利用氣-渣平衡技術測定四元渣系氯容量的方法

2023-08-07 05:45:06 2

專利名稱：利用氣-渣平衡技術測定四元渣系氯容量的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用氣-渣平衡技術測定CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系氯容量的方法，屬物化測試技術領域。
背景技術：
隨著高爐原燃料條件的變化，氯元素對高爐冶煉過程的影響已經引起人們的高度重視。事實證明，原料中的氯元素進入高爐後多以HCl的形式釋放。HCl在高爐內隨著煤氣和料運動中，部分附著於含鐵物料和焦炭上，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影響物料的冶金性能，隨煤氣排出的氯元素會腐蝕金屬管道、熱風爐耐火材料等，只有進入高爐渣中的氯元素才能隨爐渣一起排出爐外，並對冶煉過程不產生其它負面影響。因此，如何實現爐渣排氯是減少或控制氯元素對高爐冶煉過程影響的重要環節。準確測量高爐型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數據，對於高爐冶煉過程具有非常現實的意義。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種操作簡單、重現性好的利用氣-渣平衡技術測定四元渣系氯容量的方法。為解決上述技術問題，本發明所採取的測定步驟為A、製備渣樣將Ca0、Si02、Mg0和Al2O3加熱熔融成CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系的渣樣；
B、製備分析樣將上述渣樣放入石墨坩堝中，採用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進行氣-渣平衡反應，反應後冷卻得到分析樣；
C、氯容量的測定對分析樣中的氯含量進行分析，計算體系的氧分壓、氯分壓和渣樣的氯容量。本發明所述步驟B中，混合氣體的總流量為50 150mL/min ;所述氧分壓保持在1(Γ19 10_17atm內、氯分壓保持在1(Γ13 l(Tnatm。所述氣-渣平衡反應時間為21 25h。本發明所述步驟C中，利用氯離子選擇電極測試分析樣中的氯含量。本發明所述步驟A中的熔融方法為按質量百分比CaO 34. O 43. 0%、SiO228. O 43. 0%、MgO 7. O 15. 0%和Al2O3 6. O 23. 0%配製試劑；然後將試劑放入石墨坩堝內加熱熔融，攪拌混合均勻後取出；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。所述各試劑在配製前均經1273 1373K高溫培燒10 13h。本發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方程式表示，
1/2C12 (g)+l/2 (02-)=( Cl-)+1/4 O2 fe)
根據上式的熱力學數據，得到爐渣氯容量的計算式(一)如下，
權利要求
1.一種利用氣-渣平衡技術測定四元渣系氯容量的方法，其特徵在於，該方法的測定步驟為A、製備渣樣將試劑Ca0、Si02、Mg0和Al2O3加熱熔融成CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系的渣樣；B、製備分析樣將上述渣樣放入石墨坩堝中，採用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進行氣-渣平衡反應，反應後冷卻得到分析樣；C、氯容量的測定對分析樣中的氯含量進行分析，計算體系的氧分壓、氯分壓和渣樣的氯容量。
2.根據權利要求I所述的利用氣-渣平衡技術測定四元渣系氯容量的方法，其特徵在於所述步驟B中，混合氣體的總流量為50 150mL/min ;所述氧分壓保持在1(Γ15 X 10_18atm 內、氯分壓保持在 I(T9 X IO-12Btm0
3.根據權利要求2所述的利用氣-渣平衡技術測定四元渣系氯容量的方法，其特徵在於所述氣-渣平衡反應時間為21 25h。
4.根據權利要求I所述的利用氣-渣平衡技術測定四元渣系氯容量的方法，其特徵在於所述步驟C中，利用氯離子選擇電極測試分析樣中的氯含量。
5.根據權利要求I所述的利用氣-渣平衡技術測定四元渣系氯容量的方法，其特徵在於所述步驟C中，根據公式(一)計算渣樣的氯容量；式中' 一體系的氧分壓，atm ；-Pco —體系的CO分壓，atm ；- —體系的H2分壓，atm ；- —體系的Cl2分壓，atm ；^ci —體系的HCl分壓，atm ；(%C1) —分析樣中的氯的質量百分含量。
6.根據權利要求I一 5任意一項所述的利用氣-渣平衡技術測定四元渣系氯容量的方法，其特徵在於，所述步驟A中的熔融方法為按質量百分比CaO 34. O 43.0%、SiO228. O 43. 0%、MgO 7. O 15. 0%和Al2O3 6. O 23. 0%配製試劑；然後將試劑放入石墨坩堝內加熱熔融，攪拌混合均勻後取出；冷卻、粉碎形成CaO-SiO2- MgO-Al2O3四元渣的渣樣。
7.根據權利要求6所述的利用氣-渣平衡技術測定四元渣系氯容量的方法，其特徵在於所述的加熱熔融溫度為1723 1773K。
8.根據權利要求6所述的利用氣-渣平衡技術測定四元渣系氯容量的方法，其特徵在於所述各試劑在配製前均經1273 1373K高溫培燒10 13h。
全文摘要
本發明公開了一種利用氣-渣平衡技術測定四元渣系氯容量的方法，該方法的測定步驟為A、製備渣樣將試劑CaO、SiO2、MgO和Al2O3加熱熔融成CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系的渣樣；B、製備分析樣將上述渣樣放入石墨坩堝中，採用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進行氣-渣平衡反應，反應後冷卻得到分析樣；C、氯容量的測定對分析樣中的氯含量進行分析，計算體系的氧分壓、氯分壓和渣樣的氯容量。本方法採用氣-渣平衡技術，石墨坩堝做反應容器，Ar-CO-H2-HCl混合氣體控制體系一定的氧分壓和氯分壓，高溫測定不同條件下CaO-SiO2-Al2O3-MgO渣系的氯容量。本測定方法簡便，重現性好，能夠準確測定CaO-SiO2-MgO-Al2O3等多元渣系的氯容量，可為CaO-SiO2-MgO-Al2O3等渣系排氯提供可靠的熱力學數據。
文檔編號G01N27/26GK102944592SQ201210497679
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者張淑會, 呂慶, 張淑卿, 李福民, 孫豔芹, 劉小傑 申請人:河北聯合大學