添加剂对高MgO烧结矿中铁酸钙生成的影响

高铝铁矿在高炉中用量的逐年增加,带来了高炉炉渣变稠、脱硫困难等一系列问题。生产高Mg O烧结矿成为解决高炉炉渣性质的有效途径之一。但是,烧结料中Mg O质量分数过高会导致烧结过程中黏结液相量减少,带来烧结矿强度降低的新问题。主要尝试向烧结料中配加少量的低熔点添加剂,以促进烧结过程中铁酸钙生成,拓宽改善烧结矿强度的思路。试验选择了B2O3、Ca Cl2和Na2Si O3为添加剂,配入高Mg O、高Al2O3烧结料进行烧结,通过对试样的XRD衍射分析、观察矿相结构等,研究添加剂对烧结过程的影响。结果表明,加入这3种低熔点添加剂,均能促进铁酸钙形成,但是影响程度不同。当Mg O质量分数为4%时,B2O3、Ca Cl2和Na2Si O3配入量(质量分数)分别为0.094%、0.470%和0.470%,可形成最多的铁酸钙,较少的加入量有利于铁酸钙形态向针状发展。Mg O质量分数较高时,液相生成有助于赤铁矿向磁铁矿转变。     

准化学平衡条件下MgO对多元铁酸钙生成的影响

 研究了不同碱度、不同SiO2与Al2O3含量条件下MgO对铁酸钙生成的影响以及Fe2O3 SiO2 CaO Al2O3 MgO系内烧结矿的成矿过程,通过模拟高碱度烧结矿配料在空气气氛、1220 ℃准化学平衡条件下进行烧结实验,利用XRD QAMS法进行矿物定量、显微镜下观察矿相结构等方法进行分析。实验结果表明：R=2.0、不含Al2O3时增加MgO含量铁酸钙生成量明显增多,加入质量分数为25%的Al2O3后,MgO促进铁酸钙生成的作用减弱,Al2O3改变了MgO对铁酸钙生成的影响规律;随着碱度从1.8增加到2.3,铁酸钙生成量呈上升趋势,但是MgO对铁酸钙生成的促进作用减弱;实验还发现,随着MgO含量增加,不含Al2O3时铁酸钙晶形有“柱状”向“针状”变化趋势;加入质量分数为2.5%的Al2O3后,MgO含量增加对铁酸钙晶形影响减小。     

烧结矿中复合铁酸钙形成影响因素

以现场烧结矿成分为基础,在实验室条件下,应用干粉压块、焙烧方法,并结合X射线衍射、光学显微镜和扫描电子显微镜来分析烧结温度、二元碱度及Al_2O_3质量分数对铁酸钙组成和结构的影响。结果表明,烧结矿中铁酸钙组成多为多元系复合形式。烧结温度升高,复合铁酸钙结构由板片状逐渐向针状发展,在1 260℃时,针状复合铁酸钙及总铁酸钙质量分数最高,分别达到24.15%、44.21%,烧结矿矿相结构呈明显熔蚀状。二元碱度主要决定了针状复合铁酸钙的生成量,其质量分数随着碱度的升高而增大,高碱度下硅酸盐相增多。Al_2O_3主要影响板状复合铁酸钙的生成量,适当提高Al_2O_3的配比有利于形成针状复合铁酸钙。w(Al_2O_3)为3%和4%条件下,复合铁酸钙呈现板片状,强度降低。最佳烧结温度为1 260℃,二元碱度为2.0,w(Al_2O_3)为2%。     

烧结矿添加制酸副产物的烧结杯实验

针对钒钛磁铁矿难烧结的特点,通过将制酸副产物铁酸钙加入烧结矿中的烧结杯实验,探索铁酸钙对烧结工艺及烧结矿质量的影响.结果表明:添加铁酸钙提高烧结矿的转鼓指数、有效利用系数、烧结工艺参数,其微观矿相比普通烧结矿更紧密,优化了烧结矿质量,达到了高炉增产节耗的目标,同时拓宽了钛石膏的应用领域.     

MgO对含钛烧结矿矿相结构及软熔滴落性能的影响

为了深入探究MgO对烧结矿矿物组成及冶金性能的影响,采用扫描电子显微镜和荷重软化熔滴设备研究了MgO对含钛烧结矿矿相结构与软熔滴落性能影响.实验结果表明,随着烧结料中MgO质量分数从2.04%增加到3.96%,烧结过程液相生成量逐渐减少,烧结矿中的赤铁矿和铁酸钙等含量都有不同程度的降低,赤铁矿质量分数从13.57%降低到9.99%,铁酸钙的质量分数由38.7%降低到30.17%,磁铁矿、硅酸盐和烧结矿中的孔洞逐步增加.因此,增加烧结矿中MgO会降低烧结矿中液相生成量,不利于烧结矿转鼓强度和还原性的提高.高碱度含钛烧结矿中的镁主要分布于烧结矿中复合铁酸钙相中,进一步提高烧结矿中镁的质量分数,烧结矿的磁铁矿相比例将增加,有一部分镁固溶于磁铁矿中;在高镁烧结矿中,也会形成一定量的橄榄石,其中固溶有少量镁、钛等元素.随着烧结矿中MgO质量分数的增加,开始软化温度逐渐升高,试样软化开始温度均在1120℃以上,软化温度区间Δt_A随着MgO含量的升高而逐渐变宽.      

烧结成矿过程中铁酸钙特征与冶金性能定量关系

烧结成矿过程中铁酸钙质量分数、晶体形态及其结晶粒度等特征对烧结矿质量好坏有重要影响。本文以现场烧结配料结构为基准，使用分析纯进行不同温度梯度微型烧结试验，利用偏光显微镜重点分析了烧结矿成矿过程中铁酸钙生成特征，并分析了其对烧结矿冶金性能的影响规律。结果表明：在1 280～1 400℃升温过程中，烧结矿以斑状结构为主，其中不同形态的铁酸钙质量分数共减少了26.40%,烧结矿RDI_{+3.15 mm}及RI指数分别由74%、72%降低为69.20%、67.57%;在1 250～1 280℃升温过程中和1 400～1 200℃降温过程中，烧结矿以交织熔蚀结构为主，有针柱状铁酸钙大量生成，且针柱状铁酸钙中Al₂O₃/SiO₂较小为0.25,烧结矿RDI_{+3.15 mm}及RI指数呈变好趋势；在1 200℃降温至室温的过程中，烧结矿主要以熔蚀结构为主，是板柱状和他形铁酸钙的形成阶段，尤其在1 200～1 100℃降温段，针状、柱状铁酸钙均占比较高为32.70%,烧结矿RDI_+3.15...     

添加城市垃圾焚烧飞灰对烧结矿性能的影响

通过烧结杯实验、烧结矿低温还原实验、中温还原实验和高温软熔滴落实验,研究添加城市垃圾焚烧飞灰对烧结矿强度和冶金性能的影响。结果表明,在0~5%(质量分数)的添加比例范围内,随着飞灰添加量的增加,烧结速度和烧结杯利用系数降低,烧结矿转鼓指数和成品率降低,软熔滴落性能恶化,中温还原度变化不显著,而低温还原粉化指数显著提高。矿相结构与成分分析表明,随着飞灰添加量的增加,烧结矿中铁酸钙和硅酸钙的相比例均有所升高;飞灰中含量较高的Al2O3、SiO2和Cl元素导致了烧结矿中低熔点相较早生成及生成量的增加,这是影响烧结过程、烧结矿强度和冶金性能的根本原因。     

不同SiO2质量分数精粉对烧结指标的影响

为了比较不同精粉配入混合料后对烧结指标及烧结矿质量的影响,进行了精粉高温性能测试及烧结杯试验。结果表明,不同精粉的表观形貌及高温性能有显著差别;在基本不改变熔剂结构的条件下,随精粉SiO2质量分数的升高,液相流动性显著降低,烧结过程中黏结相生成量减少,不利于混合料中各矿物之间黏结成矿。采用不同精粉烧结时,烧结矿微观矿物结构具有显著的差异;精粉中SiO2质量分数升高会导致烧结矿中铁酸钙生成量减少,SiO2酸盐逐渐增多,孔洞增加。与低SiO2精粉烧结相比,采用高SiO2精粉烧结后,固体燃耗增加,转鼓指数下降,粒度组成中小于10 mm的量增加。     

[w(TiO2)]对烧结矿矿相结构及软熔滴落性能的影响

 为了深入研究[w(TiO2)]对烧结矿冶金性能的影响,通过SEM-EDS和荷重软化熔滴试验研究了不同TiO2质量分数对烧结矿矿相结构与软熔滴落性能影响。试验结果表明,随着烧结料中[w(TiO2)]从1.40%增加到3.02%,烧结过程液相生成量先增加后减少,烧结矿中的赤铁矿、钙钛矿和硅酸盐等都有不同程度的升高,赤铁矿质量分数从20.69%增加到26.05%,其形态由原生赤铁矿逐步变为二次赤铁矿,磁铁矿和复合铁酸钙质量分数逐步减少,因此,适当增加烧结矿中[w(TiO2)]（＜2%）有利于改善烧结矿的液相生成量,减少燃料消耗,提高烧结矿的转鼓强度;烧结矿中的钛主要以钙钛矿的形式存在,极少部分的钛固溶于复合铁酸钙和二次赤铁矿中;随着烧结矿中TiO2质量分数的增加,开始软化温度逐渐升高,试样软化开始温度[t10]和试样软化终了温度[t40]均在1 130 ℃以上,低钛烧结矿的软化温度区间[ΔtA]为195 ℃,其余含钛烧结矿烧结矿的软化温度区间[ΔtA]均在200 ℃以上。     

中钛型钒钛烧结矿液相量的研究

通过烧结杯试验结合热力学计算,分析烧结矿显微结构,研究承德中钛型钒钛烧结矿液相生成量的影响因素。结果表明,碱度提高促进Fe2O3与Ca O发生反应形成铁酸钙,液相量增多,改善烧结矿的质量;随着配碳量的增加,烧结过程中产生的热量增加,有利于硅酸盐类高温液相的生成;Ti O2含量增加,Ti O2会优先与Ca O反应生成钙钛矿,抑制性能较好的铁酸钙的生成,生成的钙钛矿分散在渣相与铁矿物之间,削弱了硅酸盐的黏结作用以及钛赤铁矿与钛磁铁矿的连晶作用,导致烧结矿的液相量随之减少。     

影响钒钛烧结矿铁酸钙生成因素的研究

针对攀钢高钛型钒钛磁铁精矿烧结的特点,在实验室采用造小球焙烧的方法,进行了配碳、焙烧温度、焙烧时间等因素对钒钛烧结矿铁酸钙生成影响的试验研究.结果表明,烧结温度、气氛、碱度是影响钒钛烧结矿铁酸钙生成的最主要因素,而在化学成分中,TiO2、Al2O3对铁酸钙生成量和形态的影响较大.因此,在攀钢高钛型钒钛磁铁精矿烧结条件下,建立有利于生成细针状铁酸钙适宜的烧结工艺制度,消除TiO2、Al2O3的不利影响,是改善攀钢钒钛烧结矿品质的关键.     

[w(TiO2)]对烧结矿矿相结构及软熔滴落性能的影响

 为了深入研究[w(TiO2)]对烧结矿冶金性能的影响,通过SEM-EDS和荷重软化熔滴试验研究了不同TiO2质量分数对烧结矿矿相结构与软熔滴落性能影响。试验结果表明,随着烧结料中[w(TiO2)]从1.40%增加到3.02%,烧结过程液相生成量先增加后减少,烧结矿中的赤铁矿、钙钛矿和硅酸盐等都有不同程度的升高,赤铁矿质量分数从20.69%增加到26.05%,其形态由原生赤铁矿逐步变为二次赤铁矿,磁铁矿和复合铁酸钙质量分数逐步减少,因此,适当增加烧结矿中[w(TiO2)]（＜2%）有利于改善烧结矿的液相生成量,减少燃料消耗,提高烧结矿的转鼓强度;烧结矿中的钛主要以钙钛矿的形式存在,极少部分的钛固溶于复合铁酸钙和二次赤铁矿中;随着烧结矿中TiO2质量分数的增加,开始软化温度逐渐升高,试样软化开始温度[t10]和试样软化终了温度[t40]均在1 130 ℃以上,低钛烧结矿的软化温度区间[ΔtA]为195 ℃,其余含钛烧结矿烧结矿的软化温度区间[ΔtA]均在200 ℃以上。     

无烟煤配比对烧结矿性能的影响

研究不同无烟煤配比对武钢烧结矿中铁酸钙的生成数量、结晶形态以及发育大小等的影响,实验室试验表明,煤粉配比为5.8%时的烧结指标较好,其铁酸钙含量最高;不同煤粉配比的烧结矿中铁酸钙均为四元复合铁酸钙,且随着煤粉配比的增加,烧结矿中铁酸钙发育变大,由细针状逐渐发育成针杆状及薄片状和板状.     

添加城市污泥对烧结过程及烧结矿质量的影响

首先通过化学分析和热重分析等方法对城市污泥的主要化学成分及燃烧特性进行分析研究。并将城市污泥按照质量分数为0%、3%、6%和9%的比例分别添加入烧结原料中,研究添加城市污泥对烧结过程主要技术经济指标、烧结矿物相组成及机械强度的影响。结果表明:污泥的燃烧热值为5 325.66kJ/kg,即1kg污泥相当于0.182kg标准煤,污泥的添加有利于减少烧结燃料的使用。随着烧结原料中污泥添加量的增加,烧结矿中铁酸钙含量呈现先增大后减小的趋势。当添加污泥的质量分数为6%时,烧结矿中铁酸钙含量达到最大值。当添加污泥的质量分数小于3%时,随着污泥的加入,烧结矿的烧成率、成品率、利用系数、落下强度以及转鼓指数都逐渐提高,之后均开始缓慢降低;而垂直烧结速度随着污泥的添加量的增加,呈现先减小后增大趋势,在添加污泥的质量分数为3%时达到最小值。     

烧结混合料中SiO2和FeO含量对烧结矿强度的影响

采用烧结杯制备烧结试样,依据实验结果在水钢65m2烧结机上进行工业试验;应用标准转鼓测试强度、光学显微镜和X射线衍射仪分析组织和相结构,研究了原料成分波动对烧结矿强度的影响.结果表明,SiO2含量对烧结矿强度有较大影响,SiO2的质量分数为5.37%～5.67%时,烧结矿强度较高;MgO和FeO含量对烧结矿强度也有一定影响,SiO2的质量分数为4.84%～5.00%时,降低烧结料中的MgO和FeO含量可促进烧结矿中铁酸钙的生成,改善其强度.     

包钢低硅烧结矿铁酸钙生成特性的影响因素

 为了探明白云鄂博低硅烧结矿中铁酸钙生成特性的影响因素，在红外烧结炉中，通过改变最高烧结温度、烧结配料的碱度、MgO含量、CaF2含量、SiO2含量、铝硅比，对以自产精矿为主要含铁原料的烧结试样，进行了单因素多水平正交微型烧结试验。研究结果表明，不同因素对烧结试样粘结相强度的影响存在不同趋势：随着最高烧结温度、碱度、wSiO2的提高，烧结试样的粘结相强度呈现增加趋势；随着wMgO、wCaF2、wAl2O3/wSiO2的降低，烧结试样的粘结相强度呈现出开始变化不明显，之后又下降的趋势。当最高烧结温度为1280℃、碱度为28、MgO含量(质量分数，下同)为10%、CaF2含量为08%、SiO2含量为44%及铝硅比为015时，微型烧结试样的粘结相强度最高。各影响因素中粘结相强度最佳的烧结矿矿相组成中赤铁矿和复合铁酸钙(SFCA)所占比例不完全一致，但二者之和均较高；SFCA通常为针柱状、片状或颗粒状，并与赤铁矿、玻璃相或磁铁矿交织成网络结构。     

Al_2O_3对铁酸钙生成机理影响

在生产熔剂性烧结矿过程中,铁酸钙作为低熔点化合物,它的出现构成了液相形成的起点,铁矿石烧结过程中铁酸钙直接作为反应物参与烧结矿中复合铁酸钙的形成,其生成量的多少和分布影响着烧结矿的矿相结构,采用XRD和SEM等现代分析测试技术,研究了Al2O3对铁酸钙生成机理影响,850~900℃时,Al2O3与铁酸二钙(C2F)发生反应生成铝酸半钙(CA2)和铁酸一钙(CF),随着温度的升高,当温度超过900℃时,铁酸二钙开始反应生成铁酸一钙,当矿相配比中Al2O3的含量较低时,固态下Al2O3颗粒几乎与C2F完全反应生成CA2,并且矿相中仍有部分C2F剩余,最终一起参与反应形成复合铁酸钙。     

柳钢烧结矿的化学成分及显微结构分析

对柳钢2~#360 m~2烧结机台车截面烧结矿进行取样分析,研究上、下层烧结矿的化学成分和显微结构的差异。结果表明:在南、中、北3个位置,从上到下各层烧结矿中的FeO质量分数和碱度波动很大,FeO质量分数呈先降低再升高的趋势,碱度(CaO/SiO_2)呈逐渐下降的趋势;上层烧结矿多以赤铁矿连晶为主,铁酸钙相较少,中层烧结矿铁酸钙最多,多呈理想的针状形态,下层烧结矿中的铁酸钙生成量比中部略少;沿着料层高度方向烧结矿FeO质量分数和碱度异常偏析,导致烧结矿的液相生成量不均匀,影响了烧结矿的质量。     

基于相图分析铁酸钙流动性及烧结矿强度

 摘 要： 铁酸钙黏结相的流动性是维持烧结矿强度的重要因素。由于铁酸钙黏结相没有固定组成，首先根据相图获得不同成分铁酸钙黏结相的熔点和液相量，在不同SiO2质量分数条件下，通过试验分析了流动性与熔点和液相量的关系。结果表明，不同SiO2质量分数的矿石获得最佳流动性的铁酸钙成分和碱度不同；铁酸钙流动性与其熔点呈反比，与其液相量呈正比。在此基础上，通过烧结杯试验考察了不同SiO2质量分数矿石黏结相流动性对烧结强度的影响规律和作用机理。烧结杯试验结果表明，w（SiO2）等于4.30%的铁矿石在碱度为1.8～2.2时，烧结矿强度都比较高；而w（SiO2）等于12.42%的铁矿石在碱度为2.0时处于最高值，过高或过低都会使烧结矿强度明显下降。其根本原因是由热力学性质决定的，低SiO2矿石的液相区间较宽，高SiO2矿石的液相区间较窄，烧结生产中不建议使用高硅矿石。研究结果可为评价黏结相流动性和新矿种的应用提供理论指导。     

铁矿粉化学成分对烧结高温基础特性的影响

为对高温基础特性有一个更好了解以便指导烧结配矿、提高烧结矿质量，通过试验研究并测定了包括低硅矿在内的10种铁矿粉的同化性、液相流动性、黏结相强度和铁酸钙生成量等高温烧结特性，在此基础上，分析探讨了铁矿粉化学成分对烧结高温基础特性的影响。研究表明，烧损(LOI)值越高，同化温度越低，但LOI值过高会使得液相流动性和黏结相强度降低；Al₂O₃质量分数的增加会使同化温度下降、黏结相强度和铁酸钙生成量增加，而液相流动性随着Al₂O₃质量分数的增加先升高后降低，Al₂O₃质量分数位于1.0%～1.5%范围内液相流动性指数较高；黏结相强度和铁酸钙生成量随着铁矿粉中SiO₂质量分数的增加呈现先增加后降低的趋势，SiO₂质量分数低于6.0%时，随着SiO₂质量分数增加，同化温度下降。研究结果对探究铁矿粉高温基础特性的影响因素具有一定的参考意义。