FeO-V2O3-SiO2-Al2O3四元系相圖研究.pdf

1、釩渣相圖是優(yōu)化轉(zhuǎn)爐提釩工藝和釩渣高效分離提取技術(shù)的重要基礎(chǔ)和理論依據(jù)。但目前含釩氧化物相關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)和相圖非常缺乏，影響到對(duì)提釩技術(shù)和釩制品開發(fā)應(yīng)用的深入研究。本文開展釩渣主要組元FeO-V2O3-SiO2-Al2O3四元系相圖研究，既對(duì)進(jìn)一步深入了解釩氧化物在釩渣中的賦存形式與結(jié)構(gòu)特征，分析組成及溫度變化對(duì)釩渣物相結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律有現(xiàn)實(shí)意義；又對(duì)提高釩的回收率和釩渣品位，深化釩渣制備和開發(fā)應(yīng)用技術(shù)有著重要的理論指導(dǎo)作用。同時(shí)也是建立釩渣

2、全組元熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)分析全組元渣系性質(zhì)的必要基礎(chǔ)。
　　本文針對(duì)轉(zhuǎn)爐提釩釩渣渣系的組成特點(diǎn)，以豐富含釩氧化物多元渣系相圖為目標(biāo)，研究并構(gòu)建FeO-V2O3-SiO2-Al2O3四元系相圖及其熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)的分析，采用修正的準(zhǔn)化學(xué)溶液模型描述體系中溶液相的吉布斯自由能，結(jié)合體系中相關(guān)相的熱力學(xué)和相圖數(shù)據(jù)，運(yùn)用CALPHAD相圖計(jì)算優(yōu)化和相圖計(jì)算方法，研究得出了描述體系中各項(xiàng)吉布斯自由能的模型參數(shù)，從而將體系的吉布斯自

3、由能建立為溫度和組成的函數(shù)關(guān)系?；谄胶怏w系吉布斯自由能最低原理運(yùn)用CALPHAD方法結(jié)合FactSage熱力學(xué)計(jì)算軟件，計(jì)算得到了構(gòu)建元FeO-V2O3-SiO2-Al2O3四元系相圖的相關(guān)二元系相圖，并結(jié)合多元系相圖的外推構(gòu)建方法得到了四元系相關(guān)三元系相圖，在此基礎(chǔ)上，最周構(gòu)建得到了FeO-V2O3-SiO2-Al2O3四元系相圖及其自洽性熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。取得的主要研究成果如下：
　　①基于二元系修正的準(zhǔn)化學(xué)溶液模型，采用CAL

4、PHAD方法，計(jì)算得到了FeO-V2O3-SiO2-Al2O3四元系中FeO-V2O3、V2O3-SiO2和 V2O3-Al2O3三個(gè)含釩二元系相圖，并對(duì)所建立的各二元系的相平衡特征進(jìn)行了分析。計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合的很好。計(jì)算結(jié)果對(duì)進(jìn)一步構(gòu)建三元系及多元系釩渣相圖奠定了基礎(chǔ)；
　?、诨诜肿?離子共存理論計(jì)算體系組元活度，結(jié)合二元系計(jì)算模型參數(shù)，運(yùn)用多元系相圖外推構(gòu)建方法，計(jì)算得到了FeO-V2O3-SiO2、FeO-V2O3-

5、Al2O3和V2O3-SiO2-Al2O3三個(gè)三元系相圖，并分析了所構(gòu)建三元相圖的結(jié)構(gòu)特征。計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合。研究結(jié)果是深入研究釩渣平衡物相及其變化規(guī)律，構(gòu)建四元系渣系相圖的基礎(chǔ)。
　　③在構(gòu)建FeO-V2O3-SiO2-Al2O3四元系各相關(guān)二元系和三元系相圖的基礎(chǔ)上，運(yùn)用相圖構(gòu)建的外推方法，首次得到了FeO-V2O3-SiO2-Al2O3四元系相圖并對(duì)相圖結(jié)構(gòu)特征和相區(qū)變化規(guī)律進(jìn)行了初步分析。論文所建立的含釩四元系相圖及