《多元铁酸钙热力学性质及晶体结构的研究》

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铁酸钙是高碱度烧结矿的主要粘结相,它的数量和形态直接影响着烧结矿的产量、质量,乃至高炉炼铁指标和能耗。但是,铁酸钙相关的热力学数据和晶体结构信息严重不足,制约了烧结机理的研究和过程控制,该项目完成了部分基础工作。主要包括四方面内容:从取样现场调查了14种烧结矿的铁酸钙生成形态和组成,实验室合成12种单体矿物和(Fe1-x,Alx)2O3、Ca5(Fe18,Six)O3<'2+>2x、(Fe1-x,Cax)2SiO4、(Fe1-x,Mgx)2SiO4以及Al2O3、SiO2含量变化的四元铁酸钙等多种固溶体,提出了一种烧结矿矿物定量方法;其次,利用Rietveld晶体结构方法,解析了单体矿物和固溶体的晶体结构,深化了空间点阵上原子变化的认识,揭示了从二元到多元铁酸钙生成机理;第三、利用电化学方法,测定了铁酸一钙、铁酸二钙和铁酸半钙的标准生成自由能,特别是后者填补了热力学数据的空白,同时拓展了CaZrO3、NASICON等固体电解质性能和相关电极反应的研究;最后,通过相图提取过剩焓,以正规溶液模型为纽带,建立了热力学性质与晶体结构的关系,发现了相互作用系数a_ij大小与析出晶体有关,并提出铁矿石烧结模型,促进了烧结理论发展。

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