各种铁矿粉的同化性及其互补配矿方法

对来自巴西、澳大利亚、南非以及国产的19种铁矿粉的同化性进行了实验测定和考察分析,在此基础上研究了基于铁矿粉同化性的互补配矿方法,并设计了九组烧结优化配矿方案.结果表明:(1)不同类型铁矿粉的同化性存在显著差异,巴西赤铁矿和国产磁铁矿的同化性低,而澳大利亚含结晶水的赤铁矿的同化性高;(2)铁矿粉的烧损含量、气孔率和Al2O3含量等与其同化能力呈正相关关系;(3)SiO2和Al2O3以黏土形式存在的铁矿粉呈现出同化性较高的特征;(4)铁矿物晶粒小的铁矿石有相对高的同化性;(5)采用本研究的配矿方法,当劣质铁矿粉用量达50%水平时,仍可获得烧结技术指标和冶金性能优良的烧结矿,显示出基于同化性的互补配矿技术的有效性和优越性.

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D0I:10.13374/i.i8sm1001063.2010.03.006 第32卷第3期北京科技大学学报 Vol 32 No 3 2010年3月 Journal of Un iversity of Science and Technolgy Beijing Mar.2010 各种铁矿粉的同化性及其互补配矿方法阁丽娟2)吴胜利尤艺)裴元东) 张丽华) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)宝钢股份有限公司，上海201900 摘要对来自巴西、澳大利亚、南非以及国产的19种铁矿粉的同化性进行了实验测定和考察分析，在此基础上研究了基于铁矿粉同化性的互补配矿方法，并设计了九组烧结优化配矿方案.结果表明：(1)不同类型铁矿粉的同化性存在显著差异，巴西赤铁矿和国产磁铁矿的同化性低，而澳大利亚含结晶水的赤铁矿的同化性高：(2)铁矿粉的烧损含量、气孔率和AkO:含量等与其同化能力呈正相关关系：(3)SD2和Ab03以黏土形式存在的铁矿粉呈现出同化性较高的特征；(4)铁矿物晶粒小的铁矿石有相对高的同化性：(5)采用本研究的配矿方法，当劣质铁矿粉用量达5%水平时，仍可获得烧结技术指标和冶金性能优良的烧结矿，显示出基于同化性的互补配矿技术的有效性和优越性· 关键词铁矿粉：烧结：同化性；配矿方法分类号TF046.4 A ssim ilation of iron ores and ore m atch ing m ethod based on com plem entary assi m ilation YAN Li-juan,WU Sheng-1,YOU Y?,PEI Yuan dong,ZHANG Lihua) 1)School ofMetallgical and Ecobgical Engineering University of Science and Technology Beijing Beijing 100083 China 2)Baoshan Imon SteelCo,Ld,Shanghai 201900 China ABSTRACT Assi ilation of 19 k inds of ores from Brazil Australia South Africa and China was evaluated and analyzed based on which the ore matching method was researched and 9 groups of optim izing ore matching schemes were designed The ores of different types have apparently differences in assi ilation for example Brazilian hematite ore and Chinese magnetite ore have very lw assi ila- tion while Australian lionite ore has high assi ilation The assi ilation of the ores has positive correlation w ith buming loss porosity and A bO3 content The iron ores in which SD2 and AbOs exist in the fom of clay and the iron ores with small crystal size have rela- tively higher assi ilation By using the ore matchingmethod in troduced in this stdy sinter ores w ith good sintering indexes and metal lurgical pmperties can be obtained when lw quality ores are used by the proportion of 50,indicating the validity and superiority of the ore matching method according to campkmentary assin ilation KEY WORDS irn ores sintering assin ilation:blending method 在铁矿粉烧结过程中，烧结料经过制粒形成掌握铁矿粉在烧结过程中的液相形成能力有着重准颗粒结构的小球，其中准颗粒的外层为细粒铁要的意义，矿粉和熔剂组成的黏附层，内层为粗粒核矿石，低前人对铁矿粉的同化性进行过很多研究-) 温烧结过程中，随着温度的升高，黏附层内的铁矿结果表明，黏附层中的同化反应所形成的初相的性粉与钙质熔剂同化而首先形成熔相，然后熔相逐质决定着形成黏结相的结构，对烧结过程起着重要渐增多，并继续同化粗粒核矿石，当熔相冷凝时，的作用)，影响同化性的因素很多，有铁矿粉的类最终形成非均相结构烧结矿，因此，研究铁矿粉与型、黏附层中的化学成分和核矿石的气孔率大小等，熔剂反应形成液相的能力，即铁矿粉的同化性，对如褐铁矿极易同化，赤铁矿次之，磁铁矿则最难同收稿日期：2009-06-03 作者简介：阁丽娟(1967一)女，首席工程师，博士研究生，Email yanlijuan(@baosteel cam:吴胜利(l955),男，教授，博士生导师， Email wushengl ustb edu cn

第 32卷第 3期 2010年 3月北京科技大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇＶｏｌ．32Ｎｏ．3 Ｍａｒ．2010 各种铁矿粉的同化性及其互补配矿方法阎丽娟 12）吴胜利 1）尤艺 2）裴元东 1）张丽华 1） 1）北京科技大学冶金与生态工程学院北京 100083 2）宝钢股份有限公司上海 201900 摘要对来自巴西、澳大利亚、南非以及国产的 19种铁矿粉的同化性进行了实验测定和考察分析在此基础上研究了基于铁矿粉同化性的互补配矿方法并设计了九组烧结优化配矿方案．结果表明：（1）不同类型铁矿粉的同化性存在显著差异巴西赤铁矿和国产磁铁矿的同化性低而澳大利亚含结晶水的赤铁矿的同化性高；（2）铁矿粉的烧损含量、气孔率和Ａｌ2Ｏ3 含量等与其同化能力呈正相关关系；（3）ＳｉＯ2和Ａｌ2Ｏ3以黏土形式存在的铁矿粉呈现出同化性较高的特征；（4）铁矿物晶粒小的铁矿石有相对高的同化性；（5）采用本研究的配矿方法当劣质铁矿粉用量达 50％水平时仍可获得烧结技术指标和冶金性能优良的烧结矿显示出基于同化性的互补配矿技术的有效性和优越性．关键词铁矿粉；烧结；同化性；配矿方法分类号ＴＦ046∙4 ＡｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎｏｆｉｒｏｎｏｒｅｓａｎｄｏｒｅｍａｔｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎＹＡＮＬｉ-ｊｕａｎ 12）ＷＵＳｈｅｎｇ-ｌｉ 1）ＹＯＵＹｉ 2）ＰＥＩＹｕａｎ-ｄｏｎｇ 1）ＺＨＡＮＧＬｉ-ｈｕａ 1） 1）ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇＢｅｉｊｉｎｇ100083Ｃｈｉｎａ 2）ＢａｏｓｈａｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＣｏ．Ｌｔｄ．Ｓｈａｎｇｈａｉ201900ＣｈｉｎａＡＢＳＴＲＡＣＴＡｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎｏｆ19ｋｉｎｄｓｏｆｏｒｅｓｆｒｏｍＢｒａｚｉｌＡｕｓｔｒａｌｉａＳｏｕｔｈＡｆｒｉｃａａｎｄＣｈｉｎａｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂａｓｅｄｏｎｗｈｉｃｈｔｈｅｏｒｅｍａｔｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄａｎｄ9ｇｒｏｕｐｓｏｆｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｏｒｅｍａｔｃｈｉｎｇｓｃｈｅｍｅｓｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＴｈｅｏｒｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｈａｖｅａｐｐａｒｅｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎｆｏｒｅｘａｍｐｌｅＢｒａｚｉｌｉａｎｈｅｍａｔｉｔｅｏｒｅａｎｄＣｈｉｎｅｓｅｍａｇｎｅｔｉｔｅｏｒｅｈａｖｅｖｅｒｙｌｏｗａｓｓｉｍｉｌａ- ｔｉｏｎｗｈｉｌｅＡｕｓｔｒａｌｉａｎｌｉｍｏｎｉｔｅｏｒｅｈａｓｈｉｇｈａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ．ＴｈｅａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｒｅｓｈａｓｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｂｕｒｎｉｎｇｌｏｓｓｐｏｒｏｓｉｔｙａｎｄＡｌ2Ｏ3ｃｏｎｔｅｎｔ．ＴｈｅｉｒｏｎｏｒｅｓｉｎｗｈｉｃｈＳｉＯ2ａｎｄＡｌ2Ｏ3ｅｘｉｓｔｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆｃｌａｙａｎｄｔｈｅｉｒｏｎｏｒｅｓｗｉｔｈｓｍａｌｌｃｒｙｓｔａｌｓｉｚｅｈａｖｅｒｅｌａ- ｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈｅｒａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ．Ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｏｒｅｍａｔｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙｓｉｎｔｅｒｏｒｅｓｗｉｔｈｇｏｏｄｓｉｎｔｅｒｉｎｇｉｎｄｅｘｅｓａｎｄｍｅｔａｌ- ｌｕｒｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｗｈｅｎｌｏｗｑｕａｌｉｔｙｏｒｅｓａｒｅｕｓｅｄｂｙｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆ50％ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙａｎｄｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙｏｆｔｈｅｏｒｅｍａｔｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ．ＫＥＹＷＯＲＤＳｉｒｏｎｏｒｅｓ；ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ；ａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ；ｂｌｅｎｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ收稿日期：2009--06--03 作者简介：阎丽娟（1967— ）女首席工程师博士研究生Ｅ-ｍａｉｌ：ｙａｎｌｉｊｕａｎ＠ｂａｏｓｔｅｅｌ．ｃｏｍ；吴胜利（1955— ）男教授博士生导师Ｅ-ｍａｉｌ：ｗｕｓｈｅｎｇｌｉ＠ｕｓｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎ在铁矿粉烧结过程中烧结料经过制粒形成准颗粒结构的小球其中准颗粒的外层为细粒铁矿粉和熔剂组成的黏附层内层为粗粒核矿石．低温烧结过程中随着温度的升高黏附层内的铁矿粉与钙质熔剂同化而首先形成熔相然后熔相逐渐增多并继续同化粗粒核矿石当熔相冷凝时最终形成非均相结构烧结矿．因此研究铁矿粉与熔剂反应形成液相的能力即铁矿粉的同化性对掌握铁矿粉在烧结过程中的液相形成能力有着重要的意义．前人对铁矿粉的同化性进行过很多研究［1--8］．结果表明黏附层中的同化反应所形成的初相的性质决定着形成黏结相的结构对烧结过程起着重要的作用［1］．影响同化性的因素很多有铁矿粉的类型、黏附层中的化学成分和核矿石的气孔率大小等如褐铁矿极易同化赤铁矿次之磁铁矿则最难同 DOI :10．13374／j．issn1001—053x．2010．03．005

第3期阎丽娟等：各种铁矿粉的同化性及其互补配矿方法 ,299. 化).不同类型铁矿粉在同化性上的这种差异引起上研究基于铁矿粉同化性的配矿方法，设计若干组了烧结工作者的重视，并且针对此差异进行了评价优化配矿方案，并通过烧结杯试验和还原性能的测指标的定量化研究[3-)，而根据不同铁矿粉（尤其是试，对优化配矿方案进行验证，考察基于同化性互补针对褐铁矿)的同化特征提出的使用对策也不配矿技术的可行性少[-，但基于同化性进行优化配矿的工作还未见报道.因此，有必要在全面掌握铁矿粉同化特性的 1试验原料和方法基础上，针对适宜于低温烧结的、基于铁矿粉同化性本研究共选取19种铁矿粉，其中，国外矿包括的配矿方法加以深入研究 7种澳矿0A0G,1种南非矿0H,以及4种巴西矿为此，在本研究中，首先利用微型烧结试验装置 0OL国内矿共7种，分别为东北的OM和ON, 对国内外典型的19种铁矿粉的同化性进行测定，并河北的00和0P以及山东的OQ、0S和OR.19种分析导致各种铁矿粉同化性差异的因素，在此基础铁矿粉的主要化学成分（质量分数）如表1所示，表1铁矿粉化学成分（质量分数） Tab le 1 Chen ical cam position of imnore powders % 矿粉 TFe FeO SD2 Ca0 MO AkO3 LOI 矿粉 TFe Feo S12 Ca MgO AkO3 LOI OA 57.87 0.404.180.0120.0511.59 10.71 OK 64.051.070 4.350.052 0.036 0.73 1.75 OB 57.08 0.13 4.800.310 0.120 2.82 10.58 OL 67.530.210 1.14 0.034 0.013 0.39 0.40 OC 62.66 0.11 3.40 0.0100.038 2.26 4.31 OM 65.14 27.20 5.60 0.240 0.630 1.22 0.67 OD 61.54 0.50 3.060.1000.080 2.18 5.83 ON 66.0027.65 6.940.4400.410 0.75 0.61 OE 62.89 0.30 2.80 0.0160.160 1.71 4.80 00 62.24 26.00 5.15 1.920 1.630 0.92 0.70 OF 59.50 0.13 7.120.2600.120 3.07 4.42 OP 64.2625.80 5.35 0.2900.970 1.47 1.38 OG 64.00 0.46 2.97 0.0130.051 1.73 2.57 00 65.6025.85 3.65 0.880 1.020 0.88 1.23 OH 65.50 0.26 3.860.0900.039 1.43 0.90 OR 66.07 23.66 3.75 0.6700.590 0.98 1.14 66.53 0.0 1.320.0360.032 0.79 1.63 OS 66.5025.46 3.241.1201.7600.80 1.11 0J65.83<0.013.350.0450.0360.64 0.81 铁矿粉的同化性是指其在烧结过程中与C0 于1280℃，都属于同化性较高的铁矿粉；褐铁矿和熔剂反应的能力，它表征铁矿粉在烧结过程中生成半褐铁矿的最低同化温度都很低，尤其前者的同液相的难易程度，是烧结矿有效固结的基础.本试化温度在1200℃的水平，显示了其很高的同验采用微型烧结法，通过测定铁矿粉与C0在其相化性，互接触面上发生反应而开始生成液相的“最低同化 2.2铁矿粉同化性影响因素分析温度”来评价铁矿粉的同化性，其具体测定方法参同化性是铁矿粉的重要自身特性之一，影响铁见文献[4] 矿粉同化性的因素主要包括含铁矿物类型、铁矿物铁矿粉的气孔率采用气体吸附法进行检测，所的晶粒大小和形貌、SD2和Ab03的含量、脉石矿物用设备为美国康塔公司的AUTOSORB1CTCD气的赋存状态、烧损率以及致密程度等. 体吸附分析仪，所测得的气孔率是单位质量的样品 2.2.1铁矿物类型所含的气孔量(mLg1) 本试验所用的国内矿均属于磁铁矿类型，其同 2铁矿粉同化性测定结果及其影响因素化性较低，而澳大利亚和南非出产的赤铁矿粉则表现出较高的同化性，这是因为F©0，需氧化成分析 FeO3后才能与C0反应的缘故，但是，同样属于 2.1同化性测定结果赤铁矿类型的巴西铁矿粉，其同化性却普遍很低，这 19种铁矿粉最低同化温度试验测定结果如图与其微观结构有关（下文分析）对于具有多孔结构 1所示.由试验结果可知：4种巴西铁矿粉和国产的褐铁矿和半褐铁矿，因FeO3与CO的反应动力精粉的最低同化温度较高，故它们均属于同化性学条件良好而具有同化性很高的特征，这种规律与较低的铁矿粉.其中，巴西精粉同化性最低；而澳作者以前的研究结果以及国外对铁矿粉同化性的报大利亚和南非的赤铁矿的最低同化温度较低，低道相符[2-6】

第 3期阎丽娟等：各种铁矿粉的同化性及其互补配矿方法化［2］．不同类型铁矿粉在同化性上的这种差异引起了烧结工作者的重视并且针对此差异进行了评价指标的定量化研究［3--4］而根据不同铁矿粉（尤其是针对褐铁矿）的同化特征提出的使用对策也不少［5--10］但基于同化性进行优化配矿的工作还未见报道．因此有必要在全面掌握铁矿粉同化特性的基础上针对适宜于低温烧结的、基于铁矿粉同化性的配矿方法加以深入研究．为此在本研究中首先利用微型烧结试验装置对国内外典型的 19种铁矿粉的同化性进行测定并分析导致各种铁矿粉同化性差异的因素在此基础上研究基于铁矿粉同化性的配矿方法设计若干组优化配矿方案并通过烧结杯试验和还原性能的测试对优化配矿方案进行验证考察基于同化性互补配矿技术的可行性． 1 试验原料和方法本研究共选取 19种铁矿粉其中国外矿包括 7种澳矿ＯＡ～ＯＧ1种南非矿ＯＨ以及 4种巴西矿ＯＩ～ＯＬ；国内矿共 7种分别为东北的ＯＭ和ＯＮ河北的ＯＯ和ＯＰ以及山东的ＯＱ、ＯＳ和ＯＲ．19种铁矿粉的主要化学成分（质量分数）如表 1所示．表 1 铁矿粉化学成分（质量分数）Ｔａｂｌｅ1 Ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｉｒｏｎ-ｏｒｅｐｏｗｄｅｒｓ％矿粉ＴＦｅＦｅＯＳｉＯ2 ＣａＯＭｇＯＡｌ2Ｏ3 ＬＯＩＯＡ 57∙87 0∙40 4∙18 0∙012 0∙051 1∙59 10∙71 ＯＢ 57∙08 0∙13 4∙80 0∙310 0∙120 2∙82 10∙58 ＯＣ 62∙66 0∙11 3∙40 0∙010 0∙038 2∙26 4∙31 ＯＤ 61∙54 0∙50 3∙06 0∙100 0∙080 2∙18 5∙83 ＯＥ 62∙89 0∙30 2∙80 0∙016 0∙160 1∙71 4∙80 ＯＦ 59∙50 0∙13 7∙12 0∙260 0∙120 3∙07 4∙42 ＯＧ 64∙00 0∙46 2∙97 0∙013 0∙051 1∙73 2∙57 ＯＨ 65∙50 0∙26 3∙86 0∙090 0∙039 1∙43 0∙90 ＯＩ 66∙53 0∙10 1∙32 0∙036 0∙032 0∙79 1∙63 ＯＪ 65∙83 ＜0∙01 3∙35 0∙045 0∙036 0∙64 0∙81 矿粉ＴＦｅＦｅＯＳｉＯ2 ＣａＯＭｇＯＡｌ2Ｏ3 ＬＯＩＯＫ 64∙05 1∙070 4∙35 0∙052 0∙036 0∙73 1∙75 ＯＬ 67∙53 0∙210 1∙14 0∙034 0∙013 0∙39 0∙40 ＯＭ 65∙14 27∙20 5∙60 0∙240 0∙630 1∙22 0∙67 ＯＮ 66∙00 27∙65 6∙94 0∙440 0∙410 0∙75 0∙61 ＯＯ 62∙24 26∙00 5∙15 1∙920 1∙630 0∙92 0∙70 ＯＰ 64∙26 25∙80 5∙35 0∙290 0∙970 1∙47 1∙38 ＯＱ 65∙60 25∙85 3∙65 0∙880 1∙020 0∙88 1∙23 ＯＲ 66∙07 23∙66 3∙75 0∙670 0∙590 0∙98 1∙14 ＯＳ 66∙50 25∙46 3∙24 1∙120 1∙760 0∙80 1∙11 铁矿粉的同化性是指其在烧结过程中与ＣａＯ熔剂反应的能力它表征铁矿粉在烧结过程中生成液相的难易程度是烧结矿有效固结的基础．本试验采用微型烧结法通过测定铁矿粉与ＣａＯ在其相互接触面上发生反应而开始生成液相的 “最低同化温度 ”来评价铁矿粉的同化性其具体测定方法参见文献［4］．铁矿粉的气孔率采用气体吸附法进行检测所用设备为美国康塔公司的ＡＵＴＯＳＯＲＢ-1-Ｃ-ＴＣＤ气体吸附分析仪所测得的气孔率是单位质量的样品所含的气孔量（ｍＬ·ｇ —1 ）． 2 铁矿粉同化性测定结果及其影响因素分析 2∙1 同化性测定结果 19种铁矿粉最低同化温度试验测定结果如图 1所示．由试验结果可知：4种巴西铁矿粉和国产精粉的最低同化温度较高故它们均属于同化性较低的铁矿粉．其中巴西精粉同化性最低；而澳大利亚和南非的赤铁矿的最低同化温度较低低于1280℃都属于同化性较高的铁矿粉；褐铁矿和半褐铁矿的最低同化温度都很低尤其前者的同化温度在 1200℃ 的水平显示了其很高的同化性． 2∙2 铁矿粉同化性影响因素分析同化性是铁矿粉的重要自身特性之一影响铁矿粉同化性的因素主要包括含铁矿物类型、铁矿物的晶粒大小和形貌、ＳｉＯ2和Ａｌ2Ｏ3的含量、脉石矿物的赋存状态、烧损率以及致密程度等． 2∙2∙1 铁矿物类型本试验所用的国内矿均属于磁铁矿类型其同化性较低而澳大利亚和南非出产的赤铁矿粉则表现出较高的同化性这是因为Ｆｅ3Ｏ4 需氧化成Ｆｅ2Ｏ3后才能与ＣａＯ反应的缘故．但是同样属于赤铁矿类型的巴西铁矿粉其同化性却普遍很低这与其微观结构有关（下文分析）．对于具有多孔结构的褐铁矿和半褐铁矿因Ｆｅ2Ｏ3 与ＣａＯ的反应动力学条件良好而具有同化性很高的特征．这种规律与作者以前的研究结果以及国外对铁矿粉同化性的报道相符［2--46］． ·299·

,300 北京科技大学学报第32卷 1390 磁铁矿巴西赤 1340 时南非赤 1140 OA OB OD OE OF OG OH OI OJ OK OL OM ON 00 OP 0Q OR 铁矿粉图1各种铁矿粉的最低同化温度 Fig I The lwest assin ilation temperatume of the 19 kinds of ores 2.2.2铁矿粉中SD2和Ab0s的含量及其赋存状态 ②铁矿粉的S02含量与其矿粉类型没有直接的相图2图3分别为铁矿粉S02和Ak03质量分关关系；③不同铁矿粉中的SD2的赋存状态也有差数与最低同化温度的关系图.由图可见，铁矿粉异，势必影响铁矿粉的矿化能力，这些因素导致 $D2含量和最低同化温度之间没有明显的相关关 SD2含量对铁矿粉同化性的影响规律变得不明显. 系，而Ab03含量则与铁矿粉的最低同化温度呈现分析铁矿粉Ak0:含量的影响（图3）可知：① 明显的负相关关系，即高Ab03含量的铁矿粉具有铁矿粉中Ab03有促进复合铁酸钙形成的作用；② 较高同化性 Ab03能增加液相表面张力，促进氧离子扩散，有利 I400 于铁氧化物的氧化；③铁矿粉中的Ab03含量与其之1350 铁矿物类型密切相关，澳大利亚褐铁矿、半褐铁矿的 1300 AbO3含量相对较高，而巴西赤铁矿、国内磁铁矿则 1250 含较少的Ab03 分析SD2、AbO3在铁矿粉中赋存状态不同对 11506 6 其同化性的影响可知，当SD2和AbO3以黏土形式 Si0,质量分数/% 图2铁矿粉SD2质量分数与最低同化温度的关系存在（多见于澳矿时，它们与C0、F?0更容易生 Fig 2 Relationsh ip bebveen SD2 con tent and the lowest assin ilation 成低熔点的液相体系，即反应活性高，因而会提高铁 tem perahire 矿粉的同化性；若铁矿粉中的SD2和Ab03分别以石英和三水铝石形式存在（多见于巴西矿和国内 1400 矿时，则对同化性有一定的抑制作用，这是因为游 21350 离态的石英和三水铝石对低熔点液相生成不利的 1300 缘故，图4为本研究中三种铁矿粉的X射线衍射图，图中各种字母所代表的矿物名称如表2所示.由图 11506051.01520253035 AL,0,质量分数/% 4可见，澳大利亚半褐铁矿(0C)的脉石主要以高岭土为主，而巴西矿(OK)的脉石则以石英和三水铝石图3铁矿粉A03质量分数与最低同化温度的关系 Fig 3 Relationship between AbOs con tent and the lowest assin ila- 形式存在，国内矿(0S)的脉石以石英为主，并含有 tion temperature 少量的高岭土和三水铝石. 2.2.3铁矿粉的气孔率和烧损率由图2可知，SD2含量与铁矿粉同化性之间没图5和图6分别为铁矿粉的气孔率和烧损率与有明显的规律.造成这种现象的原因是：①虽然最低同化温度的关系图.由图可见，铁矿粉的气孔 Ca0与SD2的反应能力较强，但是在数量上Fe03 率和烧损率越高，其同化性越高，其原因为：气孔率远比SD2多，故Fe03与Ca0的反应起主导作用；高的铁矿粉与C0的反应界面大，有助于提高同化

北京科技大学学报第 32卷图 1 各种铁矿粉的最低同化温度Ｆｉｇ．1 Ｔｈｅｌｏｗｅｓｔａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅ19ｋｉｎｄｓｏｆｏｒｅｓ 2∙2∙2 铁矿粉中ＳｉＯ2和Ａｌ2Ｏ3的含量及其赋存状态图 2、图 3分别为铁矿粉ＳｉＯ2 和Ａｌ2Ｏ3 质量分数与最低同化温度的关系图．由图可见铁矿粉ＳｉＯ2含量和最低同化温度之间没有明显的相关关系而Ａｌ2Ｏ3含量则与铁矿粉的最低同化温度呈现明显的负相关关系即高Ａｌ2Ｏ3 含量的铁矿粉具有较高同化性．图 2 铁矿粉ＳｉＯ2质量分数与最低同化温度的关系Ｆｉｇ．2 ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＳｉＯ2ｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｓｔａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ图 3 铁矿粉Ａｌ2Ｏ3质量分数与最低同化温度的关系Ｆｉｇ．3 ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＡｌ2Ｏ3ｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｓｔａｓｓｉｍｉｌａ- ｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ由图 2可知ＳｉＯ2 含量与铁矿粉同化性之间没有明显的规律．造成这种现象的原因是：①虽然ＣａＯ与ＳｉＯ2的反应能力较强但是在数量上Ｆｅ2Ｏ3 远比ＳｉＯ2多故Ｆｅ2Ｏ3 与ＣａＯ的反应起主导作用； ②铁矿粉的ＳｉＯ2 含量与其矿粉类型没有直接的相关关系；③不同铁矿粉中的ＳｉＯ2的赋存状态也有差异势必影响铁矿粉的矿化能力．这些因素导致ＳｉＯ2含量对铁矿粉同化性的影响规律变得不明显．分析铁矿粉Ａｌ2Ｏ3 含量的影响（图 3）可知：① 铁矿粉中Ａｌ2Ｏ3有促进复合铁酸钙形成的作用；② Ａｌ2Ｏ3能增加液相表面张力促进氧离子扩散有利于铁氧化物的氧化；③铁矿粉中的Ａｌ2Ｏ3 含量与其铁矿物类型密切相关澳大利亚褐铁矿、半褐铁矿的Ａｌ2Ｏ3含量相对较高而巴西赤铁矿、国内磁铁矿则含较少的Ａｌ2Ｏ3．分析ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3 在铁矿粉中赋存状态不同对其同化性的影响可知当ＳｉＯ2 和Ａｌ2Ｏ3 以黏土形式存在（多见于澳矿）时它们与ＣａＯ、Ｆｅ2Ｏ3更容易生成低熔点的液相体系即反应活性高因而会提高铁矿粉的同化性；若铁矿粉中的ＳｉＯ2 和Ａｌ2Ｏ3 分别以石英和三水铝石形式存在（多见于巴西矿和国内矿）时则对同化性有一定的抑制作用这是因为游离态的石英和三水铝石对低熔点液相生成不利的缘故．图 4为本研究中三种铁矿粉的Ｘ射线衍射图图中各种字母所代表的矿物名称如表 2所示．由图 4可见澳大利亚半褐铁矿（ＯＣ）的脉石主要以高岭土为主而巴西矿（ＯＫ）的脉石则以石英和三水铝石形式存在国内矿（ＯＳ）的脉石以石英为主并含有少量的高岭土和三水铝石． 2∙2∙3 铁矿粉的气孔率和烧损率图 5和图 6分别为铁矿粉的气孔率和烧损率与最低同化温度的关系图．由图可见铁矿粉的气孔率和烧损率越高其同化性越高．其原因为：气孔率高的铁矿粉与ＣａＯ的反应界面大有助于提高同化 ·300·

第3期阎丽娟等：各种铁矿粉的同化性及其互补配矿方法 ,301. 表2X射线衍射谱图中字母所代表的矿广物名称 Tabl 2 Corresponding m nerals of letters shown in X-ray diffraction pattems 矿物名称赤铁矿磁铁矿针铁矿方解石钠闪石石英高岭土三水铝石代码 He 女 Ge Ca 0 K G五 2500 He 提高；相反，巴西赤铁矿OJ及国内矿矿OP和ON,结矿0C (a) 构致密、晶粒粗大且呈块状，故不利于铁矿粉与C0 200 的同化 1500 1400 1000 E 1350 1300 500 He 1250 1020304050.60708090 209 1150 4000 .1 0.20.30.4 0.5 3500 矿OK 气孔率mL·g) 3000 图5铁矿粉气孔率与最低同化温度的关系 2500 Fig 5 Relationship beteen prosity and the kwest assi ilation ten 2000 peae 1500 1000 1400E 50 1350 生· 1300 10 40 5060 7080 90 26 1250-· 4000 矿OS 3500 11506 3000 2 4681012 烧损革， 2500 图6铁矿粉烧损率与最低同化温度的关系 ) 2000 M Fig 6 Relationship between buming loss rate and the lwest assii 1500 lation temperat加e 1000 500 M 0.5 1020 30 4050 60 708090 004 2d) 图4铁矿粉的X射线衍射图 Fig 4 X-may diffraction pattems of iron ore powders 反应的速率；铁矿粉的气孔率与烧损含量有着较强 0.1 4681012 烧损率% 的正相关关系（图7），加之结晶水挥发后会产生更图7铁矿粉烧损率与气孔率的关系多的气孔和裂纹，从而提高其同化性.这也进一步 Fig 7 Relationship between the buming loss rate and porosity 解释了褐铁矿同化性远高于其他类型铁矿粉同化性的现象铁矿物晶粒大小与同化性的关系如图9所示 2.2.4铁矿物的形貌及铁矿粉致密程度由图可见，晶粒越小，铁矿粉的同化性越高，晶粒粗图8给出了SM测定的六种铁矿粉的微观形大则减弱铁矿粉的同化性貌图，由图可见：澳大利亚褐铁矿OB的铁矿物晶粒小，其反应比表面积大，又为豆状且结构疏松，反应 3基于铁矿粉同化性的配合性评价方法活性强；与褐铁矿类似，澳大利亚赤铁矿OG晶粒亦铁矿粉的同化性过低或过高均难以获得产、小，且含不少豆状晶粒；南非矿OH的晶粒稍大且结质量指标优良的烧结矿，因此，在烧结生产进行构较为致密，但大多呈片状，亦有利于其反应活性的配矿时，应重视同化性能不同的铁矿粉搭配使用

第 3期阎丽娟等：各种铁矿粉的同化性及其互补配矿方法表 2 Ｘ射线衍射谱图中字母所代表的矿物名称Ｔａｂｌｅ2 ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｍｉｎｅｒａｌｓｏｆｌｅｔｔｅｒｓｓｈｏｗｎｉｎＸ-ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓ矿物名称赤铁矿磁铁矿针铁矿方解石钠闪石石英高岭土三水铝石代码ＨｅＭＧｅＣａＲＱＫＧｉｂ图 4 铁矿粉的Ｘ射线衍射图Ｆｉｇ．4 Ｘ-ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｉｒｏｎ-ｏｒｅｐｏｗｄｅｒｓ反应的速率；铁矿粉的气孔率与烧损含量有着较强的正相关关系（图 7）加之结晶水挥发后会产生更多的气孔和裂纹从而提高其同化性．这也进一步解释了褐铁矿同化性远高于其他类型铁矿粉同化性的现象． 2∙2∙4 铁矿物的形貌及铁矿粉致密程度图 8给出了ＳＥＭ测定的六种铁矿粉的微观形貌图．由图可见：澳大利亚褐铁矿ＯＢ的铁矿物晶粒小其反应比表面积大又为豆状且结构疏松反应活性强；与褐铁矿类似澳大利亚赤铁矿ＯＧ晶粒亦小且含不少豆状晶粒；南非矿ＯＨ的晶粒稍大且结构较为致密但大多呈片状亦有利于其反应活性的提高；相反巴西赤铁矿ＯＪ及国内矿ＯＰ和ＯＮ结构致密、晶粒粗大且呈块状故不利于铁矿粉与ＣａＯ的同化．图 5 铁矿粉气孔率与最低同化温度的关系Ｆｉｇ．5 Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｒｏｓｉｔｙａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｓｔａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎｔｅｍ- ｐｅｒａｔｕｒｅ图 6 铁矿粉烧损率与最低同化温度的关系Ｆｉｇ．6 Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｂｕｒｎｉｎｇｌｏｓｓｒａｔｅａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｓｔａｓｓｉｍｉ- ｌａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ图 7 铁矿粉烧损率与气孔率的关系Ｆｉｇ．7 Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｂｕｒｎｉｎｇｌｏｓｓｒａｔｅａｎｄｐｏｒｏｓｉｔｙ铁矿物晶粒大小与同化性的关系如图 9所示．由图可见晶粒越小铁矿粉的同化性越高晶粒粗大则减弱铁矿粉的同化性． 3 基于铁矿粉同化性的配合性评价方法铁矿粉的同化性过低或过高均难以获得产、质量指标优良的烧结矿．因此在烧结生产进行配矿时应重视同化性能不同的铁矿粉搭配使用 ·301·

·302 北京科技大学学报第32卷图8铁矿粉的微观形貌.(a)0B(b)OG:(c)05(d)OH:(c)oP()ON Fg 8 Micmomorphobgies of imnor powders (a)OB:(b)OG:(c)O3 (d)OH:(e)OP:(ON 1400 者多种矿的混匀矿)为“基准矿”，其最低同化温度 1350 表示为工基，另一类后加入的矿（单种矿或者多种矿 300 的混匀矿)为“搭配矿”，其最低同化温度表示为 1250 ;其次，根据试验测定结果，将基与适宜相比较，明确是“高”还是“低”，抑或在其范围内；再者， 1150 基于T配以及与“基准矿”搭配后混合矿最低同化 101520 25 30 晶粒大小小m 温度（表示为T合）的变化特征进行配合性评价·通图9铁矿粉铁矿物晶粒大小与同化性的关系过分析可归纳出八类情况，如表3所示，“搭配矿” Fig9 Relationship beween gran size and assin ilation of ion ome 的加入对改善“基准矿”同化性的影响，可分别评价 powders 为“适宜”、“互补”、“不适宜”和“不定”，并分别用以达到互补或改善的效果，例如，国内矿和巴西字母A、B、C和D表示矿同化性较低，南非矿和澳矿的则较高，这两种根据上述配合性的评价方法，表4给出了本研类铁矿粉应互补搭配，以获得综合同化性合适的究所涉及的19种铁矿粉基于同化性的配合性评价烧结混合矿，结果.表中第1列铁矿粉作为“基准矿”，从上到下，为了定量评价混合矿的同化性，假设混合矿的铁矿粉的同化性从大到小变化：第1行铁矿粉为最低同化温度存在一个适宜温度范围，即①适宜∈ 搭配矿”，从左到右，铁矿粉的同化性从大到小 (T,T2)其中，T和T2分别为烧结过程中适宜最变化低同化温度的下限值和上限值，则基于同化性的铁应当指出：上述配合性的评价方法，虽然是以两矿粉配矿设计时，应确保搭配后混合矿的最低同化种铁矿粉相互搭配为例描述的，但对于多种矿搭配温度（表示为合）也处于该温度范围，即台∈ 也适用，只要把“基准矿”看成是几种矿的混匀矿， (①，2)另外，最新研究结果山表明：混合矿的同在确定其同化性后，依据“搭配矿”的加入在混合矿化性与单种矿的同化性存在线性关系，故可以根据综合同化性方面的变化特征，就可以获得与表3类各单种矿的最低同化温度及其配比来评价混合矿的似的配合性评价结果，这对实际烧结生产的优化配综合同化性矿有重要的指导作用：再者，虽然表4形式的铁矿粉本文以最简单的两类铁矿粉相互搭配为例，针配合性评价给出的是基于适宜同化性的半定量配矿对它们相互搭配时在同化性方面的变化特征，对其指导，但依据其可以筛除“不适宜”的“搭配矿”，从配合性做出评价.首先，确定其中一类矿（单种矿或而避免配矿的盲目性，提高配矿设计的效率；另外

北京科技大学学报第 32卷图 8 铁矿粉的微观形貌．（ａ）ＯＢ；（ｂ）ＯＧ；（ｃ）ＯＪ；（ｄ）ＯＨ；（ｅ）ＯＰ；（ｆ）ＯＮＦｉｇ．8 Ｍｉｃｒｏ-ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆｉｒｏｎ-ｏｒｅｐｏｗｄｅｒｓ：（ａ）ＯＢ；（ｂ）ＯＧ；（ｃ）ＯＪ；（ｄ）ＯＨ；（ｅ）ＯＰ；（ｆ）ＯＮ图 9 铁矿粉铁矿物晶粒大小与同化性的关系Ｆｉｇ．9 Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｇｒａｉｎｓｉｚｅａｎｄａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎｏｆｉｏｎ-ｏｒｅｐｏｗｄｅｒｓ以达到互补或改善的效果．例如国内矿和巴西矿同化性较低南非矿和澳矿的则较高这两种类铁矿粉应互补搭配以获得综合同化性合适的烧结混合矿．为了定量评价混合矿的同化性假设混合矿的最低同化温度存在一个适宜温度范围即Ｔ适宜 ∈ （Ｔ1Ｔ2）其中Ｔ1 和Ｔ2 分别为烧结过程中适宜最低同化温度的下限值和上限值则基于同化性的铁矿粉配矿设计时应确保搭配后混合矿的最低同化温度（表示为Ｔ混合）也处于该温度范围即Ｔ混合∈ （Ｔ1Ｔ2）．另外最新研究结果［11］表明：混合矿的同化性与单种矿的同化性存在线性关系故可以根据各单种矿的最低同化温度及其配比来评价混合矿的综合同化性．本文以最简单的两类铁矿粉相互搭配为例针对它们相互搭配时在同化性方面的变化特征对其配合性做出评价．首先确定其中一类矿（单种矿或者多种矿的混匀矿）为 “基准矿 ”其最低同化温度表示为Ｔ基另一类后加入的矿（单种矿或者多种矿的混匀矿）为 “搭配矿 ”其最低同化温度表示为Ｔ搭配；其次根据试验测定结果将Ｔ基与Ｔ适宜相比较明确是 “高 ”还是 “低 ”抑或在其范围内；再者基于Ｔ搭配以及与 “基准矿 ”搭配后混合矿最低同化温度（表示为Ｔ混合）的变化特征进行配合性评价．通过分析可归纳出八类情况如表 3所示“搭配矿 ” 的加入对改善 “基准矿 ”同化性的影响可分别评价为 “适宜 ”、“互补 ”、“不适宜 ”和 “不定 ”并分别用字母Ａ、Ｂ、Ｃ和Ｄ表示．根据上述配合性的评价方法表 4给出了本研究所涉及的 19种铁矿粉基于同化性的配合性评价结果．表中第 1列铁矿粉作为 “基准矿 ”从上到下铁矿粉的同化性从大到小变化；第 1行铁矿粉为 “搭配矿 ”从左到右铁矿粉的同化性从大到小变化．应当指出：上述配合性的评价方法虽然是以两种铁矿粉相互搭配为例描述的但对于多种矿搭配也适用只要把 “基准矿 ”看成是几种矿的混匀矿在确定其同化性后依据 “搭配矿 ”的加入在混合矿综合同化性方面的变化特征就可以获得与表 3类似的配合性评价结果这对实际烧结生产的优化配矿有重要的指导作用；再者虽然表 4形式的铁矿粉配合性评价给出的是基于适宜同化性的半定量配矿指导但依据其可以筛除 “不适宜 ”的 “搭配矿 ”从而避免配矿的盲目性提高配矿设计的效率；另外 ·302·

第 3期阎丽娟等：各种铁矿粉的同化性及其互补配矿方法表 3 基于同化性的铁矿粉搭配评价体系Ｔａｂｌｅ3 Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｉｒｏｎｏｒｅｐｏｗｄｅｒｓｍａｔｃｈｉｎｇｂａｓｅｄｏｎａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ编号基准矿和搭配矿混合矿评价 1 Ｔ基＞Ｔ2Ｔ搭配 ∈ （Ｔ1Ｔ基）Ｔ混合较Ｔ基更加接近Ｔ适宜适宜-Ａ 2 Ｔ基＜Ｔ1Ｔ搭配 ∈ （Ｔ基Ｔ2）Ｔ混合较Ｔ基更加接近Ｔ适宜适宜-Ａ 3 Ｔ基 ∈ （Ｔ1Ｔ2）Ｔ搭配 ∈ （Ｔ1Ｔ2）Ｔ混合＝Ｔ适宜适宜-Ａ 4 Ｔ基 ∈ （Ｔ1Ｔ2）Ｔ搭配＞Ｔ2或Ｔ搭配＜Ｔ1 Ｔ混合是否 “适宜 ”还需要根据 “搭配矿 ”的最低同化温度及其配比来判定不定-Ｄ 5 Ｔ基＞Ｔ2Ｔ搭配＜Ｔ1 二者的同化性高低 “互补 ”但Ｔ混合是否 “适宜 ”还要依据二者的最低同化温度及其配比来判定互补-Ｂ 6 Ｔ基＜Ｔ1Ｔ搭配＞Ｔ2 二者的同化性高低 “互补 ”但Ｔ混合是否 “适宜 ”还要依据二者的最低同化温度及其配比来判定互补-Ｂ 7 Ｔ搭配＞Ｔ基＞Ｔ2 Ｔ混合较Ｔ基更加偏离Ｔ适宜不适宜-Ｃ 8 Ｔ搭配＜Ｔ基＜Ｔ1 Ｔ混合较Ｔ基更加偏离Ｔ适宜不适宜-Ｃ注：通过统计大量实际生产数据解析出烧结混合矿最低同化温度的适宜范围为 1240～1290℃即Ｔ1＝1240℃Ｔ2＝1290℃．表 4 基于同化性的铁矿粉配合性评价结果Ｔａｂｌｅ4 Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｉｒｏｎｏｒｅｐｏｗｄｅｒｓｍａｔｃｈｉｎｇｂａｓｅｄｏｎａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ矿粉ＯＢＯＡＯＤＯＧＯＥＯＣＯＨＯＦＯＯＯＩＯＱＯＪＯＳＯＫＯＭＯＰＯＮＯＲＯＬＯＢ — ＡＡＡＡＡＡＡＡＢＢＢＢＢＢＢＢＢＢＯＡＣ — ＡＡＡＡＡＡＡＢＢＢＢＢＢＢＢＢＢＯＤＣＣ — ＡＡＡＡＡＡＢＢＢＢＢＢＢＢＢＢＯＧＣＣＣ — ＡＡＡＡＡＢＢＢＢＢＢＢＢＢＢＯＥＣＣＣＣ — ＡＡＡＡＢＢＢＢＢＢＢＢＢＢＯＣＣＣＣＣＣ — ＡＡＡＢＢＢＢＢＢＢＢＢＢＯＨＤＤＤＤＤＤ — ＡＡＤＤＤＤＤＤＤＤＤＤＯＦＤＤＤＤＤＤＡ — ＡＤＤＤＤＤＤＤＤＤＤＯＯＤＤＤＤＤＤＡＡ — ＤＤＤＤＤＤＤＤＤＤＯＩＢＢＢＢＢＢＡＡＡ — ＣＣＣＣＣＣＣＣＣＯＱＢＢＢＢＢＢＡＡＡＡ — ＣＣＣＣＣＣＣＣＯＪＢＢＢＢＢＢＡＡＡＡＡ — ＣＣＣＣＣＣＣＯＳＢＢＢＢＢＢＡＡＡＡＡＡ — ＣＣＣＣＣＣＯＫＢＢＢＢＢＢＡＡＡＡＡＡＡ — ＣＣＣＣＣＯＭＢＢＢＢＢＢＡＡＡＡＡＡＡＡ — ＣＣＣＣＯＰＢＢＢＢＢＢＡＡＡＡＡＡＡＡＡ — ＣＣＣＯＮＢＢＢＢＢＢＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡ — ＣＣＯＲＢＢＢＢＢＢＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡ — ＣＯＬＢＢＢＢＢＢＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡ — 在表 4形式的配合性评价基础上依据混合矿同化性与单种矿同化性之间的 “线性加和 ”关系即可计算出定量的配矿方案． 4 基于同化性的配矿方案设计及烧结杯试验实际烧结生产中需要多种铁矿粉混合使用多种铁矿粉的搭配可以看作是铁矿粉两两搭配的 “加和 ”而多种铁矿粉配合后的同化性适宜与否可以通过本文上述方法进行分析．同时考虑国内矿和国外矿搭配、精粉和富矿粉搭配、常温特性和价格等因素对本研究涉及的 19种铁矿粉进行烧结优化配矿设计表 5给出了九组优化配矿方案．根据表 5所列的优化配矿方案进行了烧结杯试验和烧结矿的冶金性能测试．九组配矿方案的烧结杯技术指标和冶金性能测试结果列于表 6． ·303·

,304, 北京科技大学学报第32卷表5绕结杯试验方案 Table 5 Schenes of sinter pot test 中国矿巴西矿澳大利亚矿南非矿方案 OQ OR OS 00 OP OM ON OI OJ OK OL OA OG OB OC OD OE OF OH YH-127 255 10 15 18 YH-2 20 22 22 21 15 YH-3 20 15 7 18 20 20 YH-4 24 9 4 9 9 9 36 YH-5 22 30 8 9 4 9 9 9 YH-6 22 30 8 9 4 9 9 9 YH-7 品 30 8 9 9 9 YH-8 22 30 8 9 YH-9 22 30 8 9 9 99 表6配矿方案的烧结指标和冶金性能比较 Table 6 Canparison of om matching schemnes panmeters of snter pot test and metallurgy pmoperties 配水垂直烧结速度/成品利用系数/转鼓粒度组成% 固体燃耗/RI/RDL-o.5/RD+3.15/ 方案量%(mmmn)率%(m-2.h)指数%>25mm25~10mm10~5mm(kg)% % % YH-16.46 19.32 78.87 1.43 65.67 57.10 25.87 17.03 59.1288.8 8.1 62.8 YH-26.43 22.39 83.74 1,74 65.34 49.07 33.74 17.19 54.70 87.6 7.4 63.9 YH-36.37 19.91 79.24 1.46 65.67 49.73 32.43 17.84 59.21 88.6 6.7 62.8 H-46.56 27.45 83.73 2.06 66.00 49.34 30.93 19.74 56.43 94.7 5.6 68.7 YH-56.87 21.74 83.63 1.65 65.33 50.25 34.31 15.44 57.27 90.2 9.3 56.1 YH-68.04 30.30 82.53 2.18 61.33 40.64 38.62 20.74 57.67 84.2 6.6 67.2 YH-77.33 26.25 82.25 1.91 63.33 46.63 33.79 19.58 58.15 96.3 6.7 65.5 YH-87.60 26.18 81.99 1.87 64.00 45.34 37.80 17.79 59.49 87.2 6.1 67.7 YH-97.30 26.50 80.67 1.89 63.33 50.91 29.50 20.53 60.88 86.1 6.1 67.8 注：烧结杯大小200mmX550mm烧结矿目标SD2质量分数为5.15%，Mg0质量分数为2.26%，R2=2.0(YH-1YH-2和YH-3的R2为 1.95)还原性能测试气体组成：C0体积分数为30%，N2体积分数为70%：流量为15Lmm:T=900℃，3h低温还原粉化性能测试气体组成：C0体积分数为20%，C02体积分数为20%，N2体积分数为60%：流量为15Lmm-1:t=500℃，1h 由表6可知，九组烧结杯的试验结果均良好. 显，澳大利亚的褐铁矿、半褐铁矿、赤铁矿以及南非特别是大量使用劣质铁矿粉的方案YH-6YH-7、赤铁矿的同化性较高，而巴西赤铁矿和国产磁铁矿 YH一8和YH一9，其中澳大利亚褐铁矿和半褐铁矿配的同化性较低，比达到40%，巴西球精粉达到89%，仍表现出优良的 (2)SD2和Ab03以黏土形式存在时会提高铁烧结指标和冶金性能，同时可以明显降低烧结配矿矿粉的同化性，二者分别以石英和三水铝石形态存成本，这也证明了基于同化性互补配矿的优越性，在时则降低同化性，铁矿粉的气孔率和烧损含量对另外，九组优化配矿方案的烧结试验结果表明，同化性起促进作用：铁矿物晶粒小且呈豆状、片状的基于本研究方法，可明显地扩大铁矿粉的使用范围，铁矿粉同化性高，而晶粒大且呈块状、板状的铁矿粉深化了多种类型铁矿粉、多来源铁矿粉搭配使用的同化性低，理念，提高铁矿粉使用效率，为兼顾铁矿粉资源战 (3)实际烧结过程要求混合矿有合适的同化略、实现钢铁企业的降本增效”以及铁矿粉高效使性，故在烧结配矿时应运用基于铁矿粉同化性互补用新技术的开发提供了理论依据和技术对策，的配矿方法，以求更好地满足低温烧结技术条件， 5结论参考文献 (1)不同产地、类型的铁矿粉，其同化性差别明 [1]Debrincat D.Loo C E HutchensM F.Effect of iron or particle

北京科技大学学报第 32卷表 5 烧结杯试验方案Ｔａｂｌｅ5 Ｓｃｈｅｍｅｓｏｆｓｉｎｔｅｒｐｏｔｔｅｓｔ方案中国矿巴西矿澳大利亚矿南非矿ＯＱＯＲＯＳＯＯＯＰＯＭＯＮＯＩＯＪＯＫＯＬＯＡＯＧＯＢＯＣＯＤＯＥＯＦＯＨＹＨ--1 27 25 5 10 15 18 ＹＨ--2 20 22 22 21 15 ＹＨ--3 20 15 7 18 20 20 ＹＨ--4 24 9 4 9 9 9 36 ＹＨ--5 22 30 8 9 4 9 9 9 ＹＨ--6 22 30 8 9 4 9 9 9 ＹＨ--7 22 30 8 9 4 9 9 9 ＹＨ--8 22 30 8 9 4 9 9 9 ＹＨ--9 22 30 8 9 4 9 9 9 表 6 配矿方案的烧结指标和冶金性能比较Ｔａｂｌｅ6 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｏｒｅｍａｔｃｈｉｎｇｓｃｈｅｍｅｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｉｎｔｅｒｐｏｔｔｅｓｔａｎｄｍｅｔａｌｌｕｒｇｙｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ方案配水量／％垂直烧结速度／（ｍｍ·ｍｉｎ—1）成品率／％利用系数／（ｔ·ｍ—2·ｈ—1）转鼓指数／％粒度组成／％＞25ｍｍ 25～10ｍｍ 10～5ｍｍ固体燃耗／（ｋｇ·ｔ—1）ＲＩ／％ＲＤＩ—0∙5／％ＲＤＩ＋3∙15／％ＹＨ--1 6∙46 19∙32 78∙87 1∙43 65∙67 57∙10 25∙87 17∙03 59∙12 88∙8 8∙1 62∙8 ＹＨ--2 6∙43 22∙39 83∙74 1∙74 65∙34 49∙07 33∙74 17∙19 54∙70 87∙6 7∙4 63∙9 ＹＨ--3 6∙37 19∙91 79∙24 1∙46 65∙67 49∙73 32∙43 17∙84 59∙21 88∙6 6∙7 62∙8 ＹＨ--4 6∙56 27∙45 83∙73 2∙06 66∙00 49∙34 30∙93 19∙74 56∙43 94∙7 5∙6 68∙7 ＹＨ--5 6∙87 21∙74 83∙63 1∙65 65∙33 50∙25 34∙31 15∙44 57∙27 90∙2 9∙3 56∙1 ＹＨ--6 8∙04 30∙30 82∙53 2∙18 61∙33 40∙64 38∙62 20∙74 57∙67 84∙2 6∙6 67∙2 ＹＨ--7 7∙33 26∙25 82∙25 1∙91 63∙33 46∙63 33∙79 19∙58 58∙15 96∙3 6∙7 65∙5 ＹＨ--8 7∙60 26∙18 81∙99 1∙87 64∙00 45∙34 37∙80 17∙79 59∙49 87∙2 6∙1 67∙7 ＹＨ--9 7∙30 26∙50 80∙67 1∙89 63∙33 50∙91 29∙50 20∙53 60∙88 86∙1 6∙1 67∙8 注：烧结杯大小 200ｍｍ×550ｍｍ；烧结矿目标ＳｉＯ2质量分数为 5∙15％ＭｇＯ质量分数为 2∙26％Ｒ2＝2∙0（ＹＨ--1、ＹＨ--2和ＹＨ--3的Ｒ2为 1∙95）．还原性能测试气体组成：ＣＯ体积分数为 30％Ｎ2体积分数为 70％；流量为 15Ｌ·ｍｉｎ—1；Ｔ＝900℃3ｈ．低温还原粉化性能测试气体组成：ＣＯ体积分数为 20％ＣＯ2体积分数为 20％Ｎ2体积分数为 60％；流量为 15Ｌ·ｍｉｎ—1；ｔ＝500℃1ｈ．由表 6可知九组烧结杯的试验结果均良好．特别是大量使用劣质铁矿粉的方案ＹＨ--6、ＹＨ--7、ＹＨ--8和ＹＨ--9其中澳大利亚褐铁矿和半褐铁矿配比达到 40％巴西球精粉达到 8％仍表现出优良的烧结指标和冶金性能同时可以明显降低烧结配矿成本这也证明了基于同化性互补配矿的优越性．另外九组优化配矿方案的烧结试验结果表明基于本研究方法可明显地扩大铁矿粉的使用范围深化了多种类型铁矿粉、多来源铁矿粉搭配使用的理念提高铁矿粉使用效率．为兼顾铁矿粉资源战略、实现钢铁企业的 “降本增效 ”以及铁矿粉高效使用新技术的开发提供了理论依据和技术对策． 5 结论（1）不同产地、类型的铁矿粉其同化性差别明显澳大利亚的褐铁矿、半褐铁矿、赤铁矿以及南非赤铁矿的同化性较高而巴西赤铁矿和国产磁铁矿的同化性较低．（2）ＳｉＯ2和Ａｌ2Ｏ3以黏土形式存在时会提高铁矿粉的同化性二者分别以石英和三水铝石形态存在时则降低同化性．铁矿粉的气孔率和烧损含量对同化性起促进作用；铁矿物晶粒小且呈豆状、片状的铁矿粉同化性高而晶粒大且呈块状、板状的铁矿粉同化性低．（3）实际烧结过程要求混合矿有合适的同化性故在烧结配矿时应运用基于铁矿粉同化性互补的配矿方法以求更好地满足低温烧结技术条件．参考文献［1］ＤｅｂｒｉｎｃａｔＤＬｏｏＣＥＨｕｔｃｈｅｎｓＭＦ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｉｒｏｎｏｒｅｐａｒｔｉｃｌｅ ·304·

第3期阎丽娟等：各种铁矿粉的同化性及其互补配矿方法 ,305. assin ilation on sin ter stmuctume SIJ Int 2004.44(8):1308 [7]Otomo T.Taguchi N.Kasai E Suppression of the fomation of [2]Yang L X.Davis L Assin ilation and m inemal fomation during large pores in the assin ilated parts of sinter produced using sin tering for blends contaning magnetite concentrate and hematile/ pisolitic ores SIJ Int 1996.36(11):1338 pisolite sintering fines ISIJ Int 1999 39(3):239 [8]Loo C E.A Perspective of goethitic ore sintering fundamentals [3]WuS L Lu Y.Du JX.et al New concept of iron oms sintering S0mt200545(4):436 basic charcteristics J Univ Sci Technol Beijing 2002 24 (3): [9]Wu SL Du JX.MaH B et al Fhdlity of liquid phase n iron ores 254 during sintering JUniv Sci Technol Beijing 2005 27(3):291 (吴胜利，刘宇，杜建新，等。铁矿石的烧结基础特性之新概 (吴胜利，杜建新，马洪斌，等.铁矿粉烧结液相流动特征，北念·北京科技大学学报，200224(3)：254) 京科技大学学报，2005,27(3)：291) [4]WuSL Liu Y,Du JX.etal Experiental shidy of assin ilation [10]WuSL Pei Y D.Chen H.et al Evahation on liquid phase ability between imon ores and Ca0.J Univ Sci Technol Beijng fhuiity of iron ores in sinterng J Univ Sci Technol Beijng 200224(3):258 200830(10):1095 (吴胜利，刘宇，杜建新，等.铁矿粉与C0同化能力的试验 (吴胜利，裴元东，陈辉，等.铁矿粉烧结液相流动性评价·北研究.北京科技大学学报，200224(3)：258) 京科技大学学报，200830(10)：1095) [5]Otmo T.Takasaki Y,KawaguchiT.Pmperties of core or in [11]PeiY D.Ore Proportioning During Sintering and its Application quasiparticle requined for large amounts usage of lim on ite ores in Technology [Dissertation Beijing University of Science and imn ore sintering pmcess IJ Int 2005.45(4):532 Technology Beijing 2008 50 [6]Yang L X.W itchand D.Yu Z N.In troduction of pisolitic goethite 裴元东，铁矿粉的烧结配合性及其应用技术研究[学位论 ore nto a Chinese ore blend ISI Int 2000 40(7):647 文]北京：北京科技大学，2008.50) (上接第281页) (顾铁风·采场恩风冲击灾害分析.辽宁工程技术大学学报，究-山东科技大学学报，200827(2)：13) 2007,26.11) [9]Yan GC XiJB Song X M.et al Siulation of lashing blast of [7]Zheng Z H.Zha Z X.Theoretical analysis of high pressum shock campressed air in coal face J Liaoning Tech Univ Nat Sci 2009 wave caused by moof falling n underground space Tunnel Constr 28(2):177 2004.24(1).15 (严国超，息金波，宋选民，等，采场冲击气浪的灾害模拟，辽 (郑志辉，查支祥.地下空间顶部塌落产生高压气浪的理论分宁工程技术大学学报：自然科学版，2009,28(2)：177) 析-隧道建设，200424(1)：15) [10]Zheng H C LiM.Zhang J et al The prediction of the hazan [8]LiD Y.Zhang K Z Yu H L et al Researh on the m ine shock caused by weighting over great extent of top layer in m ine worked- airbump and anti-shock bu khead J Shandong Univ Sci Technol out section ara Ind M ner P mocess 2005,34(11):9 200827(2):13 (郑怀昌，李明，张军，等.采空区顶板大面积冒落危害预测 (李大勇，张开智，俞海玲，等。矿震冲击气浪与防冲密闭研化工矿物与加工，200534(11)：9)

第 3期阎丽娟等：各种铁矿粉的同化性及其互补配矿方法ａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎｏｎｓｉｎｔｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ＩＳＩＪＩｎｔ200444（8）：1308 ［2］ＹａｎｇＬＸＤａｖｉｓＬ．Ａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎａｎｄｍｉｎｅｒａｌｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｓｉｎｔｅｒｉｎｇｆｏｒｂｌｅｎｄｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｍａｇｎｅｔｉｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅａｎｄｈｅｍａｔｉｔｅ／ｐｉｓｏｌｉｔｅｓｉｎｔｅｒｉｎｇｆｉｎｅｓ．ＩＳＩＪＩｎｔ199939（3）：239 ［3］ＷｕＳＬＬｉｕＹＤｕＪＸｅｔａｌ．Ｎｅｗｃｏｎｃｅｐｔｏｆｉｒｏｎｏｒｅｓｓｉｎｔｅｒｉｎｇｂａｓｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．ＪＵｎｉｖＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌＢｅｉｊｉｎｇ200224（3）： 254 （吴胜利刘宇杜建新等．铁矿石的烧结基础特性之新概念．北京科技大学学报200224（3）：254）［4］ＷｕＳＬＬｉｕＹＤｕＪＸｅｔａｌ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｉｒｏｎｏｒｅｓａｎｄＣａＯ．ＪＵｎｉｖＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌＢｅｉｊｉｎｇ 200224（3）：258 （吴胜利刘宇杜建新等．铁矿粉与ＣａＯ同化能力的试验研究．北京科技大学学报200224（3）：258）［5］ＯｔｏｍｏＴＴａｋａｓａｋｉＹＫａｗａｇｕｃｈｉＴ．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｏｒｅｏｒｅｉｎｑｕａｓｉ-ｐａｒｔｉｃｌｅｒｅｑｕｉｒｅｄｆｏｒｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｓｕｓａｇｅｏｆｌｉｍｏｎｉｔｃｏｒｅｓｉｎｉｒｏｎｏｒｅｓｉｎｔｅｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．ＩＳＩＪＩｎｔ200545（4）：532 ［6］ＹａｎｇＬＸＷｉｔｃｈａｒｄＤＹｕＺＮ．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｐｉｓｏｌｉｔｉｃｇｏｅｔｈｉｔｅｏｒｅｉｎｔｏａＣｈｉｎｅｓｅｏｒｅｂｌｅｎｄ．ＩＳＩＪＩｎｔ200040（7）：647 ［7］ＯｔｏｍｏＴＴａｇｕｃｈｉＮＫａｓａｉＥ．Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅｐｏｒｅｓｉｎｔｈｅａｓｓｉｍｉｌａｔｅｄｐａｒｔｓｏｆｓｉｎｔｅｒｐｒｏｄｕｃｅｄｕｓｉｎｇｐｉｓｏｌｉｔｉｃｏｒｅｓ．ＩＳＩＪＩｎｔ199636（11）：1338 ［8］ＬｏｏＣＥ．ＡＰｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｇｏｅｔｈｉｔｉｃｏｒｅｓｉｎｔｅｒｉｎｇｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ．ＩＳＩＪＩｎｔ200545（4）：436 ［9］ＷｕＳＬＤｕＪＸＭａＨＢｅｔａｌ．Ｆｌｕｉｄｉｔｙｏｆｌｉｑｕｉｄｐｈａｓｅｉｎｉｒｏｎｏｒｅｓｄｕｒｉｎｇｓｉｎｔｅｒｉｎｇ．ＪＵｎｉｖＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌＢｅｉｊｉｎｇ200527（3）：291 （吴胜利杜建新马洪斌等．铁矿粉烧结液相流动特征．北京科技大学学报200527（3）：291）［10］ＷｕＳＬＰｅｉＹＤＣｈｅｎＨｅｔａｌ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｎｌｉｑｕｉｄｐｈａｓｅｆｌｕｉｄｉｔｙｏｆｉｒｏｎｏｒｅｓｉｎｓｉｎｔｅｒｉｎｇ．ＪＵｎｉｖＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌＢｅｉｊｉｎｇ 200830（10）：1095 （吴胜利裴元东陈辉等．铁矿粉烧结液相流动性评价．北京科技大学学报200830（10）：1095）［11］ＰｅｉＹＤ．ＯｒｅＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇＤｕｒｉｎｇＳｉｎｔｅｒｉｎｇａｎｄｉｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ2008：50 （裴元东．铁矿粉的烧结配合性及其应用技术研究［学位论文］．北京：北京科技大学2008：50）（上接第 281页）（顾铁凤．采场飓风冲击灾害分析．辽宁工程技术大学学报 200726：11）［7］ＺｈｅｎｇＺＨＺｈａＺＸ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｓｈｏｃｋｗａｖｅｃａｕｓｅｄｂｙｒｏｏｆｆａｌｌｉｎｇｉｎｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓｐａｃｅ．ＴｕｎｎｅｌＣｏｎｓｔｒ 200424（1）：15 （郑志辉查支祥．地下空间顶部塌落产生高压气浪的理论分析．隧道建设200424（1）：15）［8］ＬｉＤＹＺｈａｎｇＫＺＹｕＨＬｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｍｉｎｅｓｈｏｃｋａｉｒ-ｂｕｍｐａｎｄａｎｔｉ-ｓｈｏｃｋｂｕｌｋｈｅａｄ．ＪＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌ 200827（2）：13 （李大勇张开智俞海玲等．矿震冲击气浪与防冲密闭研究．山东科技大学学报200827（2）：13）［9］ＹａｎＧＣＸｉＪＢＳｏｎｇＸＭｅｔａｌ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｌａｓｈｉｎｇｂｌａｓｔｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄａｉｒｉｎｃｏａｌｆａｃｅ．ＪＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈＵｎｉｖＮａｔＳｃｉ2009 28（2）：177 （严国超息金波宋选民等．采场冲击气浪的灾害模拟．辽宁工程技术大学学报：自然科学版200928（2）：177）［10］ＺｈｅｎｇＨＣＬｉＭＺｈａｎｇＪｅｔａｌ．Ｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈａｚａｒｄｃａｕｓｅｄｂｙｗｅｉｇｈｔｉｎｇｏｖｅｒｇｒｅａｔｅｘｔｅｎｔｏｆｔｏｐｌａｙｅｒｉｎｍｉｎｅｗｏｒｋｅｄ- ｏｕｔｓｅｃｔｉｏｎａｒｅａ．ＩｎｄＭｉｎｅｒＰｒｏｃｅｓｓ200534（11）：9 （郑怀昌李明张军等．采空区顶板大面积冒落危害预测．化工矿物与加工200534（11）：9） ·305·

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