[发明专利]利用气－渣－金平衡技术测定五元渣系磷容量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用气-渣-金平衡技术测定CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO-FetO渣系磷容量的方法，属物化测试技术领域。

背景技术

随着钢铁工业的迅速扩展，高品位铁矿石日益贫乏，高质量焦炭的连续供应也不足，而且钢铁工业正在向低污染、零排放的方向发展，因此短流程工艺日益受到人们的重视。其中，以COREX法为代表的熔融还原炼铁技术已引起钢铁工作者的极大兴趣。

迄今为止，对于熔融还原反应机理的研究主要集中在铁氧化物还原的热力学和动力学方面，目前对熔融还原法反应器中特殊炉渣的热力学性能研究还未见报道。COREX熔融还原法的渣系组成为CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO-FeO，这既不同于高炉型CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO系炉渣，也不同于炼钢型CaO-SiO₂-MgO-FeO系炉渣。熔融还原炼铁过程中Fe、Si、S、P等元素的终还原主要在渣中和渣-金属间完成，因此，炉渣的热力学性质对熔融还原生产的铁水产量和质量起着决定性的作用。磷容量是一个表示炉渣自身性能的参数，磷容量的值一般的通过实验测定。而对于含FetO的渣系，由于FetO在炉渣中的特殊性，增加了磷容量高温实验的复杂性和难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单、重现性好的利用气-渣-金平衡技术测定五元渣系磷容量的方法。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种利用气-渣-金平衡技术测定五元渣系磷容量的方法，特别之处是：所述方法包括下列步骤：

a.制备渣样：按照质量百分比分别为33.3～40.5％，27.7～40.5％，8.0～12.0％，5.0～15％的比例称取CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO放入坩埚，将其加热熔融，搅拌混合后取出，冷却、粉碎；称取渣样总量6.0～12.0％的Fe_tO粉末，将上述渣样混合均匀形成CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO-Fe_tO渣备用；

b.制备试验用银样：按照质量比为7∶5～7∶6的比例分别称取纯银和P₂O₅，在惰性气体保护下，将其放入炉温为1223～1323K的实验用加热炉内，加热至混合物熔化后，充分搅拌，使P₂O₅被银吸收，25～30min后取出即为高磷银，再按质量百分比把高磷银和纯银混合在一起配制成含P为0.15-0.2％的Ag-P试验用银样；

c.磷容量的测定：按照渣样与Ag-P试验用银样的比例2∶1将渣样与Ag-P置入坩埚中，在惰性气体保护下，将其放入温度为1723-1823K恒温的实验用加热炉内，再向炉内通入总流量为500mL/min的CO、CO₂和Ar混合气体，经12-14h取出试样，冷却后制备化学分析样，分析反应后渣中的磷含量，计算体系的氧分压、磷分压和磷容量。

上述利用气-渣-金平衡技术测定五元渣系磷容量的方法，所述磷容量的测定步骤中CO、CO₂和Ar混合气体各自的流量分别为：CO 196-256ml/min；CO₂49-135ml/min；Ar135-240ml/min。

上述利用气-渣-金平衡技术测定五元渣系磷容量的方法，在制备渣样步骤中，放入坩埚前的CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO均由纯化学试剂配制，每种纯化学试剂经1173-1273K高温培烧12-14h。

上述利用气-渣-金平衡技术测定五元渣系磷容量的方法，所述制备渣样步骤中渣样加热熔融温度为1673-1773K。

上述利用气-渣-金平衡技术测定五元渣系磷容量的方法，所述制备渣样步骤中，Fe_tO是在1553-1573K温度下，把盛有Fe₂O₃纯化学试剂的铁坩埚放入二硅化钼电阻炉刚玉管内，从炉子底部通入流量为80-90ml/min的CO气体，恒温22-26小时后，冷却后粉碎而成。