釩渣熔融結構與性質的分子動力學模擬研究.pdf

1、釩鈦磁鐵礦是生產釩的主要礦物資源，這些礦石中的釩大都是作為鐵的副產物提取的，一般將其冶煉成鐵水后，再通過轉爐氧化吹煉得到釩渣。釩渣作為生產釩產品的主要原料，其質量和品位直接影響到后續(xù)提取V2O5工藝。因此，研究隨著溫度變化釩渣結構的變化以及SiO2、Fe2O3和TiO2等成分對釩渣結構的影響，對了解釩渣中釩鐵尖晶石的析出有著非常重要的意義。
　　 本文通過分子動力學模擬方法，對FeO-V2O3、FeO-V2O3-Fe2O3、Fe

2、O-V2O3-SiO2、FeO-V2O3-TiO2系熔渣結構進行了計算，獲得了各離子對之間的對相關函數(shù)、配位數(shù)和鍵角分布等重要結構信息，結合常溫下的XRD衍射分析對熔渣中的短程結構進行驗證;并通過對各離子均方位移的研究得到了熔渣體系中各種離子的擴散系數(shù)。本文得到如下主要結果：
　　 ①.在FeO-V2O3體系中，1673K時Fe-O的第一配位距離在2.05～2.15(A)之間，V-O的第一配位距離在2.10～2.15(A)之間。

3、隨著溫度的降低，各種離子的對相關函數(shù)均出現(xiàn)拐點或者第二峰，這說明高溫熔體結構會隨著溫度的降低而有序化。XRD分析得到Fe-O和V-O鍵長為2.01(A)和2.04(A)。主要物相是常式釩鐵尖晶石FeV2O4。
　　 ②.在FeO-V2O3-Fe2O3體系中，1673K時Fe-O、V-O和Fe3+-O的第一配位距離在1.90～1.95(A)、2.00～2.05(A)和1.87～2.01(A)之間。XRD分析得到Fe-O、V-O和F

4、e3+-O鍵長為2.01(A)、2.04(A)和2.02(A)。體系中Fe離子的擴散系數(shù)減小，V離子的擴散系數(shù)增大，O離子的擴散系數(shù)基本保持不變。主要物相是反式釩鐵尖晶石Fe2VO4。
　　 ③.在FeO-V2O3-SiO2體系中，1673K時Fe-O、V-O和Si-O的第一配位距離分別在1.90～1.95(A)、2.00～2.10(A)和1.60～1.70(A)之間。XRD分析得到Fe-O、V-O和Si-O鍵長為2.01(A)

5、、2.04(A)和1.60(A)。Fe離子的擴散系數(shù)增大，V離子的擴散系數(shù)增大，O離子的擴散系數(shù)也有所增大。主要物相是常式釩鐵尖晶石FeV2O4和Fe2SiO4。
　　 ④.在FeO-V2O3-TiO2體系中，1673K時Fe-O、V-O和Ti-O的第一配位距離分別在1.90～2.10(A)、1.90～2.20(A)和1.85～1.95(A)之間。XRD分析得到Fe-O、V-O和Ti-O鍵長為2.01(A)、2.04(A)和2.