铁矿石溶解与烧结熔体流动行为机理

在铁矿石烧结过程中,铁矿石部分溶解于烧结熔体,直接影响熔体的性质,进而影响烧结矿的黏结。为了明晰铁矿石与烧结熔体的相互作用,采用化学纯试剂煅烧法制备以Ca_(3.6)Fe_(14.4)O_(25.2)和CaFe_(2)O_(4)矿物为主的铁酸钙系黏附粉。以7种核心铁矿石-铁酸钙系(w(CaO)=15%)黏附粉构成烧结偶为主要研究对象,采用实验室烧结方法,研究了核矿石溶解与烧结熔体流动行为。在此基础上,使用化学纯试剂模拟核矿石的化学组成,考察了核矿石SiO_(2)、Al_(2)O_(3)含量对熔体横向流动面积和核矿石溶解指数的影响规律及机理。结果表明,在核矿石溶解于CaO-Fe_(2)O_(3)液相后,形成了交互层区域。核矿石中矿物,尤其是石英,溶解进入熔体,在靠近熔体一侧促使生成复杂CaO-Fe_(2)O_(3)系液相,而在靠近核矿石一侧促使简单CaO-Fe_(2)O_(3)系液相转变为CaO-Fe_(2)O_(3)-SiO_(2)系液相。靠近熔体一侧析出以铁酸钙系和赤铁矿为主的矿物,而靠近核矿石一侧析出以硅酸盐和赤铁矿为主的矿物。随着核矿石SiO_(2)含量的增加,一方面,使得溶解进入熔体中的SiO_(2)数量增加,溶解指数得到提升;另一方面,提升了简单CaO-Fe_(2)O_(3)系液相的黏度,从而使得熔体横向流动面积减小。随着核矿石Al_(2)O_(3)含量的增加,溶解进入熔体中的Al_(2)O_(3)数量增加,进而熔体横向流动面积降低,而核矿石溶解指数升高。Al_(2)O_(3)相较于SiO_(2)对核矿石溶解与熔体流动行为的影响更大。