blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2014-7-5-9blackmet-362Research ArticleЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕECOLOGY AND RATIONAL USE OF NATURAL RESOURCESКИНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ДЕФОСФОРАЦИИ СИНТЕТИЧЕСКИХ ОКСИДНЫХ РАСПЛАВОВKINETIC ANALYSIS OF DEFOSPHORATION PROCESS OF SYNTHETICAL OXIDE MELTSКраснянскаяИ. А.KrasnyanskayaI. A.

инженер-программист

Software Engineer

iakrasnyanskaya@gmail.comПодгородецкийГ. С.PodgorodetskiiG. S.

к.т.н., зав. каф. «Экстракция и рециклинг черных металлов»

Cand. Sci. (Eng.), Head of the Chair “Extraction and recycling of ferrous metals”

ПадеринС. Н.PaderinS. N.

д.т.н., профессор-консультант кафедры «Экстракции и рециклинга черных металлов», cоветник ген. директора по науке

Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the Chair “Extraction and recycling of ferrous metals”, Science Advisor of General Director

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (119049, Россия, Москва, Ленинский пр., 4)РоссияNational Research Technological University MISIS (Leninskii pr., 4, Moscow, 119049, Russia)Russian Federation20142803201557759Copyright © Краснянская И.А., Подгородецкий Г.С., Падерин С.Н., 20152015Краснянская И.А., Подгородецкий Г.С., Падерин С.Н.Krasnyanskaya I.A., Podgorodetskii G.S., Paderin S.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/362

Проведено экспериментальное исследование поведения фосфора в оксидных расплавах системы FeO – Fe2O3 – CaO – MgO – SiO2 – Al2O3 – P2O5 . Для определения факторов, влияющих на степень удаления оксида фосфора из оксидного расплава в газовую фазу, были проведены серии экспериментов с различной основностью (CaO / SiO2 ) и продувкой с разным соотношением СО / СО2 . Установлено, что максимальная степень удаления фосфора в газовую фазу достигается при основности расплава, равной 0,5. При большей основности газовая дефосфорация затруднена по термодинамическим причинам, при меньшей ей препятствует высокая вязкость расплава. Полученная в ходе кинетических расчетов величина кажущейся энергии активации процесса Е = 140 ± 56 кДж/моль позволяет предположить, что процесс лимитируется диффузионным массопереносом оксида фосфора в жидкой фазе.

The distribution of phosphorus between gaseous phase and liquid oxide melt was investigated in order to determine the ability of gaseous dephosphorization of oxide melts CaO – SiO2 – MgO – Al2O3 – P2O5. The influence of different factors, such as basicity (CaO/SiO2 ) and CO/CO2 ratio in the barbotage gas, on the distribution of phosphorus between gaseous phase and liquid oxide melt was clarified during the experiments. It was carried out, that the most effective evaporation of phosphorus is observed under condition of basisity B = 0,5. Under the higher basisity the phosphorus evaporation meets difficulties connected with thermodynamics, and when basisity is low (less than 0.5) the oxide melt is too viscous. The calculation of activation energy was carried out. It was obtained empirically as 140 kJ/mol, which corresponds with liquid phase diffusion as a limit stage of process.

оксидный расплавлимитирующая стадия процессакинетическое уравнениеуравнение Аррениусакажущаяся энергия активациидиффузия в жидкой фазедефосфорация кислых шлаковoxide meltlimit stage of processArrhenius equationapparent activation energyliquid phase diffusiondephosphorization of acid slagsReferencesКраснянская И.А., Подгородецкий Г.С. // Изв. вуз. Черная металлургия. 2014. № 5. С. 41 – 46.Krasnyanskaya I.A., Podgorodetskii G.S Experimental study of the mechanism of phosphorus removal from oxide melts system CaO – SiO2 – MgO – Al2O3 – P2O5 into the gas phase. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya – Ferrous Metallurgy. 2014. No. 5, pp. 41–46. (In Russ.).Туркдоган Е.Т. Физическая химия высокотемпературных процессов: Пер. с англ. – М: Металлургия, 1985. – 344 с.Turkdogan E.T. Fizicheskaya khimiya vysokotemperaturnykh protsessov [Physical Chemistry of high-temperature processes]. Moscow: Metallurgiya, 1985, 344 p. (In Russ.).Расчеты металлургических процессов на ЭВМ: Учеб. пособие для вузов / Д.И. Рыжонков, С.Н. Падерин, Г.В. Серов и др. – М.: Металлургия, 1987. – 231 с.Ryzhonkov D.I., Paderin S.N., Serov G.V. etc. Raschety metallurgicheskikh protsessov na EVM [Computer calculations of metallurgical processes]. Moscow: Metallurgiya, 1987, 231 p. (In Russ.).Физическая химия. В 2-х книгах Кн. 2. Электрохимия. Химическая кинетика и катализ: Учеб. для вузов / К.С. Краснов, Н.К. Воробьев, И.Н. Годнев и др./ Под ред. К.С. Краснова. 3-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2001. – 319 с.Krasnov K.S., Vorob'ev N.K., Godnev I.N. etc. Fizicheskaya khimi-ya. Vol. 2. [Physical chemistry ]. Moscow: Vysshaya shkola, 2001, 319 p. (In Russ.).Monaghan B.J., Pomfret R.J, Coley K.S. // Metallurgical and material transactions B. 1998. Vol. 29B. P. 111 – 118.Monaghan B.J., Pomfret R.J, Coley K.S. The kinetics of dephospho rization of carbon-saturated iron using an oxidizing slag. Metallurgical and material transactions B. 1998. Vol. 29B, pp. 111–118.Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика. От паровых двигателей до диссипативных структур: Пер. с англ. – М.: Мир, 2002. – 461 с.Prigozhin I., Kondepudi D. Sovremennaya termodinamika. Ot parovykh dvigatelei do dissipativnykh struktur [Modern Thermodynamics. From steam engines to dissipative structures]. Moscow: Mir, 2002, 461 p. (In Russ.).Ванюков А.В., Зайцев В.Я. Теория пирометаллургических процессов: Учеб. для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1993. – 384 с.Vanyukov A.V., Zaitsev V.Ya. Teoriya pirometallurgicheskikh protsessov [Theory of pyrometallurgical processes]. Moscow: Metal lurgiya, 1993, 384 p. (In Russ.).Падерин С.Н., Филиппов В.В. Теория и расчеты металлургических систем и процессов: Учеб. пособие для вузов. – М.: МИСиС, 2002. – 334 с.Paderin S.N., Filippov V.V. Teoriya i raschety metallurgicheskikh sistem i protsessov [Theory and calculations of metallurgical systems and processes]. Moscow: MISiS, 2002, 334 p. (In Russ.).Франк-Каменецкий Д.А. Основы макрокинетики. Диффузия и теплопередача в химической кинетике: Учебник-монография. 4-е изд. – Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2008. – 408 с.Frank-Kamenetskii D.A. Osnovy makrokinetiki. Diffuziya i teploperedacha v khimicheskoi kinetike [Diffusion and heat transfer in chemical kinetics]. Dolgoprudnyi: Izdatel'skii Dom «Intellekt», 2008, 408 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.