含铬型钒渣熔化特性及熔体结构研究
发布时间：2020-08-03 19:27
【摘要】：钒是现代工业国家重要的战略物资,其资源存在形式以钒钛磁铁矿为主,目前我国提钒工艺主要通过高炉还原与转炉氧化将钒元素富集至渣中,从而达到提取钒的目的。然而,随着高品位钒资源的逐渐减少,低品位的高铬型钒资源得到广泛使用,使得转炉提钒过程中钒渣物化特性变化较大。本文结合我国典型含铬型钒渣的成分特点,采用纯化学试剂配制了 FeO-V203-SiO2-Cr2O3-TiO2五元系钒渣,利用旋转黏度测定仪与熔点熔速仪测定了本体系熔渣的熔化特性及其影响规律,并且通过Raman光谱研究熔渣显微结构的变化规律。同时,建立熔渣黏度模型与尖晶石形核与长大模型,从微观结构角度揭示钒渣熔化特性及机理,为改善提钒冶炼工艺提供理论依据,从而提高钒元素的收得率,同时提高低品位钒钛磁铁矿的利用价值。所得结论如下:(1)钒渣中不同组元对其熔渣的黏度影响较大。在1350℃时,熔渣中w(FeO)从20%升高到30%,其黏度由2.9Pa·s降低到1.3Pa-s;在1350℃时,熔渣中w(SiO2)从10%升高到15%,其黏度由2.4Pa·s降低到0.79Pa·s,而当w(SiO2)从15%升高到20%时,熔渣黏度反而由0.79Pa·s升高到1.8Pa·s,即熔渣黏度在w(SiO2)为15%处取得最小值;在1350℃时,熔渣中w(Cr2O3)从5%升高到10%,其黏度从0.76Pa·s升高到1.2Pa-s。(2)Cr2O3能够极大地降低熔渣熔化性能并增大熔渣黏度。在FeO-V203-SiO2-Cr2O3体系中,w(Cr2O3)从0%经5%提高到10%时,熔渣的熔化性温度从1330℃经1490℃提高到1545℃,1500℃时,熔渣黏度相应的由0.24Pa·s经4.8Pa·s增大到8.2Pa-s。(3)熔渣中大量FeCr2O4尖晶石相的存在,使熔渣黏度得到很大提高。在1300～1400℃,FeV2O4尖晶石相的形核率约为0.08cm-3·s-1,长大速率在1.85×10-24cm·s-1左右,FeCr204尖晶石相的形核率在10.0～2.1cm-3·s-1之间,长大速率在3.7×10-24～4.3×10-24cm·s-1之间,此外,当温度高于1350℃时,Fe2Ti04的形核率和长大速率皆趋于零。这表明,在转炉提钒工艺条件下,熔渣中会存大量的FeCr204尖晶石相和少量FeV204尖晶石相。(4)熔渣中成分变化对硅酸盐聚合度有较大影响。FeO-V2O3-SiO2-Cr2O3-TiO2系钒渣中,当熔渣中w(Cr2O3)从0%增大到5%时,硅酸盐的非桥氧键数由3.87降低到2.70,表明增大熔渣中Cr2O3含量会提高熔渣聚合程度;而当保持熔渣中w(Cr2O3)不变,w(TiO2)由0%提高到13%时,硅酸盐的非桥氧键数由2.70增大到2.84,说明增大熔渣中TiO2含量会适当降低熔渣聚合程度。(5)钒渣中的V3+大部分以V-O-V结构形式存在,小幅增加熔渣中硅酸盐网状结构,导致钒渣黏度比一般钢渣黏度偏高;渣中Cr2O3会与FeO形成大量的FeCr2O4尖晶石,同时导致硅酸盐离子相对浓度大幅度增加、离子聚合度增大,熔渣黏度增大;而Ti4+能够打断长链状的硅酸盐聚合离子(由原来的Si-O-Si链状结构形式变为离散的Si-O-Ti结构),致使熔渣中聚合度降低,从而改善了熔渣的熔化性能且其黏度也随之降低。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF841.3
【图文】：
所以其适用于分析微小面积的样品。逡逑由于Ｒａｍａｎ光谱衍射具有结构信息丰富、可实现无损探测等突出优点，拉曼光谱逡逑在化学和材料科学方面的应用得到越来越广泛的应用，主要包括分子定性、定量和结构逡逑分析以及物质物理化学性质的测定。逡逑（３）核磁共振谱逡逑核磁共振是指原子核的磁力矩在恒定磁场与外加磁场同时作用时，并满足一定条件逡逑后，产生的共振吸收现象。自上世纪５０年代发现核磁共振现象以来，经过几十年的发逡逑展，核磁共振技术已在物理、化学、材料科学与生命科学等领域得到广泛应用。逡逑核磁共振检测技术的微观结构原理可以作如下描述在外加磁场的作用下，原子逡逑核会产生振动，从而发生能级分裂；当被外加电磁波照射时，电子发生能级跃迁；通过逡逑检测引起能级间跃迁的吸收频率并与参考标准物质的吸收频率进行比较，即可得到核磁逡逑共振谱；通过对该谱线进行解析，可推断出原子核及其所处微观化学环境的相关信息。逡逑该原理结构简图如图２．５所示。逡逑
逦第３章含铬型钒渣熔化性能研究逡逑持续升高试样的形变量也会连续地增大、高度逐渐降低（如图３．１），（ｂ）、（ｃ）和（ｄ）状态下逡逑的试样温度分别定义为试样的软化温度、半球点温度和流淌温度。习惯规定当试样的高逡逑度降至原标准样３／４时的温度为试样的熔化性温度。逡逑ｗ／Ｍ邋｜邋ｒｚｚｚｉ逡逑－W－邋赢逦y驽义息儒危ǎ猓╁危ǎ悖╁危ǎ洌╁义贤迹常北曜佳刍绦巫幢浠义希疲椋纾澹常卞澹樱瑁幔穑邋澹铮驽澹簦瑁邋澹螅簦幔睿洌幔颍溴澹螅幔恚穑欤邋澹椋铄澹恚澹欤簦椋睿珏澹穑颍铮悖澹螅箦义希常保踩墼ざ炔舛ㄔ礤义狭魈辶鞫被岜硐殖稣持托裕馐橇魈辶鞫备鞑糠种实慵涞哪谀Σ烈鸬摹Ｒ禾邋义系哪诓浚梢韵胂笪奘嗷テ叫械牧鞑愕庸钩桑ㄈ缤迹常玻毕嗔诹搅鞑慵浯嬖谙喽藻义显硕保捎诜肿蛹湟筒祭试硕脑蚴沟昧鞑慵洳硕枇Γ戳魈宓哪谀Σ铃义狭Γ庵中灾示褪橇魈宓恼承裕郏叮叮荨ｅ义显诹魈迥诓浚绻源怪庇诹鞫较蛭幔翰忝婊樱搅鞑慵涞乃俣忍荻儒义衔欤欤蛄搅鞑慵涞哪谀Σ亮Γ瓶杀硎疚哄义希ǎ劐澹鲥义希棋濉卞危ǎ常玻╁义贤迹常擦皆硕鞑慵湎嗷プ饔檬疽馔煎义希疲椋纾澹常插澹遥澹悖椋穑颍铮悖椋簦澹猓澹簦鳎澹澹铄澹簦鳎镥澹妫欤铮鳎椋睿珏澹螅簦颍幔簦铮螅穑瑁澹颍澹箦义仙鲜街屑次ざ龋蝠ざ鹊亩ㄒ骞轿哄义希В礤危ǎ常常╁义掀洌茫牵又频ノ晃安础保ǎ校
本文编号：2780087
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF841.3
【图文】：
所以其适用于分析微小面积的样品。逡逑由于Ｒａｍａｎ光谱衍射具有结构信息丰富、可实现无损探测等突出优点，拉曼光谱逡逑在化学和材料科学方面的应用得到越来越广泛的应用，主要包括分子定性、定量和结构逡逑分析以及物质物理化学性质的测定。逡逑（３）核磁共振谱逡逑核磁共振是指原子核的磁力矩在恒定磁场与外加磁场同时作用时，并满足一定条件逡逑后，产生的共振吸收现象。自上世纪５０年代发现核磁共振现象以来，经过几十年的发逡逑展，核磁共振技术已在物理、化学、材料科学与生命科学等领域得到广泛应用。逡逑核磁共振检测技术的微观结构原理可以作如下描述在外加磁场的作用下，原子逡逑核会产生振动，从而发生能级分裂；当被外加电磁波照射时，电子发生能级跃迁；通过逡逑检测引起能级间跃迁的吸收频率并与参考标准物质的吸收频率进行比较，即可得到核磁逡逑共振谱；通过对该谱线进行解析，可推断出原子核及其所处微观化学环境的相关信息。逡逑该原理结构简图如图２．５所示。逡逑
逦第３章含铬型钒渣熔化性能研究逡逑持续升高试样的形变量也会连续地增大、高度逐渐降低（如图３．１），（ｂ）、（ｃ）和（ｄ）状态下逡逑的试样温度分别定义为试样的软化温度、半球点温度和流淌温度。习惯规定当试样的高逡逑度降至原标准样３／４时的温度为试样的熔化性温度。逡逑ｗ／Ｍ邋｜邋ｒｚｚｚｉ逡逑－W－邋赢逦y驽义息儒危ǎ猓╁危ǎ悖╁危ǎ洌╁义贤迹常北曜佳刍绦巫幢浠义希疲椋纾澹常卞澹樱瑁幔穑邋澹铮驽澹簦瑁邋澹螅簦幔睿洌幔颍溴澹螅幔恚穑欤邋澹椋铄澹恚澹欤簦椋睿珏澹穑颍铮悖澹螅箦义希常保踩墼ざ炔舛ㄔ礤义狭魈辶鞫被岜硐殖稣持托裕馐橇魈辶鞫备鞑糠种实慵涞哪谀Σ烈鸬摹Ｒ禾邋义系哪诓浚梢韵胂笪奘嗷テ叫械牧鞑愕庸钩桑ㄈ缤迹常玻毕嗔诹搅鞑慵浯嬖谙喽藻义显硕保捎诜肿蛹湟筒祭试硕脑蚴沟昧鞑慵洳硕枇Γ戳魈宓哪谀Σ铃义狭Γ庵中灾示褪橇魈宓恼承裕郏叮叮荨ｅ义显诹魈迥诓浚绻源怪庇诹鞫较蛭幔翰忝婊樱搅鞑慵涞乃俣忍荻儒义衔欤欤蛄搅鞑慵涞哪谀Σ亮Γ瓶杀硎疚哄义希ǎ劐澹鲥义希棋濉卞危ǎ常玻╁义贤迹常擦皆硕鞑慵湎嗷プ饔檬疽馔煎义希疲椋纾澹常插澹遥澹悖椋穑颍铮悖椋簦澹猓澹簦鳎澹澹铄澹簦鳎镥澹妫欤铮鳎椋睿珏澹螅簦颍幔簦铮螅穑瑁澹颍澹箦义仙鲜街屑次ざ龋蝠ざ鹊亩ㄒ骞轿哄义希В礤危ǎ常常╁义掀洌茫牵又频ノ晃安础保ǎ校
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