基于共存理论渣铁作用浓度和提钒实验研究

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1、StudyoftheMassActionConcentrationinMetal-SlagandVanadiumExtractionExperimentalBasedonCoexistenceTheoryAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByLiuXianghaiSupervisedbyProf.ChenDengfuSpecialty：MetallurgyEngin

2、eeringCollegeofMaterialsScienceandEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2013中文摘要摘要含钒铁水钒、铁分离提取钒渣在提钒生产过程中占有非常重要的地位。钒铁分离过程的效果与铁水中钒元素氧化率、钒渣质量、半钢质量密切相关。含钒铁水钒铁分离过程是一个选择性氧化过程，是含钒铁水与初渣间的反应过程。含钒铁水和钒渣熔体组元的活度与渣-金间反应平衡密切相关。目前，对于熔体热力学活度的计算有较多的报道，但对于多元系的含钒铁水及钒渣热力学计算的报道并不多。

3、含钒铁水及钒渣的相关活度数据较为缺乏。因此，有必要对含钒铁水及钒渣组元活度进行研究，为本课题的铁水提钒实验及深入研究含钒铁水及钒渣的物理化学性质提供重要热力学数据参考。共存理论在处理二元及多元系熔体及熔渣热力学计算问题时，计算结果与实际较为吻合。因此，本文建立了Fe-C-V三元系、Fe-C-V-Si-Mn-Ti六元系含钒铁水和FeO-V2O3-SiO2三元系、FeO-V2O3-SiO2-TiO2四元系钒渣的共存理论模型。并基于Matlab软件平台开发了计算程序，采用Newton迭代法对模型方程进行迭代计算，求解1325℃、1350℃、137

4、5℃、1400℃、1425℃温度下的作用浓度。基于Matlab软件平台开发了数据后处理程序，绘制了作用浓度与熔体组分的关系图。研究了含钒铁水中C、V及钒渣中FeO、V2O3的作用浓度与组分和温度的关系。并通过分析得出在1325-1425℃范围内，作用浓度受温度的影响程度较小。本文针对钒钛磁铁矿经非高炉冶炼工艺提钛后获得的含钒铁水，在实验室中频感应炉内进行了10kg规模钒铁分离吹炼实验，研究了该成分的铁水提钒氧化规律。在吹炼过程中含钒铁水中Si、Mn、V优先氧化，在温度未超过1400℃时碳氧化速度较小，整个提钒过程中P、S元素的氧化受到抑制。

5、确立了该成分的铁水提33钒时适合的供氧量为18Nm/t-25Nm/t。测定了吹炼终点时提钒转化温度范围为1360-1395℃。基于共存理论模型计算了本课题成分的含钒铁水吹炼终点时的碳钒转化温度，其值与实验测定的碳钒转化温度值较为吻合。关键词：共存理论，作用浓度，提钒，选择性氧化，碳钒转化温度I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTItisveryimportanttovanadiumextractionfromvanadium-bearinghotmetalfortheprocessofvanadiumproduction.The

6、effectofseparationofvanadiumandironiscloselyrelatedwiththevanadiumoxidizingrateandthequalityofvanadiumslagandsemi-steel.Theprocessofvanadiumextractionaprocessofselectiveoxidationfromhotmetalandvanadiumslag.Thereareverycloserelationshipbetweenthecomponentactivityofvanadium-

7、bearinghotmetalandvanadiumslagwithchemicalreactionequilibriumofmetal-slagreaction.Atpresent,therearealotofreportsforthecalculationofthemeltthermodynamicactivity,butthecalculationforvanadium-bearinghotmetalandvanadiumslagthermodynamicsofmulticomponentsystemislessreported.It

8、isverylackofthermodynamicdataofvanadium-bearinghotmetalandvanadiumslag.Therefore,Itisnece