含硼炉渣导热系数的测定与研究.docx

含硼炉渣导热系数的测定与研究【摘要】应用瞬态热线法导热系数测量装置测定了含硼炉渣的导热系数。获得了导热系数与温度的关系及组成对导热系数的影响。在低温区导热系数随着温度的升高而呈直线形式略有增加；在高温区导热系数随着温度的升高而迅速降低。在所研究的组成中随着碱度R=CaO/SiO2的增加含硼炉渣的导热系数减少；在碱度R=CaO/SiO不变时随着MgO含量的增加含硼炉渣的导热系数增加；随着B2O3含量的增加导热系数呈现出不规则的变化。为提高含硼炉渣硼的提取率提供了基础数据和依据。【关键词】含硼炉渣；瞬态热线法；导热系数的测定【Abstract】Thetransientheatwiremethodwasappliedtomeasurethethermalconductivityoftheboron-containingslagandtherelationshipofthermalconductivitywithtemperatureandcompositionwasobtained.Thethermalconductivityincreasedslightlywiththeelevationoftemperatureinthelowtemperaturezonethethermalconductivitydecreasedrapidlywiththeelevationoftemperatureinthehightemperaturezone.Thethermalconductivityoftheboron-containingslagdecreasedwiththeincreaseofR=CaO/SiO2.Thethermalconductivityoftheboron-containingslagincreasedwiththeincreaseofMgOcontentwhenR=CaO/SiO2wasconstant.ItprovidedbasicdataandreferenceforincreasingrateofextractionoftheB2O3bearingslag.【Keywords】Boron-containingslag；Transientheatwiremethod；Measurementofthethermalconductivity0引言含硼炉渣是将铁硼分离后得到的含有硼的高炉渣称为含硼硼渣。这种高温下得到的炉渣活性低不宜作化工原料导致大量资源被浪费。含硼炉渣的导热系数是控制含硼炉渣活性的关键参数。并且含硼炉渣属于硅酸盐体系通过其导热系数的测定可以提供硅酸盐体系微观结构和相互作用的有用信息有助于了解硅酸盐体系导热机理和发展硅酸盐体系理论。目前关于含硼渣导热系数热物性参数尚没有报道。本文根据线热源导热原理设计了瞬态热线法实验装置并对含硼炉渣导热系数进行了测试研究获得了含硼炉渣导热系数与温度的关系研究了组成对导热系数的影响。为含硼炉渣应用提供了可靠的数据。1测量原理与装置1.1瞬态热线法测量原理由图2可以观察到渣样1、2、3的导热系数随着碱度R=CaO/SiO2的增加而减少。这是由于从网格形成的角度说Si4+等阳离子是网格的形成者而Ca2+、Mg2+等金属离子是网格的破坏者也称网格修饰子。随着熔体中SiO2的增加其中的桥氧增多使由四面体形成的网格连接更加紧密使导热系数增加而将Ca2+引入熔体则使网格的连接更加松散导致导热系数降低。虽然Mg2+金属离子是网格的破坏者但由图3可以观察到渣样2、6、7在碱度R=0.4保持不变时导热系数随着MgO含量的增加反而增加。这是因为在本次研究的组成范围内随着MgO含量的增加导致熔渣黏度的增加[15]从而使导热系数的增加[16]。由以上的结论看出在所研究的含硼炉渣的成分范围内渣样的导热系数主要受到渣中Si4+、Ca2+、Mg2+含量的影响。通过改变渣中Ca2+、Si4+、Mg2+的含量可以改善熔渣的导热系数为提高含硼炉的活性提供数据。3结论应用瞬态热线法在700-1600℃温度区间内首次测量了MgO-B2O3-SiO2-Al2O3-CaO五元系富硼渣导热系数。并得到了含硼炉渣导热系数与温度关系及在本实验研究的含硼炉渣组成范围内组成对含硼炉渣导热系数的影响。为含硼炉改散含硼炉渣的活性提供了基础