含易挥发组元炉渣性能测定误差影响机制研究

To obtain the accurate slag properties is a very important to the design and control of pyro-metallurgical process. As a fact, volatiles, such as fluoride, compound of Potassium ,sodium and lead, exists in slag in common. When traditional methods are used to measure these slag properties, in which high temperature is necessary, the evaporation of the volatile will cause the slag composition change. As a result, the error of property data measured will occur(referred to as “Uncertainty of measurement” here). It is suggested that to set a dynamic model to modify the slag composition to fit the measured property data based on the mechanism of slag composition change. In this application, the relevant work composed of basic thermodynamic calculation and analysis, Thermogravimetric and differential thermal analysis, examination of volatile, will be carried out , focused on the mechanism of volatile evaporation reaction in the process of slag property measurement. Through the work, the principles of typical slag composition change can be mastered, a more suitable way for these slag property measurement can be set up and more accurate slag property data can be obtained. This will be a significant theoretical support to the relevant metallurgical process development and process optimization.

获得尽可能准确的冶金炉渣性能数据是火法冶金工艺设计及过程控制的基础。炉渣中经常含有氟化物、钾钠化合物等易挥发组元。采用传统方法对这些炉渣进行熔点、粘度等性能测定时，往往伴随着长时间的升温及高温条件下的温度保持过程，易挥发组元的挥发将导致炉渣成分的变化，进而使得炉渣的性能发生变化，测得的炉渣性能参数与原始炉渣的组成已经无法对应（暂称“测不准”）。申请者提出了基于炉渣成分变化机制，建立动力学模型，测算炉渣性能检测时的适时炉渣成分并与测定结果对应的解决方案。通过对典型渣系的基础热力学分析、挥发物检测及炉渣热重差热分析等，重点就炉渣高温性能测定中的挥发机制进行研究，揭示测定过程的炉渣成分变化规律，建立典型炉渣加热过程与成分变化与性能参数的对应关系，形成具更加准确的含挥发组元炉渣性能测定方法，获得更加准确的典型炉渣性能参数，为冶金工艺开发及优化提供理论支持。

获得尽可能准确的冶金炉渣性能数据是火法冶金工艺设计及过程控制的基础。炉渣中经常含有氟化物、钾钠化合物等易挥发组元。采用传统方法对这些炉渣进行熔点、粘度等性能测定时，往往伴随着长时间的升温及高温条件下的温度保持过程，易挥发组元的挥发将导致炉渣成分的变化，进而使得炉渣的性能发生变化，测得的炉渣性能参数与原始炉渣的组成已经无法对应（暂称“测不准”）。课题组提出了基于炉渣成分变化机制，建立动力学模型，测算炉渣性能检测时的适时炉渣成分并与测定结果对应的解决方案。该方案中有大量基础理论问题，包括对炉渣挥发机制及成分适时预测、挥发影响表征与判定等。本项目通过对电渣重熔、炼钢保护渣及中高铅渣等三类典型挥发性渣系的基础热力学分析、物性参数测定、挥发物检测、炉渣热重分析、炉渣高温焙烧及试样检测，建立了这些典型炉渣在高温性能测定中的挥发机制，揭示了测定过程的炉渣成分变化规律，提出了对挥发及其它因素对炉渣熔点等的影响评价方法并进行了评价，建立了典型炉渣加热过程与成分变化与性能参数的对应关系，形成了并完善了三类典型含挥发组元炉渣的物性（熔点、粘度、导电率等）测定方法，并通过该方法，获得了这些典型挥发性炉渣相关的修正后的熔点、粘度等物性参数，可为相关火法冶金工艺开发及优化提供理论支持，对其它挥发性炉渣物化性能研究、其它冶金熔体的相关研究也具有参考价值，同时，也可为冶炼过程氟化物、含铅化合物等的排放控制提供依据。通过项目研究，在刊物发表论文23篇，其中SCI 9篇，CSCD论文13篇；培养研究生6名，其中博士研究生2名（毕业1名），硕士研究生4名（毕业3名）。