真空碳热还原过程中二氧化硅的挥发行为

• 作者: 刘大春 戴永年 曲涛 杨斌 田阳 罗启
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 真空冶金 二氧化硅 三氧化二铁 挥发率
• 年，卷（期）: 2012,（8）
• 所属期刊栏目: 冶金工程·化学与化学工程
• 页码范围: 2900-2908
• 分类号: TF801|TF803.4
• 字数: 5388字
• 语种: 中文

摘要

为了解在真空碳热还原过程中SiO2的还原特性以及还原过程中的主要影响因素,对二氧化硅的还原过程进行热力学分析,得出化学反应自由能和临界温度.在系统压力为2～200 Pa条件下,以分析纯SiO2和Fe2O3为原料,采用XRD,S EM,EDS和化学成分分析等手段,研究Fe/Si摩尔比、配碳量、反应时间、还原剂粒度和升温速率对硅的挥发率和还原反应速率的影响.实验结果表明:在100 Pa条件下,SiO2的临界反应温度为1 330～1 427K.SiO2发生气化反应生成的SiO气体挥发至石墨冷凝系统歧化生成Si和SiO2,造成硅的损失,且有部分SiO气体和石墨反应生成SiC;增大Fe/Si摩尔比和配碳量以及减小还原剂粒度均降低了硅的挥发率,提高了SiO2还原反应速率;延长反应时间和提高升温速率增加了硅的挥发率.