【摘 要】
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高铝铁矿石的使用使高炉炉渣内Al2O3含量偏高,导致炉渣的黏度升高,流动性变差,脱硫能力降低。而参与脱硫反应的各组元的活度是影响脱硫过程的重要因素,但目前关于高Al2O3高炉渣组元活度的研究相对较少,因此建立CaO-SiO2-MgO-Al203四元渣系活度预测模型,探究R、w（MgO）/w（Al2O3）和Al2O3含量对组元活度的影响规律,对进一步研究高炉炉渣脱硫能力具有重要意义。本文主要相关研究
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高铝铁矿石的使用使高炉炉渣内Al2O3含量偏高,导致炉渣的黏度升高,流动性变差,脱硫能力降低。而参与脱硫反应的各组元的活度是影响脱硫过程的重要因素,但目前关于高Al2O3高炉渣组元活度的研究相对较少,因此建立CaO-SiO2-MgO-Al203四元渣系活度预测模型,探究R、w（MgO）/w（Al2O3）和Al2O3含量对组元活度的影响规律,对进一步研究高炉炉渣脱硫能力具有重要意义。本文主要相关研究和取得的成果如下。（1）根据离子-分子共存理论,结合 MgO-SiO2、CaO-SiO2、CaO-Al2O3、MgO-Al2O3、CaO-MgO-SiO2和 CaO-Al2O3-SiO2 相图及相关的热力学数据,建立 CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系活度预测模型,并将组元之间的关系化简为非齐次线性方程组,利用MATLAB编程并调用fsolve函数进行求解。（2）在1873K下,以Al2O3-CaF2作为参考渣,CO作为保护气体,Sn作为金属溶剂,平衡时间24h,试验测定四元渣系CaO-SiO2-MgO-Al2O3中Al2O3的活度。（3）对比试验测定值与模型预测值,对模型预测值修正后,试验测定值与模型预测值基本吻合,进而确定了 CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系模型预测值,并对结果进行分析。研究表明:当w（Al2O3）=15%,w（MgO）/wAl2O3)=0.35时,随着R的增加,渣中a（Al2O3）的活度不断减小。当R=1.05,w（Al2O3）=15%时,随w（MgO）/w/wAl2O3)的增加,渣中a（Al2O3）的活度不断减小。当R=1.2,w（Al2O3）=15%时,随w（MgO）/w（Al2O3）的增加,渣中a（Al2O3）的活度也不断减小,且均小于R=1.05,w（Al2O3）=15%时a（Al2O3）的活度值。当R=1.05,w（MgO）/wAl2O3)=0.35时,随Al2O3含量的增加,渣中a（Al2O3）的活度不断增加。当R=1.2,w（MgO）/wAl2O3)=0.35时,随Al2O3含量的增加,渣中a（Al2O3）的活度也不断增加,且均小于R=1.05,w（MgO）/w（Al2O3）=0.35 时a（Al2O3）的活度值。（4）CaO-SiO2-MgO-A12O3 四元渣系脱 S 试验研究表明:当 w（MgO）/wAl2O3)=0.45,w（Al2O3）=15%时,随着R增加,N’（Al2O3）活度减小,Ls增加,CaO·SiO2的活度不断减小,2CaO·SiO2的活度不断增加,CaO·Al2O3的活度基本保持不变,炉渣的脱硫能力增大。当w（Al2O3）=1 5%,R=1.25 时,随着 w（MgO）/w（Al2O3）的增加,N’（Al2O3）活度减小,Ls 增加,CaSiO3的活度不断减小,Ca2SiO4的活度随基本不变,MgOAl2O3和CaO·MgO·2SiO2的活度逐渐增大,炉渣的脱硫能力增大。当w（MgO）/wAl2O3)=0.45,R=1.15时,随着炉渣Al2O3含量增加,N’（Al2O3）逐渐增大,炉渣对应的Ls变化趋势较小,CaSiO3和Ca2SiO4的活度不断减小,MgO·Al2O3和CaO·Al2O3的活度不断增加,炉渣的脱硫能力减小。氧化钙和氧化镁同为碱性氧化物,而氧化钙的脱硫贡献约为99%,氧化镁约为1%,氧化钙是主要的脱硫剂。
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