鐵礦的球團性能的研究

趙夢靜　白青和樂　謝元新

【摘要】在利用鐵礦石冶煉鋼鐵的工業(yè)中，球團和燒結是兩種常用的提取工藝，現(xiàn)如今，球團礦的工藝的發(fā)展已由單一的鐵精礦粉到了多種原料混合，生產(chǎn)的操作模式也更加的機械化，自動化，正在朝著產(chǎn)業(yè)化前進，發(fā)展球團工業(yè)，提高球團冶煉技術是非常重要與緊迫的，在高爐球團冶煉中，球團可以發(fā)揮提高產(chǎn)量，降低焦炭煉鐵技術經(jīng)濟指標，降低生鐵成本，提高經(jīng)濟效益的作用。本文就白云鄂博鐵礦的球團性能做了一些研究。

【關鍵詞】磁鐵礦；球團；球團工藝；白云鄂博鐵礦

1.球團礦工藝的概述

1.1球團礦概述

球團礦的生產(chǎn)是由制造球與對已經(jīng)成型的球團進行焙燒兩個部分。團球過程指的是，通過研磨材料中的水，使球團相互粘結成球狀粒子的過程。簡單來說，鐵精礦形成球團的機制主要有兩點：一是水，二是滾擠壓力。粘結的效果的形成是由于水分子表面具有大量的電荷，與空間的粒子相互吸引，不斷地聚集，最后粘結成球狀。形成球團的過程中涉及到許多力的作用，例如范德華力的作用是形成固體顆粒，磁力、電場力、表面張力和液相所形成的毛細管力。表面張力的最大作用形成液相毛細管力。在成球過程中，主要是由毛細管力所控制的液體和固體的表面張力聚集成水滴，從而形成球，在外力作用下使球滾動，用粉再進一步使球變大，在整個的生產(chǎn)過程中，水分是不可避免的一種重要潤滑劑，它可以是整個球團形成團狀。

在一般情況下，連接顆粒主要的作用是使橋梁加固。我們以磁鐵礦的焙燒為例，在200-400℃時即會產(chǎn)生氧化現(xiàn)象，當溫度達到800℃時，表面顆粒被覆蓋，生成微晶體，微晶體對于其他粒子具有非常強的遷移力。它可以在其他微晶體形成其他物質(zhì)的時候起到催化作用，當時，會導致磁性鐵礦石出現(xiàn)再結晶現(xiàn)象。

1.2磁鐵礦的固結機理

在200～300℃時，磁鐵礦球團開始氧化，當溫度不斷地增加的時候，氧化速度會不斷加快，磁鐵礦球團的氧化過程是由外向內(nèi)逐步的深入的。當時，微晶體的表面在不斷地發(fā)生在變化，溫度在不斷地增加的同時微晶體內(nèi)的微晶鍵也在逐漸的增多，出現(xiàn)了微晶再次凝結的現(xiàn)象。微晶體的再次凝結是磁鐵礦凝結的主要的內(nèi)容，也是微晶體內(nèi)的微晶鍵生成的只要標志。當時，氧化過程愈加的劇烈，微晶體顆粒逐步的在擴散，這導致微晶體的體制不斷地縮小，孔隙也不斷地減少，這使得整個晶體的結構發(fā)生改變，當微晶體再結晶過程到達的時候，此時再結晶速率是小于體積收縮速率的，這使得強度的不可避免的降低，所以導致為數(shù)不少的SiO2的存在，此時的環(huán)境氛圍為還原性或者中性，是有利于再結晶過程的。溫度為1000℃，此時即可以形成，此時的化學反應式為式1.1與式1.2。

微晶體是是一種很奇特的晶體，因為對溫度比較敏感，在溫度較低的時候很在再結晶，所形成的玻璃的強度也很低，脆性大，對于球團的強度有非常大的影響，并且與和非常容易生成低熔體，在溫度不斷下降的過程中這種低熔體的存在也是非常的影響球團的硬度的，很不利于進行高爐冶煉，因此，在微晶體生成過程中，我們很不希望這種低熔體的生成。

2.白云鄂博鐵礦的組成和結構特點

白云鄂博鐵礦作為包鋼集團的主要原料提供地?，F(xiàn)已探明鐵礦儲量14億噸，全礦區(qū)有48平方公里，先已探明的儲量大約為l億噸，工業(yè)儲量為4300萬噸，妮資源儲量居世界第二位，國內(nèi)稀土資源儲量的80%以上，占世界的50%以上的稀土資源均出自白云鄂博礦區(qū)。所以白云鄂博礦區(qū)對于我國的資源戰(zhàn)略與開發(fā)是十分重要的，對于白云鄂博礦區(qū)的開發(fā)與研究也是十分必要的。

“多、貧、雜、細”是白云鄂博鐵精礦的特點。“多”指的是白云鄂博礦的化學組成成分是十分多的，含有70余種化學成分與礦物元素是常見的其他礦物含量的幾倍?！柏殹敝傅氖堑推肺唬自贫醪╄F礦大多數(shù)為貧礦，其鐵品位只有30%左右，必須通過修整提高其質(zhì)量?！半s”是指白云鄂博礦所含有的礦產(chǎn)資源種類是十分多的?！凹殹笔侵赴自贫醪┓鄣V的大小，因為白云鄂博礦是較為難分選的礦石，所以經(jīng)過選礦處理，再經(jīng)過礦物加工，晶粒尺寸會變成很細的鐵精礦，-200目的粒度組成在70%以上。

3.白云鄂博鐵礦的球團性能

在白云鄂博鐵礦粉系列中，與相同的氧化礦石的磁選就鐵元素的總含量來說，氧化礦石是比較高的，相對來說弱磁精礦的含量低與氧化礦石其他礦石中，S、P含量也是不太高，的含量也相對于氧化礦石低得多，所以弱磁精礦得品味并不是特別的好，這種情況可以通過強磁精礦與弱磁精礦的反浮選作用得到改善，操作后將得到氧浮精礦，這種礦粉與兩種礦粉相比較較，總鐵含量沒有降低，而且相對于弱磁精礦S、P含量提高，含量增強，弱磁精礦的品味得到了改善，白云鄂博系列礦區(qū)就是通過這種方法提升礦產(chǎn)的品味，得到了非常好的應用，相關測試說明，粒度是一個非常重要的條件，只有當粒度低于300目的時候，鐵精礦才能以球狀存在。

表1包鋼用鐵精礦粉的主要化學成分與粒度組成（%） 由相關資料可知，當=2.33時，該礦石為純磁鐵礦；當 <3.5時，該礦石為磁鐵礦；當=3.5～7時，該礦石為半假象赤鐵礦；當>7 時，該礦石為假象赤鐵礦。寶鋼集團的大多是在2.33-2.65之間的，所以包鋼球團礦的生產(chǎn)為磁鐵礦球團的生產(chǎn)。磁鐵礦可高溫氧化條件下加熱燃燒性能好，從而降低能耗，易于與脈石形成低熔點化合物，高強度砌塊。

深入的了解白云鄂博鐵礦的球團性能，能夠更好的開發(fā)白云鄂博礦區(qū)，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟價值。

參考文獻

[1]武志杰.《包鋼球團礦鐵料的合理配置及變堿度的試驗研究》.

[2]王紀英.球團生產(chǎn)工藝和球團技術發(fā)展展望.工程與技術，2011.

[3]鄧德君.我國帶式焙燒機氧化球團生產(chǎn)現(xiàn)狀.中國科技縱橫，2011.

作者簡介

1趙夢靜 （1994.04-） 材料與冶金工程學院 冶金工程。

2白青和樂（1991.01-）材料與冶金工程學院 材料成型及控制工程。

3謝元新 （1994.01-）礦業(yè)與煤炭工程學院 安全工程。