西澳超细粒磁铁精矿特性及其对球团焙烧性能的影响

本文采用圆盘造球机及DSC、TG分析手段对西澳超细粒磁铁精矿和国产磁铁精矿动态成球性及氧化特性进行了研究,并对西澳超细粒磁铁精矿及配加国产磁铁精矿的球团焙烧特性进行了研究。结果表明,单一西澳超细磁铁精矿比表面积高、氧化放热反应温度低,球团焙烧时易形成双层结构,导致球团焙烧性能较差。当配加40%国产磁铁精矿时,球团适宜预热温度由1 050℃降低到950℃,适宜的焙烧温度由1 300℃降低到1 250℃,焙烧时间由40min缩短到15min;而且焙烧球团矿的抗压强度由2 313 N/个提高到2 746 N/个。焙烧球团矿的矿相研究表明:配加国产磁铁精矿后,焙烧球团矿微观结构得到明显改善,赤铁矿再结晶良好。优化配矿是改善西澳超细粒磁铁精矿球团矿焙烧特性的有效途径之一。     

改善超细铁精矿成球性能的实验研究

针对超细粒铁精矿成球性能较差的问题,通过向西澳某超细磁铁精矿A中分别配加不同比例国产某磁铁精矿B或巴西某赤铁精矿C进行造球实验,研究其基本特性和静态成球性能。结果表明:混合铁精矿的成球性能明显高于超细磁铁精矿A单矿。超细磁铁精矿A单矿生球落下强度仅为3.2次/(0.5m),生球爆裂温度为470℃,配加质量分数为20%国产磁铁精矿或10%巴西赤铁精矿时生球落下强度均超过4次/(0.5m),爆裂温度高于500℃。优化配矿是提高西澳超细磁铁精矿生球性能的有效途径之一。     

巴西赤铁精矿球团试验研究

1前言 到目为止我国球团原料仍然以磁铁精矿为主，但随着球团生产的迅速发展，磁铁精矿产量远远满足不了球团生产的需要。近年有的球团厂在磁铁精矿中配加部分赤铁精矿，但配加的比例较少。加大赤铁精矿配比将是我国今后球团发展的趋势，因此本文对赤铁精矿生产球团矿进行了研究。     

巴西赤铁粉矿制取氧化球团及焙烧性能试验研究

为扩大生产球团矿的磁铁精矿资源,以国产磁铁精矿搭配巴西赤铁粉矿（粒度4～0mm）为原料,进行了制取氧化球团试验及其焙烧性能的试验。试验结果表明,该球团配料的成球性和焙烧性能优良,适合各种球团工艺生产氧化性球团矿。     

赤磁混合铁精矿球团焙烧固结机理研究

综合运用光学显微镜和显微图像分析仪等测试仪器和手段,对不同预热和焙烧条件下,巴西赤铁精矿与云南省内磁铁精矿搭配使用时氧化球团的矿物组成、显微结构以及焙烧固结机理进行了重点研究。研究结果表明,无论是在预热阶段还是在焙烧阶段,由于磁铁矿氧化生成的新生Fe2O3活性较赤铁矿颗粒中的原生Fe2O3活性高,磁铁矿的存在能够促进颗粒间Fe2O3再结晶的形成。因此,在赤铁精矿中适量配加磁铁精矿生产氧化球团,有利于降低预热焙烧温度,提高球团矿质量。     

赤磁混合铁精矿球团焙烧固结机理

综合运用光学显微镜和显微图像分析仪等测试仪器和手段,对不同预热和焙烧条件下,巴西赤铁精矿与云南省内磁铁精矿搭配使用时氧化球团的矿物组成、显微结构以及焙烧固结机理进行了重点研究。研究结果表明,无论在预热阶段还是焙烧阶段,由于磁铁矿氧化生成的新生Fe2O3活性较赤铁矿颗粒中的原生Fe2O3活性高,能够促进颗粒间Fe2O3再结晶的形成。因此,在赤铁精矿中适量配加磁铁精矿生产氧化球团,有利于降低预热焙烧温度,提高球团矿质量。     

低铁高硅赤铁精矿对氧化球团性能的影响

为合理利用国内低铁高硅铁精矿、降低球团生产成本,研究了低铁高硅赤铁精矿对生球、预热球和焙烧球团性能的影响。结果表明,典型的低铁高硅赤铁精矿A较磁铁精矿有更好的润磨性能。赤铁精矿A的亲水性较磁铁精矿强,在保持生球水分不变且赤铁精矿配比较高的条件下(>10%),生球水分不足,生球质量随着赤铁矿配比的提高而变差。随着赤铁精矿A的配比由0提高到50%,预热球强度由588降低到196 N/个,焙烧球团抗压强度由3 425降低到1 368 N/个,赤铁精矿A配比不宜高于30%,适当提高焙烧温度有利于球团抗压强度的提高。配加低铁高硅赤铁精矿A的球团还原膨胀性能和还原性能均有一定程度改善。     

冀东磁铁精粉球团矿的矿相结构研究

对冀东磁铁精粉球团矿的矿相结构进行了系统的研究。结果显示,冀东磁铁精粉焙烧球团矿的主晶相是赤铁矿,焙烧制度和预热制度都影响球团矿的显微特征,当球团矿预热温度950~1 000℃、预热时间20 min时,球团中Fe3O4基本完全氧化,Fe2O3再结晶明显,晶粒开始凝聚。当焙烧温度在1 300℃以上时球团矿有分解型Fe3O4出现,所以焙烧温度应选择在1 300℃以下较为合适。在焙烧温度1 250~1 275℃、焙烧时间大于20 min条件下,球团的抗压强度大于2 000 N/个。     

含硼磁铁矿对超细粒级磁铁矿球团性能的影响

 超细粒级精矿球团化对中国贫矿资源应用有着特殊意义,但存在成球困难、生球质量差、成品球团强度低等问题,硼铁矿中硼和铁嵌布密切,应用难度大,然而其配加对提高球团性能有益。采用气体吸附法(BET法)测量比表面积并用扫描电镜(JSM6490)评价铁精矿粉和焙烧球团矿的微观结构,研究了添加含硼磁铁矿对超细精矿的成球性能、生球质量、预热焙烧强度的影响。结果表明,超细精矿中配加30%硼铁矿后,混合精矿成球性得到改善,达到中等成球性指标,生球落下强度从2.4 次/(0.5 m)升高到4.0 次/(0.5 m)、抗压强度从15.38 N/个增加到19.08 N/个、爆裂温度从340 ℃升高到410 ℃,优化配矿下可提高爆裂温度至460 ℃,球团的预热与焙烧时间缩短、温度降低,在预热时间与温度不变、焙烧时间相同、焙烧温度为1 175 ℃条件下,球团强度(与100%超细精矿相比)提高900 N/个左右,达到了3 500 N/个以上,在相同强度下,可降低焙烧温度近100 ℃。加入含硼磁铁矿可改善球团性能的原因为,含硼磁铁矿颗粒形貌复杂、碱性物质含量多、粒度粗,从而能有效帮助颗粒间嵌合,增加粉料分子水含量,改善成球性,提高生球强度与爆裂温度。MgO和B₂O₃会在球团内部生成低熔点液相,填充孔隙,促进焙烧温度降低,增强颗粒间网格状的均匀连结,提高焙烧球团的强度。     

马钢球团配用黏性姑精矿实验研究

为了解决黏性姑山赤铁精矿(姑精矿)用于烧结生产引起烧结质量指标降低,球团生产混合料难以混匀,球团质量变差,生产波动大等问题,开展了将姑山磁铁精矿B精、C精和姑精矿在矿浆状态下预先混匀成姑山混合精矿实验,并研究了姑精矿粒度、配比等因素对生球制备、球团预热焙烧制度和球团性能的影响。结果表明:在矿浆状态下混匀可使姑精矿在姑山混合精矿中分布均匀,添加姑精矿润磨后,造球混合料细粒级含量增加,姑精矿较磁铁精矿润磨性能好;使用造球混合料2号造球,生球落下强度为7.8次/(0.5 m),较磁铁精矿生球落下强度提高1.3次/(0.5 m)。在预热温度950℃、预热时间18 min、焙烧温度1 200℃、焙烧时间20 min时,焙烧球团强度为2 987 N/球,较磁铁精矿混合料焙烧球团强度降低129 N/球,姑精矿的加入对球团的焙烧强度不利。生产中可以通过适当提高焙烧温度或姑精矿细度的措施来满足高炉对球团强度的要求。     

高压辊磨预处理强化巴西镜铁矿球团

采用高压辊磨技术预处理镜铁矿,对强化其球团工艺及机理进行了研究.扫描电镜观测证实,通过优化高压辊磨闭路流程的循环负荷,巴西镜铁矿的表面形状及比表面积得到改善,成球性得到明显提高.以70%镜铁矿配加30%磁铁矿为原料,采用71%高压辊磨产品返回方式处理后,在添加2.4%的膨润土、造球时间15 min及造球水分8%的条件下,生球各指标与同配比未经高压辊磨处理的相比均有大幅度提高,其0.5 m落下强度达到4.5次,单球抗压强度10.25 N,爆裂温度455℃;生球在预热温度1 050℃、预热时间10 min,焙烧温度1 280℃、焙烧时间12 min的条件下焙烧,成品球单球抗压强度达到2 690.88 N,满足球团生产的要求.     

高钛球团焙烧行为及其强化技术

研究了高钛球团的焙烧特征和固结行为.随着TiO₂含量的增加,球团焙烧难度增大,当TiO₂质量分数由10%增加至21%时,高钛球团所需预热时间由12 min延长至26 min以上,焙烧球强度由每个2486 N降低至每个1728 N.高钛球团由于FeTiO₃含量高,导致氧化速度慢、预热球氧化程度低,不利于焙烧固结时钛赤铁矿固溶体晶粒的长大,使得球团固结强度差.通过添加NaOH结合润磨工艺增大颗粒表面能和反应活性,促进了固相扩散,并生成少量低熔点化合物,有利于再结晶过程的扩散迁移,使Ti富集在Fe₂TiO₅中并促进钛赤铁矿晶粒长大,强化了高钛球团焙烧固结,可使预热时间缩短至16 min,球团强度提高至每个2141 N.     

铬铁矿球团焙烧固结特性

本文系统研究铬铁矿球团的焙烧固结特性.结果表明:预热时间对于预热球强度影响不大,在预热时间为10 min时,随着预热温度的提高,预热球强度和氧化率呈直线型增加,适宜温度为1050℃,此时预热球强度可达每个400 N以上;与传统铁矿球团相比,铬铁矿球团焙烧所需的温度高,焙烧时间为10 min时,焙烧温度从1250℃提高到1350℃,球团强度从每个1078 N提高到1973 N.在铬铁矿球团预热和焙烧过程中,铬尖晶石(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)₂O₄氧化生成富镁的(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)₂O₄和铬铁铝复合氧化物(Cr,Fe,Al)₂O₃,当温度高于1000℃时,(Cr,Fe,Al)₂O₃新相生成,其主要以环状分布在颗粒外层,颗粒内部为针状与(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)₂O₄形成交织结构,降低Cr/Fe比或升高焙烧温度均有助于(Cr,Fe,Al)₂O₃向颗粒外层富集和再结晶长大,有利于球团的固结,提高球团强度.     

Oxidation and Induration Characteristics of Pellets Made from Western Australian Ultrafine Magnetite Concentrates and Its Utilization Strategy

Western Australian magnetite concentrates normally have ultrafine granularity and much higher specific surface areas than Chinese magnetite concentrates owing to the significant pre-grinding and beneficiation for saleable iron grade.Such characteristics will inevitably affect the subsequent pelletization process.However,very few investigations have been done before.Thus,the oxidation and induration characteristics of pellet made from a Western Australian ultrafine magnetite concentrate were revealed by conducting routine preheating-roasting tests in an electric tube furnace and investigating the microstructure of fired pellets under an optical microscope in comparison with that of pellets made from typical Chinese magnetite concentrate.The liquidus regions of CaO-SiO_2-Fe_2O_3 and CaOSiO_2-Al_2O_3 ternary systems in air at various temperatures were calculated by FactSage software to explain the importance of liquid phase in the consolidation of fired pellets.The results show that pellet made from ultrafine magnetite concentrate possesses better oxidability and preheating performance than that made from Chinese magnetite concentrate.However,it has inferior roasting performance,usually requiring conditions of roasting at 1 280℃ for at least 30 min to acquire sufficiently high compressive strength,which are attributed to higher temperature sensitivity caused by its smaller particle size and less formation of liquid phase because of low impurities like CaO and Al_2O_3 in raw materials.Correspondingly,its roasting performance can be significantly improved by blending with Chinese magnetite concentrates or increasing the pellet basicity(wCaO/wSiO_2).By comprehensive evaluation,blending with Chinese iron ore concentrates is an appropriate way to utilize Western Australia ultrafine magnetite concentrates.     

蛇纹石对磁铁矿和赤铁矿球团的影响

研究了蛇纹石对磁铁矿和赤铁矿2种不同矿粉球团的生球质量、抗压强度和冶金性能的影响。结果表明：配蛇纹石后赤铁矿和磁铁矿球团的生球质量都得到改善。配蛇纹石后磁铁矿和赤铁矿球团预热强度都下降,在相同温度和蛇纹石质量分数下,赤铁矿球团预热强度比磁铁矿球团低50~100 N/个,在焙烧温度小于1280 ℃时,随着蛇纹石质量分数的增加,磁铁矿和赤铁矿球团抗压强度都下降,但在1300 ℃的温度下,配蛇纹石的球团抗压强度比基准期球团抗压强度高。配蛇纹石后磁铁矿和赤铁矿球团还原膨胀率都下降。蛇纹石质量分数为1.5%时,球团矿还原度相对高。     

高压辊磨对赤铁矿粉球团矿焙烧性能的影响

采用管式焙烧炉对一种赤铁矿粉球团的预热焙烧性能进行了研究,结果表明该赤铁矿球团预热焙烧性能较差,预热温度要达到1070℃,焙烧温度要达到1250℃时其预热焙烧球团的抗压强度才能达到生产要求.对该矿粉进行高压辊磨预加工后,其预热和焙烧性能得到改善,其预热和焙烧温度可分别降低70℃和50℃.进一步的研究结果表明,高压辊磨预加工赤铁矿粉后,小于5μm 微细颗粒含量增加,使焙烧球团的孔隙率降低,有利于Fe2 O3晶粒形成大片的晶桥连接,使得焙烧球团抗压强度得到提高.     

Roasting Properties of Pellets With Iron Concentrate of Complex Mineral Composition

 Investigation was conducted on roasting properties of pellets with an iron concentrate of complex mineral composition. The results indicated that the pellets of complex mineral composition concentrate required higher preheating temperature and longer preheating time than that of single magnetite concentrate. Therefore, it is difficult for preheated pellets to withstand the mechanical collision in the roasting process in rotary kiln. It was found that after the iron concentrate being subjected to high pressure roll grinding, the specific surface area reached 2029.1 cm2/g. Consequently, the preheating and roasting temperature of pellets were decreased by 70 and 50 ℃ and preheating and roasting time were decreased by 2 and 4 min, respectively. Meanwhile, the compression strength of preheated and roasted pellets were increased by 200 N for a pellet and 220 N for a pellet, respectively. The mechanism lied in that the increase of specific surface area activated thermal reaction and promoted formation of iter-grain bridge.