[發(fā)明專利]利用氣-渣平衡技術(shù)測(cè)定四元渣系氯容量的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210497679.0
• 申請(qǐng)日: 2012-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN102944592A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張淑會(huì);呂慶;張淑卿;李福民;孫艷芹;劉小杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北聯(lián)合大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/26
• 分類號(hào): G01N27/26
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 李桂芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用氣-渣平衡技術(shù)測(cè)定CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃渣系氯容量的方法，屬物化測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著高爐原燃料條件的變化，氯元素對(duì)高爐冶煉過程的影響已經(jīng)引起人們的高度重視。事實(shí)證明，原料中的氯元素進(jìn)入高爐后多以HCl的形式釋放。HCl在高爐內(nèi)隨著煤氣和料運(yùn)動(dòng)中，部分附著于含鐵物料和焦炭上，部分隨煤氣排出爐外，還有部分在爐缸中渣鐵間再分配。粘附與物料上的氯元素會(huì)影響物料的冶金性能，隨煤氣排出的氯元素會(huì)腐蝕金屬管道、熱風(fēng)爐耐火材料等，只有進(jìn)入高爐渣中的氯元素才能隨爐渣一起排出爐外，并對(duì)冶煉過程不產(chǎn)生其它負(fù)面影響。因此，如何實(shí)現(xiàn)爐渣排氯是減少或控制氯元素對(duì)高爐冶煉過程影響的重要環(huán)節(jié)。準(zhǔn)確測(cè)量高爐型CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃系爐渣中的氯容量，能為CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃等渣系排氯提供可靠的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，對(duì)于高爐冶煉過程具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種操作簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好的利用氣-渣平衡技術(shù)測(cè)定四元渣系氯容量的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的測(cè)定步驟為：A、制備渣樣：將CaO、SiO₂、MgO和Al₂O₃加熱熔融成CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃四元渣系的渣樣；

B、制備分析樣：將上述渣樣放入石墨坩堝中，采用Ar-CO-H₂-HCl混合氣體提供體系的氧分壓和氯分壓，在溫度1673～1773K進(jìn)行氣-渣平衡反應(yīng)，反應(yīng)后冷卻得到分析樣；

C、氯容量的測(cè)定：對(duì)分析樣中的氯含量進(jìn)行分析，計(jì)算體系的氧分壓、氯分壓和渣樣的氯容量。

本發(fā)明所述步驟B中，混合氣體的總流量為50～150mL/min；所述氧分壓保持在10^-19～10^-17atm內(nèi)、氯分壓保持在10^-13～10^-11atm。所述氣-渣平衡反應(yīng)時(shí)間為21～25h。

本發(fā)明所述步驟C中，利用氯離子選擇電極測(cè)試分析樣中的氯含量。

本發(fā)明所述步驟A中的熔融方法為：按質(zhì)量百分比CaO?34.0～43.0%、SiO₂?28.0～43.0%、MgO?7.0～15.0%和Al₂O₃?6.0～23.0%配制試劑；然后將試劑放入石墨坩堝內(nèi)加熱熔融，攪拌混合均勻后取出；冷卻、粉碎形成CaO-SiO₂-?MgO-Al₂O₃四元渣的渣樣。所述的加熱熔融溫度為1723～1773K。所述各試劑在配制前均經(jīng)1273～1373K高溫培燒10～13h。

本發(fā)明提出爐渣氯容量的定義，即氯容量表示爐渣容納或吸收氯元素的能力。氯元素在爐渣中的溶解可以由下面的反應(yīng)方程式表示，

根據(jù)上式的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，得到爐渣氯容量的計(jì)算式（一）如下，

???（一）

式（一）中：－體系的氧分壓，atm；

－體系的CO分壓，atm；

－體系的H₂分壓，atm；

－體系的Cl₂分壓，atm；

－體系的HCl分壓，atm；

(%Cl)－分析樣中的氯元素的質(zhì)量百分含量。