宋明明等：电铝热法治炼钒铁渣熔化性能 ·437 元Ca0以及调渣剂Caf2、B,O,单独和复合添加时对 量分数对Ca0-Al,03-Mg0-1%Si02-2%Fe0系1700 电铝热法生产FeV炉渣的影响规律-，并在工业生 ℃液相量的影响.由图可见2.0≤A/M≤4.0(A/M为 产中验证了渣的熔点变化规律，为现有工业生产提供 Al,03/Mg0质量比)，5%≤w(Ca0)≤50%范围内，液 参考 相量随着Ca0含量增加先增加而后又开始略微减少， Ca0质量分数约在25%时出现最大值，这与Ca0对 1 FactSage计算及分析 CaO-AL,O,-MgO-SiO,一FeO系液相线温度的影响规 FactSage是化学热力学领域中目前世界上最先进 律得到的结论相符 的完全集成的数据库系统之一，具有数据库内容丰富， 计算功能强大，Windows系统下窗口可视交互界面的 100 特点.本文主要选用FactSage6.3软件FactPS和FT 80 oxd数据库，由于目前其数据库中缺少V0,的数据，本 文忽略VO,的影响，利用Phase Diagram模块和Equilib 60 VM=2.0 A/I=25 模块计算组元CaO以及调渣剂CaF,、B,O,单独和复 A/n1-30 A/M-3.5 合添加时对Ca0-AL,03-22%Mg0-1%Si02-2%Fe0 40 4-A八H=4.0 系的影响规律 1.1石灰配用量对熔化性能的影响 20 30 40 50 1.1.1石灰对渣系液相线的影响 Ca0质量分数/% 图I是FactSage软件Phase Diagram模块计算的 图2Ca0含量对Ca0-Al203-Mg0-H1%Si02-2%Fc0系1700℃ Ca0含量对Ca0-AL,0,-22%Mg0-19%Si02-2%Fe0 液相量的影响 系液相线的影响.随着Ca0含量升高，CaO-A,O,- Fig.2 Ca0 impacts on the liquid content of the Ca0-Al,O-Mgo- 22%Mg0-1%Si02-2%Fe0系液相线温度有一个明显 1%Si0,-2%Fe0 system at 1700C 的先降低后升高的趋势，在Ca0质量分数约22%处取 得最低值1730℃，成分在液相线最低点处的液相在降 1.2调渣剂对液相量的影响 温时将同时析出镁铝尖晶石和氧化物.在计算成分范 1.2.1CaF2对液相量的影响 围内液相线下都有很宽大的液固两相区，Ca0含量较 图3是FactSage软件Equilib模块计算的CaF,添 低的一端液相降温时优先析出镁铝尖晶石，另一端将 加量分别为渣量的1%、2%、3%和4%时A山，03Mg0- 优先析出氧化物.Ca0质量分数在10%、15%和20% 25%Ca0H1%Si0,-2%Fe0系1700℃的液相量.A/M= 的液相，镁铝尖晶石的析出温度分别为1970、1884和 2.0时，液相量随着CaF2含量增加而增大.2.5≤A/M≤ 1770℃. 3.0时，随Caf2添加量增加，液相量只有略微的增加 2200 便达到全液相之后就保持不变，影响不明显.AM≥ 3.5时，当CaF2添加量小于2%时液相量随着CaF2添 2000 液相 加量的增大而增大且A/M越大越明显，当CaF2添加 量达到渣量的2%时液相量达到极值，之后保持不变. 1800 液相+尖晶石相 液相+一氧化物相 此外当2.0≤A/M≤4.0，CaF2添加量为渣量1%时，液 相量随着A/M增大先增加后减少，A/M在3.0处取得 液相+尖晶石相+ 一氧化物相 最大值 1400 1.2.2B,0,对液相量的影响 图4为FactSage软件Equilib模块计算的B,O,添 1200 10 152025303540 45 加量分别为渣量的1%、2%、3%和4%时A山，03Mg0- Ca0质量分数% 25%Ca0一1%Si02-2%Fe0系1700℃的液相量.A/M= 图1Ca0含量对Ca0-AL,03-22%Mg0-1%Si02-2%Fe0系液 2.0时，B203含量增加液相量也增加.A/M=2.5时， 相线的影响 Fig.1 Ca impacts on the liquid line of the Ca-Al20322%Mgo- B,0,增加液相量先增加后保持不变.AM=3.0时， 随B,0,增加液相量呈现先降低而后不变然后再增加 1%Si02-2%Fe0 system 的变化趋势，在B,0,添加量为2%~3%时液相量最 1.1.2石灰对渣系液相量的影响 低.A/M≥3.5时，B203增加液相量也相应增加，且增 图2为FactSage软件Equilib模块计算的CaO质 加的趋势越来越大.此外，当2.0≤A/M≤4.0，B203宋明明等: 电铝热法冶炼钒铁渣熔化性能 元 CaO 以及调渣剂 CaF2、B2O3 单独和复合添加时对 电铝热法生产 FeV 炉渣的影响规律［11 － 15］，并在工业生 产中验证了渣的熔点变化规律，为现有工业生产提供 参考． 1 FactSage 计算及分析 FactSage 是化学热力学领域中目前世界上最先进 的完全集成的数据库系统之一，具有数据库内容丰富， 计算功能强大，Windows 系统下窗口可视交互界面的 特点． 本文主要选用 FactSage 6. 3 软件 FactPS 和 FT oxid 数据库，由于目前其数据库中缺少 VOx的数据，本 文忽略 VOx的影响，利用 Phase Diagram 模块和 Equilib 模块计算组元 CaO 以及调渣剂 CaF2、B2O3 单独和复 合添加时对 CaO--Al2O3 --22% MgO--1% SiO2 --2% FeO 系的影响规律． 1. 1 石灰配用量对熔化性能的影响 1. 1. 1 石灰对渣系液相线的影响 图 1 是 FactSage 软件 Phase Diagram 模块计算的 CaO 含量对 CaO--Al2O3 --22% MgO--1% SiO2 --2% FeO 系液相线的影响． 随着 CaO 含量升高，CaO--Al2O3 -- 22% MgO--1% SiO2 --2% FeO 系液相线温度有一个明显 的先降低后升高的趋势，在 CaO 质量分数约 22% 处取 得最低值 1730 ℃，成分在液相线最低点处的液相在降 温时将同时析出镁铝尖晶石和氧化物． 在计算成分范 围内液相线下都有很宽大的液固两相区，CaO 含量较 低的一端液相降温时优先析出镁铝尖晶石，另一端将 优先析出氧化物． CaO 质量分数在 10% 、15% 和 20% 的液相，镁铝尖晶石的析出温度分别为 1970、1884 和 1770 ℃ ． 图 1 CaO 含量对 CaO--Al2O3 --22% MgO--1% SiO2 --2% FeO 系液 相线的影响 Fig． 1 CaO impacts on the liquid line of the CaO--Al2O3 --22% MgO-- 1% SiO2 --2% FeO system 1. 1. 2 石灰对渣系液相量的影响 图 2 为 FactSage 软件 Equilib 模块计算的 CaO 质 量分数对 CaO--Al2O3 --MgO--1% SiO2 --2% FeO 系 1700 ℃ 液相量的影响． 由图可见 2. 0≤A /M≤4. 0 ( A /M 为 Al2O3 /MgO 质量比) ，5% ≤w( CaO) ≤50% 范围内，液 相量随着 CaO 含量增加先增加而后又开始略微减少， CaO 质量分数约在 25% 时出现最大值，这与 CaO 对 CaO--Al2O3 --MgO--SiO2 --FeO 系液相线温度的影响规 律得到的结论相符． 图 2 CaO 含量对 CaO--Al2O3 --MgO--1% SiO2 --2% FeO 系1700 ℃ 液相量的影响 Fig． 2 CaO impacts on the liquid content of the CaO--Al2O3 --MgO-- 1% SiO2 --2% FeO system at 1700 ℃ 1. 2 调渣剂对液相量的影响 1. 2. 1 CaF2 对液相量的影响 图 3 是 FactSage 软件 Equilib 模块计算的 CaF2 添 加量分别为渣量的 1% 、2% 、3% 和 4% 时 Al2O3 --MgO-- 25% CaO--1% SiO2 --2% FeO 系 1700 ℃的液相量． A/M = 2. 0 时，液相量随着 CaF2 含量增加而增大． 2. 5≤A/M≤ 3. 0 时，随 CaF2 添加量增加，液相量只有略微的增加 便达到全液相之后就保持不变，影响不明显． A /M≥ 3. 5 时，当 CaF2 添加量小于 2% 时液相量随着 CaF2 添 加量的增大而增大且 A /M 越大越明显，当 CaF2 添加 量达到渣量的 2% 时液相量达到极值，之后保持不变． 此外当 2. 0≤A /M≤4. 0，CaF2 添加量为渣量 1% 时，液 相量随着 A /M 增大先增加后减少，A /M 在 3. 0 处取得 最大值． 1. 2. 2 B2O3 对液相量的影响 图 4 为 FactSage 软件 Equilib 模块计算的 B2O3 添 加量分别为渣量的 1% 、2% 、3% 和 4% 时 Al2O3 --MgO-- 25% CaO--1% SiO2 --2% FeO 系 1700 ℃的液相量． A/M = 2. 0 时，B2O3 含量增加液相量也增加． A /M = 2. 5 时， B2O3 增加液相量先增加后保持不变． A /M = 3. 0 时， 随 B2O3 增加液相量呈现先降低而后不变然后再增加 的变化趋势，在 B2O3 添加量为 2% ～ 3% 时液相量最 低． A /M≥3. 5 时，B2O3 增加液相量也相应增加，且增 加的趋势越来越大． 此外，当 2. 0≤A /M≤4. 0，B2O3 · 734 ·