氧势是指平衡体系中氧的相对化学势。金属氧化反应达到平衡时的氧分压pO2 称为化合物MexOy的分解压，此值越低，表示金属氧化物MexOy越稳定，它与氧化反应的氧势（ΔG°）的关系是：

ΔG°=R T ln pO2

式中R为气体常数，T为绝对温度。

氧势是指反应体系中氧的相对化学势，即标准平衡分压，也表示氧化物中氧逸出的趋势。例如，当气相的氧分压小于氧化物的平衡分压时，此氧化物不稳定，将发生分解；反之，氧化物将稳定存在或单质将继续被氧化成氧化物。

提高高炉含钦炉渣的城势(氧分压)是抑制渣中TiO2过还原的重要措施，是防止和消除泡沫渣生成，实现全钒钦矿冶炼的关键。为此，进行高炉高钦型炉渣氧势的测定研究具有十分重要的意义。由于钦渣高温还原变稠等特性，给测定工作带来很多困难。1

（1）测定原理

氧化物固体电解质浓度差电池通常可用于测定体系中的氧分压或活度，其工作原理见图1。

当把固体电解质置于不同氧分压之间，并连接金属电极时，在电解质与金属电极的接界面处将发生电极反应，并建立不同的平衡电极电位。显然它们构成的电池，其电动势E与电解质两侧氧分压直接有关。

（2）测定难点

以往，固体电解质浓差电池一般是用于测定气相中氧的分压及金属液中氧的活度，测定渣相氧分压的工作则很少见。这通常是由于渣相中电极反应及导电机制的复杂性，使得测童工作的稳定程度无论在理论及实践上都较难把握的缘故。特别对测定攀钢高炉渣的铁氧分压，又具有以下特殊难点。

①测量对象为高炉渣铁样，其氧分压值较低。曾有人测定过炼钢炉渣的氧分压，其值大致在1.01325×10-2Pa，而普通高炉渣氧分压远低于该值，通常认为在1.01325×10-11Pa左右。攀钢高炉由于采用特殊技术措施，其氧分压可能有所提高，但仍会远低于炼钢炉渣。有关低氧分压高炉渣铁氧位的测定工作还未见报道。由于氧分压越低，其值的微小变化对测量电势(开路电压)的影响就越显著，因此，获得稳定测量值的难度也就越大。所以，在低氧分压条件下，要获得稳定可靠的测量值，一定要稳定其测量环境，这样必然加大实验难度。

②攀钢高炉渣含有大量的TiO2，与普通高炉渣有显著不同的特点。它对所选固体电解质稳定性的影响尚有待进行研究，同时高钦渣本身稳定性对于电极反应及导电机制的影响，也少有人进行讨论。

③因面临的实验温度较高，约1500℃左右，这对定氧探头的一些使用性能，如抗热震性能的要求较高，同时在此高温下，要保持实验温度的恒定并取得稳定的毫伏级实验电位值的难度也很大。

④因实验所测试样为现场渣铁，如何保持渣铁在重熔过程中其氧分压不变，及如何保持测量过程中测量环境的氧势，对测量对象，即现场渣铁不构成影响，是取得准确实验数据的关键，要实现这一点也不易。

为了确定攀钢高炉渣铁的氧分压，在实验室用上述定载探头进行部分典型现场渣铁样的侧定工作。将攀钢现场渣铁选出成分差异较大的试样作实验，并取鞍钢普通高炉渣作比较(表1)。

由于每次所取的现场渣铁样均来自同一炉次，如果考虑到炉缸中渣铁反应已近似达到平衡，且攀钢渣中带铁多，则可认为同一炉次的渣铁样具有相同的氧分压，这样将同一炉次的渣铁样放在一起进行测量。

本实验的结果表明，用上述工艺组装的定氧探头测定攀钢及鞍钢高炉渣铁的氧分压，能够获得长时间稳定的电势值(典型曲线如图2所示)，说明探头的抗热震性及稳定性较好。同时，构造的测量环境非常稳定，制定的实验方法可行，因而使待测渣铁的氧分压可在测定过程中长时期(最长可持续20min不受环境影响而保持稳定，可真实反映攀钢或鞍钢渣铁的氧势值。

随着世界上易浸金矿资源的日渐枯竭，难处理金矿中金的处理愈来愈受到重视。我国难处理金矿资源十分丰富，已探明的黄金储量中，30%属难处理金矿，各种难处理金矿金储量1000多t，潜在经济价值800余亿元，且仍在逐年增加。这类金矿直接浸出，金的回收率只有2%～40%，没有经济效益，大部分成为呆矿。越来越多的黄金生产企业随着生产时间的延长，易处理矿石逐渐减少，必须转向难处理矿石。因此对技术和经济上都可行的难处理金矿回收新技术的需求非常迫切。

焙烧是难处理金矿的预处理方法之一，应用较广泛。但是，通常的焙烧作业能耗高，劳动条件差，对环境污染大，投资和经营费用高，且金的提取率(我国平均80%～85%，国外平均89%)也不高。常规焙烧预处理难浸金矿石技术需要改进。

焙烧预处理的目的是使难浸金矿中的金与包裹体解离，使金在氰化时能直接与浸出剂作用，从而提高金的回收率。由固体材料界面性质可知，固体材料界面破坏分为力学破坏和热力学破坏两类，化学破坏属热力学破坏，机械应力和热应力等破坏属力学稳定性破坏。热应力既能由界面相邻两相物理性能(膨胀系数、弹性模量)的差异引起，也能由非均匀温度场产生，相变也能引起应力。热力学稳定性的破坏，包括溶解、扩散、化学反应等多种类型，并受界面几何形状和环境条件的影响。

由断裂力学可知，材料应力腐蚀或腐蚀疲劳破坏可在任何环境下发生，并且在温度升高时，材料往往发生脆性断裂。腐蚀首先从晶界开始，而不是在晶粒表面均匀地发生。滕布和霍夫曼的晶界管道模型表明2，氧化分解从晶界深入到核心处所需氧化的元素结点少，如图3所示，而且晶界、相界上位错、扭折、台阶、空穴等缺陷多，自由能高，反应活性大，有利于扩散，因而，受控的焙烧反应，就以晶界(相界)为反应前沿和通道，由(砷)硫颗粒外部向内部进行选择性氧化。

包裹金的晶粒中的杂质比一般纯材料更多，因此引起位错塞积多，热应力引起位错反应产生断裂核心也多。通过控制焙烧参数，产生适宜的热应力，破坏矿物的热力学稳定性条件，沿晶粒边界诱发粒间裂纹和裂隙生成，使粒间裂纹和裂隙以及矿粒内部缺陷扩展，将金暴露，形成浸出剂与金发生作用的条件。

焙烧温度过高，会出现局部物料过烧，使已经解离的金又被焙烧形成的赤铁矿包裹，生成的孔隙又被烧结封闭，形成“裂纹闭合”，造成金的“二次难浸”。硫酸化程度最高即氧化最好的试样，金的浸出率仅为44.4%，比直接氰化金的浸出率还要低。在低温成型焙烧条件下，金的包裹体形成裂纹和裂隙，破坏性的分解以及沿晶间和相界的腐蚀氧化起主要作用，硫的氧化率仅有9.85%～10.9%。低的硫氧化率，传统焙烧方式获得高的金浸出率是不可能的。在300℃以上FeS2分解发生相变，FeS2→FeS+1/2S2，FeS2晶体就会产生裂纹和裂隙。在热应力的作用下，裂纹、裂隙会进一步的萌生和扩展，产生了浸出剂可与金发生作用的反应通道，提高金的浸出率。

虽然FeS2在300℃～500℃会显著氧化，但团矿降低了氧在料中的传递，形成局部的低氧势，阻止了FeS2的氧化，减少SO2产生，降低了环境污染和物料随烟气损失。与细磨方法相比，金包裹体发生变化如图4所示。

与原料金精矿相比，焙砂中-74μm粒级的含量仅增加约8%，达80.7%，如表2所示。说明预处理过程是以造成粒间裂纹、裂隙为主，晶粒的解离仅占很小的比重。3

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