3 铁矿粉烧结工艺(3-5)PDF.pdf

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1、3.3烧结矿的固结机理及矿相分析3.3.1铁矿粉烧结成矿机理3.3.2烧结矿的矿相分析3.3.3烧结矿的固结理论13.3.1铁矿粉烧结成矿机理(过程)烧结的根本目的是使铁矿粉成形而重新造块，以适应高炉冶炼的需要。粉料何以能够固结成形？举例：磁铁矿生产“熔剂性”烧结矿的成矿过程解析示意图3铁矿粉烧结成矿过程分三个阶段固相反应液相生成冷凝结晶固结43.3.1.1固相反应在未生成液相的低温条件下（500—700℃），烧结料中的一些组分就可能在固态下进行反应，生成新的化合物。——固相反应1).固相反应：是在一定的温度下、物

2、料没有熔化之前，两种或多种相接触的固体中的离子克服晶格中的结合力，在晶格内部进行位置交换，并扩散到与之相接触的邻近的其他晶格内进行的反应。53.3.1.1固相反应发生的条件：温度；晶体基元的内外扩散需要一定的能量－活化能(燃料的燃烧产生高温废气加热了烧结料)反应类型：(只能是)放热的化学反应；还原反应、置换反应、生成化合物或共熔体属于扩散类型反应：反应速度较慢，产物数量有限。（固体间质点扩散）62).烧结过程可能发生的固相反应83).固相反应的特点反应温度较低：远低于反应物的熔点或它们的低共熔点。固相反应开始温度与反应物熔

3、点间有大致一定规律：金属：（0.3－0.4)T；熔盐类：0.57T；熔硅酸盐及有机物：（0.8－0.9)T；熔两种物质间反应的最初产物只能形成一种化合物。固相反应速度与反应物颗粒的大小成反比。93).固相反应的特点有些物质间是不能发生固相反应的。如：FeO只能溶入SiO，而不能与SiO发生相互作2322用；而FeO则不能与CaO反应。34固相反应产生新生盐类并再结晶，可以在颗粒之间搭桥而产生一定的固结作用，但不足以形成有效的固相联结。烧结过程进行较快，固相反应由固相扩散控制，反应速度较慢固相反应不直接影响烧结矿的结构。1

4、04).提高固相反应速度的措施尽管固相反应不能形成颗粒间有效联接，并且与烧结矿结构和矿物成分之间也没有直接联系。但固相反应能形成原始混合料所没有的低熔点的新物质，在较低的温度下就可生成低熔点的矿物。当温度继续升高时，这些新生成的低熔点矿物就成为了形成液相的引发剂和参与者，使液相生成的温度大大降低。因此，固相反应的类型与最初形成的固相反应产物对烧结过程具有重要作用。而如何提高固相反应速度就成为烧结生成中不能忽略的问题。11提高固相反应速度的措施原始物料的细化提高其分散度，增加颗粒之间的接触面积，同时活化表面晶格，加快固相反应；采

5、用适宜的混合制粒等级，改善料粒与废气间的传热效果，快速有效提高料粒内外温度。促使固相物质内能增加，晶格质点振动加强，体系趋于不稳定，扩散加速；添加混磨的细铁酸盐等活性物质，促进固相反应；烧结混合料颗粒密实，改善物料颗粒之间的接触，也能有效的促进固相反应。123.3.1.2液相生成烧结过程中生成液相，是烧结固结成型的基础。液态物质的数量和性质在很大程度上，决定了烧结矿的强度和还原性。因此，研究液相生成的条件及其性质有重要的指导意义。133.3.1.2液相生成在烧结物料中，主要矿物都是高熔点的，在烧结温度下大多不能熔化。但由于烧结

6、混合料的组成成分很多，颗粒很细又相互接触较紧密。当物料加热到一定温度时，各组分之间有了固相反应，生成新的化合物。各新生化合物之间，原烧结料各组分之间，以及新生化合物与原组分之间存在低共熔点，使得它们在较低的温度下生成液相，开始熔融。14烧结混合物的易熔化合物及共熔混合物系统液相特性融化温度/℃2FeOSiO1205171313692SiO2-FeO2FeOSiO2-SiO2共晶混合物11782FeOSiO2-FeO共晶混合物1177Fe2O3-2FeOSiO22FeOSiO2-Fe2O3共晶混合物1142MnO-SiO2

7、2MnOSiO2异分熔化点1323MnO-Mn2O3-SiO2MnO-Mn3O42MnOSiO2共晶混合物13032FeOSiO2-2CaOSiO2钙铁橄榄石CaOxFeO2-xSiO2,x=0.1911502CaOSiO2-FeO2CaOSiO2-FeO共晶混合物1280CaOFe2O3液相+2CaOFe2O3（异分熔化点）1126CaOFe2O3CaOFe2O3CaO2Fe2O3（共晶混合物）1200Fe-Fe2O3-CaO(18%CaO+82%FeO)-2CaOFe2O3固熔体共晶混合物11

8、40Fe3O4-CaOFe2O3Fe3O4-Fe2O3-CaOFe2O31180Fe3O4-2CaOFe2O3Fe2O3-CaOSiO22CaOSiO2-CaOFe2O3-CaO2Fe2O3共晶混合物119215(1)液相生成过程初