焙烧温度对低硅含镁球团矿还原膨胀率的影响及机理

研究焙烧温度对Mg O含量分别为1.5%和3.0%(质量分数)的低硅含镁球团的抗压强度、矿相和还原膨胀率的影响,并基于Arrhenius方程和还原度测定计算低硅含镁球团还原反应的表观活化能,分析还原反应的速率限制性环节。结果表明:当焙烧温度较低时,低硅含镁球团内形成的铁酸镁数量较少,存在未反应的Mg O颗粒,其还原过程主要受气体扩散和界面化学反应混合控制,还原膨胀率高,还原后强度低。1280℃高温下,焙烧的低硅含镁球团形成的铁酸镁数量多、强度高,还原过程后期主要受固相扩散即铁离子扩散控制,尤其是低硅高镁球团受固相扩散控制更明显,还原过程中未出现针状铁晶粒,还原膨胀率低。

低硅含镁球团矿还原行为研究

本文研究了低硅含镁球团矿在900℃,CO气氛下的还原过程,并通过X射线衍射仪(XRD)和矿相显微镜测定了球团矿在不同还原度时的物相组成和显微形貌。研究结果表明:Fe_2O_3的还原顺序为Fe_2O_3→Fe_3O_4→FeO→Fe,当还原度由0%增加到10%时,Fe_2O_3被还原成Fe_3O_4,且球团矿由外向内均匀还原;当还原度由10%增加到50%时,Fe_3O_4被还原成FeO,并出现还原聚集现象,其原因是球团矿内部孔隙分布不均匀;此后大多数FeO还原为金属Fe。MgFe_2O_4的还原顺序为:MgFe_2O_4→Mg_(0.239)Fe_(0.761)O→Mg_(0.64)Fe_(2.36)O_4→Fe,其还原反应从球团矿还原度为30%时开始,主要原因是MgFe_2O_4较Fe_2O_3难还原。采用未反应核模型对球团矿还原过程进行动力学分析,得到球团矿在还原前期受界面化学反应控速,还原后期既不受混合控速也不受扩散控速。

轻烧菱镁石粉对低硅含镁球团矿孔隙和强度的影响

本文研究了向两种铁精粉和膨润土中添加不同质量分数的轻烧菱镁石粉对球团矿孔隙、强度和物相的影响.研究结果表明:轻烧菱镁石粉平均粒径较小,结晶水和MgCO_(3)质量分数高(分别为3.94%和8.59%),对球团矿性能影响较大.轻烧菱镁石添加量由1.5%增加到3.5%时,焙烧球孔隙率由11.12%升高到15.95%,大气孔(孔径大于5μm)的体积分数由8.94%升高到36.61%,且分布均匀化程度降低;同时,球团矿变得“疏松”,固结指数由60.45%降低到43.00%,预热球和焙烧球强度分别降低79.3N和247.6N;球团矿中的铁酸镁和磁铁矿相质量分数增加,赤铁矿相再结晶减弱.适量增加球团矿中轻烧菱镁石粉的配比,可使球团矿孔隙率、大气孔和高熔点物相增多,进而提高球团矿的还原和软熔滴落等性能.