褐铁矿烧结.ppt

褐铁矿的烧结特性及其高效利用 范 晓 慧 二 0 0 九 年 七 月 蛇纹石在铁矿烧结中的应用 蛇纹石是一种层状高镁、高硅矿物，它是由一层硅氧四面体与一层氢氧镁石八面体结合而成，其化学式为：Mg6[Si4O10](OH)8，亦可写成3MgO ·2SiO2·2H2O，理论含MgO 43．6％，SiO243．3％，H2O13.1％ 。蛇纹石的颜色随所含杂质成分不同而呈现程度不同的绿色，如浅绿、黄绿、暗绿及黑绿，也有呈灰白色的 蛇纹石差热分析表明，从300℃开始脱除结晶水，685℃ 结束，650～ 750℃为3MgO·2SiO2分解温度区，在750～81O℃范围内镁橄榄石发生再结晶现象。这种再结晶的镁橄榄石， 填充于铁矿物颗粒之问， 能起到粘结相的作用。分解反应如下： 3MgO ·2SiO2·2H2O—3MgO·2SiO2+2H2O 吸热 (300℃ ) 3MgO·2SiO2—2MgO·SiO2+MgO·SiO2 吸热(650-750℃) 鞍钢认为，平均每增加1％的蛇纹石，烧结矿品位约降低0.6个百分点。从烧结矿品位降低的程度来看，蛇纹石配比不宜超过1％。 杭钢通过工业试验得出，用白云石取代3％的蛇纹石后，在保持相同的MgO含量和碱度时，烧结的熔剂配比减少6％，烧结矿的品位提高3％。生产实践证明，用白云石取代蛇纹石1％配比，烧结矿可以提高0.6％的品位。 莱钢烧结配加l％蛇纹石后烧结矿品位降低0.45％。 配加白云石使烧结矿强度降低的原因是：首先，白云石在烧结过程中的分解是吸热反应，所需燃料用量稍高，烧结温度和高温保持时间也稍长，否则，对分解后的MgO矿化不利，镜下经常会发现有不少未反应的圆粒状MgO被方镁石周围生成的铁酸镁(MgO·Fe2O3)液相所胶结；其次，白云石与硅酸盐矿物常混在一起，生成镁橄榄石和钙铁橄榄石，其结晶细小，一般以玻璃相的物相存在，而玻璃相中发现有微细裂纹，有损烧结矿的强度；其三，配加白云石后，烧结矿中玻璃相数量增加，不利于烧结矿质量的提高。所以，从微观角度来说，白云石的作用不及蛇纹石的好，胶结相中铁酸钙也有所降低 蛇纹石(分子式为3MgO·2SiO2 ·2H2O)与白云石(CaCO3 ·MgCO3，)相比具有以下特点：(1)MgO含量达到38％左右，且活性高，参与烧结后，高活性的MgO易与其它组分形成低熔点化合物，提高烧结矿强度，并改善了烧结矿冶金性能。(2)SiO2 含量达到36％一38％，可适当增加烧结液相量，有利于提高烧结矿强度，改善粒级组成。(3)蛇纹石的镁源以氧化物的形式存在，替代白云石参与烧结后，减少了碳酸盐分解，有利于降低燃耗。 蛇纹石属于层状结构的硅酸盐矿物，其中氧化镁以硅酸盐形式存在，其熔点低于白云石分解后形成氧化镁的熔点，可使铁酸钙含量增加，有利于铁酸钙生成、扩散和晶粒长大，且分布均匀，可以有效抑制烧结矿中玻璃相的生成。 蛇纹石的主要成分是硅酸镁，能在低温下快速形成液相。而矿粉中的SiO2是以石英态的形式存在，低温下只有部分FeO、SiO2和铁酸钙形成少量液相。另一方面，蛇纹石的粒度细，它在混合料中分布均匀，SiO2能充分反应，使液相增加，并使颗粒易于粘结；而烧结过程中液相形成的速度和液相量及液相的保持时间决定了颗粒被矿化和包裹的程度，因此添加蛇纹石后，原生矿减少，改善了入炉矿的冶炼性能。 在维持焦比不变的条件下，随着混合料中褐铁矿量的增加，由于煅烧以及添加水的蒸发．热需求也随之增加。这将会导致最高烧结温度的降低和熔融液以及随后发生的粘结相量的减少。 3 褐铁矿烧结机理研究 3.2 液相量问题 由于扬迪矿易同化，当形成与不含扬迪矿的混合料同样多的熔融液时，所需的烧结温度低，这意味着在较低的温度下即可形成同样熔融液量。配入褐铁矿导致烧结温度降低以及褐铁矿具有良好的同化性能这两者的综合作用决定烧结过程中的液相量，影响着烧结矿的强度。 3 褐铁矿烧结机理研究 3.2 液相量问题 图3-1 褐铁矿对烧结液相形成量的影响 3 褐铁矿烧结机理研究 3.3 褐铁矿影响烧结矿产质量的机理 日本对褐铁矿烧结的机理研究认为：在1200℃左右，以铁酸钙体系为主的液相开始形成，很快通过结合水分解产生的大裂缝，渗入豆状褐铁矿颗粒中，高速同化这些矿粒。结果由于许多大孔的形成，使得起着粘结矿粒作用的同化部分脆化。这是烧结矿强度和成品率降低的主要原因。如此快速的同化，封闭了烧结料层液相带的孔隙，降低了料层透气性，这使利用系数的降低，较之成品率更严重。料层孔隙的封闭加剧了烧结料层中焦粉燃烧形成的横向不均匀性，这也造成了成品率下降。 4 褐铁矿烧结强化技术