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【知識分享】什么是酸性球團礦?

發布時間:2021-11-30 11:17:23      點擊次數:564


一、簡介

酸性球團礦(acid pellet)是指配料中不加或少加熔劑,堿度(CaO)/SiO2在0.4以下的球團礦。它以細鐵精礦為原料,通常配加0.5%~0.8%的膨潤土經造球、焙燒而制成。其脈石成分主要為酸性的SiO2及少量的Al2O3,單獨用作高爐原料時需要配加堿性熔劑。球團.png


二、主要成分

酸性球團礦一般含鐵在65%左右,含SiO24%~6%,含硫較低,其他雜質的含量因原料的不同而異,總量不超過3%~4%。它的強度高,單個球的抗壓強度常在2000N以上,轉鼓指數可以達到93%(ISO標準+6.3mm,粒度9~12.5mm)。全氣孔率在20%~25%之間,其中開口氣孔占70%~80%以上。真密度常在4.8~5.0g/cm3,隨品位的升降而升降,視密度為3.7~3.9g/cm3,與氣孔率密切相關。結晶發育完善的酸性球團礦呈鋼灰色、條痕為赭紅色。


三、主要鐵礦物

酸性球團礦的主要鐵礦物為赤鐵礦,在高溫焙燒過程中經再結晶、晶粒長大形成赤鐵礦連晶,使球團礦具有很高的強度。當脈石礦物為石英時,只要磁鐵礦(Fe3O4)氧化充分,形成赤鐵礦(Fe2O3),石英不與赤鐵礦反應,仍以獨立的形態存在于球團礦中,故不影響球團礦的強度。如果磁鐵礦氧化不夠充分時,它會在高溫焙燒帶與石英(SiO2)反應,形成硅酸鐵(2FeO·SiO2)液相,覆蓋于磁鐵礦顆粒表面,阻礙氧的擴散,影響磁鐵礦繼續氧化,因而在球團礦內部形成未被氧化的磁鐵礦核心,加之在焙燒后的冷卻過程中,液相凝固、體積收縮,使球團礦內部產生同心環狀裂紋,從而使球團礦的還原性和強度都受影響。


如果鐵礦粉中的脈石是硅酸鹽,其中高熔點的硅酸鹽在焙燒球團礦的溫度下不熔化,仍以獨立的礦物存在;低熔點的硅酸鹽礦物,如長石(K[AlSi3O8]),在高溫下熔化,分布于赤鐵礦顆粒之間,液相狀態有助于赤鐵礦結晶的發育,冷凝后則充當黏結相存在于赤鐵礦顆粒之間,有助于提高球團礦的強度,而不利于它的還原性。酸性球團礦的礦物組成比較簡單,以赤鐵礦為主,有時有未被氧化的少量磁鐵礦在球團礦的核心。脈石礦物有石英及各種硅酸鹽形成的渣相。


四、特點

酸性球團礦是工業上最早出現的球團礦。它的制造工藝簡單,焙燒溫度區間較寬,含鐵品位較高,強度好,可以長期貯存和長距離運輸。此外,酸性球團礦的低溫、中溫還原性好,還原膨脹率低,因此在世界范圍內,特別在北美洲,球團礦產量中占優勢。但是20世紀80年代以來發現酸性球團礦的高溫冶金性能不好。高溫還原性差,軟化溫度低,軟化溫度區間較寬。特別是當酸性球團礦中的赤鐵礦(Fe2O3)還原到浮氏體Qn酸(FeO)階段,在高溫下與脈石中的SiO2迅速反應,形成液態渣相,阻礙還原氣體CO和H2的擴散,使球團礦外層形成一金屬鐵殼,內部為液態渣相包圍的浮氏體,還原難以繼續。為了改善其高溫冶金性能,又開發出了橄欖石球團礦和白云石球團礦 。

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