 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谢兵

授予年度：2010年

学科分类：080603[工学-有色金属冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

主      题：FeO-SiO2-V2O3三元系 相图计算 Factsage XRD 

摘      要：钒是一种重要金属,广泛应用于钢铁、化工、能源等领域。世界初级钒产品的来源主要是含钒铁矿,我国攀枝花地区拥有丰富的钒钛磁铁矿。攀钢目前采用的提钒工艺流程是钒钛磁铁矿经过高炉冶炼成铁水后,再通过转炉氧化吹炼得到钒渣。经过多年努力,攀钢在钒资源的开发和利用方面取得了一定成绩,但现有的工艺流程下钒的回收率小于50%,钒渣品位、钒氧化率等均有待提高。 钒渣质量可以反映提钒工艺水平的高低,而钒渣的物相结构、化学组成及其特性是衡量钒渣质量的重要指标。攀钢钒渣的主要化学成分是FeO、SiO和VO,本文从相图着手,对FeO-SiO-VO渣系的化学组成与温度的关系进行研究,研究结果有助于深入了解VO在转炉中的行为,对提高钒的氧化率及钒渣品位,优化提钒工艺水平有理论指导意义。 通过高温淬火实验结合XRD、扫描电镜分析和DSC实验确定了FeO-SiO-VO体系的物相结构、共晶温度,利用Factsage软件计算得到了FeO-SiO-VO相图。本文得到如下结果: ①计算得到了FeO-SiO、FeO-VO和SiO-VO二元系相图,实验确定了各体系的中间化合物。 ②计算得到FeO-SiO-VO三元系在1300℃、1350℃和1400℃的等温截面,截面有3个三相区,3个两相区和1个液相区。它们分别是Liquid+Spinel+鳞石英,Liquid+FeO+Spinel,Spinel+鳞石英+VO,Liquid+鳞石英,Liquid+Spinel和Liquid+FeO。FeO-SiO-VO三元系没有三元化合物生成。 ③1350℃时FeO-SiO-VO(MnO,TiO=10%)渣系的主要物相是尖晶石相(FeVO,MnVO,FeTiO,1≤x≤2, 0≤y≤1)和橄榄石相(FeSiO)。灰白色物相为尖晶石相,黑灰色物相为硅酸盐相,尖晶石相以粒状为主。V聚集在尖晶石相中,Si聚集在硅酸盐相中,而Fe、Mn、Ti和O存在于两种相中。