科普炼钢常见的Ca-Si-P-O

近期依旧在进行LK-99的制备实验，玩玩铜改性铅磷灰石。看了毛妹和蛙蛙大神的说法，好像还可以试试Ca和Si。CaO-SiO2-(FeOt)是钢铁冶金里面的常见渣型。如果加上了磷，那就更熟悉了。

炼钢流程中，因为需要将钢液中的P脱除，所以需要吹氧造渣。在这个过程中涉及最多的一种物质是2CaO·SiO2（C2S），因为是难容相且和磷有着强结合能力。通常钢渣中的P以C2S-C3P的形式。大量文献可以参考，我就不具体找了，大致可参考一下文献。

Xie, S., Wang, W., Luo, Z. et al. Mass Transfer Behavior of Phosphorus from the Liquid Slag Phase to Solid 2CaO·SiO2 in the Multiphase Dephosphorization Slag. Metall Mater Trans B 47, 1583–1593 (2016). https://doi.org/10.1007/s11663-016-0622-0

Sun, H., Yang, J., Yang, WK. et al. Comprehensive Evaluation of Phosphorus Enrichment Capacity for Decarburization Slag at Different Temperatures Based on Industrial Experiments, Mineral Phase Analysis and Ion–Molecule Coexistence Theory. Metall Mater Trans B 54, 115–145 (2023). https://doi.org/10.1007/s11663-022-02674-4

C2S-C3P在冶金中应该是一个比较常见的物质。其具体性质可以参考韩国著名学者In-Ho Jung的文献。

Hudon and In-Ho Jung, "Critical evaluation and thermodynamic optimization of the CaO-P2O5 system", Metall. Mater. Trans. B, 46, 494-522 (2015).

Miftaur Rahman, Pierre Hudon and In-Ho Jung, “A coupled experimental study and thermodynamic modeling of the SiO2-P2O5 system”, Metall. Mater. Trans., B, 2013, vol. 44, pp 837-852.

In-Ho Jung, Pierre Hudon, Wan-Yi Kim, Marie-Aline van Ende, Miftaur Rahman, Gabriel Garcia Curie, “Thermodynamic Database of P2O5-containing Oxide Systems for the Dephosphorization Process in Steelmaking”, High Temperature Materials and Process, 2013, vol. 32, 247-254.

 I.-H. Jung and Pierre Hudon, “Thermodynamic assessment of P2O5”, J. Am. Ceram. Soc., 2012, Vol. 95, pp. 3665–3672.

给大家推荐一个比较靠谱的热力学软件，FactSage，其官网有很多可参考的免费相图，可以自己查查。我就不擅自搬运了。包括Ca-P-O，Si-P-O各种各种。马普所的文献也用到了相图。相图真的很重要，有兴趣可以看看。有中文官网。

按道理来说哈，如果是熔渣中C2S-C3P中的少量Ca2+有可能被Cu或者Pb替换，但是具体实验我没有做过，所以不能往下定论。这种体系下的Cu、Pb热力学性质好像没有查到什么相关的文献。之前只是阅读过CaO-SiO2渣系有关熔渣溶解度的相关文献，后续仍需要探索一下。

冶金过程中涉及多项平衡，对于Cu、Pb这种，往往是各个物相之中都有，各相间的分布又动态平衡，混乱但是有序。大量有色金属冶炼的文献讨论了Cu和Pb。包括熔体热力学模型以及其各种化合物性质。具体文献就不一一列举了。可以去期刊Calphad中搜索关键词，一堆一堆的。纯物质氧化物和磷酸盐之间的替换能不能通过高温方法实现，目前我自己也不知道。总归是奇怪奇怪。

后续的工作还是试试铜改性铅磷灰石，不考虑其他什么元素乱七八糟掺杂。有好多兄弟给我私信说Ca、Si、Sb、Bi各种元素，个人时间有限，实在是对不起了。后续会公布大概的实验方法和实验数据给兄弟们看看。

先学会搞一个，目前人已经是晕的了，搞多了就不知道自己干啥了。搞出来大块，追上别人的脚步才是当务之急。因为我也不是专业的材料制备人员。一切都在摸索。专业能力有限，不敢想弯道超车。