张国成等：褐铁矿在烧结工艺中的优化配置 43· 3试验结果及讨论 0.5mm,熔剂与-0.5mm铁矿粉反应形成熔融区， 而+0.5mm的铁矿石残存下来成为未熔矿石.制粒 3.1混合矿黏附粉含量及理论液相生成量模拟计算 小球由黏附层和核颗粒构成，0.5mm颗粒起黏附 制粒是烧结成矿过程的一个重要环节，混合料 粉作用，+0.5mm颗粒作为核颗粒.黏附层由细颗 在水分的作用下，细颗粒黏附在粗颗粒上或者细颗 粒的铁矿石、焦粉、返矿和熔剂等混合物组成8 粒之间相互聚集而长大成为小球，目的是改善烧结 烧结矿是由熔融液相黏结未熔矿石而形成， 料层透气性，提高烧结矿产量.在烧结成矿过程中， 熔融区化学成分对烧结矿液相和物相起着极为重 熔剂完全参与成矿，而铁矿石成矿的粒度界限为 要的作用.熔融区的化学成分可通过下式计算剧： xx05×w+∑xj×w w(Q) (1) Xw0.5+ ×05Xw1 LO 其中，w(Q)为熔融区化学成分Q的质量分数，%；x为 中的铁矿粉损失量的质量分数，%；x为第j种熔剂、 第i种铁矿石的质量分数，%：x5为第i种铁矿 燃料的质量分数，%；，°为第j种熔剂、燃料中化学成分 石-0.5mm粒级的质量分数，%；w,°为第i种铁矿石 Q的质量分数，%；w,0为第j种熔剂、燃料中的烧损，%. -0.5mm粒级中化学成分Q的质量分数，%：w,o1为 根据熔融区化学成分计算公式可得不同配料 第i种铁矿石-0.5mm粒级中的烧损，即在烧结过程 结构H-(1#-6#)黏附粉含量及成分，见表6. 表6不同配料结构的黏附粉成分计算结果 Table 6 Calculation results of adhesion powder composition with different ore blending structures Granulating pellets Chemical composition of the melting zone(mass fraction)/% Experimental scheme No. Mass fraction of adhesive Mass fraction of core Basicity,R particle/% TFe FeO SiO, Cao powder/% MgO Al203 H-1# 35.79 64.21 44.88 7.72 5.63 23.29 3.68 1.92 4.13 H-2# 34.75 65.25 44.16 5.79 5.31 24.14 3.78 2.06 4.55 H-3# 34.18 65.82 43.75 5.90 5.34 24.61 3.85 2.08 4.61 H-4# 35.65 64.35 44.82 7.76 5.59 23.40 3.70 1.91 4.19 H-5# 35.09 64.91 44.44 7.90 5.63 23.84 3.76 1.92 4.24 H-6# 33.13 66.87 42.96 6.13 5.33 25.53 3.99 2.07 4.79 表6计算结果为不同配料结构的混合矿黏附 粉(-0.5mm)的化学成分，在烧结成矿过程中，黏 100 ■一日.1# H.2# ▲-H-3# 附粉将在高温条件下形成熔融液相区，进而黏结 80 零H-4# -H.5# 周围粉料和颗粒完成矿化过程，因此，熔融区形成 4一H-6# 的液相对烧结矿化过程有着重要影响，某种程度 上，熔融区形成的液相数量和性能决定烧结矿质 0 量的优劣 20 为了更进一步探明熔融区的液相性能，采用 Factsage7.1热力学软件中的Equilib模块计算黏附 1150120012501300135014001450 粉区域形成的液相数量、组分以及黏度等性能叨 Sintering temperature/C 图2为不同配料结构黏附粉熔融区理论液相生成 图2烧结过程理论液相量随烧结温度的变化趋势 量随烧结温度的变化趋势.表7为单位质量黏附 Fig.2 Variation trend of the theoretical liquid phase with temperature in sintering process 粉产生的理论液相量及性能 由图2可知，烧结矿理论液相量随温度的升高 升高，黏附粉逐步形成液相，于1450℃时全部熔 而增加，液相生成温度起始于1150℃，随温度的 化为液相.在较低的烧结温度下，不同配矿结构的3    试验结果及讨论 3.1    混合矿黏附粉含量及理论液相生成量模拟计算 制粒是烧结成矿过程的一个重要环节，混合料 在水分的作用下，细颗粒黏附在粗颗粒上或者细颗 粒之间相互聚集而长大成为小球，目的是改善烧结 料层透气性，提高烧结矿产量. 在烧结成矿过程中， 熔剂完全参与成矿，而铁矿石成矿的粒度界限为 0.5 mm，熔剂与−0.5 mm 铁矿粉反应形成熔融区， 而+0.5 mm 的铁矿石残存下来成为未熔矿石. 制粒 小球由黏附层和核颗粒构成，−0.5 mm 颗粒起黏附 粉作用，+0.5 mm 颗粒作为核颗粒. 黏附层由细颗 粒的铁矿石、焦粉、返矿和熔剂等混合物组成[18] . 烧结矿是由熔融液相黏结未熔矿石而形成， 熔融区化学成分对烧结矿液相和物相起着极为重 要的作用. 熔融区的化学成分可通过下式计算[18] ： w(Q) = ∑ 6 i=1 xi × x −0.5 i ×w Q i + ∑ 3 j=1 x j ×w Q j   ∑ 6 i=1 xi ×w −0.5 i + ∑ 3 j=1 xj     1− ∑ 6 i=1 xi × x −0.5 i ×w LOI i − ∑ 3 j=1 xj ×w LOI j   （1） xi x −0.5 i 其中，w(Q) 为熔融区化学成分 Q 的质量分数，%； 为 第 i 种铁矿石的质量分数 ，%； 为第 i 种铁矿 石−0.5 mm 粒级的质量分数，%；wi Q 为第 i 种铁矿石 −0.5 mm 粒级中化学成分 Q 的质量分数，%；wi LOI 为 第 i 种铁矿石−0.5 mm 粒级中的烧损，即在烧结过程 中的铁矿粉损失量的质量分数，%；xj 为第 j 种熔剂、 燃料的质量分数，%；wj Q 为第 j 种熔剂、燃料中化学成分 Q 的质量分数，%；wj LOI 为第 j 种熔剂、燃料中的烧损，%. 根据熔融区化学成分计算公式可得不同配料 结构 H-（1#-6#）黏附粉含量及成分，见表 6. 表 6 不同配料结构的黏附粉成分计算结果 Table 6   Calculation results of adhesion powder composition with different ore blending structures Experimental scheme No. Granulating pellets Chemical composition of the melting zone（mass fraction）/ % Mass fraction of adhesive Basicity, R powder/ % Mass fraction of core particle/ % TFe FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 H-1# 35.79 64.21 44.88 7.72 5.63 23.29 3.68 1.92 4.13 H-2# 34.75 65.25 44.16 5.79 5.31 24.14 3.78 2.06 4.55 H-3# 34.18 65.82 43.75 5.90 5.34 24.61 3.85 2.08 4.61 H-4# 35.65 64.35 44.82 7.76 5.59 23.40 3.70 1.91 4.19 H-5# 35.09 64.91 44.44 7.90 5.63 23.84 3.76 1.92 4.24 H-6# 33.13 66.87 42.96 6.13 5.33 25.53 3.99 2.07 4.79 表 6 计算结果为不同配料结构的混合矿黏附 粉（−0.5 mm）的化学成分，在烧结成矿过程中，黏 附粉将在高温条件下形成熔融液相区，进而黏结 周围粉料和颗粒完成矿化过程，因此，熔融区形成 的液相对烧结矿化过程有着重要影响，某种程度 上，熔融区形成的液相数量和性能决定烧结矿质 量的优劣. 为了更进一步探明熔融区的液相性能，采用 Factsage 7.1 热力学软件中的 Equilib 模块计算黏附 粉区域形成的液相数量、组分以及黏度等性能[19] . 图 2 为不同配料结构黏附粉熔融区理论液相生成 量随烧结温度的变化趋势. 表 7 为单位质量黏附 粉产生的理论液相量及性能. 由图 2 可知，烧结矿理论液相量随温度的升高 而增加，液相生成温度起始于 1150 ℃，随温度的 升高，黏附粉逐步形成液相，于 1450 ℃ 时全部熔 化为液相. 在较低的烧结温度下，不同配矿结构的 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 0 20 40 60 80 100 Mass fraction of theoretical liquid phase formation/ % H-1# H-2# H-3# H-4# H-5# H-6# Sintering temperature/℃ 图 2    烧结过程理论液相量随烧结温度的变化趋势 Fig.2    Variation trend of the theoretical liquid phase with temperature in sintering process 张国成等： 褐铁矿在烧结工艺中的优化配置 · 43 ·