《複雜熔渣體系中低品位有價組元強制析出的基礎研究》是依託安徽工業大學，由武杏榮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：複雜熔渣體系中低品位有價組元強制析出的基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：武杏榮
- 依託單位：安徽工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以強磁場對凝聚態作用行為的研究，是冶金、材料等學科的前沿，但多以金屬熔體為研究對象。申請者在前期研究中發現，強磁場對熔渣凝固過程中強制析出作用顯著，而類似的研究未見報導。基於對冶金固廢中有價組元有效利用的迫切需求，研究強磁作用下熔渣組元析出的物理化學規律，很有必要。為此，擬將含有低品位鉻（w=1～5%）的模擬不鏽鋼熔渣作為研究體系，利用高溫凝固和現代材料結構測試技術，研究在外場強制作用下，熔渣體系中有價組元鉻強制析出的熱力學成因、動力學機制；尋求場效應下，鉻與伴隨組分的共析及其析出相演化規律，及過程中組元之間相互作用機制和遷移規律。重點探尋：在外場強制作用下，目標組分遷移、強制析出的一般機制與規律，目標相生成的物理化學成因，進而建立相關的理論模型。預期成果不僅可為其它熔鹽體系的相關研究提供理論借鑑，豐富冶金物理化學理論體系，而且可為不鏽鋼渣中鉻的回收利用，消除其對環境危害提供技術基礎。
結題摘要
含有價組元的熔渣體系很多，如含鉻不鏽鋼渣、含釩鋼渣等；其組分複雜，導致凝固析出的礦相組成存在較大的變化，因此，針對其冷卻過程中析晶以及有價組元的析出與賦存行為已有廣泛的研究。但是，在磁場作用下有價組元析出行為方面的研究尚較少涉及。本項目以含有低品位鉻（w=0～9%）的模擬不鏽鋼熔渣作為研究體系，設計不同鹼度（CaO/SiO2）、不同Cr2O3、FeO、Fe2O3含量以及添加成分CaF2、B2O3，研究熔渣體系的電導率，以及在無、有磁場作用下析晶規律以及有價組元走向，研究認為：（1）熔渣電導率隨著Cr2O3含量的增大而減小；當Cr2O3含量保持不變時，熔渣電導率和活化能均隨著鹼度的增大而上升，但是電導率下降速度隨溫度下降反而愈快；（2）在無磁場作用下，低鹼度、低Fe2O3、高FeO有助於含鉻尖晶石 [(Mg,Fe)(Fe,Cr,Al)2O4]相析出；較高的析晶溫度有利於含鉻尖晶石中Cr2O3含量提高；（3）強磁場作用於含鉻熔渣的凝固過程，析出的晶相組成不會因為磁場介入而改變；但是對於含有FeO的不鏽鋼熔渣體系，尖晶石晶粒隨磁場作用方向呈條帶狀排列，且晶粒尺寸變小。對於目標相—含鉻尖晶石相進行合成並研究其結構與磁學性能，研究發現：隨Cr2O3含量增加，尖晶石結構的晶胞參數變小，晶粒尺寸變小，亞鐵磁性轉變為順磁性。課題取得的成果不僅可為其它熔鹽體系的相關研究提供理論借鑑，豐富冶金物理化學理論體系，而且可為不鏽鋼渣中鉻的回收利用，消除其對環境危害提供技術基礎。
