澳礦粉燒結性能研究

黃偉青 趙曉萍 楊曉彩（河北工業職業技術學院，河北 石家莊 050091）

澳礦粉燒結性能研究

黃偉青 趙曉萍 楊曉彩（河北工業職業技術學院，河北 石家莊 050091）

在近些年以來，人們為了獲得更好的燒結技術，提升礦石燒結的性能，一直在研究鐵礦的燒結情況。文章以澳礦粉為研究對象，借助TG-DTA熱分析法以及燒結杯實驗，綜合澳礦粉的礦相組成分析，結合澳礦粉燒結的基礎探究，分析不同結構對礦物的影響，得出澳礦粉的基本性能。

澳礦粉；性能；研究

在我國，澳礦粉一直備受到我國鐵礦業的青睞。但是，在長期的使用中，高品位的礦石資源逐漸地減少，在現階段，澳洲的各大礦產公司開發出的礦石質量也在不斷的下降。近些年也出現了一些低品位的礦產。如果將低質量的澳礦粉投入生產中，不僅會影響燒結礦的強度，還會限制著產業的發展。因此，結合實驗的開展提升礦粉的質量，關注礦粉的組成成為現階段需要面對的重點性問題。下文筆者將立足生產，選擇澳礦粉中的一個類別進行分析，研究澳礦粉燒結性能。其它類別的澳礦粉也可以借助同樣的方法進行研究，進而確保在生產中能夠全面的了解澳礦粉的整體性能，并在實踐中更好加以利用。

1 澳礦燒結基礎性能

澳礦實際是澳大利亞礦產的簡稱。澳大利亞蘊含豐富礦產資源，因此也成為礦產的出口國。澳礦粉中存在的鐵元素一般會以Fe存在于礦粉當中。在進口的礦產中，如果屬于劣質的礦產，會包含大量的化學成分SiO2,Al2O3或者結晶水等成分，而且不同品質的礦產燒結性能也存在著非常大的差異。鑒于不同的澳礦在燒結過程中表現出的基礎性能不同，可以選擇其中的一種作為代表進行燒結杯實驗，保證燒結的整體效果。如，分析發現安吉拉斯粉基礎性能：通過實驗發現，這一礦物組織相對復雜，主要有赤鐵礦、磁鐵礦以及褐鐵礦。其中脈石礦物包括了石英以及角閃石，并存在少量的玉髓和綠泥石。通過實驗分析可以得出，這種礦粉大粒級占的比例大，對于混合物的料層透氣性提升非常有利。再如，另一澳礦粉的基礎性能：通過分析發現，這一澳礦粉中，鐵元素大多數都以三價鐵離子的形式存在，并且其中Al2O3的含量偏高，通過x射線衍射的方式不難得出，這種礦物中主要包含鐵礦物有赤鐵礦和褐鐵礦，通過分析可以初步判斷這種礦石屬于一種同化性能比較好的礦石。

下文將以第二種澳礦粉為基礎研究，分析澳礦粉燒結基礎性能。通過研究成分析后不難發現，在這種澳礦粉中包含著褐鐵礦礦物。在燒結階段，褐鐵礦會出現分解的現象，并產生顆粒破碎，繼而對燒結料的透氣性造成影響。

2 借助TG-DTA熱分析法分析

實驗中，提供一個N2的環境，并通過每分鐘上升高10℃的方法來升高溫度，并在這一個時間段科學的觀察礦粉的熱量變化和質量變化情況，并對可能在燒結階段出現的問題做出推斷。在測試后發現，可以通過借助得出的結晶水檢測圖（如下圖）分析，確定結晶水的含量。通過分析后得出，溫度處于200℃到350℃之間的時候，精粉-1和精粉-2褐鐵礦并沒有出現分解的情況。在外礦-1出現了分解。外礦-2以及外礦-3出現了較多分解的情況。分析得出外礦-3中分解的情況比外礦-2多。在礦物融化之后，液相生成會出現吸熱和失重的情況。可見，在1216-1238℃之間的時候，澳礦當中液相生成會遭遇外礦-2以及外礦-1，但是遲于外礦-3。這表明在實驗中發現，選擇實驗澳礦的同化性能僅弱于外礦-3。

在煉鐵廠中，結合混合比分析，以澳礦粉為基礎進行配比的過程中，有必要結合本實驗中的過程分析，確定在燒結階段中不同時期吸熱情況，為今后的生產奠定基礎。結合實驗發現，這一種類的澳礦粉的配比占到0-20%，并且在燒結的過程中，初期液相所生成吸熱峰增加，液相量也會隨之發生增加，溫度有所降低。但是，結合分析發現，褐鐵礦在分解量上面沒有出現很大的變化，可見在加入澳礦粉以后，外礦-3的配入，可見可以用澳礦粉取代外礦-3參與到生產中。

3 借助燒結杯實驗分析

綜合上述分析發現，澳礦粉結晶水的含量相對較高，并且其中的Al2O3的含量比較高，與外礦-3的性質有些相似。因此，在方案制定的過程中，有必要保持精粉占到50%的比例，并且10%的外礦-1的量不發生變化，并通過替代外礦-3，保持10%的比例梯度。在這個過程中，還需要將二元堿度控制在1.93-2.17的范圍內，并科學的進行配礦計算。

通過燒杯實驗可以得出燒結礦的主要成分以及燒結礦的技術參與和燒結礦的性能指標。通過實驗會得出一些數據，在分析數據之后，可以加深對澳礦粉成分的認識，進而將這一類別的澳礦粉科學的投入到生產當中。

實驗發現：（1）在澳礦粉的含量不斷增加的過程中，燒結礦中的氧化鋁的量隨之發生變化：隨著澳礦粉投入量的增加出現了增長情況。通過分析之后可以了解，這一現象是澳礦粉替代外礦-3之后出現的狀況，由于澳礦粉量增加而導致氧化鋁的量出現增加。可見，如果采用這種澳礦粉極有可能會出現氧化鋁含量增加的現象，進而導致爐渣的黏度出現變化，朝著增大的方向發展。（2）實驗中，在澳礦粉的配比不斷變化的過程中，轉鼓指數、返礦率也會發生變化。數據分析得出，在澳礦粉增加之后，返礦率會出現降低的情況，轉鼓指數則會出現增加的現象，這一現象的出現對燒結礦質量的提升有著關鍵性的意義。但是，分析也開已發現，垂直燒結所需要的時間也在增加，利用系數也在降低。在分析之后可以發現，主要是由于在實驗之后，配礦燒結料當中的內液相量出現增加的情況，而料層的透氣性逐漸出現變差的問題，進而導致這一問題的出現。這一情況的結論與上文中實驗得到的結論結果一致。因此，在實踐中，需要關注燃料的配入量，科學的控制液相的數量，進而提高利用系數以及垂直燒結的速度。

在實驗完畢以后，可以結合實際情況，對礦內部的礦相結構綜合分析，并借助顯微鏡觀察，得出燒結礦的礦相。在分析中發現，添加澳礦粉之后，鐵酸鈣的晶形出現變粗的現象，并出現加劇的情況。究其原因，是由于相也發生轉變，進而促進了該晶體的成長。雖然在理論上講，變得粗大對燒結礦輕度產生影響，但是在實踐中，成品率出現轉變之后，轉鼓指數也會隨著增加，不難得出，在燒結過程中液相量的增加有助于改善燒結過程，提高燒結礦的整體質量，因此在實踐中可以將這一類型的礦粉融入到生產當中。

4 結語

綜上所述，在分析兩個實驗并結合理論知識研究后不難發現，這一種澳礦粉的同化性能與其他的礦粉相比比較好，并且在融入這種礦粉之后，有助于提升燒結過程的黏度，進而提高燒結礦整體的強度。因此，可以在實踐中融入這一類型的澳礦粉。

但是，在實驗數據分析中也可以發現，通過使用這種澳礦粉會增加礦石內部氧化鋁的整體含量，導致結晶水偏高，因此，在實踐中有必要綜合實際情況分析，科學的控制這一類型澳礦粉的配入量，從而確保其效用得到良好的發揮。

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河北省高等學校科學技術研究項目資助（No. QN2016117）

黃偉青（1978-），女，碩士。