M Ở ĐẦU
3.3.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của trợ dung
- Quặng zircon thường tồn tại ở dạng ZrO2.SiO2 rất khó chảy khi muốn nấu chảy thì phải dùng trợ dung CaO để giúp phân giải ZrO2.SiO2 thành ZrO2
và CaO.SiO2 thì nhiệt độ chảy sẽ giảm xuống quá trình luyện xảy ra dễ dàng hơn. Mặt khác trong quá trình luyện ferro bằng phản ứng hoàn nguyên nhiệt nhôm thì trong xỉ có rất nhiều oxit nhôm được tạo thành, oxit nhôm rất bền vững có nhiệt độ chảy cao làm cho xỉ sệt khó chảy loãng và dẫn đến ferro hoàn nguyên được không thể tích tụ lại gây mất mát ferro trong xỉ.
Theo giản đồ 3 nguyên hệ xỉ giản đồ hệ xỉ CaO-SiO2-Al2O3 ta thấy ở
vùng có thành phần là 40-60%Al2O3; 40-50%CaO; 10-15%SiO2 có nhiệt độ
chảy khoảng 1400-1500oC thích hợp để luyện ferro ziriconi.
Tính toán sơ bộ hệ xỉ tạo thành, ta chọn phối liệu lượng trợ dung CaO là 35%, 40%, 45%, 50% so với tinh quặng.
Tỉ lệ phối liệu như sau:
- Tinh quặng zircon 0,5kg; nấu chảy trước 40% - Lượng nhôm phối liệu 0,258kg
- Ferrosilic (FeSi75) 0,39kg - Quặng sắt 0,17kg
- Trợ dung CaO thay đổi từ 35%, 40%, 45%, 50% Kết quả trình bày trong bảng 9 và hình 13.
Bảng 9: Ảnh hưởng của trợ dung (vôi) đến hiệu suất thu hồi ziriconi. Tỉ lệ trợ dung, % Hàm lượng Zr, % Hiệu suất thu hồi Zr, %
35 23,31 51,41
40 25,81 56,52
45 28,75 64,30
0 10 20 30 40 50 60 70 20 30 40 50 60 Tỉ lệ trợ dung, % Hà m l ượ ng và hi ệ u s u ấ t, % Hàm lượng Zr Hiệu suất thu hồi Zr
Hình 13: Ảnh hưởng của trợ dung đến hiệu suất thu hồi ziriconi. Nhận xét:
- Khi lượng trợ dung là 35 - 40% quá trình luyện ferro xảy ra khó khăn, xỉ
sệt không chảy loãng, ở thành lò xỉ bị đóng cứng. Nguyên nhân do lượng trợ
dung chưa đủđể tạo thành hệ xỉ có nhiệt độ chảy thấp.
- Lượng trợ dung đưa vào là 45% thì quá trình luyện xảy ra tốt hơn, không có lớp xỉ đóng xung quanh thành lò, hiệu suất thu được là cao nhất.
- Khi trợ dung là 50% hiệu suất thu hồi giảm đi vì nhiệt độ chảy của xỉ
lúc này xuống thấp khó có thể cung cấp nhiệt từ hồ quang xuống phần liệu phản
ứng gây nên phản ứng xảy ra chậm và không đạt hiệu quả cao.
- Xem xét cùng với giản đồ hệ xỉ ta thấy rằng với hàm lượng vôi trong hệ
xỉ này giảm xuống dưới 40% thì xỉ có nhiệt độ chảy cao rất khó luyện và vận hành lò hồ quang. Ở khoảng 45-50% trợ dung vôi thì quá trình luyện xảy ra ổn
định hiệu suất thu hồi ziriconi cao. Nếu hệ xỉ mà có hàm lượng vôi vượt quá 50% thì nhiệt độ chảy của hệ xỉ tăng lên và hiệu suất thu hồi ziriconi sẽ giảm đi. Do vậy, đề tài đã chọn tỉ lệ vôi trong phối liệu là 45%.
Kết luận đối với lò hồ quang 12KVA:
- Từ các kết quả thực nghiệm đã cho thấy hoàn toàn có thể luyện được ferro ziriconi từ tinh quặng zircon trong lò hồ quang 12KVA. Tuy nhiên việc nghiên cứu trong quy mô phòng thí nghiệm chưa thể đánh giá hết được các thông số kỹ thuật cũng như các khó khăn trong công nghệ.
- Các kết quả thí nghiệm cho thấy đề tài đã luyện được hợp kim ferro ziriconi từ tinh quặng zircon của Công ty TNHH Nhà nước MTV Khoáng sản Thừa Thiên Huế.
Từ các thí nghiệm nghiên cứu công nghệ trên lò hồ quang đề tài đã lựa chọn được tỉ lệ phối liệu hợp lý như sau (tính cho 100kg tinh quặng):
- Tinh quặng zircon 100kg - Lượng nhôm đem phối liệu 51,58kg - Lượng quặng sắt 34,47kg - Ferrosilic (FeSi75) 77,82kg - Trợ dung 45kg - Tỉ lệ nấu chảy trước tinh quặng là 40%. Hợp kim nhận được có thành phần như sau:
Zr Al Si Fe 28,75 6,13 38,35 25,37