矿石特性对还原焙烧的影响主要有两个方面,即矿石(铁矿物)的物质组成、矿石的粒度组成和脉石矿物的成分。
1、矿石(铁矿)的物质组成对还原焙烧的影响
这里所说的矿石的物质组成,主要指矿物的种类和结构状态等。进行还原焙烧的铁矿物主要有赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。含赤铁矿的矿石,由于其结构不同,还原性能也有很大的差别。例如石英质磁铁矿,有些呈层状结构,在加热过程中赤铁矿和石英,由于膨胀变化不同而出现裂缝。这有利于还原剂分子的扩散,提高矿石的还原速度和焙烧矿的质量。
矿石结构呈致密块状、鲕状和结核状的,还原性能较差。
对褐铁矿来说,由于褐铁矿分子中含有10%-15%或更多的结晶水,当温度到达100℃时,结晶水开始挥发,从而增加了矿石的气孔率,有利于提高还原速度。
菱铁矿加热到350℃之后,开始分解出大量的CO和CO2气体,这样一方面增加了矿石的气孔率,另一方面分解出的CO又增加了反应中还原剂的浓度,有利于还原过程的进行。
2、矿石的粒度组成对还原焙烧的影响
矿石的粒度愈大,比表面积也就愈小,与还原剂接触表面就少,还原过程就比较慢。生产中常有矿块表层和内部还原不均匀的现象。矿块粒度愈大这种现象就愈严重。
矿块的还原不均匀性又和还原温度、还原时间有着密切的关系。矿块粒度愈大,还原温度愈高,还原时间愈长,这种不均匀性愈显著。如下表(不同温度不同还原时间各级别矿块的不同还原度)所示:(菱铁矿的矿物学特性)
还原温度/℃ |
还原时间/h |
粒度/mm |
|||
100 |
750 |
50 |
30 |
||
450 |
4 |
46.02 |
53.27 |
55 |
80.02 |
450 |
3 |
492.92 |
44.66 |
57.85 |
70 |
450 |
2 |
35 |
41.5 |
43.93 |
45.48 |
600 |
4 |
60.55 |
85 |
78.3 |
110 |
600 |
3 |
50.79 |
59.97 |
60.64 |
79 |
600 |
2 |
49.5 |
51.44 |
66.33 |
60.01 |
为了改善焙烧矿质量,应降低入炉矿块粒度上限,提高粒度下限(粒度过小,料层透气性差)。对竖炉来说,焙烧粒度范围为75-20mm是比较合适的。此外竖炉装料时应防止矿石产生偏析,使矿石粒度沿炉体分布均匀,以便得到较好的焙烧质量。
3、脉石矿物的成分对还原焙烧的影响
以石英为主要脉石的铁矿物,在焙烧过程中,石英在570℃时转变为β-石英,吸收一部分热量(2510J/mol),并有2%的线膨胀。在870℃或更高温度下转变为体积更大的鳞石英,这有助于矿石在加热过程中的爆裂,加快还原速度,减少焙烧矿表层和内部还原的不均勾性。(菱铁矿磁化焙烧的技术原理)
此外,石英在900℃时和氧化铁发生反应,生成低熔点(1250℃)的硅酸铁(Fe2 SiO4)。它的磁性很弱,影响磁选回收率,因此焙烧温度不可过高。
在经过了小编找到的矿石特性对还原焙烧的影响因素总结介绍后,想必现在大家都有了答案。
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