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1 前言
目前的钢铁生产工艺是在炼钢过程进行脱磷,钢中的磷主要来源于矿石。认为来自矿石的磷混入铁水中的机理是高炉下部的渣-铁反应。但也有高炉下部还原生成的气体磷在上升到高炉中部期间被上部生成的还原铁吸收的说法。
为了确认该说法是否合理,本文作者进行了试验研究,以确认金属铁与气体磷反应后,是否被固体金属铁吸收。在研究中确认,如果在约950℃的温度用碳还原Ca3(PO4)2,生成10-2atm的气体P2,若气体P2接触到约1000℃的固体金属铁,生成固体的Fe2P。根据该结果,认为还原生成的金属铁与气体磷反应,生成Fe2P,可能成为铁水中磷的来源。因此,认为在与生成的金属铁接触之前,如果可以将磷蒸气排出到系统外,是否可以防止磷混入到铁水中。作为其方法设想了,在烧结或造球的上道工序,生成金属铁之前设置还原高磷铁矿石的工序,在变为高T.Fe低磷矿石的同时,回收该工序产生的磷蒸气,作为磷资源使用。本研究进行了试验,以确认是否可以从含磷铁矿石中将磷作为气体去除,并调查了脱磷速度。
2 试验方法
磷铁矿石试样是由企业研究所提供的澳大利亚产高磷粉矿,将其整粒为90~100μm使用,表1是提供粉矿试样附带的生产厂产品记录。试验后的试样全部送交分析公司,对FeO、Fe2O3、P、金属铁(M.Fe)进行了分析。分析采用下列方法。M.Fe采用溴甲醇溶解、EDTA滴定法。FeO采用在提取M.Fe后的残渣中添加盐酸,氮气氛中加热溶解、镍铬酸钾滴定法。Fe2O3采用碱熔解、盐酸溶解、氯化锡还原、氯化钛还原、镍铬酸钾滴定后M.Fe、Fe(Ⅱ)修正法。P采用添加四硼酸钠玻璃珠、波长分散型荧光X射线分析法。