MgO基球團(tuán)添加劑制備及對球團(tuán)礦質(zhì)量影響的機(jī)理研究.pdf

1、近年來，熔劑型球團(tuán)礦，特別是MgO熔劑型球團(tuán)礦得到很大的發(fā)展，且大多以白云石、蛇紋石及鎂橄欖石等礦物作為含MgO添加劑。但是，這些礦物中含有大量的CaO、SiO2及Al2O3等脈石成分，球團(tuán)礦內(nèi)往往被迫引入脈石成分。另外，生產(chǎn)含MgO球團(tuán)礦時，為了保證成球性，還需配加一定的膨潤土，這樣勢必使含MgO球團(tuán)礦鐵品位下降而冶煉渣比增大。基于上述分析，研究開發(fā)了MgO基添加劑，并考察了MgO基添加劑對球團(tuán)礦質(zhì)量的影響以及含MgO球團(tuán)礦焙燒固結(jié)機(jī)

2、理;同時，本文也對MgO基添加劑代替膨潤土的可行性以及其對球團(tuán)礦質(zhì)量影響規(guī)律的普適性進(jìn)行了探討，在本文的研究條件下，結(jié)果如下：
　　1、以菱鎂石作為開發(fā)MgO基添加劑原料，通過對菱鎂石進(jìn)行輕燒活化處理，在800～850℃條件下焙燒獲得具有水化活性較高、粒度較細(xì)、比表面積較大的輕燒菱鎂石，其中850℃下焙燒1h所獲得的輕燒菱鎂石特性最好。
　　2、MgO基添加劑的水化活性越高，對改善生球質(zhì)量越有利。當(dāng)水化活性由71.23％增至

3、80.56％時，生球抗壓強(qiáng)度(CSGP/N)、落下強(qiáng)度（DS/Times）及生球爆裂溫度（BT/℃）都有所改善，其中爆裂溫度（BT/℃）最大增幅可達(dá)125℃;然而，MgO基添加劑的活性對熟球抗壓強(qiáng)度（CS/N）、低溫還原粉化率(RDI/％)、還原膨脹率（RSI/％）以及還原性(RI/％)等熟球冶金性能影響較小。
　　3、MgO基添加劑可改善球團(tuán)礦質(zhì)量。當(dāng)MgO基添加劑配比由0％增加至2.0％時，生球抗壓強(qiáng)度（CSGP/N）、落下強(qiáng)

4、度（DS/Times）及生球爆裂溫度(BT/℃)等生球質(zhì)量逐漸改善，尤其是生球爆裂溫度（BT/℃）顯著提高;同時，低溫還原粉化率（RDI/％）、還原膨脹率（RSI/％）、還原后強(qiáng)度(RCS/N)以及還原性（RI/％）等熟球冶金性能也都得到不同程度的改善，尤其是還原粉化和還原膨脹得到有效的抑制;但是，熟球抗壓強(qiáng)度（CS/N）呈逐漸下降趨勢。
　　4、以分析純試劑壓球，考察了1050℃時球團(tuán)礦中主要氧化物MgO和SiO2對Fe3O4氧

5、化過程的影響。結(jié)果表明:MgO對Fe3O4的氧化過程有抑制作用，SiO2對Fe3O4的氧化過程無明顯影響;基于未反應(yīng)核模型，研究推導(dǎo)出MgO試劑球團(tuán)(w(Fe3O4)∶w(MgO)=95.0％∶5.0％)及基準(zhǔn)試劑球團(tuán)(w(Fe3O4)=100％)的Fe3O4氧化率(X)與時間(t)關(guān)系式，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，計(jì)算值與實(shí)測值相符，故球團(tuán)礦焙燒過程符合未反應(yīng)核模型。
　　5、MgO對球團(tuán)礦中Fe2O3的再結(jié)晶過程有不利影響。與普通酸性球團(tuán)礦

6、相比，當(dāng)球團(tuán)礦中MgO基添加劑配比由0％增至2.0％時，球團(tuán)中Fe2O3再結(jié)晶晶粒連接逐漸減弱且分布不均，晶粒間夾雜著一定量的Fe3O4，這導(dǎo)致球團(tuán)礦固結(jié)過程Fe2O3晶粒發(fā)育不佳。
　　6、MgO對球團(tuán)礦的焙燒固結(jié)致密過程有不利影響。生球焙燒過程中存在孔隙度下降，孔徑收縮的致密化現(xiàn)象;根據(jù)生球焙燒過程中孔隙情況的變化，研究提出了固結(jié)指數(shù)η2;固結(jié)指數(shù)η2與球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度（CS/N）滿足正相關(guān)關(guān)系，固結(jié)指數(shù)η2能夠準(zhǔn)確表征球團(tuán)礦氧

7、化焙燒固結(jié)程度;當(dāng)球團(tuán)礦內(nèi)MgO含量逐漸增加時，球團(tuán)礦固結(jié)指數(shù)η2逐漸下降，固結(jié)不完全，焙燒致密程度下降，在物性上的表現(xiàn)為孔隙度逐漸增加，孔徑逐漸增大且分布不均。
　　7、MgO彌散的分布在球團(tuán)礦鐵相內(nèi)，并與鐵相形成固溶體MF((Fex·Mg1-x)O·Fe2O3)相;MgO在球團(tuán)礦外層MF相中及內(nèi)層MF相中的固溶量不同。通過SEM-EDX分析可計(jì)算出MgO在MF相中的固溶量，在本文條件下，球團(tuán)礦外層MF相中固溶的MgO約為8～1

8、6％;內(nèi)層MF相中固溶的MgO約為3～10％，MF相大致組成為:
　　外層MF相:(Mg0.35～0.77·Fe0.655～0.23)O·Fe2O3
　　內(nèi)層MF相:(Mg0.13～0.45·Fe0.87～0.55)O·Fe2O3
　　8、通過對含MgO球團(tuán)礦及普通酸性球團(tuán)礦的氣固相還原，并依據(jù)活塞流模型，研究推導(dǎo)出了適合管式反應(yīng)器（高爐）內(nèi)球團(tuán)礦氣固相還原動力學(xué)模型，并給出了兩類球團(tuán)礦的還原速率方程;變換試驗(yàn)條件，對