张丽等：烧结用生石灰所含杂质对其消化性能的影响 1691 热热流值保持在较高水平.其原因在于A1,O,在煅烧 渐增大，但煅烧产物组织仍比较疏松，因此其消化速率 过程中可以与Ca0反应形成铝酸钙系化合物3Ca0· 未见明显下降.但AL,0,质量分数达到3%时，组织中 A山，0，·但与Si02不同的是，铝酸钙系化合物可以与水 出现明显晶粒烧结现象，反应动力学条件恶化，因此煅 发生反应，并放出热量.如图5所示，通过扫描电镜观 烧产物后期虽然可以与水缓慢反应，但消化速率大幅 察可以发现，AL,03为1%和2%时，煅烧产物中晶粒逐 降低 10m 10 um 10m 图5不同A山20，质量分数的CaC03搬烧产物微观组织.(a)1.0%A山203：(b)2.0%AL201:(c)3.0%Al20 Fig.5 Microstructures of CacO,calcined products with different Al2 03 mass fractions:(a)1.0%Al,O;(b)2.0%Al2O:(c)3.0%Al,O 由图4()可知，生石灰中Mg0含量增加，CaC0,2.3烧结现场用生石灰的消化性能分析 煅烧产物的消化速率显著降低.Mg0质量分数为 理论上每克Ca0消化可以产生约1158J热量，实 1%、2%和3%时，其消化放热热流峰值对应的时间呈 验测定Ca0试剂的消化放热量为1153.99J·g,与理 显著增加趋势.图6为煅烧产物对应的微观组织.观 论值接近.表2为五种烧结用生石灰与Ca0试剂的消 察可以发现，Mg0含量升高，煅烧产物晶粒长大并烧 化放热量.五种生石灰的消化放热总量相差很大，且 结成团，晶粒表面析出很多细小白色颗粒，且白色颗粒 远低于Ca0试剂的消化放热量.其中生石灰A的消化 的量随MgO含量增加而增加.能谱分析发现白色颗 放热量最高，B的消化放热量最低，C、D和E的消化放 粒中MgO含量明显高于基体，说明Mg0会在煅烧过 热量介于两者之间.由此推断，如果烧结厂对不同的 程中在煅烧产物表面富集析出.这与Leontakianakos 生石灰按照同一配比进行配料，对烧结矿的产质量可 等叨的研究结果相符，亦验证了本实验的正确性. 能会有较大的影响. (a) (b) 质量分数% 元素 能谱点1 能谱点2 C 3.01 3.97 0 52.28 55.08 Mg 11.49 1.70 Ca 33.22 39.25 合计 100.00 100.00 图6不同Mg0含量的CaC0,锻烧产物微观组织.(a)1.0%Mg0:(b)2.0%Mg0:(c)3.0%Mg0:(d)3.0%Mg0能谱分析结果 Fig.6 Microstructures of CaCO:calcined products with different Mgo mass fractions:(a)1.0%Mgo:(b)2.0%Mgo:(c)3.0%Mg0:(d) EDS analysis results for 3.0%Mgo张 丽等: 烧结用生石灰所含杂质对其消化性能的影响 热热流值保持在较高水平． 其原因在于 Al2O3 在煅烧 过程中可以与 CaO 反应形成铝酸钙系化合物 3CaO· Al2O3 ． 但与 SiO2 不同的是，铝酸钙系化合物可以与水 发生反应，并放出热量． 如图 5 所示，通过扫描电镜观 察可以发现，Al2O3 为 1% 和 2% 时，煅烧产物中晶粒逐 渐增大，但煅烧产物组织仍比较疏松，因此其消化速率 未见明显下降． 但 Al2O3 质量分数达到 3% 时，组织中 出现明显晶粒烧结现象，反应动力学条件恶化，因此煅 烧产物后期虽然可以与水缓慢反应，但消化速率大幅 降低． 图 5 不同 Al2O3 质量分数的 CaCO3 煅烧产物微观组织 . ( a) 1. 0 % Al2O3 ; ( b) 2. 0% Al2O3 ; ( c) 3. 0 % Al2O Fig． 5 Microstructures of CaCO3 calcined products with different Al2O3 mass fractions: ( a) 1. 0 % Al2O; ( b) 2. 0 % Al2O; ( c) 3. 0 % Al2O 图 6 不同 MgO 含量的 CaCO3 煅烧产物微观组织． ( a) 1. 0% MgO; ( b) 2. 0% MgO; ( c) 3. 0 % MgO; ( d) 3. 0% MgO 能谱分析结果 Fig． 6 Microstructures of CaCO3 calcined products with different MgO mass fractions: ( a) 1. 0% MgO; ( b) 2. 0% MgO; ( c) 3. 0% MgO; ( d) EDS analysis results for 3. 0% MgO 由图 4( c) 可知，生石灰中 MgO 含量增加，CaCO3 煅烧产 物 的 消 化 速 率 显 著 降 低． MgO 质 量 分 数 为 1% 、2% 和 3% 时，其消化放热热流峰值对应的时间呈 显著增加趋势． 图 6 为煅烧产物对应的微观组织． 观 察可以发现，MgO 含量升高，煅烧产物晶粒长大并烧 结成团，晶粒表面析出很多细小白色颗粒，且白色颗粒 的量随 MgO 含量增加而增加． 能谱分析发现白色颗 粒中 MgO 含量明显高于基体，说明 MgO 会在煅烧过 程中在煅烧产物表面富集析出． 这与 Leontakianakos 等［17］的研究结果相符，亦验证了本实验的正确性． 2. 3 烧结现场用生石灰的消化性能分析 理论上每克 CaO 消化可以产生约 1158 J 热量，实 验测定 CaO 试剂的消化放热量为 1153. 99 J·g － 1 ，与理 论值接近． 表 2 为五种烧结用生石灰与 CaO 试剂的消 化放热量． 五种生石灰的消化放热总量相差很大，且 远低于 CaO 试剂的消化放热量． 其中生石灰 A 的消化 放热量最高，B 的消化放热量最低，C、D 和 E 的消化放 热量介于两者之间． 由此推断，如果烧结厂对不同的 生石灰按照同一配比进行配料，对烧结矿的产质量可 能会有较大的影响． ·1691·