铁矿的球团性能的研究

赵梦静　白青和乐　谢元新

【摘要】在利用铁矿石冶炼钢铁的工业中，球团和烧结是两种常用的提取工艺，现如今，球团矿的工艺的发展已由单一的铁精矿粉到了多种原料混合，生产的操作模式也更加的机械化，自动化，正在朝着产业化前进，发展球团工业，提高球团冶炼技术是非常重要与紧迫的，在高炉球团冶炼中，球团可以发挥提高产量，降低焦炭炼铁技术经济指标，降低生铁成本，提高经济效益的作用。本文就白云鄂博铁矿的球团性能做了一些研究。

【关键词】磁铁矿；球团；球团工艺；白云鄂博铁矿

1.球团矿工艺的概述

1.1球团矿概述

球团矿的生产是由制造球与对已经成型的球团进行焙烧两个部分。團球过程指的是，通过研磨材料中的水，使球团相互粘结成球状粒子的过程。简单来说，铁精矿形成球团的机制主要有两点：一是水，二是滚挤压力。粘结的效果的形成是由于水分子表面具有大量的电荷，与空间的粒子相互吸引，不断地聚集，最后粘结成球状。形成球团的过程中涉及到许多力的作用，例如范德华力的作用是形成固体颗粒，磁力、电场力、表面张力和液相所形成的毛细管力。表面张力的最大作用形成液相毛细管力。在成球过程中，主要是由毛细管力所控制的液体和固体的表面张力聚集成水滴，从而形成球，在外力作用下使球滚动，用粉再进一步使球变大，在整个的生产过程中，水分是不可避免的一种重要润滑剂，它可以是整个球团形成团状。

在一般情况下，连接颗粒主要的作用是使桥梁加固。我们以磁铁矿的焙烧为例，在200-400℃时即会产生氧化现象，当温度达到800℃时，表面颗粒被覆盖，生成微晶体，微晶体对于其他粒子具有非常强的迁移力。它可以在其他微晶体形成其他物质的时候起到催化作用，当时，会导致磁性铁矿石出现再结晶现象。

1.2磁铁矿的固结机理

在200～300℃时，磁铁矿球团开始氧化，当温度不断地增加的时候，氧化速度会不断加快，磁铁矿球团的氧化过程是由外向内逐步的深入的。当时，微晶体的表面在不断地发生在变化，温度在不断地增加的同时微晶体内的微晶键也在逐渐的增多，出现了微晶再次凝结的现象。微晶体的再次凝结是磁铁矿凝结的主要的内容，也是微晶体内的微晶键生成的只要标志。当时，氧化过程愈加的剧烈，微晶体颗粒逐步的在扩散，这导致微晶体的体制不断地缩小，孔隙也不断地减少，这使得整个晶体的结构发生改变，当微晶体再结晶过程到达的时候，此时再结晶速率是小于体积收缩速率的，这使得强度的不可避免的降低，所以导致为数不少的SiO2的存在，此时的环境氛围为还原性或者中性，是有利于再结晶过程的。温度为1000℃，此时即可以形成，此时的化学反应式为式1.1与式1.2。

微晶体是是一种很奇特的晶体，因为对温度比较敏感，在温度较低的时候很在再结晶，所形成的玻璃的强度也很低，脆性大，对于球团的强度有非常大的影响，并且与和非常容易生成低熔体，在温度不断下降的过程中这种低熔体的存在也是非常的影响球团的硬度的，很不利于进行高炉冶炼，因此，在微晶体生成过程中，我们很不希望这种低熔体的生成。

2.白云鄂博铁矿的组成和结构特点

白云鄂博铁矿作为包钢集团的主要原料提供地。现已探明铁矿储量14亿吨，全矿区有48平方公里，先已探明的储量大约为l亿吨，工业储量为4300万吨，妮资源储量居世界第二位，国内稀土资源储量的80%以上，占世界的50%以上的稀土资源均出自白云鄂博矿区。所以白云鄂博矿区对于我国的资源战略与开发是十分重要的，对于白云鄂博矿区的开发与研究也是十分必要的。

“多、贫、杂、细”是白云鄂博铁精矿的特点。“多”指的是白云鄂博矿的化学组成成分是十分多的，含有70余种化学成分与矿物元素是常见的其他矿物含量的几倍。“贫”指的是低品位，白云鄂博铁矿大多数为贫矿，其铁品位只有30%左右，必须通过修整提高其质量。“杂”是指白云鄂博矿所含有的矿产资源种类是十分多的。“细”是指白云鄂博粉矿的大小，因为白云鄂博矿是较为难分选的矿石，所以经过选矿处理，再经过矿物加工，晶粒尺寸会变成很细的铁精矿，-200目的粒度组成在70%以上。

3.白云鄂博铁矿的球团性能

在白云鄂博铁矿粉系列中，与相同的氧化矿石的磁选就铁元素的总含量来说，氧化矿石是比较高的，相对来说弱磁精矿的含量低与氧化矿石其他矿石中，S、P含量也是不太高，的含量也相对于氧化矿石低得多，所以弱磁精矿得品味并不是特别的好，这种情况可以通过强磁精矿与弱磁精矿的反浮选作用得到改善，操作后将得到氧浮精矿，这种矿粉与两种矿粉相比较较，总铁含量没有降低，而且相对于弱磁精矿S、P含量提高，含量增强，弱磁精矿的品味得到了改善，白云鄂博系列矿区就是通过这种方法提升矿产的品味，得到了非常好的应用，相关测试说明，粒度是一个非常重要的条件，只有当粒度低于300目的时候，铁精矿才能以球状存在。

表1包钢用铁精矿粉的主要化学成分与粒度组成（%） 由相关资料可知，当=2.33时，该矿石为纯磁铁矿；当 <3.5时，该矿石为磁铁矿；当=3.5～7时，该矿石为半假象赤铁矿；当>7 时，该矿石为假象赤铁矿。宝钢集团的大多是在2.33-2.65之间的，所以包钢球团矿的生产为磁铁矿球团的生产。磁铁矿可高温氧化条件下加热燃烧性能好，从而降低能耗，易于与脉石形成低熔点化合物，高强度砌块。

深入的了解白云鄂博铁矿的球团性能，能够更好的开发白云鄂博矿区，创造更大的经济价值。

参考文献

[1]武志杰.《包钢球团矿铁料的合理配置及变碱度的试验研究》.

[2]王纪英.球团生产工艺和球团技术发展展望.工程与技术，2011.

[3]邓德君.我国带式焙烧机氧化球团生产现状.中国科技纵横，2011.

作者简介

1赵梦静 （1994.04-） 材料与冶金工程学院 冶金工程。

2白青和乐（1991.01-）材料与冶金工程学院 材料成型及控制工程。

3谢元新 （1994.01-）矿业与煤炭工程学院 安全工程。