张国成等：炉渣成分对治炼白云鄂博矿高炉渣脱硫和排碱能力的影响 3 表1高炉渣实际化学成分 Table 1 Actual chemical composition of blast furnace slag w(CaOV w(SiO2)/% w(MgO W(Al2O:V% r(F)% w(NazO)/% W(K20)/% (S)/% R。 34.93 35.70 9.70 11.77 0.38 0.46 0.56 1.39 0.96 表2实验设计方案 Table2 Experimental design scheme Experiment number R w(MgO) W(ALO:% 1# C31.15) A1(10) B2(13) 20 C1(0.95) A3(14) B4(17) 3# C3(1.15) A2(12) B417) 4# C1(0.95) A416) B2(13) 5# C1(0.95) A1(10) B3(15) 6的 C3(1.15) A3(14) B1(11) 7# C1(0.95) A2(12) B1(11) 8# C3(1.15) A416) B3(15) 9# C41.25) A1(10) B1(11) 10# C2(1.05) A3(14) B3(15) 11# C4(1.25) A2(12) B3(15) 12# C2(1.05) A416) B1(11) 13# C2(1.05) A1(10) B417) 14# C41.25) A3(14) B2(13) 15# C2(1.05) A2(12) B2(13) 16# C41.25) A416) B417) Note:R is the free basicity,and the calculation formula is as follows:Ro =[w(CaO)-1.473xw(F)l/w(SiO2),which is the representation method of basicity of fluorine-containing blast furnace slag in Bayan Obo iron ore. 实验所用高炉渣以B钢某高炉炉渣为基础， 铁产生的高炉渣质量)380kgt,脱硫反应温度 配加CaO、Mg0、SiO2、Al2O3四种99.5%的纯化学 1500℃，恒温时间50min,恒温时间由脱硫平衡实 试剂来调整炉渣中的R。、w(MgO)和w(Al2O3).纯 验确定，渣铁反应大约45min后脱硫反应基本达 化学试剂为国药市售产品，实验前在马弗炉内经 到平衡，因此取恒温时间为50min. 900℃高温焙烧2h,然后将实验渣样品先预熔，使 用已制成的合成渣样进行脱硫实验，称取铁 之形成均相渣，然后将经过处理的化学试剂混合 屑100g,渣样38g,分别装入坩埚内，放入MoSi2 后放入石墨坩埚，置于通氩气保护的高温电阻炉 炉中，炉渣坩埚在下，生铁坩埚在上，待生铁和渣 内，在1500℃高温下实验样品熔融20min,充分 料熔化后，提起上坩埚的塞棒，铁液滴下穿过渣层 搅拌，样品取出冷却后粉碎得到合成渣 落入下坩埚底部（如图1所示），同时开始计时，在 根据表2中的实验方案，通过配加CaO、MgO、 1500℃下恒温50min,然后取出坩埚，倒出渣样和 SO2、A1O3纯化学试剂来实现合成渣中的成分 铁样，并使其快速冷却，分别分析渣样中的硫的质 R。、w(MgO)和w(Al2O3)符合实验方案设计要求 量分数w(S)和铁样中的硫的质量分数w[S,最后 合成渣具体成分见下表3 得到硫分配系数Ls 2.2炉渣排碱能力实验 2实验过程 化渣及排碱实验使用设备与脱硫实验所用相 2.1炉渣脱硫能力实验 同.排碱实验采用上、中、下三层石墨坩埚，中层 化渣及脱硫实验均使用MoSi2电阻炉，内装 坩埚底部中心位置有一小孔，并插有一节刚玉管， 6只U型MoSi2发热体，其内为刚玉炉管.根据高 允许御蒸气从下层坩埚通过刚玉管进入炉渣中， 炉实际生产冶炼条件，实验中取渣铁比（生产1t 上层为一倒置石墨坩埚，起密封作用.实验所用高炉渣以 B 钢某高炉炉渣为基础， 配加 CaO、MgO、SiO2、Al2O3 四种 99.5% 的纯化学 试剂来调整炉渣中的 Ro、w(MgO) 和 w(Al2O3 ). 纯 化学试剂为国药市售产品，实验前在马弗炉内经 900 ℃ 高温焙烧 2 h，然后将实验渣样品先预熔，使 之形成均相渣，然后将经过处理的化学试剂混合 后放入石墨坩埚，置于通氩气保护的高温电阻炉 内 ，在 1500 ℃ 高温下实验样品熔融 20 min，充分 搅拌，样品取出冷却后粉碎得到合成渣. 根据表 2 中的实验方案，通过配加 CaO、MgO、 SiO2、Al2O3 纯化学试剂来实现合成渣中的成分 Ro、w(MgO) 和 w(Al2O3 ) 符合实验方案设计要求. 合成渣具体成分见下表 3. 2    实验过程 2.1    炉渣脱硫能力实验 化渣及脱硫实验均使用 MoSi2 电阻炉，内装 6 只 U 型 MoSi2 发热体，其内为刚玉炉管. 根据高 炉实际生产冶炼条件，实验中取渣铁比 (生产 1 t 铁产生的高炉渣质量)380 kg·t−1，脱硫反应温度 1500 ℃，恒温时间 50 min，恒温时间由脱硫平衡实 验确定，渣铁反应大约 45 min 后脱硫反应基本达 到平衡，因此取恒温时间为 50 min. 用已制成的合成渣样进行脱硫实验，称取铁 屑 100 g, 渣样 38 g, 分别装入坩埚内，放入 MoSi2 炉中，炉渣坩埚在下，生铁坩埚在上，待生铁和渣 料熔化后，提起上坩埚的塞棒，铁液滴下穿过渣层 落入下坩埚底部（如图 1 所示），同时开始计时，在 1500 ℃ 下恒温 50 min，然后取出坩埚，倒出渣样和 铁样，并使其快速冷却，分别分析渣样中的硫的质 量分数 w(S) 和铁样中的硫的质量分数 w[S]，最后 得到硫分配系数 Ls . 2.2    炉渣排碱能力实验 化渣及排碱实验使用设备与脱硫实验所用相 同. 排碱实验采用上、中、下三层石墨坩埚，中层 坩埚底部中心位置有一小孔，并插有一节刚玉管， 允许钾蒸气从下层坩埚通过刚玉管进入炉渣中， 上层为一倒置石墨坩埚，起密封作用. 表 1 高炉渣实际化学成分 Table 1 Actual chemical composition of blast furnace slag w(CaO)/% w(SiO2 )/% w(MgO)/% w(Al2O3 )/% w(F)/% w(Na2O)/% w(K2O)/% w(S)/% Ro 34.93 35.70 9.70 11.77 0.38 0.46 0.56 1.39 0.96 表 2 实验设计方案 Table 2 Experimental design scheme Experiment number Ro w(MgO)/% w(Al2O3 )/% 1# C3(1.15) A1(10) B2(13) 2# C1(0.95) A3(14) B4(17) 3# C3(1.15) A2(12) B4(17) 4# C1(0.95) A4(16) B2(13) 5# C1(0.95) A1(10) B3(15) 6# C3(1.15) A3(14) B1(11) 7# C1(0.95) A2(12) B1(11) 8# C3(1.15) A4(16) B3(15) 9# C4(1.25) A1(10) B1(11) 10# C2(1.05) A3(14) B3(15) 11# C4(1.25) A2(12) B3(15) 12# C2(1.05) A4(16) B1(11) 13# C2(1.05) A1(10) B4(17) 14# C4(1.25) A3(14) B2(13) 15# C2(1.05) A2(12) B2(13) 16# C4(1.25) A4(16) B4(17) Note: R RO = [w(CaO)−1.473×w(F)]/w(SiO2) o is the free basicity, and the calculation formula is as follows: , which is the representation method of basicity of fluorine-containing blast furnace slag in Bayan Obo iron ore. 张国成等： 炉渣成分对冶炼白云鄂博矿高炉渣脱硫和排碱能力的影响 · 3 ·