烧结炼铁知识汇总

一、铁矿石基本知识
1、矿石的概念
钢铁企业的产品离不开铁,铁是元素周期表上第26位元素,原子量为55.85,在大气压下于1534℃熔化,2740℃气化。铁元素约占地壳4%,固态铁的密度是7870Kg∕m³。
矿石是受地壳中天然的物理化学作用和生物作用而产生的自然化合物为主的矿物,所谓铁矿石是指在现有的技术条件下,能从中提取铁金属之矿物。所谓岩石是指在现有的技术条件下,不能从中提取金属或有用之矿物。因此,矿石和岩石的概念是相对的。
2、种类
一般铁矿石常见的铁矿物有:赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、褐铁矿(nFe2O3·mH2O,n=1~3,m=1~4)、菱铁矿(FeCO3)等。
通常实际品位低于理论品位,其原因是矿石中含有相当数量的脉石矿物,这些脉石矿物主要是石英、各种硅酸盐和碳酸盐等矿物以及数量不等的S、P等杂质和CO2、结晶水等在高温下分解的物质。绝大多数矿石的脉石是酸性的。
磁铁矿:含铁一般在45~70%,S、P高,坚硬,致密难还原。很少直接入炉,大多进行选矿。局部镀锡
Fe3O4Fe72.4%,O27.6%;Fe3O4中FeO31.03%,Fe2O368.97%颜呈黑,有磁性,结构致密坚硬,还原性差。(钒钛磁铁矿)
2)赤铁矿:含铁一般在55~65%,S、P少,软易破碎,易还原。
例如:巴西矿、澳矿、国内海南铁矿等
Fe2O3Fe69.94%,O30.06%
颜呈红,暗红,还原性较好
褐铁矿(针铁矿FeO(OH)Fe62.9%):含铁一般在37~62%,疏松,大部松软易还原。
例如:扬迪粉、火箭粉、PB粉、MAC粉、国内黄梅铁矿等。
Fe2O3.n H2O
颜呈黄褐,吸湿性强,烧失量高,孔隙率大,还原性能好
褐铁矿是统称,实际上它不是一个矿物种,而是针铁矿、纤铁矿、水针铁矿、水纤铁矿以含水氧化硅、泥质等的混合物,化学成分变化大,含水量变化也大。
通常表达式褐铁矿是Fe2O3·nH2O,nH2O就称做结晶水,n数值变化大小说明结晶水含量的多少。在一般商务报价时,对矿石化学成分常表达有LOI烧损或Combined Water,基本上是同一概念。
矿石中结晶水要加热到900oC时才挥发,而一般表面附着水在105oC时即挥发。结晶水它与其他化学元素同样,在岩浆状态转入冷却凝固时,是与铁矿物、石英等结晶在一起的,因此加热900oC才能挥发。
如果做一个通俗的解释:例如我们人体的成分是H、O、C、N、P、S、K、Ca、Mg、Fe、F、Cl、Br、I(J)等化学元素组成的,肌肉中主要是水,我们洗澡时,身上肌肉外边的附着水是Moisture,用手巾能擦掉,而我们人体肌肉里的水则可认为是相当于结晶水,Combined Water,用手巾擦不掉。
平常我们说的烧损(LOI)Lost of Ignition,一般是表示结晶水含量的大小,它是指加热900oC时的挥发量。只有褐铁矿有结晶水,磁铁矿、赤铁矿均不含结晶水,菱铁矿有烧损,但烧后损失的是CO2,不是H2O。4)菱铁矿:含铁一般在30~40%,S、P少,易破碎,焙烧后易还原,朝鲜该矿种较多。
FeCO3Fe48.2%,FeO62.01%,CO237.99%
颜呈灰,经焙烧后呈多孔状结构,易破碎,还原性能好,不含结晶水,但此类矿石还有烧损值,加热后CO2挥发FeO62.01%,
5)钛铁矿Fe TiO3Fe36.8%,TiO236.6%,O31.6%
菱面体结晶,铁黑,出现在超基性岩,碱性岩及变质岩中。
陶土面砖
磁铁矿、赤铁矿通常按如下区分:风湿油
TFe/FeO<3.5为磁铁矿。例如:55/18=3.06
TFe/FeO>7.0为假象赤铁矿。例如:55/7=7.86
TFe/FeO=3.5~7.0为半假象赤铁矿。例如:55/10=5.5
矿石工业类型划分以磁铁性(MFe)与全铁(Fe)的比值来划分磁铁矿石MFe/TFe≥85%;
超音频电源混合矿石MFe/TFe85%~15%;
赤铁矿石MFe/TFe≤15%
二、烧结生产对铁矿粉的质量要求
1、烧结生产简介
烧结产生的原因:过去炼铁只能将开采后的铁矿石大块筛出入炉使用,细粉无法入炉使用,堆得到处都是。慢慢的,高品位铁矿石大块越来越少,铁矿石细粉堆的越来越多。经过多年后,人们就设想可否将铁矿粉利用起来,终于研究出烧结的方法来利用铁矿粉。
所谓铁矿粉烧结,就是将细粒含铁物料与燃料、熔剂按一定的比例配料,再加水湿润、混匀和制粒形成混合料,布料于烧结设备上,通过点火、抽风,借助燃料燃烧产生的高温和一系列物理化学变化,生成部分低熔点物质,并软化熔融产生一定数量的液相,将铁矿物颗粒粘结起来,冷却后,即固结成为具有一定强度的多孔块状产品——烧结矿。烧结生产经历了固相反应、液相生成和冷凝固结的过程。
2、烧结对铁矿粉的质量要求碟形螺母
1)烧结矿强度、还原性与铁矿石自身强度、还原性的关系烧结矿是一个由多种矿物组成的复合体,它由含铁矿物及脉石矿物组成的液相粘结而成,以鉄酸钙、鉄酸一钙为粘结相,其强度和还原性都好。硅酸盐、铁橄榄石、铁酸二钙为粘结相还原性差。
烧结矿的强度、还原性与铁矿石自身的强度、还原性有关。铁矿石的强度好、还原性好,烧结矿的强度、还原性相对也好。赤铁矿、磁铁矿自身强度都较好,褐铁矿、菱铁矿强度差,还原性好(见表1)。烧结矿的气孔率和还原性的关系,气孔率大,还原性好,但强度差。
2)铁矿粉的种类及粒度组成对烧结生产的影响
铁矿粉的粒度组成、矿物组成等直接影响烧结矿的质量及产能。不同铁矿石对烧结矿的质量及产能都有影响(见表1)。单种铁矿粉烧结性
能较差,需要不同的矿种组成不同的矿物,具有较好的烧结性能。粒度组成对烧结质量及产能也有影响,粒度太大,混匀效果差,成分易偏析,烧结易产生生矿及强度差,粒度太细,影响烧结产能。最佳粒度0~8mm,其中3~6mm达35%以上较好。
3)铁矿粉成分对烧结生产的影响
碱度和SiO2含量影响
提高碱度(CaO/SiO2)即提高CaO,为生成铁酸钙创造了条件,而且碱性熔体对铁氧化物的溶蚀比酸性熔体快,粘结相容易和残存原矿形成熔蚀结构,有助于提高烧结矿的强度,烧结是需要添加CaO的,因此,铁矿粉中的CaO是十分有益的。
SiO2含量应有一定含量范围,烧结矿成分中SiO2小于4.5%,将会影响烧结矿的产量和质量,SiO2含量低时,粘结相数量少,所以其强度及产量均低于高SiO2型;SiO2含量上升,降低了烧结矿铁品位(因为要增加CaO配比)。烧结矿中SiO2含量可以通过烧结配料来解决,控制在合理的范围,烧结矿
中SiO2含量在4.7%~5.2%较为合适。
MgO含量的影响
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加入MgO一方面能提高硅酸盐熔体的结晶能力,减少玻璃质含量,从而提高烧结矿强度;另一方面在熔剂性烧结料中加入适量MgO,由于出现新的含镁矿物可使硅酸盐熔化温度降低,其低熔点化合物可以完全熔融,增加了烧结料层的液相数量;另外,由于MgO的存在,减少了硅酸二钙及难还原的钙铁橄榄石、铁橄榄石生成的机会。但MgO含量不能太高,否则会影响烧结矿的强度和还原性。通常,铁矿粉中的MgO

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