燒結礦與球團礦生產課程PPT課件

1、燒結礦與球團礦生產精品課程主要內容主要內容 2.1 2.1 熔劑的作用 2.2 2.2 熔劑的種類 2.3 2.3 高爐冶煉對堿性熔劑的要求 2.4 2.4 碳酸鹽的分解及氧化鈣的礦化作用 2.5 2.5 熔劑的破碎與篩分第1頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程2.1 2.1 熔劑的作用熔劑的作用 改善燒結過程，強化燒結，提高燒結礦的產量和品質。 向高爐提供自熔性和高堿度燒結礦。 熔劑與礦石中的高熔點脈石能生成熔化溫度較低的易熔體。第2頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程2.2 2.2 熔劑的種類熔劑的種類 根據鐵礦石中脈石和焦炭中灰分成分的不同，高爐冶煉使用的熔劑可分為堿性、酸性和中性熔

2、劑三種。（1）堿性熔劑 常用的堿性熔劑有石灰石（CaCO3）、白云石( CaCO3MgCO3）、菱鎂石（MgCO3）、生石灰（ CaO ）和消石灰（ Ca(OH)2）。 當礦石中主要為酸性氧化物時，則使用堿性熔劑。由于燃料灰分的成分和絕大多礦石成分都是酸性的，因此，普遍使用堿性熔劑。第3頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程白云石石灰石第4頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程生石灰消石灰第5頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程（2）酸性熔劑酸性熔劑主要為石英（SiO2）和蛇紋石（3MgO22 SiO2 2H2O）。當使用含堿性脈石的鐵礦石冶煉時，就需要加入酸性熔劑。由于鐵礦石中的脈石絕大部

3、分是酸性的，所以實際上酸性熔劑很少使用。第6頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程石英 無機礦物質，主要成分是二氧化硅，常含有少量雜質成分如Al2O3 、CaO、MgO等，為半透明或不透明的晶體，一般乳白色。 第7頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程蛇紋石 蛇紋石是一種含水的富鎂硅酸鹽礦物的總稱，如葉蛇紋石、利蛇紋石、纖蛇紋石等。它們的顏色一般常為綠色調，但也有淺灰、白色或黃色等。因為它們往往是青綠相間像蛇皮一樣，故此得名。 含鐵原料為低硅精礦粉時，以蛇紋石為熔劑比用白云石加硅砂好，對燒結工藝有利。（寶鋼配用量約3%）第8頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程蛇紋石第9頁/共48頁燒結礦與球

4、團礦生產精品課程（3）中性熔劑 當礦石和焦炭灰分中Al2O3很少，渣中 Al2O3含量很低，爐渣流動性很差時，須在高爐中加入高鋁原料做熔劑，生產上極少遇到這種情況。第10頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程2.3 2.3 高爐冶煉對堿性熔劑的要求高爐冶煉對堿性熔劑的要求(1)有效熔劑性高 有效熔劑性是指熔劑按燒結礦堿度的要求，除去自身酸性氧化物含量所消耗的堿性氧化物外，剩余部分的堿性氧化物含量。它是評價熔劑最重要的質量指標，可用下式表示： =+-+-wwwwww2熔劑熔劑熔劑燒結礦燒結礦2熔劑熔劑熔劑2燒結礦有效熔劑性 （CaOMgO）（SiO）R（CaOMgO） =（CaOMgO）（SiO

5、）（SiO） 第11頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程(2)(2)要求其有害元素硫、磷含量要少； (S)=0.01%0.08%； (P)=0.01%0.03%；(3)(3)要求機械強度高，粒度要均勻適中（0 03）。(4)(4)水分。第12頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程（1）碳酸鹽的分解 混合料中通常含有碳酸鹽，如石灰石、白云石、菱鐵礦等，這些碳酸鹽在燒結過程中必須分解后才能最終進入液相，否則降低燒結礦的質量。 2.4 2.4 碳酸鹽的分解及氧化鈣碳酸鹽的分解及氧化鈣 的礦化作用的礦化作用第13頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 碳酸鹽分解的熱力學 MeCO3 MeOCO2Q

6、碳酸鹽的分解壓PCO2 ： 一定溫度下，分解反應達到平衡狀態(tài)時，氣相產物CO2的平衡壓力。溫度越高，分解壓越大，化合物越不穩(wěn)定。第14頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程碳酸鹽分解與溫度的關系第15頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程開始分解的熱力學條件： CaCO3（燒結條件下）氣相中CO2的分壓碳酸鹽的分解壓 （ 開始分解溫度） 750分解反應達到化學沸騰的條件： 氣相總壓 碳酸鹽的分解壓 （ 化學沸騰溫度） 900碳酸鹽在一定溫度下都有一定的分解壓并隨溫度升高而升高。第16頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 碳酸鹽分解由易到難的順序 FeCO3 ， MnCO3， MgCO3， C

7、aCO3某些碳酸鹽礦物的分解壓與溫度的關系第17頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 石灰石的分解 主要發(fā)生在燃燒帶，燒結過程中碳酸鹽的分解與純碳酸鹽的分解是有區(qū)別的 分解產物可與其它礦物進行化學反應，生成新的化合物，使得碳酸鹽在相同溫度下分解壓力增大，分解變得更容易一些。 CaCO3 CaO CO2 CaO SiO2 2CaO SiO2 第18頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程A.反應界面溫度因反應吸熱而下降，供熱速度跟不上B.隨著分解的進行，產生的CO2增多，氣相中CO2分壓增大，分解溫度就升高，特別是碳酸鹽數量較大時C.燃燒層很薄，燒結速度快，碳酸鹽分解的時間很短，一般僅2minD

8、.碳酸鹽粒度大碳酸鹽分解不完全的原因第19頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 碳酸鹽的分解為多相反應 相界面上的結晶化學反應 CO2在產物層 MeO 中的擴散 （內擴散） CO2在礦塊外邊界層的擴散 （外擴散） 碳酸鹽分解的限制環(huán)節(jié)與溫度、粒度、氣相中CO2濃度、氣流速度、孔隙度等有關。 碳酸鹽分解動力學第20頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程分解過程由界面上結晶化學反應控制 溫度較低時發(fā)生分解過程由CO2在產物層MeO中的擴散（內擴散）控制 隨著反應向顆粒內部推移， CO2的內擴散阻力將增加，粒度較大時尤甚。反應界面上CO2的分壓將提高。 必須把礦塊加熱到比氣流的CO2的分壓所確定的

9、分解溫度更高的溫度。 礦塊越大，完全分解的溫度越高，時間也越長，分解反應速度越慢。第21頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 分解過程CO2的擴散還可受到礦塊外邊界層擴散阻力的影響 氣流速度比較小時發(fā)生 分解過程由多個環(huán)節(jié)控制 一般條件下，石灰石的分解不同程度地由界面反應、 CO2的擴散控制著。第22頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程（2）CaO的礦化作用定義 CaO與其它礦物，如Fe2O3、 SiO2、Al2O3等化合生成新礦物的作用。意義： 避免游離CaO在燒結礦儲存過程中，吸收空氣中的水分發(fā)生消化反應生成Ca(OH)2導致體積膨脹，引起燒結礦粉化。白點第23頁/共48頁燒結礦與球團

10、礦生產精品課程 碳酸鹽分解產物的礦化 不僅要求碳酸鹽特別是碳酸鈣完全分解 而且要求分解產物與其它組分完全化合第24頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程影響影響 CaO礦化程度的因素礦化程度的因素 堿度、石灰石粒度對CaO 礦化程度的影響 1 堿度0.8； 2 堿度1.3； 3 堿度1.5；虛線石灰石粒度10mm；實線石灰石粒度30mm第25頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程溫度、石灰石粒度對CaO礦化程度的影響 第26頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 磁鐵礦粒度對CaO礦化程度的影響 a 磁鐵礦粒度為 60mm b 磁鐵礦粒度為 30mm c 磁鐵礦粒度為0.20mm 實線 石灰石

11、粒度為10mm 虛線 石灰石粒度為30mm第27頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 溫度 礦化度隨溫度提高而提高 石灰石粒度 礦化度隨石灰石粒度減小而提高磁鐵礦粒度 礦化度隨磁鐵礦粒度減小而提高 堿度 堿度降低可提高CaO的礦化度結論第28頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 從第三個圖看出： 礦石或精礦的粒度對CaO的礦化度也有很大影響 精礦燒結使用的石灰石粒度可粗一些(如3 0mm) 粉礦燒結使用的石灰石粒度要細一些(如2 0mm甚至1 0mm)第29頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程例題 某廠生產堿度為2.6的高堿度燒結礦時，由于石灰石的粒度粗和熱制度不合適、燒結礦中游離w(C

12、aO)游為10%，未分解的CaCO3高達9.58%，在燒結礦中石灰石帶入的CaO總量為26%，求石灰石的分解度和氧化鈣的礦化程度。第30頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 已知條件： w(CaO)總=26% w(CaO)游=10%w(CaCO3)未分解= 9.58% 求？CaCO3的分解度CaO的礦化度第31頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 碳酸鈣的分解度的計算 CaCO3的分解度 = w(CaO)總w(CaO)余下石/w(CaO總)100 氧化鈣礦化度的計算 CaO的礦化度 = w(CaO)總w(CaO )游w(CaO)余下石/w(CaO)總100 第32頁/共48頁燒結礦與球團礦

13、生產精品課程2.4 2.4 熔劑的破碎與篩分熔劑的破碎與篩分 一般要求運入燒結廠的熔劑粒度為800mm或400mm，應破碎到30mm，采用的破碎流程有： 錘式破碎機閉路破碎流程； 反擊式破碎機閉路破碎流程； 棒磨機磨碎開路流程。 其中前兩種流程較為常用，在閉路破碎流程中，又可分預先篩分及檢查篩分兩種流程第33頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程開路流程閉路流程第34頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程（1）破碎設備 錘式破碎機產量高、破碎比大、單位產品的電耗小、維護比較容易第35頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 錘式破碎機是直接將最大粒度為600-1800毫米的物料破碎至25或25毫

14、米以下的一段破碎用破碎機。 錘式破碎機適用于在水泥，化工，電力，冶金等工業(yè)部門破碎中等硬度的物料，如石灰石，爐渣，焦碳，煤等物料的中碎，細碎作業(yè)。第36頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 反擊式破碎機第37頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程特點：設備重量輕，體積小，生產能力大，單位電能消耗低，較適合熔劑細破碎 第38頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程棒磨機第39頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 棒磨機由電機通過減速機及周邊大齒輪減速傳動或由低速同步電機直接通過周邊大齒輪減速傳動，驅動筒體回轉。 筒體內裝有適當的磨礦介質-鋼棒。磨礦介質在離心力和摩擦力的作用下，被提升到一定高度

15、，呈拋落或泄落狀態(tài)落下。被磨制的物料由給礦口連續(xù)的進入筒體內部，被運動的磨礦介質所粉碎，并通過溢流和連續(xù)給礦的力量將產品排出機外，以進行下一段工序作業(yè) 。第40頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程（2）篩分設備振動篩第41頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 結構 主要由篩箱、激振器、懸掛（或支承）裝置及電動機等組成。電動機經三角皮帶，帶動激振器主軸回轉，由于激振器上不平衡重物的離心慣性力作用，使篩箱獲振動。改變激振器偏心重，可獲得不同振幅。 優(yōu)點 由于篩箱振動強烈，減少了物料堵塞篩孔的現象，使篩子具有較高的篩分效率和生產率。 構造簡單、拆換篩面方便。 篩分每噸物料所消耗的電能少。第42頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程滾筒篩第43頁/共48頁燒結礦與球團礦生產精品課程 滾筒篩主要有電機、減速機、滾筒裝置、機架、密封蓋、進出料口組成。滾筒裝置傾斜安裝于機架上。 電動機經減速機與滾筒裝置通過聯軸器連接在一起，驅動滾筒裝置繞其軸線轉動。 當物料進入滾筒裝置后，由于滾筒裝置的傾斜與轉動，使篩面上的物料翻轉與