表1 高温区与中温区钾钠硅酸盐被炭还原时的Px与PN,(atm) 温度 K:SiO3 Na,SiO ℃ K 道街 当aK25i03 =0.01时的Px K2 当aN25i03 =1时的PN, 当aNa503 =0.01时的PNa 12003.304×10° 0.538×10-2 0.538×10-3 1.262×1011.218×10-8 1.218×10-4 13005.105×10° 2.710×10-22.710×10-3 1.148×10 7.010×10-8 7.010×10-4 14001.875×10· 1.103×10- 1.103×10-2 2.799×10° 3.280×10-2 3.280×108 15001.809×102 3.990×10-3.990×102 1.000×10 j1.290×10-1 1.290×10-2 15501.072×100.713×10° 0.713×10-1 8.128×102 2.410×10-1 2.410×102 K; K 8002.238×10371.453×10-11.453×10-8 2.018×10320.839×10-4 0.839×10。 9002.543×10*1.408×101.408×107 3.162×10271.333×107 1.333×10-8 10001.174×10200.960×10-60.960×10-6 2.818×10251.372×10-4 1.372×107 11001.720×10170.490×100.490×10-6 1.000×10201.000×10-5 1.000×10-8 (2)在反应式中，增加SiO,的活度，也将要减少钾与钠硅酸盐的还原，这是由于CaO 与SO,结合能力很强，当减少CaO含量时将有利于自由SiO,的增加，因此降低炉渣碱度 (CaO/SiO,)时可以减少钾，钠硅酸盐的还原与挥发。 (3)同一温度下，钾的平衡蒸气压Px大于钠的平衡蒸气压PN,例如1550℃时，Px= 0.713atm,而PN.=2.410×10一atm,二者相差约3倍，故钠比钾要稳定得多。 (4)从热力学平衡说明，高炉内碱金属的循环富集量直接受炉内钾钠蒸气分压的影响， 而分压又主要取决于钾钠矿物被还原的程度。因此，实际上钾、钠循环富集量主要取决于 钾、钠的还原量，当降低炉料中钾、钠硅酸盐的含量时，也即减少每吨铁由原料带入的碱金 属量，一般又称其为“碱负荷”，或者增加炉料中SiO2的含量和增加渣量，或者适当降低 炉缸温度和提高CO的分压（高压操作）等手段都可以减少钾、钠的还原量，因而可以减轻 钾、钠在炉内的循环富集。反之，则将加剧炉内钾、钠的循环富集。 2.中温区的还原反应 在高温区还原后形成的钾、钠蒸气随煤气上升到中温区，由于温度不断增加，对于CO: 与FeO来说，钾与钠的蒸气将是一种很强的还原剂，中温区又存在着大量的含FeO等软熔物 质以及一定数量的自由的SiO,钾与钠的蒸气将要与FeO和SiO:互相作用，反应式如下： 4K +2SiO2+2FeO=2K2SiO3+2Fe (3) △G3°=-227300+86.17T △G.°=-276400+110T 反应式(3)，（4)的一些计算结果列于表1的下半部，并且说明了： (1)从高温区上升的煤气流中含有较高的钾、钠蒸气，当煤气中Px()不衡<PKNa)实际 时，反应式将向右进行，炉料中FO与SiO2将吸收煤气中钾、钠蒸气而形成钾、钠硅酸 盐，并且随炉料再次下降到炉缸，大部分有可能随炉渣排出。但是，如果煤气中实际的钾、 钠分压低于平衡分压时，反应式将向左进行，则很难形成钾、钠硅酸盐，而可能在中温区或 2表 1 高温区 与中温 区钾钠 硅 酸盐被炭还原时 的 P K 与 P N 。 ( at m ) 豁` 2。。 } 3 · 3。`亚· ` 0 . … 0 ·涵 5 3` X ` 0一 {应{ 。 · 5 3 8 X ` 。一 一… ` · 2 6 2 X陈, 。 ! ’ 1 ` · , `郑S X , 0一 {! , ·赢2` 8 · `。一 ` ” 0 0 } 5 · ` 0 5 “ 0 ’ { 2 · 7’ “ “ o一 ` { “ · 7` ” “ ` ”一 3 } ` · 1 4 8 ` ’ ” ’ ) 7 · “ ` o x ` o一 { } 7 · “ ` o “ 0一 ` ` 4 0 0 } ` · 8 7 5 x ` o { { ` · ` 0 3 “ ` 0一 ’ 1 ` · 1 0” “ ”一“ { 2 · 7 9 9 x 1 0 “ …3 · 2 8 0 x 1 0一 ` } “ · “ 8 0 x `” 一 { ` 5 0 0 } ` · 8 0 9 “ 0 ’ { 3 · ” 9 0 x ` ” 一` … “ · ” 9 0 “ o一’ { ` · ” 0 0 “ ” { { ` · ” 9 0 “ 0一 ’ ) ` · “ 9“ “ ” 一 { 1 5 5 0 ! 1 · ” 7 2 x 1 0 ` { 0 · 7 1 3 x 1 0 “ } o · 7 1 3 x 1 0一 ” 8 · 1 2 8 x 1 0 ` } 2 · 4 10 x 1 0一 ` 1 “ · 4 1 0 x l犷 ` _ I K : … 4 I K 4 { } _ : )l)…{ : {{)}}l{{…{ : }i{}))}…{ : )})}}l{ … ) : };;}}{{…{ : ){){}){…{ : :);}{){ (2 ) 在反应 式 中 , 增加 5 1 0 : 的活度 , 也将要减少钾 与钠硅 酸盐的还 原 , 这是 由 于 C a O 与 5 10 : 结合能 力很强 , 当减 少 C a O 含量 时 将有利 于 自由 5 10 : 的增加 , 因此降低 炉渣 碱度 ( C a O / 5 10 : ) 时 可 以减少钾 , 钠硅酸盐的还原与挥发 。 (3 ) 同一温度下 , 钾的 平衡蒸气压 P : 大 于钠的 平衡蒸气压 P N : , 例如 15 50 ℃时 , P ` = 。 . 7 13 at m , 而 P N . = 2 . 41 0 x l 丁 ’ at m , 二者相差约 3 倍 , 故钠 比钾要稳定得多 。 《4) 从热力学平 衡说明 , 高炉内碱金 属的 循环富集量 直接受 炉内钾钠蒸气分压的影响 , 而分压又主要取 决于钾钠 矿物被还 原的程度 。 因此 , 实际上钾 、 钠 循环 富集量 主要取决于 钾 、 钠 的还原t , 当降低炉料 中钾 、 钠 硅 酸盐的 含量 时 , 也即 减少每吨 铁由原料带入 的碱 金 属t , 一般又 称其为 “ 碱负荷 ” , 或者 增加炉料中 5 10 : 的 含量和 增加渣量 , 或者适 当降低 炉缸温度和提高 C O 的分压 ( 高压 操作 ) 等手段都可以减少钾 、 钠的还原量 , 因而可 以减轻 钾 、 钠 在炉内的循环富集 。 反 之 , 则将加剧 炉内钾 、 钠的循环富集 。 2 . 中沮 区的还 原 反应 在高温 区还原后形成的钾 、 钠蒸气随煤气上 升到中温区 , 由于温 度不 断增加 , 对于 C O : 与 F e O来说 , 钾与钠 的蒸气将是一种 很强的还原剂 , 中温区又存在 着大量 的 含F e O 等 软熔 物 质以及一 定数量 的 自由的 5 10 : , 钾与钠的 蒸气将要 与 F e O 和 5 10 : 互 相作 用 , 反应 式 如下 : 4 K + 2 5 10 : + Z F e O 二二二二 Z K : 5 10 : + ZF e ( 3 ) △G : 。 : 二二二 一 2 2 7 3 0 0 + 8 6 . 1 7 T △ G 一 。 = 一 2 7 6 40 0 + 1 1 0 T 反应 式 ’ ( 3 ) , ( 4 ) 的一些 计算结果 列于 表 l 的下半部 , 并且说 明了: ( l) 从高温 区 上升 的煤气流 中 含有较 高的钾 、 钠 蒸气 , 当煤 气中 P K 伽 。 ) 平衡 < P K ( N : ) 实际 时 , 反应式 将向右进行 , 炉料 中 F e O 与 5 10 : 将吸 收 煤气中钾 、 钠蒸气 而 形成钾 、 钠硅 酸 盐 , 并且随 炉料 再次下降到炉缸 , 大部分 有可 能 随炉渣排 出 。 但 是 , 如果煤 气中实际 的 钾 、 钠分 压低 于 平衡分压时 , 反应 式将 向左进行 , 则 很难形 成钾 、 钠 硅酸盐 , 而可能 在 中温 区或