CaO–Al2O3계 진공 산소 탈탄(VOD) 슬래그에서 TiO2의 열역학적 거동은, 스테인리스강 정련을 위해 용융강 중의 티타늄과 TiO2 및 VOD 슬래그 사이의 반응 평형을 정량화하기 위해 반드시 이해되어야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 CaO–Al2O3–MgO–TiO2 슬래그에서 TiO2의 열역학적 활성도를 pO2 = 10−16 atm, 1823 K에서 용융 은과 슬래그 사이의 평형 실험을 통해 측정하였다. 라만 분광법을 이용하여 칼슘 알루미네이트 용융물에서 TiO2의 안정성을 구조적 관점에서 조사하였다. 본 VOD 슬래그에서의 티타늄 산화물은 주로 TiO2로 존재하며, 이는 X-ray photoelectron spectroscopy 분석을 수행하여 규명하였다. CaO–Al2O3–MgO–TiO2 슬래그에서 TiO2의 활성도 계수는 슬래그 염기도(CaO/Al2O3 = 0.7~1.3) 및 슬래그 내 TiO2 함량(2~10 wt%)이 증가함에 따라 감소하였다. 티타네이트 수용량(titanate capacity) 개념을 적용함으로써, 본 칼슘 알루미네이트 용융물에서 티타늄이 이온 형태로 안정화될 수 있음이 확인되었다. 슬래그 염기도가 증가하면 Al–O–Al 결합의 감소로 인해 [TiO3]– 단위가 안정화되었고, 그 결과 알루미네이트 네트워크 내에서 TiO2의 포집이 향상되었다. TiO2 함량이 증가하면 [TiO3]– 단위가 구조 단위의 비가교 산소(non-bridging oxygen)를 대체하여, 칼슘 알루미네이트 네트워크 구조에서 TiO2가 추가로 안정화되었다.

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