单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,铁矿粉种类主要化学成分及基础特性与科学合理配矿,许满兴,（北京科技大学）,摘要 本文阐述了烧结配矿的目标，铁矿粉种类及基础特性、主要化学成分、碱度和烧结工艺技术对成品矿质量的影响，论述了烧结配好矿的正确理念，在讨论的基础上得出科学合理配好矿的四点结论性意见,关键词,铁矿粉种类,烧结基础特性,科学合理配 好矿,铁矿粉种类主要化学成分及基础特性与科学合理配矿许满兴（,本文主要内容,:,1,.,烧结配好矿的目的和目标,2.,铁矿粉种类特征及其对配矿的影响,3,铁矿粉的主要化学成分对配矿的作用和影响,4.,科学合理配矿的理念和原则,本文主要内容:1.烧结配好矿的目的和目标2.铁矿,烧结配好矿的目的和目标,搞好烧结生产，要把好五道关。第一道关便是科学合理配好矿，然后才是配,好料，制好粒，布好料和点好火四道关。不仅如此，配矿还影响烧结的强度、产质量和成本。烧结配好矿的目的在于（,1,）要有高的产量和强度；（,2,）良好的成品矿化学成分；（,3,）优良的冶金性能；（,4,）低能耗和低成本。,目前，不少企业的配矿还停留在探索性的，凭经验配矿；近几年不少企业配矿追求低成本，把低成本与高效益对立起来，或者把低成本与低能耗对立起来；还有企业配矿追求产量，不讲究质量，特别不重视成品矿的冶金性能的理念和方法。,怎样才能科学合理配好矿呢？这就是本文要讨论的问题：认识和分析清楚铁矿粉种类的特性及其对配矿的影响；铁矿粉主要化学成分的特征及其对配矿的影响；铁矿粉烧结基础特性对配矿的影响；还有烧结工艺技术对配矿的影响。烧结配好矿需建立和遵循一套完整的科学理论和原则,1,。,2.,铁矿粉种类特征及其对配矿的影响,众所周知，烧结常用的铁矿粉有赤铁矿、褐铁矿和磁铁矿三种，这三种矿的不同特性列于表,1,。,烧结配好矿的目的和目标,矿种,化学分子式,含铁量,密度,t/m,3,有害杂质含量,%,强度,还原性,同化性,液相流动性,(,倍,),黏结相强度,N/cm,2,赤铁矿,Fe,2,o3,5557,4.95.3,S,P,等低,硬且易碎,易还原,同化温度高,低,良好,褐铁矿,nFe,2,O,3,mH,2,O,4060,3.05.0,S,P,等低,Al,2,O,3,高,疏松,易还原,同化温度高,良好,低,磁铁矿,Fe3O4,4570,5.2,S,、,P,高,坚硬致密,易还原,差,差,表,1,铁矿粉不同矿种的烧结特性,注：磁铁矿的化学分子式也可以,FeO,Fe,2,O,3,表达，理论,FeO,含量为,31%,我国的铁矿石是以磁铁矿为主的国家，,97.5%,的原矿经过再磨再选，矿粉的粒度细，适合用作球团的原料，不适合作烧结的原料，但我国却有大量的磁铁矿粉用作烧结的原料。我国仅有品位在,55%,左右可以直接入炉的富矿占储量的,2.5%,。全国,11,大矿区的铁矿粉由于地质条件和成矿机理的不同，在烧结特性方面存在着较大的差异，我国几个矿区铁矿粉的烧结基础特性列于表,2,。磁铁矿与赤铁矿和褐铁矿粉用于烧结的一个重要差别，不仅在于烧结基础特性的差别，还在于,FeO,含量的差别，钱士刚、黄天正等学者把,FeO,（成品矿）,/FeO,（原矿）的比值称为“烧结过程宏观气氛评定指数（,P,）”,2,，,P,值的大小一定程度影响成品矿的,FeO,含量，因此,P,值是烧结配矿掌控成品矿,FeO,含量的一个重要参数，烧结配矿应掌握,P,值,1,的范围，以获得烧结产质量的优化组合,3,。,矿种化学分子式含铁量密度有害杂质含量%强度还原性同化性液相流,表,2,我国几种磁铁矿粉的烧结基础特性,4,地区及矿名,同化温度,液相流动性指数,黏结相强度,CF,生成能力,固相连晶强度,LAT(,),FI,(,倍,),SBP(N/cm,2,),SFCA(%),CCS(N/cm,2,),东北,齐大山精粉,1329,0.299,220,345,华北,迁安矿粉,1358,0.792,813,490,尖山精粉,1335,0.23,150,5,475,袁家村精粉,1325,0.18,203,8,149,戴繁粉,1320,0.70,168,5,400,西北,包头精粉,1330,2.10,857,5,304,中南,鄂精粉,1130,0.803,大磁精粉,1322,0.455,320,300,南美的巴西矿和非洲的南非矿以赤铁矿为主，其矿粉的基本特点是含铁品位高，,SiO,2,低，,Al2O3,低，含,S,，,P,等有害杂质少，多数属于优质赤铁矿粉，南非矿含,KO,2,碱金属偏高，巴西矿（依塔比拉例外）和南非矿均具有良好的烧结性能，它们的烧结基础特性列于表,3,。,表,3,巴西、南非赤铁矿粉的烧结基础特性,5,矿名,同化温度,液相流动性指数,黏结相强度,CF,生成能力,固相连晶强度,LAT(,),FI(,倍,),SBP(N/cm,2,),SFCA(%),CCS(N/cm,2,),卡拉加斯粉,1288,0.188,862,4.0,696,巴西新粉,1378,1.412,270,6.7,254,1335,1.750,100,12.0,100,CVRD,标准粉,1335,0.141,128.9,2.5,-,MBR,粉,1310,0.044,470,6.9,264,里奥多西粉,1323,0.556,441,13.2,59,表2 我国几种磁铁矿粉的烧结基础特性4地区及矿名同化,澳大利亚的杨迪矿、罗布河矿、麦克和西安吉拉斯等矿都是水化程度不同的褐铁矿，它们的含铁品位稍低，,P,和,Al,2,O,3,含量有低有高，组织疏松、堆密度低、烧结性能有不同的差异，能按不同比例与高品位、低硅低铝的赤铁矿搭配烧成质量较高的烧结成品矿，也可与一定比例的磁铁矿粉混合烧成一定质量的烧结矿。它们的烧结基础特性列于表,4,。,表,4,澳大利亚褐铁矿粉的烧结基础特性,5,矿名,同化温度,液相流动性指数,黏结相强度,CF,生成能力,固相连晶强度,LAT(,),FI(,倍,),SBP(N/cm,2,),SFCA(%),CCS(N/cm,2,),杨迪粉,1135,3.127,245,75,508,罗布河粉,1174,0.985,333,553,872,麦克粉,1217,1.767,255,24.5,343,西安吉拉斯粉,1238,0.372,314,353,HI,1233,0.40,300,49.0,365,HI,1323,0.498,588,450,HI,1135,3.127,245,75.0,508,哈默斯利粉,1247,0.444,288,43.5,144,纽曼粉,1233,0.6,490,37.5,325,由表,2,表,4,可见，用于烧结生产的国内外三种主要矿种有着不同的特征和烧结基础特性，按它们,.,的特性合理搭配，才能烧出产质量优良的成品烧结矿。,3.,铁矿粉的主要化学成分对配矿的作用和影响,铁矿粉的化学成分主要含,SiO,2,，,Al,2,O,3,，,CaO,，,MgO,，,FeO,、,CaO/SiO,2,，化学成分的差异将会导致其在烧结过程中熔化温度不同，影响液相的生成和流动性，对烧结的成品矿产生不同的结果；同时由于铁矿粉水化程度会影响烧结过程中液相的状态；烧结混合料的碱度是影响烧结过程液相生成状态的基本因素，因为,CaO,配入的量变是影响同化反应和形成低熔点化合物的基础，也是烧结过程形成不同矿物组成的基础，因此碱度是影响烧结过程液相生成状态的主要影响因素。,澳大利亚的杨迪矿、罗布河矿、麦克和西安吉拉斯等矿,3.1 SiO,2,含量的作用和影响,铁矿粉的酸性脉石,SiO,2,是烧结生成液相的主要组分，铁矿粉的,SiO,2,含量越高烧结过程生成的液相越多，,SiO,2,的熔化温度为,1713,，它与,CaO,和铁氧化物反应时，生成液相的温度会显著降低（,1205,1208,），由于,SiO,2,为网络结构，其含量高时有可能使液相黏度升高，降低液相流动性,6,。在烧结过程中，合理的黏结相及其强度常常离不开,SiO,2,与,FeO,的配合，为了满足成品烧结矿强度的需要，当,SiO,2,4.8%,时，应适当提高,FeO,至,7.0%,的水平；当,SiO,2,5.6%,时，,FeO,的水平可控制到低于,7%,的水平。,SiO2,在烧结过程中的状态，很大程度上还与,CaO,的配入量相关，当,CaO/SiO2,处在最佳碱度範围（,1.9,2.4,）内，烧结配矿,SiO2,取,4.8%,5.3%,是对烧结产质量最佳的,7,，当,SiO2,含量,5.6%,后，烧结指标会逐渐变差。铁矿粉的质量可以从,SiO,2,的含量在烧结过程中生成黏结相的状态反应出来，,SiO2,对,SFCA,的形态有决定性的影响,8,，当,SiO,2,3%,时，只能生成片状的铁酸半钙，只有当,SiO,2,含量,3%,后，,SFCA,才开始由片状向针状发展。烧结工艺参数对,SiO,2,在成品矿的矿物组成也有影响，这主要是配,C,（直接影响烧结层成矿带的温度）和混合料透气性的影响，温度和透气性对,SiO,2,在黏结相中的分布有重要影响，温度对,SiO,2,含量在铁酸钙中的分布变化列于表,5,表,5,不同烧结温度下,SiO,2,含量在铁酸钙（,SFCA,）中的分布变化,烧结温度,(,),1220,1260,1285,1315,1340,1360,SiO,2,（）,4.7,5.4,5.7,5.9,6.07,6.38,由表,5,可见，烧结料层的温度不同，会造成成品烧结矿的铁酸钙,SiO,2,含量有较大的变化，同理由于烧结料层的透气性不同，会造成燃料燃烧的状态不同，形成燃烧带的气氛和温度不同，从而影响,SiO,2,在黏结相中分布的不同，说明掌控烧结矿的质量，不仅要通过配矿，合理控制烧结混合料的,SiO2,含量，还要通过配,C,和制粒等工艺技术，把握好,SiO,2,在黏结相的分布。,3.1 SiO2含量的作用和影响烧结温度()122012,3.2,Al,2,O,3,含量的作用和影响,Al,2,O,3,元素是烧结矿黏结相不可缺少的组分，因为在常态下，高碱度烧结矿的铁酸钙的化学分子式为：,5CaO,2SiO,2,9(Al,Fe)2O3,，适当的,Al,2,O,3,含量在烧结中应为,Al,2,O,3,/SiO,2,=0.10.2,8,，,Al,2,O,3,元素属高熔点物质，其熔点为,2042,，在烧结条件下，它不能单一被熔化的，对硅铝铁酸盐（,SFCA,）的形成有促进作用，多余的,Al,2,O,3,会在玻璃相析出，影响成品烧结矿的冷强度和,RDI,指数。正因为,Al,2,O,3,具有以上这些特性在配矿时，单一的高品位、低,SiO2,，低,Al,2,O,3,的赤铁矿粉并不能形成高质量的成品烧结矿，它应该与,Al,2,O,3,含量稍高的褐铁矿搭配，会形成质量较高且成本较低的成品烧结矿。对于水化程度相同的褐铁矿而言，,Al,2,O,3,含量低的同化温度低，液相流动性指数值高，为使得到较高的黏结相强度，需要与同化温度高的赤铁矿或磁铁矿粉合理搭配。与,SiO,2,相同，烧结过程和透气性对,Al,2,O,3,在黏结相中的分布有重要影响，其随温度的不同在铁酸钙相中的分布列于表,6,。,表,6,不同烧结温度下,Al,2,O,3,含量在铁酸钙（,SFCA,）中的分布变化,烧结温度（）,1220,1260,1285,1315,1340,1360,Al,2,O,3,（,%,）,0.5,0.7,0.8,0.15,0.18,1.51,3.2 Al2O3含量的作用和影响烧结温度（）122,3.3 MgO,和,FeO,含量的作用和影响,MgO,也是高熔点物质，其熔点为,2799,，它在烧结过程中是不可能被熔化的，但它与,FeO,无限固溶，生成镁浮氏体，且随,MgO,在浮氏体内固溶量的增加，其固溶体的软化和熔化温度升高，,MgO,和,FeO,均有改善液相流动性的作用,9,，配磁铁矿粉烧结，当,MgO,含量高时，生成的镁浮氏体，开始软化温度、熔化温度高，软熔温度区间