燒結(jié)礦仍然是我國當前最為主要的高爐煉鐵爐料，在高爐爐料結(jié)構(gòu)中占到約70%的比例。然而目前我國燒結(jié)生產(chǎn)對進口鐵礦石依賴度較高，國內(nèi)采選獲得的磁鐵礦燒結(jié)性能表現(xiàn)相對較差，因而如何使用國產(chǎn)鐵礦石進行高效的燒結(jié)生產(chǎn)一直是行業(yè)內(nèi)關(guān)注的重要問題。近年來，一些中西部的企業(yè)開始嘗試使用一種新的富含Ca元素的鐵礦石與本地磁鐵精礦搭配進行燒結(jié)生產(chǎn)，而Ca元素是燒結(jié)礦中粘結(jié)相最為重要的組成元素，直接影響燒結(jié)過程的產(chǎn)質(zhì)量指標和燒結(jié)礦的冶金性能。因此，有必要對這種高Ca鐵礦石的礦物與燒結(jié)特性進行細致的研究。
近日，北京科技大學(xué)張建良教授領(lǐng)導(dǎo)的“煉鐵新技術(shù)”研究梯隊在Int. J. Miner. Metall. Mater. 上發(fā)表了題為“Mineralogical characteristics, metallurgical properties and phase structure evolution of Ca-rich hematite sintering”的研究文章，系統(tǒng)地研究了高Ca鐵礦石的礦物特性與燒結(jié)行為，旨在弄清高Ca鐵礦石在燒結(jié)過程中的行為機理并幫助實現(xiàn)高Ca鐵礦石燒結(jié)的高效與穩(wěn)定。
高鈣赤鐵礦燒結(jié)的礦物特性、冶金性能及相結(jié)構(gòu)演變（點擊題目直達原文）
牛樂樂, 劉征建, 張建良, 蘭大偉，李思達, 李震, 王耀祖*
Lele Niu, Zhengjian Liu, Jianliang Zhang, Dawei Lan, Sida Li, Zhen Li, and Yaozu Wang, Mineralogical characteristics, metallurgical properties and phase structure evolution of Ca-rich hematite sintering, Int. J. Miner. Metall. Mater., 30(2023), No. 2, pp. 303-313.
研究并分析了高鈣赤鐵礦與國產(chǎn)磁鐵精粉混合燒結(jié)行為及其在燒結(jié)過程的作用機理。 本文首先對高Ca鐵礦石的礦物特性進行了系統(tǒng)地研究，通過激光衍射和掃描電鏡觀察明確了高Ca鐵礦石具有相對粗糙的表面形貌和介于富鐵礦粉與磁鐵精粉之間的粒度組成，通過XRD-Rietveld精修方法和微型燒結(jié)實驗明確了高Ca鐵礦石中的Ca元素主要賦存在方解石（CaCO3）礦物中，且在受熱焙燒之后會發(fā)生自熔性反應(yīng)，自熔反應(yīng)主要生成鐵酸鈣和鋁酸一鈣礦物，且自熔反應(yīng)生產(chǎn)的礦物結(jié)晶程度和形態(tài)都較好。隨后設(shè)計了高Ca鐵礦石不同比例搭配國產(chǎn)磁鐵精粉的燒結(jié)杯實驗，實驗結(jié)果顯示，在磁鐵精粉中添加0–20%的高Ca鐵礦石后，燒結(jié)利用系數(shù)最高提高0.45t/(m2·h)、固體燃耗最高降低6.11 kg/t、燒結(jié)礦的還原性指數(shù)最高升高6.17%，并且軟熔測試過程中的透氣性指數(shù)改善幅度最高達到65.39 kPa·℃。此外，值得注意的是，在配加高Ca鐵礦石時，燒結(jié)煙氣中含有的熱值顯著提高，有利于煙氣中熱量的循環(huán)利用。在對不同高Ca鐵礦石配比下燒結(jié)礦的礦相結(jié)構(gòu)的觀察中可以發(fā)現(xiàn)，隨著高Ca鐵礦石配比增加，外配的熔劑量減少，從而形成了高Ca鐵礦石周圍以鐵酸鈣系液相粘結(jié)為主、其他區(qū)域以赤鐵礦連晶和鈣鐵橄欖石粘連為主的礦物相結(jié)構(gòu)，赤鐵礦晶粒也更為圓潤規(guī)則。 最后，基于灰色關(guān)聯(lián)度數(shù)學(xué)方法對燒結(jié)利用系數(shù)、燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、固體燃料消耗、燒結(jié)礦還原性指數(shù)、燒結(jié)礦還原粉化指數(shù)和軟熔過程透氣性指數(shù)6個指標分別賦予0.2、0.1、0.15、0.15、0.15、0.15的權(quán)重值并計算了不同高鈣礦配比下六個指標的綜合表現(xiàn)。結(jié)果表明在0-20%配比范圍內(nèi)，高Ca鐵礦石隨配比增加綜合表現(xiàn)提升，因此搭配磁鐵精粉燒結(jié)時，高Ca鐵礦石20%的配比能夠?qū)崿F(xiàn)高效穩(wěn)定的燒結(jié)。
