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【知識(shí)分享】什么是酸性球團(tuán)礦?

發(fā)布時(shí)間:2021-11-30 11:17:23      點(diǎn)擊次數(shù):1214


一、簡(jiǎn)介

酸性球團(tuán)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(tuán)礦。它以細(xì)鐵精礦為原料,通常配加0.5%~0.8%的膨潤(rùn)土經(jīng)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(dú)用作高爐原料時(shí)需要配加堿性熔劑。球團(tuán).png


二、主要成分

酸性球團(tuán)礦一般含鐵在65%左右,含SiO24%~6%,含硫較低,其他雜質(zhì)的含量因原料的不同而異,總量不超過(guò)3%~4%。它的強(qiáng)度高,單個(gè)球的抗壓強(qiáng)度常在2000N以上,轉(zhuǎn)鼓指數(shù)可以達(dá)到93%(ISO標(biāo)準(zhǔn)+6.3mm,粒度9~12.5mm)。全氣孔率在20%~25%之間,其中開(kāi)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(guān)。結(jié)晶發(fā)育完善的酸性球團(tuán)礦呈鋼灰色、條痕為赭紅色。


三、主要鐵礦物

酸性球團(tuán)礦的主要鐵礦物為赤鐵礦,在高溫焙燒過(guò)程中經(jīng)再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大形成赤鐵礦連晶,使球團(tuán)礦具有很高的強(qiáng)度。當(dāng)脈石礦物為石英時(shí),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(yīng),仍以獨(dú)立的形態(tài)存在于球團(tuán)礦中,故不影響球團(tuán)礦的強(qiáng)度。如果磁鐵礦氧化不夠充分時(shí),它會(huì)在高溫焙燒帶與石英(SiO2)反應(yīng),形成硅酸鐵(2FeO·SiO2)液相,覆蓋于磁鐵礦顆粒表面,阻礙氧的擴(kuò)散,影響磁鐵礦繼續(xù)氧化,因而在球團(tuán)礦內(nèi)部形成未被氧化的磁鐵礦核心,加之在焙燒后的冷卻過(guò)程中,液相凝固、體積收縮,使球團(tuán)礦內(nèi)部產(chǎn)生同心環(huán)狀裂紋,從而使球團(tuán)礦的還原性和強(qiáng)度都受影響。


如果鐵礦粉中的脈石是硅酸鹽,其中高熔點(diǎn)的硅酸鹽在焙燒球團(tuán)礦的溫度下不熔化,仍以獨(dú)立的礦物存在;低熔點(diǎn)的硅酸鹽礦物,如長(zhǎng)石(K[AlSi3O8]),在高溫下熔化,分布于赤鐵礦顆粒之間,液相狀態(tài)有助于赤鐵礦結(jié)晶的發(fā)育,冷凝后則充當(dāng)黏結(jié)相存在于赤鐵礦顆粒之間,有助于提高球團(tuán)礦的強(qiáng)度,而不利于它的還原性。酸性球團(tuán)礦的礦物組成比較簡(jiǎn)單,以赤鐵礦為主,有時(shí)有未被氧化的少量磁鐵礦在球團(tuán)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(diǎn)

酸性球團(tuán)礦是工業(yè)上最早出現(xiàn)的球團(tuán)礦。它的制造工藝簡(jiǎn)單,焙燒溫度區(qū)間較寬,含鐵品位較高,強(qiáng)度好,可以長(zhǎng)期貯存和長(zhǎng)距離運(yùn)輸。此外,酸性球團(tuán)礦的低溫、中溫還原性好,還原膨脹率低,因此在世界范圍內(nèi),特別在北美洲,球團(tuán)礦產(chǎn)量中占優(yōu)勢(shì)。但是20世紀(jì)80年代以來(lái)發(fā)現(xiàn)酸性球團(tuán)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(qū)間較寬。特別是當(dāng)酸性球團(tuán)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(yīng),形成液態(tài)渣相,阻礙還原氣體CO和H2的擴(kuò)散,使球團(tuán)礦外層形成一金屬鐵殼,內(nèi)部為液態(tài)渣相包圍的浮氏體,還原難以繼續(xù)。為了改善其高溫冶金性能,又開(kāi)發(fā)出了橄欖石球團(tuán)礦和白云石球團(tuán)礦 。

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