球团厂造球岗位技能知识培训学习教材

球团知识详解

第一部分初级造球工知识要求

第一章基本知识

第一节团矿概念

团矿是人造块原料的一种方法，是将粉状物粒度变成在物理性能和化学组成上能满足下一步加工要求的过程。在团矿过程中，物料不仅由于粒子密集和成型发生物理性质（密度、空隙率、形状、大小和机械强度等）上的变化，而且也发生了化学和物理性质（化学组成，还原性，膨胀性，高温还原软化性，低温还原粉化性等）上的变化，从而使物料的冶金性能得到改善。

团矿的基本任务，除了和烧结一样利用精矿和粉矿制成块状冶炼原料外，还可以生产金属化球团和综合性团块，以便直接还原和综合回收多种金属。

球团是粉末原料在加水的条件下受到滚动而成球，其形状为球形，粒度均匀，大小则由滚动的时间而定，使用球团法得到的生球必须经过固结后才具有足够的强度，焙烧固结后的球团，孔隙率高，还原性好，成为球团矿。

第二节球团的原料种类，化学成分及性能

铁矿石球团的原料主要有两大类；一是含铁原料，二是粘结剂和添加剂。

1．矿石种类

⑴磁铁矿石

磁铁矿石是未风化和氧化的变质沉积矿床中或岩浆地区交代矿床中的主要含铁矿物。这种矿石的含铁量从铁应岩的20%～50%到岩浆矿床的65%不等。磁铁矿的化学分子式是Fe 3O4，常常也写成FeO Fe2O3，其理论含铁量为72.4%，其中FeO为31%，Fe2O3为69%。在交代矿床中，可以观察到其二价铁被锰离子或钙离子取代，以及三价铁被铝离子取代的现象。在成矿温度高的矿床中发现含有TiO2，它主要以分离的钛铁矿夹状存在于磁铁矿晶体之间。结合在磁铁矿晶体内的五氧化二钒，其大部分都与钛共生在矿化的辉长岩块内。尖晶石型磁铁矿结晶成双重氧化物，其含铁以二价形态（FeO和三价形态Fe2O3）存在。

磁铁矿比重为4.9～6.2g/cm3,硬度为5.5～6.5,难还原和难破碎。它的外表颜色为钢灰色和黑灰色，有黑色条痕，具有磁性。

自然界中纯磁铁矿石很少见到，由于氧化作用，部分磁铁矿石被氧化成赤铁矿石，但仍保持磁铁矿的结晶形态，所以这种矿石叫假象赤铁矿石和半假象赤铁矿石。

为了衡量磁铁矿的氧化程度，通常以全铁（T Fe）与氧化亚铁的比值来区分。比值越大，说明铁矿石的氧化程度越高。

当T Fe /FeO＜2.7 为原生磁铁矿石；

T Fe /FeO=2.7～3.5 为混合矿石；

T Fe /FeO＞3.5 为氧化矿石，

应当指出，这种划分只是对于矿物成分简单，铁矿石由较单一的磁铁矿和赤铁矿组成的铁矿床才适用。如果矿石中含酸铁等，因其中的FeO不具有磁性，如计算时把它列入FeO内就会出现假象。

一般开采出来的磁铁矿石含量为30～60%，当含铁量大于45%，粒度大于5～8㎜时，可直接供链铁使用，小于5～8㎜的作烧结原料。当含铁低于45%，或有害杂质超过规定时，则不能直接利用，必须经过选矿处理。最常用的选矿方法是磁选法，有时还配合采用浮选法。所获得的精矿称磁选精矿，其含铁量在60%左右，在矿物结构上与原矿是基本一致的。造球的原料基本上是经过选矿后精矿。

物理性质及化学成分

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磁铁矿的冶炼性能：实际含铁量45%、70%，有害杂质硫S，磷P高，坚硬致密，难还原。

⑵赤铁矿石分子式Fe2O3

赤铁矿石是最常见的，也是数量最多的一种铁矿石。按其成因，赤铁矿有粗晶、中晶结构的（如镜矿石），也是细晶结构或土状的。其化学分子式Fe2O3，理论含铁量70%。

⑶褐铁矿石分子式mFe2O3·nH2O

褐铁矿石是含结晶水的Fe2O3，化学分子式mFe2O3·nH2O表示，它实际上是由针铁矿（Fe2O3·H2O）、水赤铁矿（2Fe2O3·H2O）、氢氧化铁和泥质物的混合物所组成。自然界中褐铁矿绝大部分以2Fe2O3·H2O 形态存在。

褐铁矿比重为3～4.2g/cm3,硬度为1～4。其外观颜色为黄褐色、暗褐色和黑色。无磁性。

由于褐铁矿石是由其它铁矿石风化后生成的，所以结构松软，含水量大。

⑷菱铁矿石分子式 FeCO3

菱铁矿石的分子式是FeCO3，理论含铁量为48.2%，FeO为62.1%,CO2为37.9%.

自然界中常见的是坚硬致密的菱铁矿，外表颜色为灰色和黄褐色，风化后变为深褐色。比重为3.8g/cm3。硬度为3.5～4。无磁性。

菱铁矿石在氧化带不稳定，易分解氧化和铁矿，履盖在菱铁矿层的表面。在自然界中分布较广的粘土质菱铁矿，它的夹杂物为粘土和泥砂。

菱铁矿常夹杂有镁、锰和钙等碳酸盐。菱铁矿石一般含铁矿为30～40%之间，经焙烧好后，因分解放出CO2，使含铁量显著增加，矿石也变的多孔，易破碎且还原性变好。

2.粘结剂

粘结剂能改善物料的成球及生球、干球和被烧球矿的特席，在球团工艺过程中，使用最多是膨润土，也有少数厂采用消石灰。

膨润土产于白垩纪和第三纪岩层系，因破璃质变质岩体风化而成的粘土质岩石。膨润土的主要矿物成分是锰脱石并含有不定数量的其他粘土矿物（如高岭土）和非粉土矿物（石英，长石，方英石等）。

皂土的分类：目前常按晶层间吸附阳离子的不同来划分膨润土类型，即吸附Na+为主时称钠基膨润土，吸附Ca2+为主时称钙基膨润土，当H+占优势时，称氢基膨润土。

欧美按碱性系数K来确定膨润土的类型

K=E Na++E K++/E ca2++E Mg2+

K＞1为钠基膨润土，K＜1为钙基膨润土。E Na+、E K+、E ca2+和E Mg2+分别为Na、K、Ca、Mg阳离子的吸附量。近来美国也有以E ca2+/ E ca2+大于1为钠型，小于1为钙型的区分方法。

一般在锰脱石含量相近的情况下，钠基膨润土比钙基膨润土对球团的作用大。

本厂使用的皂土（膨润土）技术标准：

⑴化学成分

⑵物理性能指标