Thermodynamic diagram analysis (TDA) of MnO–CaO-Аl2O3-SiO2 and phase composition of slag in refined ferromanganese production

Análisis del diagrama termodinámico (TDA) de MnO-CaO-Аl2O3-SiO2 y composición de fases de la escoria en la producción de ferromanganeso refinado

La investigación presenta los cálculos de las expresiones analíticas del sistema de óxidos MnO-CaO-Al₂O₃-SiO₂ y las composiciones de fase de las escorias procedentes de la producción de ferromanganeso refinado. Se determina que el sistema considerado se divide en 19 cuasi-sistemas elementales formados por compuestos de fusión incongruente y de fusión congruente. La suma de los volúmenes relativos del tetraedro elemental del sistema MnO-CaOAl₂O₃-SiO₂ es igual a uno (1,000000), lo que confirma la exactitud de los cálculos realizados. Se han encontrado cuasivolúmenes en el sistema MnO-CaO-Al₂O₃-SiO₂, que simulan la composición de la escoria resultante en el proceso de recuperación metalotérmica de concentrados de manganeso.

INTRODUCCIÓN

En metalurgia es importante estudiar el estado de los materiales que intervienen en la conversión metalúrgica, en función de la temperatura y la presión. Sin embargo, el estudio termodinámico clásico de los procesos en sistemas complejos es bastante largo y requiere el uso de cálculos matemáticos complejos y está asociado con la necesidad de determinar los parámetros termodinámicos de un gran número de reacciones independientes. A menudo, los datos sobre la variedad de sustancias que son necesarios para determinar los cambios en la energía libre de Gibbs, son limitados o inexistentes, lo que en tales casos excluye la posibilidad del análisis termodinámico del sistema multicomponente. Además, este último no considera las etapas intermedias particulares del proceso, ya que sólo opera con parámetros de entrada y salida del proceso.

Una variante alternativa al estudio termodinámico clásico de los procesos en metalurgia es el método de análisis termodinámico geométrico - análisis de diagramas termodinámicos (TDA), desarrollado por el Instituto Químico Metalúrgico (CMI).

Este método es particularmente eficaz en términos de aplicación a las tecnologías metalúrgicas, ya que permite revelar las características del estado de fase de las materias primas que intervienen en la conversión metalúrgica. Sin embargo, el resultado final de tales investigaciones es un diagrama de la composición de fases de un único sistema que es el más parecido a la composición de los productos metalúrgicos.