焙燒過程中影響鐵精礦球團抗壓強度的幾個因素.doc

焙燒過程中影響鐵精礦球團抗壓強度的幾個因素1、氧化溫度和時間對球團抗壓強度的影響 鐵精礦球團抗壓強度隨氧化時間的延長而顯著提高，這是由于，如果球團礦未氧化完全就會形成雙層結(jié)構(gòu)，焙燒過程中外層是赤鐵礦再結(jié)晶，核心是赤鐵礦再結(jié)晶及渣相固結(jié)，由于內(nèi)外收縮不同步而產(chǎn)生同心裂紋，顯著降低球團礦的強度。隨著氧化時間的延長，赤鐵礦再結(jié)晶形成的赤鐵礦層越來越厚，氧化率逐漸升高，待球團礦氧化完全，形成均一的赤鐵礦球團。而赤鐵礦的活化能較低有利于焙燒，促進了赤鐵礦的結(jié)晶和再結(jié)晶，固相反應(yīng)以及由之而產(chǎn)生的低熔點化合物的融化，致使球團礦變的更加致密化，從而可提高球團礦的強度。同時，鐵精礦球團的抗壓強度隨氧化溫度升高而提高，當焙燒溫度達到一定溫度時，隨著焙燒時間的延長，球團礦抗壓強度不在增加，這是由于氧化溫度升高，磁鐵礦氧化成赤鐵礦速度加快，加快晶格變化及提高新生晶體表面原子的遷移能力，有利于焙燒時相鄰的顆粒之間形成晶鍵，提高球團礦強度。即當氧化溫度達到一定溫度時，球團在很短的時間內(nèi)就可以基本氧化完全，所以再延長氧化時間對球團的抗壓強度影響不大。球團中w（SiO2）高，在大于1000度氧化的過程中，由于氧化放熱球團局部過熱，或者是氧化氣氛過弱的情況下，F(xiàn)e3O4易于SiO2反應(yīng)產(chǎn)生鐵橄欖石（2FeO.SiO2）,鐵橄欖石的熔點只有1205度。生成的鐵橄欖石包圍著大顆粒的磁鐵礦，從而抑制了Fe3O4氧化成Fe2O3,造成氧化不完全，如果焙燒溫度過高，晶格中就會出現(xiàn)大量硅酸鹽液相，同時伴有大顆粒鐵鎂橄欖石存在，磁赤鐵礦晶粒粗大，由于液相發(fā)達，易形成液相粘接2FeO.SiO2冷卻過程中很難結(jié)晶，常成性脆、強度低的玻璃質(zhì)，所以以液相粘接的球團礦的機械強度較赤鐵礦晶鍵連接的顯著降低。2.焙燒溫度和時間對球團抗壓強度的影響 隨著焙燒溫度升高，成品球團礦抗壓強度顯著提高，在溫度低于1250時，成品球抗壓強度隨著焙燒時間的延長，成品球抗壓強度呈直線上升。但是，當溫度達到1250時，焙燒時間在5-20分鐘之內(nèi)成品球抗壓強度呈直線上升，20分鐘以后，成品球抗壓強度提高幅度減小，當焙燒溫度達到1300時，球團礦強度先隨焙燒時間延長而顯著提高，當焙燒時間為15-20分鐘時達到最高點，然后隨時間的延長急劇下降。球團礦的焙燒固結(jié)屬于固相固結(jié)，是通過表面層原子的擴散在晶粒接觸處形成連接橋，使顆?；ハ嗾辰佣探Y(jié)。焙燒溫度升高，加快了球團礦內(nèi)部的各種物理化學(xué)反應(yīng)，顆粒擴散增加了接觸面，顆粒間孔隙逐漸變圓，孔隙減少。同時產(chǎn)生再結(jié)晶和聚晶長大，使球團礦形成了一個致密的球體，提高了成品球團礦的強度。同時各種物理化學(xué)反應(yīng)、赤鐵礦的結(jié)晶和再結(jié)晶長大，使球團致密需要一定的時間，所以隨著焙燒時間的延長，球團礦強度緩慢增大。當再結(jié)晶達到一定程度，球團形成一個致密的整體以后，球團礦強度提高幅度減小。 球團中的Fe2O3微晶隨著焙燒時間的延長，結(jié)晶更加完全，因此焙燒開始階段球團抗壓強度得到很大提高。但是隨著焙燒時間的延長，F(xiàn)e2O3在高溫下不穩(wěn)定，部分Fe2O3被分解成Fe3O4和FeO，磁赤鐵礦晶粒粗大，影響球團中赤鐵礦微晶鍵連接，同時由于球團中w（SiO2）高，F(xiàn)e3O4與SiO2反應(yīng)便產(chǎn)生2FeO.SiO2并出現(xiàn)液相，形成液相粘結(jié)，2FeO.SiO2常成玻璃質(zhì)，性脆，強度低，以液相粘結(jié)的球團礦的機械強度較赤鐵礦微晶鍵連接的有所降低，所以隨著氧化時間的延長球團強度有所降低。3、焙燒過程中球團的顯微結(jié)構(gòu)變化 球團礦的礦物結(jié)構(gòu)不均勻，赤鐵礦呈不同程度的再結(jié)晶，赤鐵礦顆粒大小不等，多數(shù)赤鐵礦連接成片、赤鐵礦再結(jié)晶長大、部分赤鐵礦與磁鐵礦交織連生或與少量硅酸鹽玻璃相連接，同時存在少量未氧化完全的大顆粒磁鐵礦，分布在球團礦的內(nèi)部帶。球團礦中的氣孔形狀不規(guī)則，分布不均勻，有部分長條不封閉的氣孔存在。試樣中殘存有配料中未反應(yīng)的石英和硅酸鹽礦物，沒有融化。此時，由于赤鐵礦結(jié)晶不完全，且球團中存在未反應(yīng)的石英顆粒，導(dǎo)致球團強度較差。焙燒20分鐘球團強度只有1132N/個。隨著焙燒溫度的提高，當焙燒溫度12500C,氧化時間20分鐘時，球團的礦相結(jié)構(gòu)呈均一的粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，赤鐵礦晶粒緊密連接起來，結(jié)合強度非常高，赤鐵礦集合體中常分布有圓形氣孔。氣孔除呈氣狀外，部分呈原粒狀，已被脈石等礦物填充，組成鋃邊狀結(jié)構(gòu)特征。球團固結(jié)方式以赤鐵礦在結(jié)晶固結(jié)為主，硅酸鹽粘接相連接其次，球團強度明顯提高.當焙燒溫度增加到13000C時，赤鐵礦已經(jīng)聚合成較大的顆粒，連接成片，且其中具有板條狀交織的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是由赤鐵礦非礦性導(dǎo)致的。赤鐵礦晶體較粗大，且有很好的再結(jié)晶連接，部分與硅酸鹽玻璃相連接，與焙燒溫度為12500C的球團礦相比較，結(jié)晶程度沒有明顯的變化，球團固結(jié)方式以赤鐵礦氧化在結(jié)晶為主，但是硅酸鹽粘接相明顯增多，由于在晶粒之間有大量的液相產(chǎn)生，從而大大降低了球團強度由以上可知，球團抗壓強度隨氧化時間的延長而顯著提高，同時也隨氧化溫度的升高而提高。隨著焙燒溫度升高，成品球團礦抗壓強度顯著