酸性球团矿
酸性球团矿(acid pellet)是工业上最早出现的球团矿。它的制造工艺简单,焙烧温度区间较宽,含铁品位较高,强度好,可以长期贮存和长距离运输。此外,酸性球团矿的低温、中温还原性好,还原膨胀率低,因此在世界范围内,特别在北美洲,球团矿产量中占优势。但是20世纪80年代以来发现酸性球团矿的高温冶金性能不好。高温还原性差,软化温度低,软化温度区间较宽。特别是当酸性球团矿中的赤铁矿(Fe2O3)还原到浮氏体Qn酸(FeO)阶段,在高温下与脉石中的SiO2迅速反应,形成液态渣相,阻碍还原气体CO和H2的扩散,使球团矿外层形成一金属铁壳,内部为液态渣相包围的浮氏体,还原难以继续。为了改善其高温冶金性能,又开发出了橄榄石球团矿和白云石球团矿。[1]
配料中不加或少加熔剂,碱度(CaO)/SiO2在0.4以下的球团矿。它以细铁精矿为原料,通常配加0.5%~0.8%的膨润土经造球、焙烧而制成。其脉石成分主要为酸性的SiO2及少量的Al2O3,单独用作高炉原料时需要配加碱性熔剂。
酸性球团矿一般含铁在65%左右,含SiO24%~6%,含硫较低,其他杂质的含量因原料的不同而异,总量不超过3%~4%。它的强度高,单个球的抗压强度常在2000N以上,转鼓指数可以达到93%(ISO标准+6.3mm,粒度9~12.5mm)。全气孔率在20%~25%之间,其中开口气孔占70%~80%以上。真密度常在4.8~5.0g/cm3,随品位的升降而升降,视密度为3.7~3.9g/cm3,与气孔率密切相关。结晶发育完善的酸性球团矿呈钢灰色、条痕为赭红色。
酸性球团矿的主要铁矿物为赤铁矿,在高温焙烧过程中经再结晶、晶粒长大形成赤铁矿连晶,使球团矿具有很高的强度。当脉石矿物为石英时,只要磁铁矿(Fe3O4)氧化充分,形成赤铁矿(Fe2O3),石英不与赤铁矿反应,仍以独立的形态存在于球团矿中,故不影响球团矿的强度。如果磁铁矿氧化不够充分时,它会在高温焙烧带与石英(siO2)反应,形成硅酸铁(2FeO·SiO2)液相,覆盖于磁铁矿颗粒表面,阻碍氧的扩散,影响磁铁矿继续氧化,因而在球团矿内部形成未被氧化的磁铁矿核心,加之在焙烧后的冷却过程中,液相凝固、体积收缩,使球团矿内部产生同心环状裂纹,从而使球团矿的还原性和强度都受影响。如果铁矿粉中的脉石是硅酸盐,其中高熔点的硅酸盐在焙烧球团矿的温度下不熔化,仍以独立的矿物存在;低熔点的硅酸盐矿物,如长石(K[AlSi3O8]),在高温下熔化,分布于赤铁矿颗粒之间,液相状态有助于赤铁矿结晶的发育,冷凝后则充当黏结相存在于赤铁矿颗粒之间,有助于提高球团矿的强度,而不利于它的还原性。酸性球团矿的矿物组成比较简单,以赤铁矿为主,有时有未被氧化的少量磁铁矿在球团矿的核心。脉石矿物有石英及各种硅酸盐形成的渣相。
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參考資料
- ↑ 高炉原料-球团的介绍知乎