工程科学学报，第38卷，第5期：668676,2016年5月 Chinese Journal of Engineering,Vol.38,No.5:668-676,May 2016 D0l:10.13374/j.issn2095-9389.2016.05.011:http://journals.ustb.edu.cn A山，0，和二元碱度对炼钢炉渣中磷酸盐富集机理的综 合影响 李晋岩”，张梅”，郭敏)区，杨学民》 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室，北京100190 区通信作者，E-mail:guomin(@ustb.cdu.cm 摘要以六元Ca0-Si02Fe0P,0,Fe20,-Al,0,炼钢渣系为研究对象，结合热力学计算和实验检测，分析(AL,0)和二元 碱度B综合变化对该六元渣系中磷酸盐富集行为的影响.结果表明：炼钢炉渣中生成游离C,S含量对磷酸盐富集相C,$一 CP内的(P,O,)至关重要.该渣系中增加SiO2会降低总的C,S生成量，增加AL,O3可促进钙铝黄长石C,AS相生成，降低游 离C,S(fC,S)的量，进而影响磷酸盐的富集.六元Ca0SiO2Fe0P,O,Fe,0,一AL,O,炼钢炉渣获得较好磷酸盐富集程度， 渣中二元碱度B和A203含量需满足的耦合关系为：(%A山20，)=-27.70+21.62B,(AL,03)<20.0%,B>1.3. 关键词炼钢炉渣：氧化铝：碱度：磷酸盐：富集 分类号TF09 Comprehensive effect of Al,O,content and binary basicity on the enrichment mechanism of phosphates in quenched steelmaking slags lI Jin-yan',ZHANG Mei,GU0Min》,YANG Xue-min2》 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Seience and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Key Laboratory of Green Process and Engineering,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China Corresponding author,E-mail:guomin@ustb.edu.cn ABSTRACT A comprehensive effect of Al,O,content and binary basicity B on the enrichment behavior of phosphates in rapidly quenched Cao-SiO,FeO-P,Os-Fe,O,-Al,O,steelmaking slags was investigated through thermodynamic calculations and experi- mental determination.It is found that the determined mass percentage of P2O in the phosphate-enriched phase nCS-C,P depends on the forming of free C.S in the steelmaking slags and increasing the SiO,content can result in an obviously decreasing tendency of formed CaS.Adding Al,O,as a dilute agent for decreasing the viscosity and melting point of the steelmaking slags can be easily bond- ed with free CaS to form a gehlenite (CAS)solid solution.Thus,adding AlO in the steelmaking slags can decrease the amount of free C.S in the steelmaking slags,which affects phosphate enrichment.In order to obtain a greater phosphate enrichment in the steel- making slags,a coupling relationship between the binary basicity B and the mass percentage of AlO in the initial steelmaking slags should be kept as (%Al2O)=-27.70+21.62B under the conditions of (Al2O3)<20.0%and the binary basicity B>1.3. KEY WORDS steelmaking slags;alumina:basicity:phosphates:enrichment 二元碱度和铁氧化物均较低的高炉炉渣已广泛用 而且因其含有一定量磷酸盐也限制其在钢铁治金现有 于水泥原料和筑路辅助原料，而二元碱度和铁氧化物 流程内的循环利用.合理利用炼钢炉渣中磷酸盐或含 均较高的炼钢炉渣在钢铁企业外资源化利用程度低， P组元，不仅对炼钢炉渣资源化利用具有理论意义，而 收稿日期：201601-31 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51372019,51072022,50874013)
工程科学学报，第 38 卷，第 5 期: 668--676，2016 年 5 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 38，No． 5: 668--676，May 2016 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2016． 05． 011; http: / /journals． ustb． edu． cn Al2 O3 和二元碱度对炼钢炉渣中磷酸盐富集机理的综 合影响 李晋岩1) ，张 梅1) ，郭 敏1) ，杨学民2) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室，北京 100190 通信作者，E-mail: guomin@ ustb． edu． cn 摘 要 以六元 CaO--SiO2 --FeO--P2O5 --Fe2O3 --Al2O3 炼钢渣系为研究对象，结合热力学计算和实验检测，分析( Al2O3 ) 和二元 碱度 B 综合变化对该六元渣系中磷酸盐富集行为的影响． 结果表明: 炼钢炉渣中生成游离 C2 S 含量对磷酸盐富集相 nC2 S-- C3P 内的( P2O5 ) 至关重要． 该渣系中增加 SiO2 会降低总的 C2 S 生成量，增加 Al2O3 可促进钙铝黄长石 C2AS 相生成，降低游 离 C2 S ( f--C2 S) 的量，进而影响磷酸盐的富集． 六元 CaO--SiO2 --FeO--P2O5 --Fe2O3 --Al2O3 炼钢炉渣获得较好磷酸盐富集程度， 渣中二元碱度 B 和 Al2O3 含量需满足的耦合关系为: ( % Al2O3 ) = － 27. 70 + 21. 62B，( Al2O3 ) ＜ 20. 0% ，B ＞ 1. 3． 关键词 炼钢炉渣; 氧化铝; 碱度; 磷酸盐; 富集 分类号 TF09 Comprehensive effect of Al2O3 content and binary basicity on the enrichment mechanism of phosphates in quenched steelmaking slags LI Jin-yan1) ，ZHANG Mei 1) ，GUO Min1) ，YANG Xue-min2) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Key Laboratory of Green Process and Engineering，Institute of Process Engineering，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100190，China Corresponding author，E-mail: guomin@ ustb． edu． cn ABSTＲACT A comprehensive effect of Al2O3 content and binary basicity B on the enrichment behavior of phosphates in rapidly quenched CaO--SiO2 --FeO--P2O5 --Fe2O3 --Al2O3 steelmaking slags was investigated through thermodynamic calculations and experimental determination． It is found that the determined mass percentage of P2O5 in the phosphate-enriched phase nC2 S--C3P depends on the forming of free C2 S in the steelmaking slags and increasing the SiO2 content can result in an obviously decreasing tendency of formed C2 S． Adding Al2O3 as a dilute agent for decreasing the viscosity and melting point of the steelmaking slags can be easily bonded with free C2 S to form a gehlenite ( C2AS) solid solution． Thus，adding Al2O3 in the steelmaking slags can decrease the amount of free C2 S in the steelmaking slags，which affects phosphate enrichment． In order to obtain a greater phosphate enrichment in the steelmaking slags，a coupling relationship between the binary basicity B and the mass percentage of Al2O3 in the initial steelmaking slags should be kept as ( % Al2O3 ) = － 27. 70 + 21. 62B under the conditions of ( Al2O3 ) ＜ 20. 0% and the binary basicity B ＞ 1. 3． KEY WOＲDS steelmaking slags; alumina; basicity; phosphates; enrichment 收稿日期: 2016--01--31 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51372019，51072022，50874013) 二元碱度和铁氧化物均较低的高炉炉渣已广泛用 于水泥原料和筑路辅助原料，而二元碱度和铁氧化物 均较高的炼钢炉渣在钢铁企业外资源化利用程度低， 而且因其含有一定量磷酸盐也限制其在钢铁冶金现有 流程内的循环利用． 合理利用炼钢炉渣中磷酸盐或含 P 组元，不仅对炼钢炉渣资源化利用具有理论意义，而
李晋岩等：A山203和二元碱度对炼钢炉渣中磷酸盐富集机理的综合影响 ·669 且对钢铁产量大国的中国具有迫切的现实意义.将可 渣中磷酸盐的资源化工艺提供必要的理论依据. 有效富集炉渣中BⅢ、V回、T圆等微量组元的选择性 1炼钢炉渣水淬实验及物相检测 富集和相分离的学术思想应用于炼钢炉渣的含P组元 处理，可望实现含炼钢炉渣中磷酸盐的资源化利用. 1.1炼钢炉渣成分设计 铁液中P进入炼钢炉渣的基本步骤为：(1) 本研究以人工配制的六元Ca0-Si02-Fe0-P,0,- 炉渣中Ca0首先与Si0,结合生成低熔点2Ca0·Si0, Fez0,-AL,O,渣系模拟炼钢炉渣.Fe0由实验室制备 (C,S):(2)经过脱P反应进入炉渣中的磷组元主要以 得到，其制备方法见文献[4-5].其他组元如Ca0、 3Ca0P,0,(C,P)赋存：(3)C,S和C,P有较大亲和 Si02、Fe03、AL,03和P20,均为试剂纯化学试剂. 力，可生成nC,SC,P复杂化合物.因此，采用选择性 为了考察AL,0,含量和二元碱度B对炼钢炉渣中 富集和相分离的学术思想实现炼钢炉渣中含P组元富 磷酸盐富集程度的影响，本研究设计了分别标记为 集的技术关键为：(1)通过调整或加入其他组元，使得 No.1~No.6的六组实验，对应的初始成分见表1. 炼钢炉渣满足达到易生成C,S-C,P复杂化合物的最 No.1~No.2两组实验以期研究二元碱度B为1.3时 佳成分：(2)采取合理冷却制度，使得炼钢炉渣中C,S一 L,O,含量变化对炼钢炉渣中磷酸盐富集程度的影 C,P复杂化合物在冷却过程进一步长大. 响，No.2~No.4三组以期研究(Al,03)为10%时二元 前期研究结果表明：五元Ca0-Si02-Fe0-P,0,一 碱度B变化对渣中磷酸盐富集程度的影响，No.1、 Fe,0炼钢炉渣的二元碱度B在2.0~3.5范围内 No.3、No.5和No.6四组实验以期研究Al,0,含量和二 时，调整二元碱度B为2.5，磷酸盐富集相nC,S- 元碱度B含量的综合作用对磷酸盐富集程度的影响. C,P中(P,0,)最高，可达到17.07%：五元Ca0-Si0,- 表1六组配制的炼钢炉渣化学成分 Fe0-P,0,Fe,03炼钢炉渣的二元碱度B在1.0~2.0 Table 1 Chemical composition of six groups of synthesized Cao-Si0,- 范围内时回，调整二元碱度B为1.3，磷酸盐富集相 Fe0-P2Os -Fe203 -Al203 steelmaking slags nC,SC,P中(P,0,)最高，达到31.09%.显然，磷酸盐 炉渣化学成分（质量分数）/% No. B CB 含量一定的炼钢炉渣，调整其中游离的C,S(f-C,S) Ca0 P2Os Si02 Fe2O;Fe0 Al2O; 生成量对凝固后炼钢炉渣中磷酸盐富集相C,S-C,P 34.185.0026.3018.9815.5401.31.40 内P,0,的质量分数至关重要.调整炼钢炉渣二元碱 30.585.0023.5217.0013.90101.31.29 度B和增加除SO2外的酸性或两性氧化物可调整炉 32.725.0019.2418.1814.86101.71.66 渣中-C,S数量.我们知道，炼钢炉渣中常见组元 435.025.0014.6019.4615.92102.42.28 A山，0，是典型的两性氧化物，可一定程度降低炉渣黏 5 31.885.0015.9417.7014.48 152.01.82 度和熔化温度.Lin等圆研究A山，0，对炼钢炉渣中磷 630.905.0012.8817.1614.04202.41.98 酸盐富集行为的促进作用，进而采用磁选分离的方式 回收炉渣中磷酸盐.Wang等切从动力学角度研究 1.2炼钢炉渣水淬渣样的制备 A山，0，和P0对炼钢炉渣黏度的影响，并建立了炉渣 本研究采用P坩埚熔化炉渣，实验中将P坩埚 结构与黏度之间的关系.但文献对两性氧化物山，0，特 内置于A山2O3保护坩埚内.所使用的MoSi2电阻加热 别是包含二元碱度和L,0,的复杂碱度对炼钢炉渣中磷 炉的PD型温度控制系统可保证反应管恒温区的温度 酸盐富集影响的报道尚不多.本文以CB=(%CO)/ 误差为±3K.实验全程均采用净化处理的高纯A保 0.93(%Si0,)+0.18(%AL,0)]圆表征的复杂碱度 护，r流量为0.5L·min(标准状态下).净化处理高 CB为衡量指标，研究两性氧化物AL,O,和二元碱度B 纯Ar是为了防止炼钢炉渣中FeO在实验过程被氧化. 综合变化对炼钢炉渣中磷酸盐的富集影响程度和机理. 高纯Ar(99.999%)净化处理主要包括脱水、脱氧等 本研究以Ca0-Si02-Fe0-P,0,-Fe203-Al,0,六 净化环节 元炼钢炉渣为研究对象，采用一定冷却制度下得到的 所采炼钢炉渣的升温和降温的温度制度如图1所 水淬渣样的X射线衍射、扫面电镜和能谱分析测试结 示.由图1可知，温度制度包含升温、保温和两段式降 果为实验依据，以炉渣的分子与原子共存理论(ion and 温三个环节.温度首先由室温升高到目标温度1773K molecule coexistence theory,IMCT)FactSage (1500℃)，升温速率为2.0~5.0K·min.在目标温 件的热力学平衡计算结果为理论依据，采用实验 度1773K保温30min,确保渣样充分熔化.两段式降 结果和理论计算结果相结合的研究手段，探讨A山，O, 温首先将温度由1773K降到1573K,保温30min后： 组元和二元碱度B对水淬炼钢炉渣中磷酸盐富集程度的 温度进一步降到1373K.两段降温的速率均控制在 影响，进而揭示磷酸盐富集机理。研究结果以期为炼钢炉 2.0K·min,第1段是为了析出C,P,第2段是为了确
李晋岩等: Al2O3 和二元碱度对炼钢炉渣中磷酸盐富集机理的综合影响 且对钢铁产量大国的中国具有迫切的现实意义． 将可 有效富集炉渣中 B［1］、V［2］、Ti ［3］等微量组元的选择性 富集和相分离的学术思想应用于炼钢炉渣的含 P 组元 处理，可望实现含炼钢炉渣中磷酸盐的资源化利用． 铁液中 P 进入炼钢炉渣的基本步骤［4--5］为: ( 1) 炉渣中 CaO 首先与 SiO2 结合生成低熔点 2CaO·SiO2 ( C2 S) ; ( 2) 经过脱 P 反应进入炉渣中的磷组元主要以 3CaO·P2O5 ( C3P) 赋 存; ( 3) C2 S 和 C3P 有 较 大 亲 和 力，可生成 nC2 S--C3P 复杂化合物． 因此，采用选择性 富集和相分离的学术思想实现炼钢炉渣中含 P 组元富 集的技术关键为: ( 1) 通过调整或加入其他组元，使得 炼钢炉渣满足达到易生成 C2 S--C3P 复杂化合物的最 佳成分; ( 2) 采取合理冷却制度，使得炼钢炉渣中 C2 S-- C3P 复杂化合物在冷却过程进一步长大． 前期研究结果表明: 五元 CaO--SiO2 --FeO--P2O5 -- Fe2O3 炼钢 炉 渣 的 二 元 碱 度 B 在 2. 0 ～ 3. 5 范 围 内 时［4］，调整 二 元 碱 度 B 为 2. 5，磷 酸 盐 富 集 相 nC2 S-- C3P 中( P2O5 ) 最高，可达到 17. 07% ; 五元 CaO--SiO2 -- FeO--P2O5 --Fe2O3 炼钢炉渣的二元碱度 B 在 1. 0 ～ 2. 0 范围内时［5］，调整二元碱度 B 为 1. 3，磷酸盐富集相 nC2 S--C3P 中( P2O5 ) 最高，达到 31. 09% ． 显然，磷酸盐 含量一定的炼钢炉渣，调整其中游离的 C2 S ( f--C2 S) 生成量对凝固后炼钢炉渣中磷酸盐富集相 nC2 S--C3P 内 P2O5 的质量分数至关重要． 调整炼钢炉渣二元碱 度 B 和增加除 SiO2 外的酸性或两性氧化物可调整炉 渣 中 f--C2 S 数 量． 我 们 知 道，炼钢炉渣中常见组元 Al2O3 是典型的两性氧化物，可一定程度降低炉渣黏 度和熔化温度． Lin 等［6］研究 Al2O3 对炼钢炉渣中磷 酸盐富集行为的促进作用，进而采用磁选分离的方式 回收炉 渣 中 磷 酸 盐． Wang 等［7］ 从 动 力 学 角 度 研 究 Al2O3 和 P2O5 对炼钢炉渣黏度的影响，并建立了炉渣 结构与黏度之间的关系． 但文献对两性氧化物 Al2O3，特 别是包含二元碱度和 Al2O3 的复杂碱度对炼钢炉渣中磷 酸盐富集影响的报道尚不多． 本文以 CB = ( % CaO) / ［0. 93( % SiO2 ) + 0. 18 ( % Al2O3) ］［8］ 表征的复杂碱度 CB 为衡量指标，研究两性氧化物 Al2O3 和二元碱度 B 综合变化对炼钢炉渣中磷酸盐的富集影响程度和机理． 本研究以 CaO--SiO2 --FeO--P2O5 --Fe2O3 --Al2O3 六 元炼钢炉渣为研究对象，采用一定冷却制度下得到的 水淬渣样的 X 射线衍射、扫面电镜和能谱分析测试结 果为实验依据，以炉渣的分子与原子共存理论( ion and molecule coexistence theory，IMCT) ［9--11］ 和 FactSage 软 件的热力学平衡计算［12--14］结果为理论依据，采用实验 结果和理论计算结果相结合的研究手段，探讨 Al2O3 组元和二元碱度 B 对水淬炼钢炉渣中磷酸盐富集程度的 影响，进而揭示磷酸盐富集机理． 研究结果以期为炼钢炉 渣中磷酸盐的资源化工艺提供必要的理论依据． 1 炼钢炉渣水淬实验及物相检测 1. 1 炼钢炉渣成分设计 本研究以人工配制的六元 CaO--SiO2 --FeO--P2O5 -- Fe2O3 --Al2O3 渣系模拟炼钢炉渣． FeO 由实验室制备 得到，其制备 方 法 见 文 献［4--5］． 其 他 组 元 如 CaO、 SiO2、Fe2O3、Al2O3 和 P2O5 均为试剂纯化学试剂． 为了考察 Al2O3 含量和二元碱度 B 对炼钢炉渣中 磷酸盐富集程度的影响，本研究设计了分别标记为 No． 1 ～ No． 6 的 六 组 实 验，对 应 的 初 始 成 分 见 表 1． No． 1 ～ No． 2 两组实验以期研究二元碱度 B 为 1. 3 时 Al2O3 含量变化对炼钢炉渣中磷酸盐富集程度的影 响，No． 2 ～ No． 4 三组以期研究( Al2O3 ) 为 10% 时二元 碱度 B 变化对渣中磷酸盐富集程度的影响，No． 1、 No． 3、No． 5 和 No． 6 四组实验以期研究 Al2O3 含量和二 元碱度 B 含量的综合作用对磷酸盐富集程度的影响． 表 1 六组配制的炼钢炉渣化学成分 Table 1 Chemical composition of six groups of synthesized CaO--SiO2 -- FeO--P2O5 --Fe2O3 --Al2O3 steelmaking slags No． 炉渣化学成分( 质量分数) /% CaO P2O5 SiO2 Fe2O3 FeO Al2O3 B CB 1 34. 18 5. 00 26. 30 18. 98 15. 54 0 1. 3 1. 40 2 30. 58 5. 00 23. 52 17. 00 13. 90 10 1. 3 1. 29 3 32. 72 5. 00 19. 24 18. 18 14. 86 10 1. 7 1. 66 4 35. 02 5. 00 14. 60 19. 46 15. 92 10 2. 4 2. 28 5 31. 88 5. 00 15. 94 17. 70 14. 48 15 2. 0 1. 82 6 30. 90 5. 00 12. 88 17. 16 14. 04 20 2. 4 1. 98 1. 2 炼钢炉渣水淬渣样的制备 本研究采用 Pt 坩埚熔化炉渣，实验中将 Pt 坩埚 内置于 Al2O3 保护坩埚内． 所使用的 MoSi2 电阻加热 炉的 PID 型温度控制系统可保证反应管恒温区的温度 误差为 ± 3 K． 实验全程均采用净化处理的高纯 Ar 保 护，Ar 流量为 0. 5 L·min － 1 ( 标准状态下) ． 净化处理高 纯 Ar 是为了防止炼钢炉渣中 FeO 在实验过程被氧化． 高纯 Ar ( 99. 999% ) 净化处理主要包括脱水、脱氧等 净化环节． 所采炼钢炉渣的升温和降温的温度制度如图 1 所 示． 由图 1 可知，温度制度包含升温、保温和两段式降 温三个环节． 温度首先由室温升高到目标温度 1773 K ( 1500 ℃ ) ，升温速率为 2. 0 ～ 5. 0 K·min － 1 ． 在目标温 度 1773 K 保温 30 min，确保渣样充分熔化． 两段式降 温首先将温度由 1773 K 降到 1573 K，保温 30 min 后; 温度进一步降到 1373 K． 两段降温的速率均控制在 2. 0 K·min － 1 ，第 1 段是为了析出 C3P，第 2 段是为了确 ·669·
·670 工程科学学报，第38卷，第5期 保炉渣中磷酸盐相结晶长大.在1373K时，将炉渣快 子是由(Ca2++02-)和(Fe2·+02-)离子对和简单分 速取出高温炉进行水淬冷却.水淬冷却的渣样在403 子反应生成的 K(130℃)烘箱中烘干4h,供后续的物相检测. 根据Ca0-Si02-Al,03三元系相图5-，在1623~ 需要指出的是：渣样在熔化和冷却的过程中F0 1873K温度范围内，该六元系中可能存在的含钙硅铝 与Fe,03质量比为常数，因为实验过程中一直有高纯 的三元化合物主要有两种，分别为钙铝黄长石2Ca0· Ar保护. AL,03·Si02(C2AS)和钙长石Ca0·AL,03·2Si02 2000 (CAS,).根据MCT0建立模型的基本方法，即炉渣 温度制度 组元化学分析得到的含量和基于MCT观点生成复杂 1600 大分子后的物质守恒，建立了MCT计算模型，即M- 2.62 K.min CT-V模型.IMCT-V,模型的建立过程在本文不再赘 述.利用所建立的六元渣系的MCT-N,模型可得到表 1200 3.33kmin-1 征自由AL,O,、C,AS和CAS,反应能力的质量作用浓度 N:和平衡物质的量n·质量作用浓度N,和平衡物质 80 水淬 的量n,间的关系为 4.5Kniin Ni= ni (1) ∑n 400 6.00 K.min- 该六元渣系的IMCT-N,模型结果表明∑n:变 0 200 400 600 800 时间/min 化不大.因此，质量作用浓度N:不仅可表征结构单元 图1炼钢炉渣从273K到1773K的温度变化曲线 的反应能力，而且可与结构单元的质量：建立线性对 Fig.1 Temperature change curve from 273K to 1773K for the steel- 应关系 making slags 图2给出1673K(1400℃)时不同初始(AL,0,)含 1.3物相表征方法 量与生成的C2AS和CAS2平衡物质的量nc,s和ncas,之 一部分水淬渣样破碎研磨筛分至0.074mm(200 间的关系.由图2可知，随着初始（山0，）增加，炉渣 中C,AS和CAS2的平衡物质的量n,As和ncs均增大； 目)以下供物相检测.物相检测采用日本理学公司生 产的X射线衍射分析仪(XRD,TTRⅢ型).X射线衍 但CAS,的质量远小于C,AS的质量.因此，炉渣中因 为添加AL,03所生成的主要物相为C,AS,而不是 射扫速为10°·min. CAS, 一部分原始未破碎的块状渣样镶嵌于环氧树脂 表1所列举六组实验中No.1炉渣中无AL,O,,其 内，以三乙烯四胺(C,HsN,)为硬化剂，抛光喷碳处理 成分和文献[5]五元Ca0-Si02-fe0-fe20,-P20,渣 后矿相解离检测.矿相检测采用FEI公司生产的矿相 系的成分一致，且磷酸盐富集相中P,O、的质量分数最 解离分析仪(MLA250型)，包括FEI Quanta250多用 途扫描电镜和高速、高能量X射线能谱仪.扫描电镜 高.因此可推断，其他五组添加A山0，的炉渣中A山03 主要与C,S结合生成钙铝黄长石C,AS相.由Al203 采用背散射电子成像分析矿相嵌布特征，能谱采用点 和C,S的化学计量比可知，六元炼钢炉渣二元碱度B 扫描和面扫描进行成分定量分析. 为1.7时，需要添加的AL,03的质量分数为10%：二元 2 A山，03在炉渣中赋存形式及冷却温度的 碱度B为2.0时，需要添加的A山，0，的质量分数为 热力学计算 15%:二元碱度B为2.4时，需要添加的A1,0,的质量 分数为20%.为了验证这一推论，设计的实验成分见 2.1A山，0，在炉渣中赋存形式和质量的热力学分析 表1. 分子与离子共存理论如是一种基于相图中可能 2.2冷却温度确定 存在的化合物为结构单元，采用质量作用定律定量计 为了确定炉渣缓冷的最高温度或将炉渣取出加热 算炉渣中结构单元数量或反应能力的炉渣结构理论. 炉进行水冷的最低温度，采用以拟化学模型为实质的 该理论认为，六元Ca0Si02fe0Pz0,fe,03-Al,0, FactSage6.3软件2-对表1中的六组炼钢炉渣成分 炼钢炉渣在高温的结构单元为：(1)三种简单离子 进行热力学平衡计算.本文仅以No.3炉渣为代表说 Ca2·、Fe2·和02-：(2)四种简单分子Si02、P20、Fe20, 明FactSage6.3软件的计算结果.100g的No.3炉渣 和AL,0:(3)20种诸如C,S和C,P的复杂大分子.需 在温度范围为1300~2000K时，炉渣中主要生成物的 要提及的是，MCT认为-"，高温所生成的复杂大分 质量分数与温度的关系见图3.由图3可看出，No.3
工程科学学报，第 38 卷，第 5 期 保炉渣中磷酸盐相结晶长大． 在 1373 K 时，将炉渣快 速取出高温炉进行水淬冷却． 水淬冷却的渣样在 403 K ( 130 ℃ ) 烘箱中烘干 4 h，供后续的物相检测． 需要指出的是: 渣样在熔化和冷却的过程中 FeO 与 Fe2O3 质量比为常数，因为实验过程中一直有高纯 Ar 保护． 图 1 炼钢炉渣从 273 K 到 1773 K 的温度变化曲线 Fig． 1 Temperature change curve from 273 K to 1773 K for the steelmaking slags 1. 3 物相表征方法 一部分水淬渣样破碎研磨筛分至 0. 074 mm ( 200 目) 以下供物相检测． 物相检测采用日本理学公司生 产的 X 射线衍射分析仪( XＲD，TTＲⅢ型) ． X 射线衍 射扫速为 10°·min － 1 ． 一部分原始未破碎的块状渣样镶嵌于环氧树脂 内，以三乙烯四胺( C6 H18N4 ) 为硬化剂，抛光喷碳处理 后矿相解离检测． 矿相检测采用 FEI 公司生产的矿相 解离分析仪( MLA250 型) ，包括 FEI Quanta 250 多用 途扫描电镜和高速、高能量 X 射线能谱仪． 扫描电镜 采用背散射电子成像分析矿相嵌布特征，能谱采用点 扫描和面扫描进行成分定量分析． 2 Al2O3 在炉渣中赋存形式及冷却温度的 热力学计算 2. 1 Al2O3 在炉渣中赋存形式和质量的热力学分析 分子与离子共存理论［9--11］是一种基于相图中可能 存在的化合物为结构单元，采用质量作用定律定量计 算炉渣中结构单元数量或反应能力的炉渣结构理论． 该理论认为，六元 CaO--SiO2 --FeO--P2O5 --Fe2O3 --Al2O3 炼钢炉渣在高温的结构单元为: ( 1) 三种 简 单 离 子 Ca2 + 、Fe2 + 和 O2 － ; ( 2) 四种简单分子 SiO2、P2O5、Fe2O3 和 Al2O3 ; ( 3) 20 种诸如 C2 S 和 C3P 的复杂大分子． 需 要提及的是，IMCT 认为［9--11］，高温所生成的复杂大分 子是由( Ca2 + + O2 － ) 和( Fe2 + + O2 － ) 离子对和简单分 子反应生成的． 根据 CaO--SiO2 --Al2O3 三元系相图［15--16］，在 1623 ～ 1873 K 温度范围内，该六元系中可能存在的含钙硅铝 的三元化合物主要有两种，分别为钙铝黄长石 2CaO· Al2O3·SiO2 ( C2AS ) 和 钙 长 石 CaO·Al2O3·2SiO2 ( CAS2 ) ． 根据 IMCT［9--11］建立模型的基本方法，即炉渣 组元化学分析得到的含量和基于 IMCT 观点生成复杂 大分子后的物质守恒，建立了 IMCT 计算模型，即 IMCT--Ni 模型． IMCT--Ni 模型的建立过程在本文不再赘 述． 利用所建立的六元渣系的 IMCT--Ni 模型可得到表 征自由 Al2O3、C2AS 和 CAS2 反应能力的质量作用浓度 Ni 和平衡物质的量 ni ． 质量作用浓度 Ni 和平衡物质 的量 ni 间的关系为 Ni = ni ∑ni ． ( 1) 该六元渣系的 IMCT--Ni 模型结果表明 ∑ ni 变 化不大． 因此，质量作用浓度 Ni 不仅可表征结构单元 的反应能力，而且可与结构单元的质量 ni 建立线性对 应关系． 图 2 给出 1673 K ( 1400 ℃ ) 时不同初始( Al2O3 ) 含 量与生成的 C2AS 和 CAS2 平衡物质的量 nC2AS和 nCAS2 之 间的关系． 由图 2 可知，随着初始( Al2O3 ) 增加，炉渣 中 C2AS 和 CAS2 的平衡物质的量 nC2AS和 nCAS2 均增大; 但 CAS2 的质量远小于 C2AS 的质量． 因此，炉渣中因 为添 加 Al2O3 所 生成的主要物相为 C2AS，而 不 是 CAS2 ． 表 1 所列举六组实验中 No． 1 炉渣中无 Al2O3，其 成分和文献［5］五元 CaO--SiO2 --FeO--Fe2O3 --P2O5 渣 系的成分一致，且磷酸盐富集相中 P2O5 的质量分数最 高． 因此可推断，其他五组添加 Al2O3 的炉渣中 Al2O3 主要与 C2 S 结合生成钙铝黄长石 C2AS 相． 由 Al2O3 和 C2 S 的化学计量比可知，六元炼钢炉渣二元碱度 B 为 1. 7 时，需要添加的 Al2O3 的质量分数为 10% ; 二元 碱度 B 为 2. 0 时，需 要 添 加 的 Al2O3 的质 量 分 数 为 15% ; 二元碱度 B 为 2. 4 时，需要添加的 Al2O3 的质量 分数为 20% ． 为了验证这一推论，设计的实验成分见 表 1． 2. 2 冷却温度确定 为了确定炉渣缓冷的最高温度或将炉渣取出加热 炉进行水冷的最低温度，采用以拟化学模型为实质的 FactSage 6. 3 软件［12--14］对表 1 中的六组炼钢炉渣成分 进行热力学平衡计算． 本文仅以 No． 3 炉渣为代表说 明 FactSage 6. 3 软件的计算结果． 100 g 的 No． 3 炉渣 在温度范围为 1300 ～ 2000 K 时，炉渣中主要生成物的 质量分数与温度的关系见图 3． 由图 3 可看出，No． 3 · 076 ·
李晋岩等：A山203和二元碱度对炼钢炉渣中磷酸盐富集机理的综合影响 ·671 0.10 0.0020 计算的ns 山计算的n 0.08 000X8888888 0.0015 0.06 0.0010 04 0.0005 0.02 0000000001 0 0 0 10 20 30 0 10 20 30 AL,0,质量分数/% A1,0,质量分数/% 图21673K时Ca0-Si02-f0-fe20,-,03-Al,03渣系中A山20，质量分数与计算的平衡物质的量ne2s(a)和nc2(b)之间的关系 Fig.2 Relationships of the mass percentage of lfromto%against the calculated equilibrium amount of substance s(a)r(b) for the Cao-Si02-FeO-Fe203-P20s-Al2O3 steelmaking slags at 1673 K 炉渣中各生成物的含量与温度变化密切相关：(1)温 含有AL,0,的六元炼钢炉渣冷却后容易生成钙铝黄长 度高于1613K(1340℃)时，No.3炉渣存在Ca0、Si02、 石C,AS相.表2给出六组炼钢炉渣的熔点及取出温 Fe0、Fe203和AL0,五种简单氧化物，而P20,以C,P 度.可看出，六组炼钢炉渣的熔点T在1593~1668K, 形式存在：(2)温度低于1613K时，炉渣中的简单氧化 FactSage计算得到的适宜的水淬取出温度T净知在1358 物逐步减少，同时析出Fe30,和CzAS相；(3)可推断 ~1493K之间.因此，2.1节中述及的六组炼钢炉渣升 No.3炉渣的熔点为1613K;(4)温度低于1513K 温的目标温度为1773K(1500℃)，而降温过程的终点 (1240℃)时，No.3炉渣中简单氧化物进一步减少，B- 温度为1373K(1100℃). C,S相析出：(5)温度为1497K(1224℃)时，No.3炉 表2 FactSage计算的六组炼钢炉渣熔点、C,S相存在的温度范围和 渣中自由的简单氧化物几乎全部消失，Fe0,、C,AS和 实验采用的取出温度点 BC,S析出达到最大值：(6)温度低于1358K(1085 Table 2 Estimated melting point,temperature range of C2S phase for- mation for steelmaking slags calculated by FactSage software,and adopt- ℃)时，生成的BC,S相开始分解. ed temperature for quenching slag samples 40r No. 熔点/K 生成C2S相的温度范围/K 日-AL01-Si0, -Ca0 ◆-FeO 取出温度/K Fe;03-B-CS Ca,Al SiO,Fe,0. 1 1593 1373~1468 1373 30 ◆-Ca,0间★-Ca,(P02s2 2 1643 1373~1435 1373 3 1613 1358~1497 1373 20 4 1643 1373~1383 1373 5 1673 1373~1493 1373 6 1668 1373w1478 1373 3 结果与讨论 13001400150016001700180019002000 温度K 3.1水淬渣样的矿相确定 图3利用FactSage软件计算得到的温度由1300K到2000K变 为了确定水淬渣样的矿相结构，对表1所示六组 化时No.3炼钢炉渣中可能存在的组元质量分数的变化 实验的水淬渣样进行的X射线衍射检测结果如图4 Fig.3 Change in mass percentage of possibly formed components in No.3 steelmaking slag calculated by FactSage software when the tem- 所示 perature increases from 1300 K to 2000 K No.1水淬渣样（图4(a),二元碱度B为1.3， (Al,03)为0，主要矿相为Fe,0,、磷酸盐富集相nC,S- 虽然分子与离子共存理论和基于拟化学模型 C,P固溶体及部分Ca,Fe,(Si0,),基质相 的FactSage6.3软件2-对治金炉渣的基本观点不尽 No.2水淬渣样（图4(b),二元碱度B仍保持为 致，但两种热力学计算结果均表明，本研究所设计的 1.3,(Al203)由No.1的0增加至10%，其基质相
李晋岩等: Al2O3 和二元碱度对炼钢炉渣中磷酸盐富集机理的综合影响 图 2 1673 K 时 CaO--SiO2 --FeO--Fe2O3 --P2O5 --Al2O3 渣系中 Al2O3 质量分数与计算的平衡物质的量 nC2AS ( a) 和 nCAS2 ( b) 之间的关系 Fig． 2 Ｒelationships of the mass percentage of Al2O3 from 0 to 30% against the calculated equilibrium amount of substance nC2AS ( a) or nCAS2 ( b) for the CaO--SiO2 --FeO--Fe2O3 --P2O5 --Al2O3 steelmaking slags at 1673 K 炉渣中各生成物的含量与温度变化密切相关: ( 1) 温 度高于 1613 K ( 1340 ℃ ) 时，No． 3 炉渣存在 CaO、SiO2、 FeO、Fe2O3 和 Al2O3 五种简单氧化物，而 P2O5 以 C3P 形式存在; ( 2) 温度低于 1613 K 时，炉渣中的简单氧化 物逐步减少，同时析出 Fe3O4 和 C2AS 相; ( 3) 可推断 No． 3 炉 渣 的 熔 点 为 1613 K; ( 4 ) 温 度 低 于 1513 K ( 1240 ℃ ) 时，No． 3 炉渣中简单氧化物进一步减少，β-- C2 S 相析出; ( 5) 温度为 1497 K ( 1224 ℃ ) 时，No． 3 炉 渣中自由的简单氧化物几乎全部消失，Fe3O4、C2AS 和 β--C2 S 析出达到最大值; ( 6) 温度低于 1358 K ( 1085 ℃ ) 时，生成的 β--C2 S 相开始分解． 图 3 利用 FactSage 软件计算得到的温度由 1300 K 到 2000 K 变 化时 No． 3 炼钢炉渣中可能存在的组元质量分数的变化 Fig． 3 Change in mass percentage of possibly formed components in No． 3 steelmaking slag calculated by FactSage software when the temperature increases from 1300 K to 2000 K 虽然分子与离子共存理论［9--11］和基于拟化学模型 的 FactSage 6. 3 软件［12--14］对冶金炉渣的基本观点不尽 一致，但两种热力学计算结果均表明，本研究所设计的 含有 Al2O3 的六元炼钢炉渣冷却后容易生成钙铝黄长 石 C2AS 相． 表 2 给出六组炼钢炉渣的熔点及取出温 度． 可看出，六组炼钢炉渣的熔点 Tm在 1593 ～ 1668 K， FactSage 计算得到的适宜的水淬取出温度 T冷却 在 1358 ～ 1493 K 之间． 因此，2. 1 节中述及的六组炼钢炉渣升 温的目标温度为 1773 K ( 1500 ℃ ) ，而降温过程的终点 温度为 1373 K ( 1100 ℃ ) ． 表 2 FactSage 计算的六组炼钢炉渣熔点、C2 S 相存在的温度范围和 实验采用的取出温度点 Table 2 Estimated melting point，temperature range of C2 S phase formation for steelmaking slags calculated by FactSage software，and adopted temperature for quenching slag samples No． 熔点/K 生成 C2 S 相的温度范围/K 取出温度/K 1 1593 1373 ～ 1468 1373 2 1643 1373 ～ 1435 1373 3 1613 1358 ～ 1497 1373 4 1643 1373 ～ 1383 1373 5 1673 1373 ～ 1493 1373 6 1668 1373 ～ 1478 1373 3 结果与讨论 3. 1 水淬渣样的矿相确定 为了确定水淬渣样的矿相结构，对表 1 所示六组 实验的水淬渣样进行的 X 射线衍射检测结果如图 4 所示． No． 1 水淬渣样( 图 4 ( a) ) ，二元碱度 B 为 1. 3， ( Al2O3 ) 为 0，主要矿相为 Fe3O4、磷酸盐富集相 nC2 S-- C3P 固溶体及部分 Ca3Fe2 ( SiO4 ) 3 基质相［5］． No． 2 水淬渣样( 图 4( b) ) ，二元碱度 B 仍保持为 1. 3，( Al2O3 ) 由 No． 1 的 0 增 加 至 10% ，其 基 质 相 · 176 ·
·672· 工程科学学报，第38卷，第5期 CaFe2(SiO,),增多，但存在于No.1水淬渣样的富磷 石相C,AS及基质相C,S.造成这一结果的原因是因 酸盐相nCS-C,P固溶体消失.因此，二元碱度B为 为尽管增加AL,0,水淬渣样中生成部分C,AS相，但 1.3的炉渣中，增加AL,0,含量会恶化水淬渣样中磷酸 由于二元碱度B过大，水淬渣样中生成的C,S较多，最 盐的富集.造成富磷酸盐相nC,S-C,P固溶体消失的 终导致C,S数量过多，所以磷酸盐富集程度不明显 原因可归结于：二元碱度B为1.3时，增加A山，03可促 No.5和No.6两组水淬渣样（图4(e)和图4(）)， 进钙铝黄长石相C2AS的生成，进而减少-C,S相的生 同时调整炉渣二元碱度B和A山2O3含量，即二元碱度 成：C,S相的减少会减少生成nC,S-C,P的数量，因此 B为2.0，（AL,0)为15%时和二元碱度B为2.4， 磷酸盐富集程度变差. (AL,0,)为20%时，水淬渣样中的主要矿相均为富Fe No.3水淬渣样（图4(c)),二元碱度B提高至 相Fe,0,C,AS及磷酸盐富集相nC,SC,P固溶体. 1.7,保持(A山，03)为10%，主要矿相为富Fe相Fe,0,、 比较图4(a)~图4()的X射线衍射检测结果可 磷酸盐富集相nC,S-C,P、C,AS及少量基质相C,S. 看出：提高炼钢炉渣的二元碱度B有利于C,S相的生 No.3水淬渣样中生成钙铝黄长石相C,AS,且水淬渣 成，增加A山20，有利于绑定炼钢炉渣中生成的C2S为 样中磷酸盐进行富集. C,AS.炼钢炉渣二元碱度B和渣中AL,0,的含量共同 No.4水淬渣样（图4(d)),二元碱度B进一步提 影响水淬渣样中磷酸盐的富集，即优化炉渣复杂碱度， 高到2.4，保持(L,0,)为10%，主要矿相为钙铝黄长 水淬渣样中的磷酸盐才能得到充分富集 1-Fe 0 a No.1水淬渣样 d N.4水淬渣样 2-C,AS B=1.3(1,0,=0 2-C,AS B=2.4.(A1.0,=10% 2 24214 23411 A品 3nc.SC,p (b) 、,2水淬清样 3-nC.S-C.P Na.5水淬渣样 4(a,Si0 1.3,(A1,0)=10% 4(ai0 B=2.0.(A1,0,=159% 学 5-Ca,Fe,(SiO) N.3水淬渣样 -Ca Fe(SiO ) .6水淬渣样 B=1.7.(Al.0=10w B=2.4.(A10,=20% 40 50 60 70 20 30 4050 60 70 0 29/ 20/ 图4No.1~No.6水淬渣样的X射线衍射谱 Fig.4 X-ray diffraction pattems of steelmaking slags for No.I to No.6 slag samples 3.2二元碱度和A山，0，含量对磷酸盐富集的影响 寸较大.显然，当碱度为1.3，不添加A山，02时，No.1水 六组水淬渣样的扫描电镜照片如图5所示.图5 淬渣样中磷酸盐相可良好富集. 中标注的各点能谱检测结果见表3.前已述及，No.1 在参比或基准样品中添加10%Al203的No.2水 实验为二元碱度B为1.3，不添加A山20，的炉渣，因此 淬渣样的扫描电镜照片如图5(b)所示.No.2水淬渣 将No.1样品视为参比或基准样品.比较No.1和 样的深色区域不明显，与基质相灰色区域界线模糊 No.2的扫描电镜结果，以期得到相同二元碱度下不同 显然，与作为参比或基准样品的No.1水淬渣样相比， Al,O,含量对磷酸盐富集的影响.通过比较No.2~ 添加10%AL,0,的No.2水淬渣样中磷酸盐没有很好 No.4的扫描电镜结果，以期揭示相同A山，0，含量不同 地富集 二元碱度对磷酸盐富集的影响.通过比较No.1、 从表3所示No.1和No.2的能谱定量检测结果可 No.3、No.5和No.6的扫描电镜结果，以期探明二元碱 知：No.1水淬渣样中，代表深色富磷酸盐相的点3的 度B和A山，0，含量对磷酸盐富集的交互影响 (P,0)为29.54%：No.2水淬渣样中代表深灰色富磷 3.2.1相同二元碱度下不同A山，03含量对磷酸盐富 酸盐相的点6的(P,0,)降低到23.42%.因此，二元碱 集的影响 度B为1.3时，添加AL,03会恶化磷酸盐富集程度.这 如图5(a)所示No.1水淬渣样的扫描电镜图中可 一结果和3.1节中的X射线衍射检测结果一致 发现三个不同区域.与前期研究同结果相同：白色区 3.2.2相同A1,0,含量不同二元碱度对磷酸盐富集 域为富Fe相，灰色区域为基质相，深灰色区域为富磷 的影响 酸盐相.图5(a)中富磷酸盐相的深色区域明显，且尺 比较如图5(b)和图5(c)所示No.2和No.3水淬
工程科学学报，第 38 卷，第 5 期 Ca3Fe2 ( SiO4 ) 3 增多，但存在于 No． 1 水淬渣样的富磷 酸盐相 nC2 S--C3P 固溶体消失． 因此，二元碱度 B 为 1. 3 的炉渣中，增加 Al2O3 含量会恶化水淬渣样中磷酸 盐的富集． 造成富磷酸盐相 nC2 S--C3P 固溶体消失的 原因可归结于: 二元碱度 B 为 1. 3 时，增加 Al2O3 可促 进钙铝黄长石相 C2AS 的生成，进而减少 f--C2 S 相的生 成; C2 S 相的减少会减少生成 nC2 S--C3P 的数量，因此 磷酸盐富集程度变差． No． 3 水 淬渣样( 图 4 ( c) ) ，二元碱 度 B 提 高 至 1. 7，保持( Al2O3 ) 为 10% ，主要矿相为富 Fe 相 Fe3O4、 磷酸盐富集 相 nC2 S--C3P、C2AS 及少 量 基 质 相 C2 S． No． 3 水淬渣样中生成钙铝黄长石相 C2AS，且水淬渣 样中磷酸盐进行富集． No． 4 水淬渣样( 图 4( d) ) ，二元碱度 B 进一步提 高到 2. 4，保持( Al2O3 ) 为 10% ，主要矿相为钙铝黄长 石相 C2AS 及基质相 C2 S． 造成这一结果的原因是因 为尽管增加 Al2O3，水淬渣样中生成部分 C2AS 相，但 由于二元碱度 B 过大，水淬渣样中生成的 C2 S 较多，最 终导致 f--C2 S 数量过多，所以磷酸盐富集程度不明显． No． 5 和 No． 6 两组水淬渣样( 图 4( e) 和图 4( f) ) ， 同时调整炉渣二元碱度 B 和 Al2O3 含量，即二元碱度 B 为 2. 0，( Al2O3 ) 为 15% 时和 二 元 碱 度 B 为 2. 4， ( Al2O3 ) 为 20% 时，水淬渣样中的主要矿相均为富 Fe 相 Fe3O4，C2AS 及磷酸盐富集相 nC2 S--C3P 固溶体． 比较图 4( a) ～ 图 4( f) 的 X 射线衍射检测结果可 看出: 提高炼钢炉渣的二元碱度 B 有利于 C2 S 相的生 成，增加 Al2O3 有利于绑定炼钢炉渣中生成的 C2 S 为 C2AS． 炼钢炉渣二元碱度 B 和渣中 Al2O3 的含量共同 影响水淬渣样中磷酸盐的富集，即优化炉渣复杂碱度， 水淬渣样中的磷酸盐才能得到充分富集． 图 4 No． 1 ～ No． 6 水淬渣样的 X 射线衍射谱 Fig． 4 X-ray diffraction patterns of steelmaking slags for No． 1 to No． 6 slag samples 3. 2 二元碱度和 Al2O3 含量对磷酸盐富集的影响 六组水淬渣样的扫描电镜照片如图 5 所示． 图 5 中标注的各点能谱检测结果见表 3． 前已述及，No． 1 实验为二元碱度 B 为 1. 3，不添加 Al2O3 的炉渣，因此 将 No． 1 样 品 视 为 参 比 或 基 准 样 品． 比 较 No． 1 和 No． 2 的扫描电镜结果，以期得到相同二元碱度下不同 Al2O3 含量对磷酸盐富集的影响． 通过比较 No． 2 ～ No． 4 的扫描电镜结果，以期揭示相同 Al2O3 含量不同 二元碱 度 对 磷 酸 盐 富 集 的 影 响． 通 过 比 较 No． 1、 No． 3、No． 5 和 No． 6 的扫描电镜结果，以期探明二元碱 度 B 和 Al2O3 含量对磷酸盐富集的交互影响． 3. 2. 1 相同二元碱度下不同 Al2O3 含量对磷酸盐富 集的影响 如图 5( a) 所示 No． 1 水淬渣样的扫描电镜图中可 发现三个不同区域． 与前期研究［5］结果相同: 白色区 域为富 Fe 相，灰色区域为基质相，深灰色区域为富磷 酸盐相． 图 5( a) 中富磷酸盐相的深色区域明显，且尺 寸较大． 显然，当碱度为1. 3，不添加 Al2O3 时，No． 1 水 淬渣样中磷酸盐相可良好富集． 在参比或基准样品中添加 10% Al2O3 的 No． 2 水 淬渣样的扫描电镜照片如图 5( b) 所示． No． 2 水淬渣 样的深色区域不明显，与基质相灰色区域界线模糊． 显然，与作为参比或基准样品的 No． 1 水淬渣样相比， 添加 10% Al2O3 的 No． 2 水淬渣样中磷酸盐没有很好 地富集． 从表 3 所示 No． 1 和 No． 2 的能谱定量检测结果可 知: No． 1 水淬渣样中，代表深色富磷酸盐相的点 3 的 ( P2O5 ) 为 29． 54% ; No． 2 水淬渣样中代表深灰色富磷 酸盐相的点 6 的( P2O5 ) 降低到 23. 42% ． 因此，二元碱 度 B 为1. 3 时，添加 Al2O3 会恶化磷酸盐富集程度． 这 一结果和 3. 1 节中的 X 射线衍射检测结果一致． 3. 2. 2 相同 Al2O3 含量不同二元碱度对磷酸盐富集 的影响 比较如图 5( b) 和图 5( c) 所示 No． 2 和 No． 3 水淬 · 276 ·