熔渣结构及理论 Molten Slag 1.分子结构理论 2.离子结构理论 熔 3.分子与离子共存理论 渣 4.聚合物理论 理1分子结构理论 论 及 ●最早出现的理论; 模 基于对固态炉渣结构的研究; 在熔渣结构的研究中已很少应用; 型 在冶金生产实践中仍常用
Molten Slag 11 § 二、 熔渣结构及理论 1 熔 渣 理 论 及 模 型 1. 分子结构理论 2. 离子结构理论 3. 分子与离子共存理论 4. 聚合物理论 最早出现的理论; 基于对固态炉渣结构的研究; 在熔渣结构的研究中已很少应用; 在冶金生产实践中仍常用。 1 分子结构理论
熔渣结构及理论 Molten Slag 1分子结构理论 基本观点 ●结构单元:分子。 熔渣理论及模型 1.简单氧化物(或称自由氧化物) 如:CaO、MgO、FeO、MnO、SiO2、Al2O2等 2.复杂化合物(或称结合氧化物): 如2 Cao. SiO2, Cao.Sio2、3CaOP2O等 分子间的作用力为范德华力。 √作用力很弱,分子运动容易,高温时分子呈无序状 态分布; 可假定熔渣为理想溶液,各组元活度用浓度表示。 12
Molten Slag 12 § 二、 熔渣结构及理论 1 熔 渣 理 论 及 模 型 1 分子结构理论 结构单元：分子。 1. 简单氧化物（或称自由氧化物） 如：CaO、 MgO、 FeO、 MnO、 SiO2、Al2O3等 2. 复杂化合物（或称结合氧化物）： 如2CaO·SiO2， CaO·SiO2、3CaO·P2O5等 基本观点 分子间的作用力为范德华力。 ✓ 作用力很弱，分子运动容易，高温时分子呈无序状 态分布； ✓ 可假定熔渣为理想溶液，各组元活度用浓度表示
熔渣结构及理论 Molten Slag 1分子结构理论 基本观点 在一定条件下,熔渣中的简单氧化物分子与复杂化合 熔渣理论及模型 物分子间处于动态平衡,如: Cao+SiO =CaO.SiO AGe=-992470+2.15T Jmol-1 CaSIo 当反应达平衡时,其平衡常数为K Cao ●熔渣的性质主要取决于自由氧化物的浓度,只有自由 氧化物参加与熔渣中其它组元的化学反应
Molten Slag 13 在一定条件下，熔渣中的简单氧化物分子与复杂化合 物分子间处于动态平衡，如： CaO + SiO2 = CaO•SiO2 G = −992470 + 2.15T J·mol−1 当反应达平衡时，其平衡常数为 熔渣的性质主要取决于自由氧化物的浓度，只有自由 氧化物参加与熔渣中其它组元的化学反应。 2 2 CaO SiO CaO SiO x x x K = § 二、 熔渣结构及理论 1 熔 渣 理 论 及 模 型 基本观点 1 分子结构理论
熔渣结构及理论 Molten Slag 1分子结构理论 应用 熔渣理论及模型 氧化能力 ■熔渣氧化能力决定于渣中自由FeO的浓度; .(Feo)=Fe +O 脱S、P能力 强度及限度与渣中存在自由CaO浓度有关。 (Cao)+[S=( Cas)+O]
Molten Slag 14 § 二、 熔渣结构及理论 1 熔 渣 理 论 及 模 型 应用 1 分子结构理论 氧化能力 ▪ 熔渣氧化能力决定于渣中自由FeO的浓度； ▪ （FeO）=Fe（l）+[O] 脱 S 、 P 能力 ▪ 强度及限度与渣中存在自由CaO浓度有关。 （CaO）+[S]=（CaS）+[O]
熔渣结构及理论 Molten Slag 1分子结构理论 缺陷 不能运用分子理论进行定量计算。 熔渣理论及模型 上面的平衡常数K表达式中,结果发现K不为常数。 √对于脱硫反应,将一定温度下平衡时各组元的活度值 分子理论不能解释FeO在脱硫中的作用 √根据分子理论,降低渣的FeO含量有利于脱硫。 √实验发现,无论是纯FeO渣还是含FeO的渣均具有一定的 脱硫作用 与熔渣性能缺乏联系,无法解释熔渣的导电性。 √熔渣可导电、可电解。 15
Molten Slag 15 § 二、 熔渣结构及理论 1 熔 渣 理 论 及 模 型 缺陷 1 分子结构理论 不能运用分子理论进行定量计算。 ✓ 对于脱硫反应，将一定温度下平衡时各组元的活度值代入 上面的平衡常数K 表达式中，结果发现K 不为常数。 分子理论不能解释FeO在脱硫中的作用。 ✓ 根据分子理论，降低渣的FeO含量有利于脱硫。 ✓ 实验发现，无论是纯FeO渣还是含FeO的渣均具有一定的 脱硫作用。 与熔渣性能缺乏联系，无法解释熔渣的导电性。 ✓ 熔渣可导电、可电解