甘敏等：铬铁矿球团焙烧固结特性 ·1371· F-(Fe.Mg)(Cr.Fe.Al),O, -30 铬铁矿D 一◆一◆◆◆◆◆◆◆◆ ■了 60 。(1) 铬铁矿AF -90 ◆一(4) (5) 10203040506070 80 -120 20M9 300 600 900 1200 1500 1800 温度/K 图1铬铁矿A和铬铁矿D的X射线衍射图 图2铬铁尖晶石氧化反应标准吉布斯自由能与温度的关系 Fig.I X-ray diffraction patterns of Chromite A and Chromite D Fig.2 Relationship between chrome spinel oxidation Gibbs free en- Fe0-Fe,03+1/40,=3/2Fe,0. (1) ergy and temperature Fe0Cr203+1/602=l/3Fe,04+Cr203, (2) 件下，预热温度从950℃提高到1000℃，球团氧化效果 Fe0Cr203+1/402=l/2Fe203+Cr203, (3) 明显变好，F0氧化率从35.6%增加到53.37%，预热 Fe0AL,03+1160,=l/3Fe,0,+A,0, (4) 球强度从每个152N增加到283N:继续提高温度，球 Fe0·Al203+1/402=l/2Fe203+Al,03. (5) 团氧化程度先快速增加，当温度高于1050℃后增加放 上述五个反应的标准吉布斯自由能与温度的关系 缓，当温度为1100℃时，Fe0氧化率为82.8%；与此同 如图2所示.可知含铁尖晶石在正常的预热和焙烧温 时，当温度从1000℃提高到1100℃，预热球强度从每 度下（一般低于1350℃）都能自发进行，反应的趋势依 个283N增加到517N,增幅较大. 次是FeCr,0,、Fe,0,和FeAL0,·铬铁矿氧化的过程主 上述研究可知，预热时间对于预热球的强度影响 要是发生的F2+的氧化反应，因此在研究铬铁球团的 不大，适宜的预热时间为l0min;而预热温度的提高， 氧化度时以Fe2·的氧化率来表示. 使得球团强度呈直线型增加，在温度1050℃预热10 2.1.1预热条件对预热球的影响 min的适宜条件下，预热球强度达到每个411N,满足 在铬铁矿B中配加1.25%膨润土，研究了预热温 链篦机-回转窑生产工艺对预热球强度大于每个400N 度和预热时间对铬铁矿氧化和预热球强度的影响，结 的要求. 果见图3.可知在预热温度1050℃条件下，随着预热 采用X射线衍射分析研究了预热温度对铬铁矿 时间从8min延长到14min,球团氧化率从70.0%增加 球团焙烧过程物相组成的影响，结果如图4所示.在 到76.5%，预热时间超过10min时，球团氧化率增长 低于1000℃温度下，铬铁矿焙烧过程没有新的物相生 放缓，预热球强度整体呈升高趋势，但变化幅度相对较 成，其主要的物相仍为铬铁尖晶石(Fe,Mg)(Cr,Fe, 小，所以适宜的预热时间为I0min.在适宜预热时间条 AI),04·虽然铬铁矿在较低的温度下Fe2·就会发生氧 600r 90 600 号 。每个预热球强度 。一每个预热球强度 一FeO氧化率 。一FeO氧化率 500 500 400 60 60 300 45 5 200 200 100 10 12 14 30 100 950975100010251050107510030 预热时间/min 预热温度℃ 图3预热条件对预热球氧化率和强度的影响.(a)预热温度1050℃：(b)预热时间10mim Fig.3 Effect of preheating conditions on the oxidation and compressive strength of preheating pellets:(a)preheating temperature of 1050C:(b) preheating time of 10 min甘 敏等: 铬铁矿球团焙烧固结特性 图 1 铬铁矿 A 和铬铁矿 D 的 X 射线衍射图 Fig． 1 X-ray diffraction patterns of Chromite A and Chromite D FeO·Fe2O3 + 1 /4O23 /2Fe2O3， ( 1) FeO·Cr2O3 + 1 /6O21 /3Fe3O4 + Cr2O3， ( 2) FeO·Cr2O3 + 1 /4O21 /2Fe2O3 + Cr2O3， ( 3) FeO·Al2O3 + 1 /6O2l /3Fe3O4 + Al2O3， ( 4) FeO·Al2O3 + 1 /4O2l /2Fe2O3 + Al2O3. ( 5) 上述五个反应的标准吉布斯自由能与温度的关系 如图 2 所示． 可知含铁尖晶石在正常的预热和焙烧温 度下( 一般低于 1350 ℃ ) 都能自发进行，反应的趋势依 次是 FeCr2O4、Fe3O4和 FeAl2O4 ． 铬铁矿氧化的过程主 要是发生的 Fe2 + 的氧化反应，因此在研究铬铁球团的 氧化度时以 Fe2 + 的氧化率来表示． 图 3 预热条件对预热球氧化率和强度的影响． ( a) 预热温度 1050 ℃ ; ( b) 预热时间 10 min Fig． 3 Effect of preheating conditions on the oxidation and compressive strength of preheating pellets: ( a) preheating temperature of 1050 ℃ ; ( b) preheating time of 10 min 2. 1. 1 预热条件对预热球的影响 在铬铁矿 B 中配加 1. 25% 膨润土，研究了预热温 度和预热时间对铬铁矿氧化和预热球强度的影响，结 果见图 3． 可知在预热温度 1050 ℃ 条件下，随着预热 时间从 8 min 延长到 14 min，球团氧化率从 70. 0% 增加 到 76. 5% ，预热时间超过 10 min 时，球团氧化率增长 放缓，预热球强度整体呈升高趋势，但变化幅度相对较 小，所以适宜的预热时间为 10 min． 在适宜预热时间条 图 2 铬铁尖晶石氧化反应标准吉布斯自由能与温度的关系 Fig． 2 Ｒelationship between chrome spinel oxidation Gibbs free en￾ergy and temperature 件下，预热温度从950 ℃提高到1000 ℃，球团氧化效果 明显变好，FeO 氧化率从 35. 6% 增加到 53. 37% ，预热 球强度从每个 152 N 增加到 283 N; 继续提高温度，球 团氧化程度先快速增加，当温度高于 1050 ℃ 后增加放 缓，当温度为 1100 ℃时，FeO 氧化率为 82. 8% ; 与此同 时，当温度从 1000 ℃提高到 1100 ℃，预热球强度从每 个 283 N 增加到 517 N，增幅较大． 上述研究可知，预热时间对于预热球的强度影响 不大，适宜的预热时间为 10 min; 而预热温度的提高， 使得球团强度呈直线型增加，在温度 1050 ℃ 预热 10 min 的适宜条件下，预热球强度达到每个 411 N，满足 链篦机--回转窑生产工艺对预热球强度大于每个 400 N 的要求． 采用 X 射线衍射分析研究了预热温度对铬铁矿 球团焙烧过程物相组成的影响，结果如图 4 所示． 在 低于 1000 ℃温度下，铬铁矿焙烧过程没有新的物相生 成，其主要的物相仍为铬铁尖晶石( Fe，Mg) ( Cr，Fe， Al) 2O4 ． 虽然铬铁矿在较低的温度下 Fe2 + 就会发生氧 · 1731 ·