巴西MBR粉礦的燒結(jié)基礎(chǔ)特性課件

前言：

燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐和大量的試驗(yàn)研究證明，燒結(jié)生產(chǎn)的產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)與所用粉礦的化學(xué)成份，粒度組成，微觀特征（包括礦物類(lèi)型、結(jié)晶顆粒的大小，晶體形貌和脈石賦存狀態(tài)、熱分解特性等）和燒結(jié)基礎(chǔ)特性（包括粉礦的同化性、液相流動(dòng)性、粘結(jié)相強(qiáng)度、連晶固結(jié)特性等）是分不開(kāi)的。因此，一種礦物用于燒結(jié)生產(chǎn)，應(yīng)該對(duì)其燒結(jié)基礎(chǔ)特性作一個(gè)全面的測(cè)試和研究，以利實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理配礦，本報(bào)告將對(duì)MBR粉礦的燒結(jié)基礎(chǔ)特性作全面介紹。巴西MBR粉礦的燒結(jié)基礎(chǔ)特性1.MBR粉礦的化學(xué)成份及粒度組成。1.1.MBR粉礦的化學(xué)成份（%）原料TFeFeOCaOSiO2Al2O3MgOTiO2K2OKa2OPS燒損MBR粉礦67.647.940.182.550.610.270.140.0170.0050.0220.0220.031.2.MBR粉礦的粒度及粒度組成（%）粒徑范圍(㎜)0.5-0.5～0.28-0.28～0.154-0.154～0.105-0.105～0.074-0.074MBR粉礦1.721.004.503.1518.5371.10

不同種類(lèi)的鐵礦粉，由于成礦的地質(zhì)作用不同，在成礦過(guò)程中所受的壓力、溫度及環(huán)境等其它因素的影響也不同，故反映在各自的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)上有很大差異。例如，鐵礦粉在成礦過(guò)程中所受的溫度較高時(shí)，礦物結(jié)晶程度高，則鐵礦物的晶粒尺寸就比較大；又如，鐵礦粉在成礦中所受的壓力較高時(shí),鐵礦粉的空隙率小，質(zhì)地就比較致密。而這些微觀特性方面的差異必然會(huì)導(dǎo)致它們?cè)跓Y(jié)性能上的不同。因此，為了燒結(jié)合理配礦，有必要從微觀角度出發(fā)，把握所用鐵礦粉的含鐵礦物類(lèi)型、晶體形貌、結(jié)晶粒度、脈石賦存狀態(tài)等特性。

2.粉礦微觀特性的實(shí)驗(yàn)研究的形式釋放出來(lái)，由于不同元素的原子結(jié)構(gòu)不同，電子躍遷的方式和多余能量的大小各異，不同元素所產(chǎn)生的同一線系的X射線的波長(zhǎng)就有明顯的差別。不同的波長(zhǎng)代表不同的元素，因此稱之為特征X射線。利用元素的特征X射線，可以進(jìn)行元素的成分分析。掃描電鏡的工作原理是：高能電子束轟擊固體樣品表面時(shí)，可以產(chǎn)生被激發(fā)物的二次電子和背散射電子，應(yīng)用二次電子和背散射電子所表達(dá)的信息，可以對(duì)被測(cè)物質(zhì)的微觀特征進(jìn)行測(cè)定。二次電子是指高能電子束轟擊在樣品表層原子的電子殼上，將電子層中的電子激發(fā)出樣品表面，這部分逸出樣品表面的電子稱為二次電子。由于樣品的凹凸不平，熒光屏上的電子束對(duì)樣品進(jìn)行步掃描時(shí),各點(diǎn)所激發(fā)的二次電子的數(shù)目不同，這樣就構(gòu)成了圖像襯度,反映出樣品表面的形貌。掃描電鏡利用二次電子顯示出的樣品圖像叫二次電子像（SEI）。背散射電子是指入射到樣品表面的高能電子樣品接觸時(shí)，有一部分電子會(huì)幾乎不損失其能量地在樣品表面被散射出去，這部分電子稱為背散射電子，由于低原子序數(shù)的元素反射效率低、高原子序數(shù)的元素反射效率高，背散射電子可構(gòu)成元素組成的形貌圖像。掃描電鏡利用背散射電子顯示出樣品圖像稱為背散射圖像（QBSD）。由于二次電子具有較高的空間分辨率，因此二次電子像（SEI）的效果比背散射像（QBSD）的效果好。但是，有的樣品的二次電子容易產(chǎn)生放電，使成像質(zhì)量極差，這時(shí)就只能利用背散射電子從而獲得清晰的圖像。能譜儀的工作原理是通過(guò)檢測(cè)的特征X射線的強(qiáng)度進(jìn)行元素的定性、定量分析。因?yàn)樵氐奶卣鱔射線不但具有一定的波長(zhǎng)，而且有一定的能量；相同元素不僅波長(zhǎng)相同，而且能量也相同，不同元素的特征X射線的波長(zhǎng)的能量完全不同。利用鋰漂移硅檢測(cè)器檢測(cè)樣品發(fā)出的特征X射線，經(jīng)過(guò)一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)化，使特征X射線的能量以譜線的形式顯示在熒光屏上。根據(jù)譜線在不同的能量位置，就可定性地確定所測(cè)元素。用求出的相應(yīng)譜線的強(qiáng)度與標(biāo)樣強(qiáng)度的比值經(jīng)過(guò)校正，即可得到各元素的重量百分比。本實(shí)驗(yàn)研究所使用的X射線衍射分析儀型號(hào)為D/MAX-2500；掃描電鏡分析儀及其附屬設(shè)備的型號(hào)為L(zhǎng)EO-435VP2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析2.2.1X射線衍射圖2.1MBR粉礦的X射線衍射圖譜。圖中，橫軸為衍射角，縱軸為衍射強(qiáng)度。表2.1給出了MBR粉礦X衍射分析的鐵礦物類(lèi)型存在狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。表2.2給出了MBR粉礦X衍射分析的脈石礦物賦存狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從X射線衍射結(jié)果可以看出：MBR粉礦以赤鐵礦為主，含有少量磁鐵礦。需要指出的是：X射線衍射分析僅能對(duì)晶體表2.1各種含鐵物料的鐵礦物存在狀態(tài)的X衍射鑒定結(jié)果原料鐵礦物類(lèi)型赤鐵礦He）磁鐵礦（M）針鐵礦（Ge）MBR粉礦多少－－表2.2各種含鐵物料的脈石礦物存在狀態(tài)的X衍射鑒定結(jié)果原科脈石賦存狀態(tài)三水鋁(Gib)高嶺石（K）石英（Q）伊利石（I）方解（Cal）MBR粉礦---少少------從X衍射結(jié)果可以看出，MBR粉礦含有少量的高嶺石和石英。2.2.2掃描電鏡及能譜分析結(jié)果2.2.2.1鐵礦粉微觀形貌掃描電鏡的放大倍率是根據(jù)能夠反映所要求的目的來(lái)確定的。MBR粉礦的粒度較為細(xì)小，低倍率（100×）的照片基本無(wú)法反映出晶粒的形貌，只能反映出粒度分布的狀況，因此采用中倍率（約1000×）以上的倍率。相對(duì)較高的倍率（1500×左右）是查找具有典型特征的部分，以便于選擇高倍率觀測(cè)的區(qū)域；高倍率（大于5000×）下主要計(jì)算鐵礦粉的空隙率、晶粒直徑與形狀等。根據(jù)以上運(yùn)用掃描電鏡（SEM）分析方法對(duì)MBR粉礦顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行的鑒定結(jié)果，表2.3給出了其鐵礦物晶粒大小、孔隙度以及晶體形貌的描述。各種含鐵物料的掃描電鏡分析微觀形貌實(shí)驗(yàn)結(jié)果如照片2.1～照片2.2所示。表2.3各種含鐵物料的微觀特征歸納表原料鐵礦粉中鐵礦物結(jié)晶粒度分布(%)平均粒徑(μｍ)孔隙率（%）晶體形貌超細(xì)＜10μm細(xì)10-30μm中30-110μｍ粗110-120μｍMBR粉礦325315---14.13.5致密/層狀照片2.2MBR粉礦高倍率（15000×）形貌圖2.2.2.2鐵礦粉中脈石礦物賦存狀態(tài)分析用X射線衍射分析法對(duì)鐵礦石中的脈石礦物進(jìn)行物相鑒定時(shí)，如果試樣中的被測(cè)物相的含量比較小，則其衍射峰可能被其它物相的衍射峰所掩蓋；另外某些非晶體或者結(jié)晶很不完全的晶體由于不對(duì)X射線進(jìn)行衍射或者衍射強(qiáng)度很弱甚至發(fā)生畸變，都不能對(duì)其進(jìn)行有效分析掃描電鏡可以對(duì)礦石表面的某一點(diǎn)進(jìn)行分析，直接找出該點(diǎn)的元素種類(lèi)和相對(duì)數(shù)量，由于查找范圍很小，因而具有很高靈敏度，可以將X衍射分析中因整體含量少而衍射峰很低的某些組分顯示出來(lái)，從這一點(diǎn)來(lái)看，它比X衍射分析更加詳細(xì)。為此，我們采用掃描電鏡及能譜分析方法對(duì)MBR粉礦中脈石賦存狀態(tài)進(jìn)行了深入考證。MBR粉礦的脈石賦存狀態(tài)的掃描電鏡分析結(jié)果如表2.4所示。MBR粉礦的脈石賦存狀態(tài)的掃描電鏡照片如照片2.3～照片2.5所示，相應(yīng)的能譜分析如圖2.2～圖2.4所示，成分分析結(jié)果如表2.5～表2.7所示。表2.4MBR粉礦的脈石賦存狀態(tài)的掃描電鏡分析結(jié)果原料脈石賦存狀態(tài)三水鋁(Gib)高嶺石(K)石英（Q）鈉長(zhǎng)石(Na-F)方解石（Cal）伊/蒙混層（S）其他脈石MBR粉礦有---有------有---圖2.2MBR粉礦的石英（Q）能譜圖表2.5MBR粉礦的石英（Q）脈石分析脈石成分SiO2Al2Ol3含量（%）76.980.64照片2.4MBR粉礦的伊蒙混層（I/S）賦存狀態(tài)圖圖2.3MBR粉礦的伊蒙混層（I/S）能譜圖表2.6MBR粉礦的伊蒙混層（I/S）脈石分析脈石成分SiO2Al2O3MgOK2ONa2OCaO含量（%）24.2111.468.404.940.670.49圖2.4MBR粉礦的三水鋁（Gib）能譜圖表2.7MBR粉礦的三水鋁（Gib）脈石分析脈石成分SiO2Al2O3含量（%）3.1056.932.2.3脈石礦物的綜合分析根據(jù)上述基于掃描電鏡加能譜分析的鐵礦粉脈石賦存狀態(tài)考察結(jié)果,并與X衍射分析得到的結(jié)果相結(jié)合,可以得到MBR粉礦脈石賦存狀態(tài)的最終綜合分析結(jié)果如表2.8所示。表2.8MBR粉礦的脈石賦存狀態(tài)的綜合分析結(jié)果原料脈石賦存狀態(tài)三水鋁(Gib)高嶺石（K）石英（Q）鈉長(zhǎng)石(Na-F)方解石(Cal)伊/蒙混層（S）其他微量脈石MBR粉礦微量少少－－－－一般來(lái)說(shuō)，鐵礦粉中的脈石礦物主要是SiO2和Al2O3，同時(shí)還可能含有其它微量的Ca、Mg、Mn、P等元素的氧化物。SiO2在鐵礦粉中的存在狀態(tài)主要有游離態(tài)（石英）和結(jié)合態(tài)（粘土）兩種，Al2O3的存在狀態(tài)則主要有三水鋁石、粘土、硬水鋁石等幾種。鐵礦粉中的脈石礦物賦存狀態(tài)對(duì)于其冶金性能有一定的影響。例如：如果鐵礦粉中的Al2O3以粘土（鋁硅酸鹽）而不是以三水鋁礦的形式存在，則其RDI可明顯改善；如果鐵礦粉中的SiO2以游離態(tài)石英而不是以粘土的形式存在，則其可以改善RI。鐵礦粉中脈石賦存狀態(tài)的差異也是造成其在燒結(jié)過(guò)程中呈現(xiàn)不同作用和行為的重要原因之一。由X射線衍射和掃描電鏡分析結(jié)果，結(jié)合鐵礦粉的化學(xué)成分，可以對(duì)MBR鐵礦粉中的脈石礦物（主要是Al2O3和SiO2）存在狀態(tài)作出如下鑒定。分析儀上進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)照片3.1。具體實(shí)驗(yàn)步驟為：將實(shí)驗(yàn)用的鐵礦粉在110℃的烘箱內(nèi)24h烘干后，磨成小于100目的粉狀：用精確到萬(wàn)分之一的ER－180A型電子天平稱重，取規(guī)定試樣量的鐵礦粉，放入實(shí)驗(yàn)專(zhuān)用的坩堝中，并將坩堝放入差熱天平一臂上方的樣品座中；設(shè)置各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，選取升溫速度為20℃/min，最高溫度為900℃，啟動(dòng)升溫程序，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的控溫和數(shù)據(jù)采集均由計(jì)算機(jī)來(lái)完成。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定各種鐵礦粉試樣在升溫過(guò)程中失重量、熱分解反應(yīng)的開(kāi)始溫度、熱分解反應(yīng)的終了溫度等參數(shù)，然后依據(jù)理論分析獲得被測(cè)鐵礦粉的水化程度和熱分解特征。鐵礦粉試樣的熱分解失重率可以通過(guò)定義如下計(jì)算公式得出。照片3.1德國(guó)耐馳公司STA409－QMS高溫?zé)岱治鰞x對(duì)于高品位，低碳酸鹽脈石的鐵礦粉而言，熱分解特性主要是由其所含結(jié)晶水而形成的。MBR粉礦所含結(jié)晶水微量，因此其幾乎沒(méi)有熱分解特性。鐵礦粉含結(jié)晶水有三種類(lèi)型，其中與脈石結(jié)合的結(jié)晶水，分解溫度比較高，對(duì)燒結(jié)過(guò)程有較大的影響，特別是結(jié)晶水以三水鋁石形態(tài)存在時(shí)，會(huì)對(duì)燒結(jié)礦的固結(jié)強(qiáng)度和低溫還原粉化均有負(fù)面影響。對(duì)MBR粉礦來(lái)說(shuō)，這種負(fù)面影響幾乎完全沒(méi)有。一般而言，粉礦的結(jié)晶水含量高，有利于礦粉在燒結(jié)過(guò)程的同化。由于結(jié)晶水在燒結(jié)過(guò)程中發(fā)生分解，使礦粉內(nèi)部氣孔率增加，從而增大反應(yīng)面積，有利于CaO與Fe2O3的反應(yīng)，有利于鐵酸鈣礦物相的生成。同時(shí)結(jié)晶水含量高的礦粉具有較高的液相流動(dòng)性,從而有利于燒結(jié)過(guò)程粘結(jié)相的形成。這些是含結(jié)晶水粉礦有利于燒結(jié)的一面。在燒結(jié)過(guò)程中，不是液相流動(dòng)性越大越好，也就是結(jié)晶水含量不是越高越好，中等水化程度的粉礦有利于燒結(jié)反應(yīng)性。4MBR粉礦燒結(jié)基礎(chǔ)特性的實(shí)驗(yàn)研究根據(jù)項(xiàng)目技術(shù)協(xié)議書(shū)的要求，本實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)含鐵原料進(jìn)行同化特性、液相流動(dòng)特性、粘結(jié)相自身強(qiáng)度、連晶固結(jié)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)研究。4.1實(shí)驗(yàn)方法本實(shí)驗(yàn)采用微型燒結(jié)法進(jìn)行。所用的主要設(shè)備包括自行設(shè)計(jì)制作的微型燒結(jié)裝置、壓樣裝置和抗壓強(qiáng)度檢測(cè)裝置等，如圖4.1～圖4.3所示。1－石英管，2－熱電偶，3－試樣臺(tái)及升降裝置，4－溫控儀電流表，5－溫控儀顯示器，6－溫控儀設(shè)置鍵，7－溫度表，8－氣體流量表及調(diào)節(jié)旋鈕，9－升降裝置速率表及調(diào)節(jié)旋鈕，10－氣體轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，11－電源開(kāi)關(guān)，12－升降裝置開(kāi)關(guān)，13－紅外線快速高溫爐圖4.1微型燒結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置1－模具頂蓋，2－壓樣模，3－恢復(fù)彈簧和模具壓桿，4－油壓千斤頂，5－千斤頂壓桿，6－壓力表

圖4.2試樣制作裝置1－數(shù)字顯示面板，2－鎖定/釋放按鈕，3－壓力傳感器，4－試樣臺(tái)，5－加壓按鈕，6－卸壓按鈕圖4.3抗壓強(qiáng)度檢測(cè)裝置4.2鐵礦粉的同化性能的實(shí)驗(yàn)研究4.2.1概述高堿度燒結(jié)礦因其優(yōu)良的冶金性能得以廣泛應(yīng)用。高堿度燒結(jié)礦在燒結(jié)過(guò)程中的主要礦物組成――復(fù)合鐵酸鈣(SFCA)的形成，始于CaO和Fe2O3的物理化學(xué)反應(yīng)。另外,燒結(jié)過(guò)程的液相生成也是始于CaO與鐵礦粉的固相反應(yīng)生成的低熔點(diǎn)化合物。因此，鐵礦粉與CaO的反應(yīng)能力――同化性能成為考察鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)特性的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。如果鐵礦粉與CaO的反應(yīng)能力過(guò)弱，則一方面意味著不易生成低熔點(diǎn)的液相，從而不利于鐵礦粉的液相粘結(jié)，導(dǎo)致燒結(jié)礦強(qiáng)度的下降；另一方面也因?yàn)閺?fù)合鐵酸鈣的形成能力過(guò)低，從而影響燒結(jié)礦還原性的改善。但是，基于非均質(zhì)燒結(jié)礦的特征的考慮，鐵礦粉與CaO的反應(yīng)能力也不宜過(guò)強(qiáng)，否則在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)引起大量液相的快速形成，導(dǎo)致起固結(jié)骨架作用的核鐵礦粉減少以及燒結(jié)層透氣性惡化，從而影響燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量。由此可見(jiàn)，鐵礦粉的同化性能，對(duì)燒結(jié)礦的質(zhì)量乃至整個(gè)燒結(jié)工藝過(guò)程均具有非常重要的影響。4.2.2實(shí)驗(yàn)研究方法本研究認(rèn)為，表征鐵礦粉同化性能的指標(biāo)是鐵礦粉與CaO反應(yīng)的能力。根據(jù)物理化學(xué)的理論可知，一個(gè)反應(yīng)進(jìn)行的難易程度，可以通過(guò)反應(yīng)所需的溫度以及反應(yīng)物（或生成物）的變化來(lái)衡量。因此，首先可通過(guò)測(cè)定鐵礦粉與CaO接觸面上發(fā)生反應(yīng)而開(kāi)始熔化的“最低同化溫度”來(lái)評(píng)價(jià)鐵礦粉與CaO的反應(yīng)能力。由于實(shí)際燒結(jié)過(guò)程的溫度是一定的，鐵礦粉的“最低同化溫度”越低，則表明這種鐵礦粉的液相生成越容易。4.2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析采用本方法測(cè)出MBR粉礦的最低同化溫度為1323℃,說(shuō)明MBR粉礦的同化溫度比較高，因此在燒結(jié)配礦時(shí)應(yīng)考慮其與同化溫度較低的粉礦搭配使用。4.3鐵礦粉的液相流動(dòng)特性的測(cè)定4.3.1概述高堿度燒結(jié)礦的粘結(jié)相的生成，主要是通過(guò)鐵礦粉與熔劑的反應(yīng)。因此，鐵礦粉與CaO的同化能力是考察燒結(jié)粘結(jié)相量的重要指標(biāo)。但是，鐵礦粉的同化特性只是反映了其低熔點(diǎn)液相的生成能力，并不能完全反映出有效粘結(jié)相的數(shù)量。因?yàn)橐环N物質(zhì)的“熔化”并不代表其一定就會(huì)“流動(dòng)”。例如:玻璃的熔化溫度為1720℃,但此時(shí)的粘度卻高達(dá)2.9×106泊。對(duì)于燒結(jié)礦的固結(jié)而言，除了需要有低熔點(diǎn)液相的產(chǎn)生(與鐵礦粉的同化能力有關(guān))，而且更需要有能粘結(jié)周?chē)慈坭F礦粉的“有效液相”（與鐵礦粉的液相流動(dòng)能力有關(guān)）。因而，對(duì)燒結(jié)礦固結(jié)有實(shí)際意義的還應(yīng)該包括鐵礦粉的液相流動(dòng)特性，即鐵礦粉與CaO生成的粘結(jié)相的流動(dòng)特性。我們已有的研究結(jié)果表明：燒結(jié)液相的流動(dòng)性較高時(shí)，因其粘結(jié)周?chē)慈畚锪系姆秶^大，因而可提高燒結(jié)礦的固結(jié)強(qiáng)度。但是，粘結(jié)相的流動(dòng)性也不可過(guò)大，否則會(huì)因?yàn)檎辰Y(jié)層厚度的減薄以及形成薄壁大孔結(jié)構(gòu)，反而使燒結(jié)礦整體變脆，強(qiáng)度降低。當(dāng)燒結(jié)液相生成量和粘度適宜時(shí)，這種粘結(jié)相可使燒結(jié)礦形成微孔海綿狀結(jié)構(gòu)的有效固結(jié)，從而獲得高質(zhì)量的燒結(jié)礦。因此，適宜的液相流動(dòng)性才是確保燒結(jié)礦有效固結(jié)的基礎(chǔ)。4.3.2實(shí)驗(yàn)研究方法本實(shí)驗(yàn)采用已開(kāi)發(fā)的“基于流動(dòng)面積的粘度測(cè)定法”。即：將要考察的試樣壓制成小餅，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件在高溫下焙燒；隨著溫度的逐漸升高，試樣開(kāi)始形成低熔點(diǎn)化合物；當(dāng)燒結(jié)溫度達(dá)到該化合物的熔化溫度時(shí)試樣逐漸癱軟，液相開(kāi)始生成；隨著溫度的繼續(xù)升高，過(guò)熱度增大，液相逐漸呈流動(dòng)狀態(tài)，試樣的垂直投影面積變大；試驗(yàn)結(jié)束后取出冷卻了的小餅試樣，根據(jù)試樣流動(dòng)后的面積來(lái)確定其流動(dòng)性。為了便于比較各種鐵礦粉液相流動(dòng)特性的大小,定義流動(dòng)性指數(shù)為：在本實(shí)驗(yàn)中，考慮低溫?zé)Y(jié)原則，實(shí)驗(yàn)溫度選取在1250℃左右。另外，根據(jù)高堿度燒結(jié)礦對(duì)粘附粉的堿度要求及考慮物料偏析的影響，二元堿度選取范圍為3.0～6.0。首先在相同二元堿度(4.0）和相同燒結(jié)溫度（1250℃）下，測(cè)定MBR粉礦的液相流動(dòng)特征。其次，實(shí)驗(yàn)研究含鐵原料液相流動(dòng)特性隨二元堿度變化的規(guī)律。在實(shí)驗(yàn)溫度1250℃條件下，根據(jù)二元堿度4.0時(shí)的含鐵原料液相流動(dòng)特性的特征，選擇二元堿度變化區(qū)間。若流動(dòng)性適中，則在此堿度上、下變化兩個(gè)堿度水平。若流動(dòng)性較強(qiáng)，則降低堿度后變化兩個(gè)堿度水平；反之，則升高堿度后變化兩個(gè)堿度水平。再者,根據(jù)含鐵原料在1250℃下的液相流動(dòng)特性的特征,選擇溫度變化區(qū)間，來(lái)考察溫度對(duì)鐵礦粉液相流動(dòng)特性的影響。若流動(dòng)性適中，則在此溫度上、下變化兩個(gè)溫度水平。若流動(dòng)性較強(qiáng)，則降低溫度后變化兩個(gè)溫度水平；反之，則升高溫度后變化兩個(gè)溫度水平。4.3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析表4.1MBR粉礦液相流動(dòng)性指數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果原料液相流動(dòng)特性指數(shù)溫度（℃）R2＝4.0R2＝5.0R2＝6.0MBR粉礦12500.0150.2160.36912800.043

13100.056

根據(jù)綜合不同條件的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，MBR粉礦的燒結(jié)液相流動(dòng)性比較低。在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了變化溫度對(duì)液相流動(dòng)性的影響，其結(jié)果列于表4.2，可見(jiàn)其是減速上升的變化規(guī)律。表4.2MBR粉礦在R2＝4時(shí)液相流動(dòng)性隨溫度的變化規(guī)律原料1250℃1280℃1310℃第一段第二段比值變化規(guī)律MBR粉礦0.0140.0440.0570.0300.0130.433減速上升MBR粉礦幾乎不含結(jié)晶水，同化性很弱，且SiO2含量很低，導(dǎo)致其燒結(jié)液相流動(dòng)性較低，在本實(shí)驗(yàn)條件下，通過(guò)改變溫度、堿度的效果不明顯。在燒結(jié)的配礦過(guò)程中，液相流動(dòng)性低的礦粉配入量較大

時(shí)，會(huì)影響燒結(jié)礦的固結(jié)；而過(guò)多配入液相流動(dòng)性高的礦粉時(shí)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度也會(huì)降低。應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的燒結(jié)液相流動(dòng)性。為此，需要基于含鐵原料的液相流動(dòng)性及其對(duì)溫度和堿度的敏感性，進(jìn)行搭配使用。4.4鐵礦粉的粘結(jié)相自身強(qiáng)度的測(cè)定4.4.1概述燒結(jié)礦是由粘結(jié)相（熔化物）粘結(jié)未熔的粗粒鐵礦粉固結(jié)而成。在燒結(jié)過(guò)程中，隨著溫度的升高，燒結(jié)物料中的粘附粉顆粒熔化產(chǎn)生液相并流動(dòng)，將大顆粒的未熔化核鐵礦粉包裹,并填充了核鐵礦粉顆粒之間的孔隙，這些粘結(jié)液相在冷凝固結(jié)后使燒結(jié)體獲得強(qiáng)度。因而粘結(jié)相以及未熔核鐵礦粉的自身強(qiáng)度對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度有重要的作用。由于核鐵礦粉的自身強(qiáng)度要高于粘結(jié)相自身強(qiáng)度，故粘結(jié)相的自身強(qiáng)度就成為制約燒結(jié)礦強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。當(dāng)粘結(jié)相自身強(qiáng)度較差時(shí),即使未熔核鐵礦粉的自身強(qiáng)度較高，裂紋也會(huì)最先從粘結(jié)相中產(chǎn)生并擴(kuò)展，導(dǎo)致燒結(jié)體破裂。相反，自身強(qiáng)度較高的粘結(jié)相可以產(chǎn)生牢固的粘結(jié)作用，提高燒結(jié)體的固結(jié)強(qiáng)度。

通過(guò)對(duì)粘結(jié)相自身強(qiáng)度影響因素的深入探討可知：礦物組成和微觀結(jié)構(gòu)的差異是導(dǎo)致粘結(jié)相自身強(qiáng)度不同的主要影響因素；而影響粘結(jié)相礦物組成和微觀結(jié)構(gòu)的主要因素則是組成粘附粉的鐵礦粉種類(lèi)以及堿度。因此，有必要研究鐵礦粉作為粘附粉時(shí)的粘結(jié)相強(qiáng)度，以及粘結(jié)相自身強(qiáng)度隨其堿度的變化特征。我們已有的研究結(jié)果表明：不同種類(lèi)的鐵礦粉可生成不同的礦相組成和結(jié)構(gòu)的粘結(jié)相，這種不同是影響燒結(jié)礦強(qiáng)度的重要因素之一，即鐵礦粉自身特性中存在影響粘結(jié)相強(qiáng)度乃至燒結(jié)礦強(qiáng)度的特性。顯然，把握所用鐵礦粉的粘結(jié)相自身強(qiáng)度特性對(duì)獲取固結(jié)強(qiáng)度良好的燒結(jié)礦是非常有益的。4.4.2實(shí)驗(yàn)研究方法本實(shí)驗(yàn)采用微型燒結(jié)法，測(cè)定粘附粉試樣小餅燒結(jié)后的抗壓強(qiáng)度，以此評(píng)價(jià)鐵礦粉粘結(jié)相自身強(qiáng)度。試樣的抗壓強(qiáng)度定義為：?jiǎn)蝹€(gè)燒成后試樣小餅壓潰時(shí)所承受的最小壓力，即量綱為：牛頓/試樣。在本實(shí)驗(yàn)中，考慮低溫?zé)Y(jié)的原則，實(shí)驗(yàn)溫度選取為1250℃。首先，在相同的二元堿度條件下，測(cè)定和比較鐵礦粉的粘結(jié)相自身強(qiáng)度；其次，對(duì)鐵礦粉按不同堿度調(diào)配成粘附粉，測(cè)定其粘結(jié)相自身強(qiáng)度隨二元堿度的變化規(guī)律。4.4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析MBR粉礦的粘結(jié)相自身強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄列于表4.3，MBR粉礦的粘結(jié)相自身強(qiáng)度隨二元堿度的變化情況列于圖4.4。表4.3MBR粉礦的粘結(jié)相自身強(qiáng)度測(cè)定數(shù)據(jù)表原料二元堿度（CaO/SiO2）R2＝1.8R2＝2.0R2＝2.2MBR粉礦421470352單位：N/試樣圖4.4MBR粉礦的粘結(jié)相自身強(qiáng)度隨堿度的變化規(guī)律由試驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)，MBR粉礦具有一定的粘結(jié)相自身強(qiáng)度，其有隨二元堿度的提高呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。礦粉的同化性不是越高越好，也不是越低越好，液相流動(dòng)性不是越大越好，也不是越小越好，都希望要有合適的程度,而礦粉的粘結(jié)相自身強(qiáng)度則不同,要求其越高越好。礦粉的粘結(jié)相自身強(qiáng)度低的，燒結(jié)生產(chǎn)的配加量就要受到限制，否則燒結(jié)礦的強(qiáng)度就會(huì)降低，為了改善燒結(jié)礦的強(qiáng)度，要求所配用礦粉應(yīng)具有足夠的粘結(jié)相自身強(qiáng)度。4.5MBR礦粉的連晶固結(jié)特性的測(cè)定4.5.1概述通常認(rèn)為鐵礦粉燒結(jié)是渣相固結(jié)，靠發(fā)展液相來(lái)產(chǎn)生固結(jié)。但在實(shí)際燒結(jié)過(guò)程中，物料化學(xué)成分和熱源的偏析是不可避免的，從而導(dǎo)致在某些區(qū)域CaO、FeO含量很少，不足以產(chǎn)生鐵