澳矿粉烧结性能研究

黄伟青 赵晓萍 杨晓彩（河北工业职业技术学院，河北 石家庄 050091）

澳矿粉烧结性能研究

黄伟青 赵晓萍 杨晓彩（河北工业职业技术学院，河北 石家庄 050091）

在近些年以来，人们为了获得更好的烧结技术，提升矿石烧结的性能，一直在研究铁矿的烧结情况。文章以澳矿粉为研究对象，借助TG-DTA热分析法以及烧结杯实验，综合澳矿粉的矿相组成分析，结合澳矿粉烧结的基础探究，分析不同结构对矿物的影响，得出澳矿粉的基本性能。

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在我国，澳矿粉一直备受到我国铁矿业的青睐。但是，在长期的使用中，高品位的矿石资源逐渐地减少，在现阶段，澳洲的各大矿产公司开发出的矿石质量也在不断的下降。近些年也出现了一些低品位的矿产。如果将低质量的澳矿粉投入生产中，不仅会影响烧结矿的强度，还会限制着产业的发展。因此，结合实验的开展提升矿粉的质量，关注矿粉的组成成为现阶段需要面对的重点性问题。下文笔者将立足生产，选择澳矿粉中的一个类别进行分析，研究澳矿粉烧结性能。其它类别的澳矿粉也可以借助同样的方法进行研究，进而确保在生产中能够全面的了解澳矿粉的整体性能，并在实践中更好加以利用。

1 澳矿烧结基础性能

澳矿实际是澳大利亚矿产的简称。澳大利亚蕴含丰富矿产资源，因此也成为矿产的出口国。澳矿粉中存在的铁元素一般会以Fe存在于矿粉当中。在进口的矿产中，如果属于劣质的矿产，会包含大量的化学成分SiO2,Al2O3或者结晶水等成分，而且不同品质的矿产烧结性能也存在着非常大的差异。鉴于不同的澳矿在烧结过程中表现出的基础性能不同，可以选择其中的一种作为代表进行烧结杯实验，保证烧结的整体效果。如，分析发现安吉拉斯粉基础性能：通过实验发现，这一矿物组织相对复杂，主要有赤铁矿、磁铁矿以及褐铁矿。其中脉石矿物包括了石英以及角闪石，并存在少量的玉髓和绿泥石。通过实验分析可以得出，这种矿粉大粒级占的比例大，对于混合物的料层透气性提升非常有利。再如，另一澳矿粉的基础性能：通过分析发现，这一澳矿粉中，铁元素大多数都以三价铁离子的形式存在，并且其中Al2O3的含量偏高，通过x射线衍射的方式不难得出，这种矿物中主要包含铁矿物有赤铁矿和褐铁矿，通过分析可以初步判断这种矿石属于一种同化性能比较好的矿石。

下文将以第二种澳矿粉为基础研究，分析澳矿粉烧结基础性能。通过研究成分析后不难发现，在这种澳矿粉中包含着褐铁矿矿物。在烧结阶段，褐铁矿会出现分解的现象，并产生颗粒破碎，继而对烧结料的透气性造成影响。

2 借助TG-DTA热分析法分析

实验中，提供一个N2的环境，并通过每分钟上升高10℃的方法来升高温度，并在这一个时间段科学的观察矿粉的热量变化和质量变化情况，并对可能在烧结阶段出现的问题做出推断。在测试后发现，可以通过借助得出的结晶水检测图（如下图）分析，确定结晶水的含量。通过分析后得出，温度处于200℃到350℃之间的时候，精粉-1和精粉-2褐铁矿并没有出现分解的情况。在外矿-1出现了分解。外矿-2以及外矿-3出现了较多分解的情况。分析得出外矿-3中分解的情况比外矿-2多。在矿物融化之后，液相生成会出现吸热和失重的情况。可见，在1216-1238℃之间的时候，澳矿当中液相生成会遭遇外矿-2以及外矿-1，但是迟于外矿-3。这表明在实验中发现，选择实验澳矿的同化性能仅弱于外矿-3。

在炼铁厂中，结合混合比分析，以澳矿粉为基础进行配比的过程中，有必要结合本实验中的过程分析，确定在烧结阶段中不同时期吸热情况，为今后的生产奠定基础。结合实验发现，这一种类的澳矿粉的配比占到0-20%，并且在烧结的过程中，初期液相所生成吸热峰增加，液相量也会随之发生增加，温度有所降低。但是，结合分析发现，褐铁矿在分解量上面没有出现很大的变化，可见在加入澳矿粉以后，外矿-3的配入，可见可以用澳矿粉取代外矿-3参与到生产中。

3 借助烧结杯实验分析

综合上述分析发现，澳矿粉结晶水的含量相对较高，并且其中的Al2O3的含量比较高，与外矿-3的性质有些相似。因此，在方案制定的过程中，有必要保持精粉占到50%的比例，并且10%的外矿-1的量不发生变化，并通过替代外矿-3，保持10%的比例梯度。在这个过程中，还需要将二元碱度控制在1.93-2.17的范围内，并科学的进行配矿计算。

通过烧杯实验可以得出烧结矿的主要成分以及烧结矿的技术参与和烧结矿的性能指标。通过实验会得出一些数据，在分析数据之后，可以加深对澳矿粉成分的认识，进而将这一类别的澳矿粉科学的投入到生产当中。

实验发现：（1）在澳矿粉的含量不断增加的过程中，烧结矿中的氧化铝的量随之发生变化：随着澳矿粉投入量的增加出现了增长情况。通过分析之后可以了解，这一现象是澳矿粉替代外矿-3之后出现的状况，由于澳矿粉量增加而导致氧化铝的量出现增加。可见，如果采用这种澳矿粉极有可能会出现氧化铝含量增加的现象，进而导致炉渣的黏度出现变化，朝着增大的方向发展。（2）实验中，在澳矿粉的配比不断变化的过程中，转鼓指数、返矿率也会发生变化。数据分析得出，在澳矿粉增加之后，返矿率会出现降低的情况，转鼓指数则会出现增加的现象，这一现象的出现对烧结矿质量的提升有着关键性的意义。但是，分析也开已发现，垂直烧结所需要的时间也在增加，利用系数也在降低。在分析之后可以发现，主要是由于在实验之后，配矿烧结料当中的内液相量出现增加的情况，而料层的透气性逐渐出现变差的问题，进而导致这一问题的出现。这一情况的结论与上文中实验得到的结论结果一致。因此，在实践中，需要关注燃料的配入量，科学的控制液相的数量，进而提高利用系数以及垂直烧结的速度。

在实验完毕以后，可以结合实际情况，对矿内部的矿相结构综合分析，并借助显微镜观察，得出烧结矿的矿相。在分析中发现，添加澳矿粉之后，铁酸钙的晶形出现变粗的现象，并出现加剧的情况。究其原因，是由于相也发生转变，进而促进了该晶体的成长。虽然在理论上讲，变得粗大对烧结矿轻度产生影响，但是在实践中，成品率出现转变之后，转鼓指数也会随着增加，不难得出，在烧结过程中液相量的增加有助于改善烧结过程，提高烧结矿的整体质量，因此在实践中可以将这一类型的矿粉融入到生产当中。

4 结语

综上所述，在分析两个实验并结合理论知识研究后不难发现，这一种澳矿粉的同化性能与其他的矿粉相比比较好，并且在融入这种矿粉之后，有助于提升烧结过程的黏度，进而提高烧结矿整体的强度。因此，可以在实践中融入这一类型的澳矿粉。

但是，在实验数据分析中也可以发现，通过使用这种澳矿粉会增加矿石内部氧化铝的整体含量，导致结晶水偏高，因此，在实践中有必要综合实际情况分析，科学的控制这一类型澳矿粉的配入量，从而确保其效用得到良好的发挥。

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河北省高等学校科学技术研究项目资助（No. QN2016117）

黄伟青（1978-），女，硕士。