铝铬渣制备电熔刚玉的热力学原理及性能

摘要

铝铬渣是铝热还原反应冶炼金属铬和铬铁合金所衍生的副产物,具有一定的环境危害性.为实现其无害化、经济化处理,采用电熔碳化还原法,将其Al2O3和Cr2O3进行分离,获得高附加值的电熔刚玉和碳化铬.采用标准反应热效应法对其工艺原理进行分析,在熔融环境下铝铬渣中的Cr2O3同C反应生成密度较大的碳化铬并下沉,Al2O3在冷却过程中转变为刚玉相.通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)、X射线衍射仪(XRD)、激光导热仪、高分辨场发射扫描电子显微镜(FESEM)等对所制电熔刚玉的化学成分及物相组成、物理性能等进行检测并与棕刚玉性能进行对比.结果表明:所制电熔刚玉的Al2O3含量(w)>95％,主晶相为刚玉相,体积密度为3.40g·cm-3,600°C以上导热系数稳定在6.4～7.4W·m-1·K-1,在800～1300°C时,平均热膨胀系数约7.5×10-6～8.2×10-6°C-1等.