高磷赤铁矿直接还原过程中CaO脱磷机制的分子动力学模拟

摘要

利用分子动力学模型(MD)模拟了在焙烧过程中(1150℃)不同用量CaO加入到Fe_(2)O_(3)-Ca_(5)(PO_(4))_(3)F-SiO_(2)三元体系后微观结构的变化规律,并借此阐明高磷赤铁矿直接还原过程中CaO的脱磷机制。分子动力学模拟和拉曼光谱分析结果表明,四元体系中的Si和P会形成四面体结构,体系中的非桥氧占主导地位。随着CaO添加量的增加,体系中Ca_(5)(PO_(4))_(3)结构更加稳定。体系中Si—O—Si为主的桥氧含量减少,复杂的[SiO_(4)]四面体减少,Si—O聚合体的聚集度降低。阐明了直接还原过程中CaO是通过解聚[SiO_(4)]四面体结构,减少了SiO_(2)与磷灰石的接触,从而抑制磷灰石还原达到脱磷效果的。