Dephosphorization, фосфор окисление на р

Окисляване на фосфор (dephosphorization) експресира стехиометрично уравнение:

Chipman и Winkler, проучени термодинамиката на окислението на фосфор, заменя, както често се прави, концентрация фосфор активност в метала поради образуването на разреден разтвор. В допълнение, те се, че за основния шлака и 4SaO-Р2О5 пропорционална на мол 4SaO N-Р2О5. и СаО активност се определя като молната фракция на калциев оксид (СаО N ") без киселинен оксид.

Коефициентът на разпределение между фосфор шлака и метал, т.е.. Е. Степен на dephosphorization при постоянна температура се увеличава с увеличаване на концентрацията на желязо катиони и аниони на кислород в шлаката. Следователно, dephosphorization настъпва по-пълно с увеличаване на съдържание на железен оксид в шлаката (Fe2 + катиони) и основни оксиди (2- аниони).

Са ефектите от всички основни оксиди в шлаката от степента на dephosphorization? Този въпрос трябва да се отговори отрицателно поради разликата на радиусите на катиони и направени в резултат на тяхното взаимодействие с различни аниони microinhomogeneity шлака.

РО4 3- йони се характеризира с голям радиус (0.276 пМ или 2,76 а), в близост до радиус SiO4 4- (0279 пМ или 2,79 А) йон, но по-малко заряд и радиуса съотношение. Вследствие на това е още по-малко стабилен в околната среда с относително малък радиус катион и е концентриран близо до слаб катиони Ca 2+. Следователно, увеличаването на съдържанието на Са2 + катиони води до увеличаване на стабилността на PO4 3- в стопената шлака и намалява коефициент активност fRO4 3- това води до увеличаване на коефициента на разпределение фосфор между шлаката и метал.

Повишаване на съдържанието шлака киселинен оксид SiO2 предизвиква намаляване на коефициента на разпределение на намаляване фосфор концентрация поради кислородни аниони и чрез увеличаване на коефициента на активност на йоните РО4 3-. места, където силиций-кислород аниони частично заети в близост до Са2 + катиони.

По този начин, можем да заключим, че да допринесат за подобряване dephosphorization CaO концентрация и намаляване SiO2 концентрация. т. е. повишаване на алкалността на шлаката, както и увеличава съдържанието на FeO в шлаката.

Въпреки това, железни катиони играят двойна роля в процеса на dephosphorization. Тяхната положителна роля произтича от факта, че кислородът може да премине от шлаката за окисляване на фосфор и преход едновременно с компенсиране катиони на желязо от шлаката в метала. Отрицателното ролята на железни катиони е в близост с тях PO4 3- йони са нестабилни и поради тяхната активност е висока. Те са направени устойчиви само при смяна железни катиони с калциеви катиони. Следователно, трябва да има оптимално съотношение между концентрациите на СаО и FeO в шлаката, при максимална степен на dephosphorization.

Изследванията потвърждават присъствието на оптимално съотношение (% СаО) / (% FeO) за процес на отстраняване на фосфор от метал. Например, данните, представени на фигурата, най-голяма степен на dephosphorization постигнати, когато това съотношение от около 3, и се увеличава с увеличаване на шлака алкалност

Окислението по време на топене на стомана в електродъгови пещи фосфор окислителната реакция обикновено достига равновесие шлака състав и промяна причинява промяна в посоката на реакцията, която протича съгласно новите условия към окисляване или към възстановяване.

Степента на dephosphorization стане значително влияние температура баня. Както се вижда от резултатите от изследвания със съотношение разпределение фосфор повишаване на температурата между шлаката увеличава, т.е.. Е. Степен на метал dephosphorization намалява. Тъй като за производство на стомана шлака метал система е обикновено достига равновесие, е показан ефекта на температура и време на стапянето.

Фигура 1: Зависимост на коефициента на разпределение на фосфор шлака алкалност (R = CaO / SiO2) и съотношението (% СаО) / (% FeO)