MgO及K,Na,F对球团矿渣相组成及性质的影响

摘要

白云鄂博铁精矿以其成分复杂，难以冶炼而著称，由于其中碱金属氧化物及氟含量较高，给包钢高炉炼铁造成了不小的麻烦。同时由于我国钢铁工业近年来蓬勃发展，对铁矿石的需求也大幅增加，导致各地的钢铁企业不断加大外购矿的比例，由于外购矿普遍碱金属含量较高，因此产生了和包钢生产类似的问题。碱金属氧化物及氟导致的问题日益突出，亟待解决，有相关研究表明，镁质添加剂可以改善以上问题，但对其如何影响球团及球团渣相的机理问题尚不清楚，因此有必要研究碱金属氧化物、氟及 MgO对球团渣相的影响。
　　本论文针对这一现实情况，对碱金属及氟对球团矿渣相的组成及性质的影响做了细致研究。试验采用澳大利亚矿（以下简称澳矿）作为基础含铁原料，配加 K2O、Na2O、氟及 MgO，探究其对球团矿渣相的影响，为尽量接近白云鄂博铁精矿的实际情况，K2O、Na2O以钾板岩、钠辉石岩的形式加入，氟以 CaF2的形式加入。将不同配比的原料压制成团块，经过1250℃焙烧后，将团块制成试样，使用矿相显微镜观察其形貌，计算其矿物组成；将试样放入扫描电镜中，使用能谱对其渣相部位进行大量打点，并将团块成分输入 Factsage6.4中计算其渣相成分，两者数据结合确定其渣相成分，探究碱金属、氟及 MgO对渣相组成的影响；使用纯试剂配制出渣相成分，使用炉渣熔点—熔速测试仪测试其熔化温度，将不同配比的渣相成分输入 Factsage6.4中计算其粘度，以探究碱金属、氟及 MgO对渣相熔化性质及粘度的交互影响。
　　结果表明：团块添加碱金属后，渣相熔点明显降低，熔化的渣相填充进孔洞，而渣相粘度则会明显增大，碱金属还会阻碍 MgO进入渣相，使加入的 MgO更多的与铁氧化物结合；团块添加氟以后，会有含氟气体大量逸出，导致团块空隙有所上升，同时降低渣相粘度和熔化温度；碱金属和氟综合作用，会导致团块渣相熔化温度显著下降，粘度也有所降低，团块中渣相量大幅增加；当渣相中 MgO含量较低时，生成的高熔点化合物有限，升高渣相熔化温度的作用并不十分明显，此时降低渣相粘度的作用比较明显，当渣中 MgO含量升高，会产生如钙镁橄榄石(CaO·MgO·SiO2，1390℃)、镁黄长石(2CaO·MgO·2SiO2，1450℃)、镁蔷薇辉石(3CaO·MgO·2SiO2，1550℃)等高熔点化合物，使得渣相熔化温度升高，同时MgO还会在一定程度上提高渣中碱金属氧化物含量，提高渣的排碱能力。