焙烧过程中影响铁精矿球团抗压强度的几个因素.doc

焙烧过程中影响铁精矿球团抗压强度的几个因素1、氧化温度和时间对球团抗压强度的影响 铁精矿球团抗压强度随氧化时间的延长而显著提高，这是由于，如果球团矿未氧化完全就会形成双层结构，焙烧过程中外层是赤铁矿再结晶，核心是赤铁矿再结晶及渣相固结，由于内外收缩不同步而产生同心裂纹，显著降低球团矿的强度。随着氧化时间的延长，赤铁矿再结晶形成的赤铁矿层越来越厚，氧化率逐渐升高，待球团矿氧化完全，形成均一的赤铁矿球团。而赤铁矿的活化能较低有利于焙烧，促进了赤铁矿的结晶和再结晶，固相反应以及由之而产生的低熔点化合物的融化，致使球团矿变的更加致密化，从而可提高球团矿的强度。同时，铁精矿球团的抗压强度随氧化温度升高而提高，当焙烧温度达到一定温度时，随着焙烧时间的延长，球团矿抗压强度不在增加，这是由于氧化温度升高，磁铁矿氧化成赤铁矿速度加快，加快晶格变化及提高新生晶体表面原子的迁移能力，有利于焙烧时相邻的颗粒之间形成晶键，提高球团矿强度。即当氧化温度达到一定温度时，球团在很短的时间内就可以基本氧化完全，所以再延长氧化时间对球团的抗压强度影响不大。球团中w（SiO2）高，在大于1000度氧化的过程中，由于氧化放热球团局部过热，或者是氧化气氛过弱的情况下，Fe3O4易于SiO2反应产生铁橄榄石（2FeO.SiO2）,铁橄榄石的熔点只有1205度。生成的铁橄榄石包围着大颗粒的磁铁矿，从而抑制了Fe3O4氧化成Fe2O3,造成氧化不完全，如果焙烧温度过高，晶格中就会出现大量硅酸盐液相，同时伴有大颗粒铁镁橄榄石存在，磁赤铁矿晶粒粗大，由于液相发达，易形成液相粘接2FeO.SiO2冷却过程中很难结晶，常成性脆、强度低的玻璃质，所以以液相粘接的球团矿的机械强度较赤铁矿晶键连接的显著降低。2.焙烧温度和时间对球团抗压强度的影响 随着焙烧温度升高，成品球团矿抗压强度显著提高，在温度低于1250时，成品球抗压强度随着焙烧时间的延长，成品球抗压强度呈直线上升。但是，当温度达到1250时，焙烧时间在5-20分钟之内成品球抗压强度呈直线上升，20分钟以后，成品球抗压强度提高幅度减小，当焙烧温度达到1300时，球团矿强度先随焙烧时间延长而显著提高，当焙烧时间为15-20分钟时达到最高点，然后随时间的延长急剧下降。球团矿的焙烧固结属于固相固结，是通过表面层原子的扩散在晶粒接触处形成连接桥，使颗粒互相粘接而固结。焙烧温度升高，加快了球团矿内部的各种物理化学反应，颗粒扩散增加了接触面，颗粒间孔隙逐渐变圆，孔隙减少。同时产生再结晶和聚晶长大，使球团矿形成了一个致密的球体，提高了成品球团矿的强度。同时各种物理化学反应、赤铁矿的结晶和再结晶长大，使球团致密需要一定的时间，所以随着焙烧时间的延长，球团矿强度缓慢增大。当再结晶达到一定程度，球团形成一个致密的整体以后，球团矿强度提高幅度减小。 球团中的Fe2O3微晶随着焙烧时间的延长，结晶更加完全，因此焙烧开始阶段球团抗压强度得到很大提高。但是随着焙烧时间的延长，Fe2O3在高温下不稳定，部分Fe2O3被分解成Fe3O4和FeO，磁赤铁矿晶粒粗大，影响球团中赤铁矿微晶键连接，同时由于球团中w（SiO2）高，Fe3O4与SiO2反应便产生2FeO.SiO2并出现液相，形成液相粘结，2FeO.SiO2常成玻璃质，性脆，强度低，以液相粘结的球团矿的机械强度较赤铁矿微晶键连接的有所降低，所以随着氧化时间的延长球团强度有所降低。3、焙烧过程中球团的显微结构变化 球团矿的矿物结构不均匀，赤铁矿呈不同程度的再结晶，赤铁矿颗粒大小不等，多数赤铁矿连接成片、赤铁矿再结晶长大、部分赤铁矿与磁铁矿交织连生或与少量硅酸盐玻璃相连接，同时存在少量未氧化完全的大颗粒磁铁矿，分布在球团矿的内部带。球团矿中的气孔形状不规则，分布不均匀，有部分长条不封闭的气孔存在。试样中残存有配料中未反应的石英和硅酸盐矿物，没有融化。此时，由于赤铁矿结晶不完全，且球团中存在未反应的石英颗粒，导致球团强度较差。焙烧20分钟球团强度只有1132N/个。随着焙烧温度的提高，当焙烧温度12500C,氧化时间20分钟时，球团的矿相结构呈均一的粒状镶嵌结构，赤铁矿晶粒紧密连接起来，结合强度非常高，赤铁矿集合体中常分布有圆形气孔。气孔除呈气状外，部分呈原粒状，已被脉石等矿物填充，组成锒边状结构特征。球团固结方式以赤铁矿在结晶固结为主，硅酸盐粘接相连接其次，球团强度明显提高.当焙烧温度增加到13000C时，赤铁矿已经聚合成较大的颗粒，连接成片，且其中具有板条状交织的内部结构，该结构是由赤铁矿非矿性导致的。赤铁矿晶体较粗大，且有很好的再结晶连接，部分与硅酸盐玻璃相连接，与焙烧温度为12500C的球团矿相比较，结晶程度没有明显的变化，球团固结方式以赤铁矿氧化在结晶为主，但是硅酸盐粘接相明显增多，由于在晶粒之间有大量的液相产生，从而大大降低了球团强度由以上可知，球团抗压强度随氧化时间的延长而显著提高，同时也随氧化温度的升高而提高。随着焙烧温度升高，成品球团矿抗压强度显著