还原性气氛下含铌碱性CaO-SiO2基熔渣中铌氧化物组元热力学性质的研究

本项目研究了还原性气氛下含铌碱性CaO-SiO2基熔渣中铌氧化物组元的热力学性质，获得如下结果。1）采用定比例CO/CO2混合气控制反应体系的氧分压，通过NbO2与Cu-Nb合金液间的平衡。测定了Nb在Cu-Nb合金液中的活度系数，得到了Nb在Cu-Nb合金液中的亨利常数与温度的关系。2）通过对高温平衡后淬冷试样进行扫描电镜（SEM）和电子探针微区分析（EPMA），测定了CaO-Al2O3-SiO2-“Nb2O5”(≤15%)系和CaO-Al2O3-SiO2-MgO(5-10%) -“Nb2O5”(5%)在1873K强还原性气氛下的相平衡关系。CaO-Al2O3-SiO2系的液相区加入Nb2O5后，原来的单一液相区变成了液相和2CaO•Al2O3•SiO2两相区、液相和CaO•Al2O3两相区及单一液相区；CaO-Al2O3-SiO2系的液相和CaO•2Al2O3共存区加入5% Nb2O5后，变成了单一液相区、液相和CaO•6Al2O3两相区以及液相、CaO•2Al2O3和2CaO•Al2O3•SiO2固溶体的三相区。在CaO-Al2O3-SiO2-MgO(5-10%)系中加入5% Nb2O5后，没有改变原来的相平衡关系，仅使得原体系的液相区扩大了。3）在1）和2）研究结果的基础上，采用Cu-Nb合金液与熔渣间的平衡，在不同气氛下测定了NbO2在熔渣中的活度和活度系数。发现氧分压对熔渣中铌氧化物的活度系数有显著的影响。当氧分压降低时，铌氧化物的活度系数急剧降低。碱度对熔渣中铌氧化物活度系数的影响为：当碱度大于2时，铌氧化物的活度系数随着碱度增大而增大；当碱度小于2时，铌氧化物的活度系数随着碱度的增大而减小。