论文部分内容阅读
金属镍已成为不锈钢生产的主要原料之一。为了提高冶炼过程中镍的纯度,必须去除镍矿石原料中的杂质,或者对其加以回收利用,作进一步加工处理之后用于其他建筑领域。在镍的冶炼过程中,从镍溶液分离出来的杂质称为镍渣。作为镍冶炼过程中产生的副产品,镍渣含有多种金属氧化物和非金属氧化物。本文旨在研究镍渣中的金属氧化物,将其总结简化为FeO-SiO2-CaO-MgO矿渣体系。 本文旨在通过一系列相图来研究 FeO-SiO2-CaO-MgO 四元渣中碱性氧化物对其性质的影响。通过计算机软件得到一系列不同碱性氧化物时镍渣体系的相图,以便为数据比较和模式观测提供便利。本研究使用的计算机软件是广泛应用于材料科学领域的热力学软件FactSage 7.1,它拥有众多的数据库。鉴于本文的研究对象是镍渣,因而选择 FactPS和FToxid 数据库。这两个数据库中包含纯物质、氧化物和金属的热力学性质数据。 本文通过使用FactSage 7.1,计算了MgO添加量对FeO-SiO2-CaO-MgO相图的液相投影图的影响。在观察 MgO/CaO 摩尔比从 0 变化到 2 后,通过五幅相图得出以下结论:在不添加氧化镁的情况下,尖晶石相区面积最小;然而,随着MgO/CaO 摩尔比从 0 增加到 0.75,尖晶石相区逐渐扩大。值得注意的是,当MgO/CaO 摩尔比从 0.75 增大到 1 时,尖晶石相区的面积几乎没有发生变化。MgO/CaO摩尔比从1增大到2后,尖晶石相带的面积明显缩小。 由此可见,镍渣中的 MgO/CaO摩尔比在0.75到1时,FeO-SiO2-CaO-MgO渣系中尖晶石相区面积达到最大。MgO/CaO摩尔比为0.5时,可以看到一个1573 K的液相区生成,但是当 MgO/CaO摩尔比增大到1时,该液相区消失。在没有MgO加入时,可以看到有赤铁矿相区,但是当 MgO加入后,赤铁矿相区消失,而尖晶石相区明显增大。 同样地,本文也研究了氧化钙含量对 FeO-SiO2-CaO-MgO 渣系的影响。就相图而言,与氧化镁类似,氧化钙含量的增加与对尖晶石相区有促进作用。最理想的氧化钙含量为12 %至15 %,此时尖晶石相区的面积达到最大。当氧化钙含量增加至10 %时,温度为1573 K时,CaO对赤铁矿相区的影响和MgO类似。液相率是液态渣在总混合物中所占的比重,它与氧化钙含量相关。氧化钙含量越高,则渣的液相率越大。在对FeO-SiO2-CaO-MgO渣性质的研究中,粘度也扮演了一个重要的角色。通过对不同粘度图的分析发现,CaO含量越低则粘度越大。 然而,由于粘度与温度成反比,所以随着 CaO 加入量增大后,液相线温度显著降低,液相率明显增大。此外,描述为碱性氧化物对酸性氧化物比值的碱度也对粘度有影响。当温度低于1350℃时,高碱度(>1)渣的粘度要比低碱度渣小。