CN108344838B - 一种测定冶金熔渣中Al2O3活度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测定冶金熔渣中Al2O3活度的方法，属于冶金冶炼技术领域。本发明所述方法采用CaF2‑Al2O3作为参考渣，将参考渣与Sn粒、待测渣与Sn粒同时升温，利用高温化学平衡，得到待测渣中Al2O3的活度。本发明通过采用CaF2‑Al2O3作为参考渣，采用Sn粒作为溶剂，避免了其他方法依靠热力学数据所造成的误差，有效提高了熔渣中Al2O3活度测定的准确性。

Description

一种测定冶金熔渣中Al2O3活度的方法
技术领域
本发明涉及一种测定冶金熔渣中Al2O3活度的方法，属于冶金冶炼技术领域。
背景技术
冶金熔渣中组元活度作为冶金过程热力学中的重要影响因素之一，一直是冶金热力学领域研究的热点，而Al2O3作为冶金熔渣的典型组元之一，其活度
Figure BDA0001623993910000011
对铁水流动性、炉渣的脱硫能力等有着至关重要的影响。对于熔渣中Al2O3活度的检测，通常采用电动势(EMF)法或化学平衡法，但由于此类方法在测定过程中，常需要借用已知的热力学数据，因此对Al2O3活度检测的精确性造成较大影响，而采用参考渣法因其只使用检测分析的方法测定的元素组成计算相关活度，可有效解决其他方法引用文献数据精度产生的影响。
发明内容
本发明提供了一种测定冶金熔渣中Al2O3活度的方法，所述方法采用CaF2-Al2O3作为参考渣，将参考渣与Sn粒、待测渣与Sn粒同时升温，利用高温化学平衡，得到待测渣中Al2O3的活度。
本发明优选为所述参考渣，按质量百分比，由下述组份组成：
Al2O3 30-60％
CaF2 40-70％。
本发明解决的技术问题为：提供一种测定冶金熔渣中Al2O3活度的方法，由于CaF2-Al2O3在质量百分比为Al2O3：30-60％，CaF2：40-70％的条件下，Al2O3饱和(即
Figure BDA0001623993910000012
)，因此，采用CaF2-Al2O3作为参考渣，同时，采用Sn粒作为溶剂，将参考渣与Sn粒放入石墨坩埚的一个孔内，将待测渣与Sn粒放入石墨坩埚的另一个孔内，将放料后坩埚放入高温管式炉，升温至1500-1600℃时的某一目标温度恒温，根据化学反应：
(Al2O3)+3C(石墨)＝2[Al]Sn+3CO(g)(待测渣)
Figure BDA0001623993910000013
(Al2O3)饱和+3C(石墨)＝2[Al]Sn(饱和)+3CO(g)(参考渣)
Figure BDA0001623993910000021
由于同一温度、气氛下参考渣与待测渣平衡常数相同，K1＝K2，则
Figure BDA0001623993910000022
Figure BDA0001623993910000023
由于饱和状态下参考渣的Al2O3组元的活度为1，即
Figure BDA0001623993910000024
所以
Figure BDA0001623993910000025
通过化学分析，即可得到待测渣在目标温度时Al2O3组元的活度。
本发明有益效果为：
本发明通过采用CaF2-Al2O3作为参考渣，采用Sn粒作为溶剂，避免了其他方法依靠热力学数据所造成的误差，有效提高了熔渣中Al2O3活度测定的准确性。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
一种测定冶金熔渣中Al2O3活度的方法，所述方法包括如下步骤：
向六孔坩埚的每个孔内先放入5g Sn粒，再向其中一个孔内放入10g参考渣，向其余五个孔内分别放入10g待测渣；
所述参考渣为：Al2O3：30(mass％)，CaF2：70(mass％)；
所述待测渣为：CaO：42.93(mass％)，SiO2：40.87(mass％)，Al2O3：12.00(mass％)，MgO：4.20(mass％)；
先将放料后坩埚放入高温管式炉，通入CO，保持1atm，升温至750℃时，再将坩埚放入高温管式炉的恒温区，用N2清除高温管式炉内的空气，再通入CO，保持1atm，升温至1500℃时恒温24h后，淬冷，渣铁分离，分别对分离后渣和铁中成份进行分析。
实施例2
一种测定冶金熔渣中Al2O3活度的方法，所述方法包括如下步骤：
向六孔坩埚的每个孔内先放入5g Sn粒，再向其中一个孔内放入10g参考渣，向其余五个孔内分别放入10g待测渣；
所述参考渣为：Al2O3：35(mass％)，CaF2：65(mass％)；
所述待测渣为：CaO：41.62(mass％)，SiO2：39.63(mass％)，Al2O3：15.00(mass％)，MgO：3.75(mass％)；
先将放料后坩埚放入高温管式炉，通入CO，保持1atm，升温至750℃时，再将坩埚放入高温管式炉的恒温区，用N2清除高温管式炉内的空气，再通入CO，保持1atm，升温至1520℃时恒温24h后，淬冷，渣铁分离，分别对分离后渣和铁中成份进行分析。
实施例3
一种测定冶金熔渣中Al2O3活度的方法，所述方法包括如下步骤：
向六孔坩埚的每个孔内先放入5g Sn粒，再向其中一个孔内放入10g参考渣，向其余五个孔内分别放入10g待测渣；
所述参考渣为：Al2O3：45(mass％)，CaF2：55(mass％)；
所述待测渣为：CaO：42.66(mass％)，SiO2：37.09(mass％)，Al2O3：15.00(mass％)，MgO：5.25(mass％)；
先将放料后坩埚放入高温管式炉，通入CO，保持1atm，升温至750℃时，再将坩埚放入高温管式炉的恒温区，用N2清除高温管式炉内的空气，再通入CO，保持1atm，升温至1540℃时恒温24h后，淬冷，渣铁分离，分别对分离后渣和铁中成份进行分析。
实施例4
一种测定冶金熔渣中Al2O3活度的方法，所述方法包括如下步骤：
向六孔坩埚的每个孔内先放入5g Sn粒，再向其中一个孔内放入10g参考渣，向其余五个孔内分别放入10g待测渣；
所述参考渣为：Al2O3：60(mass％)，CaF2：40(mass％)；
所述待测渣为：CaO：42.68(mass％)，SiO2：35.57(mass％)，Al2O3：15.00(mass％)，MgO：6.75(mass％)；
先将放料后坩埚放入高温管式炉，通入CO，保持1atm，升温至750℃时，再将坩埚放入高温管式炉的恒温区，用N2清除高温管式炉内的空气，再通入CO，保持1atm，升温至1600℃时恒温24h后，淬冷，渣铁分离，分别对分离后渣和铁中成份进行分析。上述实施例1-4所述方法的测定结果见表1。
表1实施例1-4所述方法的测定结果
Figure BDA0001623993910000041

Claims (1)

1.一种测定冶金熔渣中Al2O3活度的方法，其特征在于：所述方法采用CaF2-Al2O3作为参考渣，将参考渣与Sn粒、待测渣与Sn粒同时升温，利用高温化学平衡，得到待测渣中Al2O3的活度；
所述参考渣，按质量百分比，由下述组份组成：
Al2O3 30-60％
CaF2 40-70％。
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