汤卫东等：红格含铬钒钛磁铁矿球团矿物学和等温氧化动力学 ·551· 1004m 100m 100um ,100μm H一赤铁矿；M一磁铁矿；S一硅酸盐：P一钙钛矿；C一铁酸钙：K一铁橄榄石；一钛铁矿：P一铁板钛矿 图1 HCVTM球团随温度变化的显微结构.(a)1073K:(b)1173K:(c)1273K:(d)1373K Fig.1 Microstructures of the HCVTM pellets at different temperatures:(a)1073 K:(b)1173 K:(c)1273 K:(d)1373 K 1000 矿再结品，使得赤铁矿晶粒互相连接和长大，形成大 晶粒.同时钙钛矿相生成，还有少量的钛铁矿和磁 950 铁矿存在于晶粒间的黏结相.而如图3()所示，当 900 氧化时间增加到60min时，较多的钙钛矿反应生成 并存在于硅酸盐相中，硅酸盐相作为主要的黏结相 850 对提高球团矿强度有着重要影响，而生成的性脆的 800 钙钛矿，降低了黏结相提高球团强度的作用，影响了 球团矿的强度 750 图4为在1373K条件下，氧化时间对HCVTM 700 球团所能承受最大负荷的影响，其特征是，氧化时间 10501100115012001250130013501400 温度/K 在10~30min范围内时，球团所能承受最大负荷增 图2温度对HCVTM球团所能承受最大负荷的影响 加的速率最大，而氧化时间为30~50min时球团所 Fig.2 Effect of temperature on the maximum load of HCVTM pellets 能承受最大负荷增加的速率减慢并在50min时达 到最大值1565N.此后，当氧化时间为60min时，球 而在品粒间夹杂着硅酸盐相，钛铁矿相和少量铁酸 团所能承受最大负荷下降至970N.因为氧化反应 钙相.而随焙烧时间的延长，由于赤铁矿晶粒的形 后期晶粒间聚集了大量的硅酸盐和钙钛矿物相，而 成和长大，形成赤铁矿包围磁铁矿和钛铁矿的结构. 性脆的钙钛矿会降低硅酸盐黏结相的强度，导致球 随氧化时间的增长，晶粒间空隙中的硅酸盐相逐渐 团强度降低，所以应控制氧化时间，避免球团结构的 增多，连结了单独的晶粒，促进了晶粒间的黏结和反 恶化.因此，根据氧化时间对球团强度的影响程度， 应，赤铁矿晶粒逐渐长大和均匀.钛铁矿与氧气反 可以改善焙烧工艺参数，如焙烧温度、时间和速度 应形成的赤铁矿相和铁板钛矿相，形成了赤铁矿和 等.从而避免晶粒间硅酸盐和钙钛矿类物相的增 铁板钛矿包裹钛铁矿的结构.硅酸盐相和铁酸钙相 多，降低了球团强度.为此选取适当的焙烧时间和 反应生成的低熔点物相将未充分反应的钛铁矿相和 温度，有利于提高生产效率和球团的合格率 磁铁矿相以及钛磁铁矿相黏结在一起.如图3(d) 陈许玲等[20]研究了一种钒钛磁铁矿球团在氧 和图3(e)所示，当反应时间在40~50min时，赤铁 化焙烧过程中的氧化行为，其研究方法的不同点在汤卫东等: 红格含铬钒钛磁铁矿球团矿物学和等温氧化动力学 H—赤铁矿; M—磁铁矿; S—硅酸盐; P—钙钛矿; C—铁酸钙; K—铁橄榄石; I—钛铁矿; Ps—铁板钛矿 图 1 HCVTM 球团随温度变化的显微结构. (a) 1073 K; (b) 1173 K; (c) 1273 K; (d) 1373 K Fig. 1 Microstructures of the HCVTM pellets at different temperatures: (a) 1073 K; (b) 1173 K; (c) 1273 K; (d) 1373 K 图 2 温度对 HCVTM 球团所能承受最大负荷的影响 Fig. 2 Effect of temperature on the maximum load of HCVTM pellets 而在晶粒间夹杂着硅酸盐相,钛铁矿相和少量铁酸 钙相. 而随焙烧时间的延长,由于赤铁矿晶粒的形 成和长大,形成赤铁矿包围磁铁矿和钛铁矿的结构. 随氧化时间的增长,晶粒间空隙中的硅酸盐相逐渐 增多,连结了单独的晶粒,促进了晶粒间的黏结和反 应,赤铁矿晶粒逐渐长大和均匀. 钛铁矿与氧气反 应形成的赤铁矿相和铁板钛矿相,形成了赤铁矿和 铁板钛矿包裹钛铁矿的结构. 硅酸盐相和铁酸钙相 反应生成的低熔点物相将未充分反应的钛铁矿相和 磁铁矿相以及钛磁铁矿相黏结在一起. 如图 3( d) 和图 3(e)所示,当反应时间在 40 ~ 50 min 时,赤铁 矿再结晶,使得赤铁矿晶粒互相连接和长大,形成大 晶粒. 同时钙钛矿相生成,还有少量的钛铁矿和磁 铁矿存在于晶粒间的黏结相. 而如图 3( f)所示,当 氧化时间增加到 60 min 时,较多的钙钛矿反应生成 并存在于硅酸盐相中,硅酸盐相作为主要的黏结相 对提高球团矿强度有着重要影响,而生成的性脆的 钙钛矿,降低了黏结相提高球团强度的作用,影响了 球团矿的强度. 图 4 为在 1373 K 条件下,氧化时间对 HCVTM 球团所能承受最大负荷的影响,其特征是,氧化时间 在 10 ~ 30 min 范围内时,球团所能承受最大负荷增 加的速率最大,而氧化时间为 30 ~ 50 min 时球团所 能承受最大负荷增加的速率减慢并在 50 min 时达 到最大值 1565 N. 此后,当氧化时间为 60 min 时,球 团所能承受最大负荷下降至 970 N. 因为氧化反应 后期晶粒间聚集了大量的硅酸盐和钙钛矿物相,而 性脆的钙钛矿会降低硅酸盐黏结相的强度,导致球 团强度降低,所以应控制氧化时间,避免球团结构的 恶化. 因此,根据氧化时间对球团强度的影响程度, 可以改善焙烧工艺参数,如焙烧温度、时间和速度 等. 从而避免晶粒间硅酸盐和钙钛矿类物相的增 多,降低了球团强度. 为此选取适当的焙烧时间和 温度,有利于提高生产效率和球团的合格率. 陈许玲等[20] 研究了一种钒钛磁铁矿球团在氧 化焙烧过程中的氧化行为,其研究方法的不同点在 ·551·