《焚燒灰渣熔融處理中CaO-SiO2-FeOX-MgO/Al2O3體系熱力學性質的研究》是依託東北大學，由王楠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：焚燒灰渣熔融處理中CaO-SiO2-FeOX-MgO/Al2O3體系熱力學性質的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王楠
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目針對焚燒灰渣熔融處理以及熔融渣資源化利用中缺乏多組元氧化物體系熱力學性質和體系相圖這一問題，採用高溫平衡實驗並結合熱力學計算的研究方法對CaO-MgO-Al2O3-SiO2-FeOx-Na2O六元體系中的兩個子體系CaO-SiO2-FeOX-MgO和 CaO-SiO2-FeOX-Al2O3的熱力學性質進行系統研究。主要內容如下：CaO-SiO2-FeOX-MgO和 CaO-SiO2-FeOX-Al2O3體系相平衡關係和相變規律的高溫實驗研究；熔體熱力學模型的測試、選定和改進；體系熱力學平衡計算；體系熱力學性質預報及平衡相圖的構築。本項目總的目標是獲得焚燒灰渣熔融處理中相關多組元氧化物體系的熱力學信息。本項目的研究不僅對於焚燒灰渣熔融處理以及熔融渣資源化利用具有較高的學術價值，而且對於冶金工業生產中高品質金屬冶煉、低品位原料使用、以及冶金渣的二次利用也具有重要的實際意義。
結題摘要
以“焚燒灰渣熔融處理中CaO-SiO2-FeOX-MgO(Al2O3)體系”為研究對象，採用高溫平衡實驗並耦合熱力學計算對其熱力學性質進行了系統研究，研究結果如下。 (1) 對CaO-SiO2--FeOx-Al2O3體系：隨溫度升高，體系液相區擴大；除高CaO區外，其餘各初晶區均明顯變小。隨氧分壓降低，鐵鋁尖晶石初晶區的液相區明顯變大。(2) 氧分壓10.13Pa，溫度1450°C和1550°C時，CaO-Al2O3-FeOx體系中CaAl4O7初晶區邊界處均有CaAl2O4相出現，表明CaAl4O7初晶區下移。中等氧分壓10.13Pa和1.01×10-1Pa時，CaAl4O7初晶區邊界處均有鐵鋁尖晶石相出現，表明鐵鋁尖晶石初晶區下移。1450°C時，隨氧分壓降低，CaO-Al2O3-FeOx體系中CA2初晶區的液相線向高Al2O3方向偏移。1550°C時，隨氧分壓降低，CaAl4O7初晶區液相線向高Al2O3方向延伸。 (3) CaO-Al2O3-FeOx-10%SiO2體系中，CA初晶區有鈣黃長石(Melilite)存在，且Melilite初晶區邊界處有CA2相出現，表明Melilite初晶區向高CaO方向收縮。 (4) 溫度對SiO2-Al2O3-FeOx體系莫來石初晶區液相線影響較大。氧分壓10.13Pa時，溫度由1450℃升至1550℃，莫來石初晶區液相線向SiO2-Al2O3側偏移。1450℃時體系共晶點平衡相為L+SiO2；1550℃時，莫來石初晶區平衡相為液相與莫來石。 (5) 添加5%CaO時，SiO2-Al2O3-FeOx體系液相區擴大，莫來石初晶區液相線向SiO2-Al2O3側偏移，石英初晶區液相線向高矽方向偏移。 (6) 基於FactSage的OptiSage模組，利用實驗數據最佳化得到CaO-SiO2--FeOx-Al2O3體系液相熱力學模型參數。 (7) CaO-SiO2-FeOx-7.5wt%MgO體系，高CaO區出現純MgO固相，Ca3SiO5消失，固溶體初晶區增大至高FeOx區；SiO2初晶區縮小，液相區向高SiO2方向偏移。 (8) 建立了CaO-SiO2-FeOx-MgO體系液相熱力學二元模型參數和三元模型參數。 (9) 培養博士研究生1名，碩士研究生4名。發表學術論文20篇，其中SCI收錄5篇、EI收錄12篇。
