实验6球团矿的鉴定
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实验6 球团矿的鉴定
6.1 实验目的和要求 认识球团矿中常见的透明矿物和不透明矿物 6.2 实验内容
1了解球团矿的矿物组成 了解球团矿的矿物组成 2 了解偏光和反光显微镜下常见矿物的特征
6.3 实验设备和用品
1. 偏光显微镜 2. 反光显微镜 3. 球团矿光片和薄片一套
6.4 实验步骤
1矿物组成 矿物组成 根据球团矿的碱度(CaO／SiO2)不同，一般生 不同， 根据球团矿的碱度 ／ 不同 产球团矿分非自熔性和自熔性两种。 产球团矿分非自熔性和自熔性两种。 球团矿中矿物组成： 球团矿中矿物组成： 铁矿物以赤铁矿为主， 铁矿物以赤铁矿为主，并有少量的磁铁矿 少量铁酸钙(CaO·Fe2O3，CaO·2 Fe2O3)、 少量铁酸钙 、 硅酸盐矿物(铁橄榄石 钙铁橄榄石、 铁橄榄石、 硅酸盐矿物 铁橄榄石、钙铁橄榄石、钙铁辉 硅灰石、硅酸二钙、铝黄长石、铁黄长石、 石、硅灰石、硅酸二钙、铝黄长石、铁黄长石、 玻璃相、 玻璃相、以及极少量石英和未反应的硅酸盐矿物 等。
6.4 实验步骤
(3)液相的生成 在磁铁精矿生球中常含有一定数量 液相的生成 的SiO2，在1200℃以下焙烧时，磁 ℃以下焙烧时， 铁矿还没有完全氧化， 铁矿还没有完全氧化，就可能生成硅酸盐液 使磁铁矿晶粒被液相包围， 相，使磁铁矿晶粒被液相包围，而难于进一步氧 所以磁铁矿精矿生球在还原气氛、 化，所以磁铁矿精矿生球在还原气氛、中性或弱 氧化气氛中，在高于1000℃的温度下，可能生成 氧化气氛中，在高于 ℃的温度下， 2FeO·SiO2的液相，其熔化温度为 的液相，其熔化温度为1205℃。并很 ℃ 容易和FeO及SiO2再生成熔化温度更低的熔体 熔 再生成熔化温度更低的熔体(熔 容易和 及 点为1177℃一1178℃)。在冷却过程中，依靠这 点为 ℃ ℃ 。在冷却过程中， 种易熔化合物的液相固结，也可以把球团矿中铁 种易熔化合物的液相固结， 矿物粘结起来。由于2FeO·SiO2在高炉冶炼中很 矿物粘结起来。由于 难还原，所以它不是一种良好的固结形式。 难还原，所以它不是一种良好的固结形式。
2）观察以赤铁矿为主配加磁铁矿制备的氧化球团 ） 矿显微结构 混合料润磨采用直径×长度为1 混合料润磨采用直径×长度为 000 mm×500 mm的润磨机 生球制备采用的圆盘造 的润磨机,生球制备采用的圆盘造 × 的润磨机 球机直径为1 转速为18 球机直径为 000 mm,转速为 r/min,倾角为 转速为 倾角为 45°~47°.预热和焙烧小型实验在直径为 mm 预热和焙烧小型实验在直径为50 ° ° 预热和焙烧小型实验在直径为 的卧式管炉中进行.扩大实验在中南大学烧结球团 的卧式管炉中进行 扩大实验在中南大学烧结球团 所链篦机-回转窑模拟装置上进行 回转窑模拟装置上进行.每次实验包括 所链篦机 回转窑模拟装置上进行 每次实验包括 预热、焙烧、均热以及冷却等环节.采用 预热、焙烧、均热以及冷却等环节 采用Labor 采用 Lux 12 POL型偏反两用显微镜对成品球团矿进行 型偏反两用显微镜对成品球团矿进行 矿相和显微结构分析。 矿相和显微结构分析。
6.4 实验步骤
3球团矿的矿物组成和显微结构对其强度和冶金性能的 球团矿的矿物组成和显微结构对其强度和冶金性能的 影响 球团矿的强度和冶金性能主要决定于其中的矿物 组成和显微结构。 组成和显微结构。其中球团矿的强度是一个重要的指 一般在常温下球团矿的抗压强度在100～300公斤 标。一般在常温下球团矿的抗压强度在 ～ 公斤 才能满足炼铁生产的要求。现简述如下： ／球，才能满足炼铁生产的要求。现简述如下： 从球团矿中的矿物组成来看，赤铁矿、磁铁矿、 从球团矿中的矿物组成来看，赤铁矿、磁铁矿、 铁酸一钙、铁酸二钙和铁橄榄石都具有较高的强度， 铁酸一钙、铁酸二钙和铁橄榄石都具有较高的强度， 而其中的钙铁橄榄石，在当x＝ 而其中的钙铁橄榄石，在当 ＝0.25，0.50和1.0时， ， 和 时 都具有同前者近似的较高的强度，只有当x＝ 时的 都具有同前者近似的较高的强度，只有当 ＝1.5时的 钙铁橄榄石强度较低，并易形成裂纹， 钙铁橄榄石强度较低，并易形成裂纹，因为它的晶格 常数很近于硅酸二钙。球团矿中的玻璃相强度最低。 常数很近于硅酸二钙。球团矿中的玻璃相强度最低。
3球团矿的矿物组成和显微结构对其强度和冶金性能的影响 球团矿的矿物组成和显微结构对其强度和冶金性能的影响 从球团矿的显微结构来看， 从球团矿的显微结构来看，球团矿的强度主要靠赤铁 矿的再结晶的连接来保证，液相连接也起一定的作用， 矿的再结晶的连接来保证，液相连接也起一定的作用，但 与烧结矿相比，液相连接则处于次要地位。如图片?1所示 所示。 与烧结矿相比，液相连接则处于次要地位。如图片 所示。 因此，通常球团矿的强度主要由赤铁矿晶体的形状、大小、 因此，通常球团矿的强度主要由赤铁矿晶体的形状、大小、 晶体间的结合方式和液相连接的程度等因素所决定。 晶体间的结合方式和液相连接的程度等因素所决定。 由显微结构研究表明，当球团矿中赤铁矿多呈棱角状， 由显微结构研究表明，当球团矿中赤铁矿多呈棱角状， 它们之间的再结晶连接比较差，液相连接相较少， 它们之间的再结晶连接比较差，液相连接相较少，残留有 较多的配料中未反应的矿物或石灰团块， 较多的配料中未反应的矿物或石灰团块，这种结构的球团 矿强度较差。 矿强度较差。 还有在球团矿中赤铁矿虽有较粗大的晶体， 还有在球团矿中赤铁矿虽有较粗大的晶体，并且有很 好的再结晶连接，但当在粘结相中有硅酸二钙存在时， 好的再结晶连接，但当在粘结相中有硅酸二钙存在时，球 团矿强度也较差，甚至能使球团矿变成粉末， 团矿强度也较差，甚至能使球团矿变成粉末，出现这种现 是由于β一 相变为γ一 产生体积膨胀所造成。 象，是由于 一C2S相变为 一C2S产生体积膨胀所造成。 相变为 产生体积膨胀所造成
3）氧化球团矿中Fe2O3的结晶
图8 氧化球团矿初晶的显微结构
图9 氧化球团矿发育晶显微结构
图10 氧化球团矿互连晶显微结构
图11 弱还原气氛中焙烧的氧化球 团矿显微结构
图12 急剧冷却的球团矿 显微结构
成品球团矿冷却速度越快， 成品球团矿冷却速度越快，矿 物结晶越不好， 物结晶越不好，来不及结晶的 便形成易脆的玻璃质。 便形成易脆的玻璃质。当将高 温(1280℃)焙烧后的氧化球团全 ℃ 焙烧后的氧化球团全 部投放在冷水中进行急剧冷却 时，发现球团矿中的互连晶被 破坏，矿物结晶不完善， 破坏，矿物结晶不完善，支离 破碎， 破碎， Fe2O3浅白色 再结晶很差，全 浅白色)再结晶很差 浅白色 再结晶很差， 是单颗粒，残存的Fe3O4(灰色 是单颗粒，残存的 灰色) 灰色 呈块状，有大量的玻璃质(云雾 呈块状，有大量的玻璃质 云雾 形成， 状)形成，填充在各种裂缝中 见 形成 填充在各种裂缝中(见 图12)，氧化球团矿的矿物组成 ， 和显微结构很不理想。 和显微结构很不理想。
照片4 照片 圆粒状硅酸二钙由内到外晶体 形状逐渐变大 5×5 （－）
照片5 照片 柱状镁蔷薇辉石 5×5 （－ × （－）
照片6 照片 块状硅酸二钙 5×5 （－）
照片8 照片7 柱状硅酸二钙 5×5 （－） 照片 粒状硅酸二钙与不 规则状铁铝酸四钙 5×20 （－） 照片9 不规则状铁铝酸四钙 5×50 （－）
2固结机理及其显微结构 固结机理及其显微结构 具有良好冶金性能(强度及还原性 的球团矿， 强度及还原性)的球团矿 具有良好冶金性能 强度及还原性 的球团矿，生球必须进 行焙烧固结。 行焙烧固结。 磁铁精矿粉生球焙烧固结过程中所发生的不同固结反应， 磁铁精矿粉生球焙烧固结过程中所发生的不同固结反应， 一般认为，磁铁精矿粉生球焙烧时可能发生的变化有： 一般认为，磁铁精矿粉生球焙烧时可能发生的变化有： (1)磁铁矿氧化及 2O3微晶的长大和再结晶 磁铁矿生球在 磁铁矿氧化及Fe 磁铁矿氧化及 氧化气氛中焙烧时，磁铁矿晶粒的表面被氧化，生成Fe 氧化气氛中焙烧时，磁铁矿晶粒的表面被氧化，生成 2O3微 在新生的Fe 微晶中，其原子具有高度的迁移能力， 晶。在新生的 2O3微晶中，其原子具有高度的迁移能力，促 使微晶长大，形成连接桥，又称Fe 微晶键， 使微晶长大，形成连接桥，又称 2O3微晶键，使生球中各颗 粒互相连接起来。 粒互相连接起来。 磁铁矿晶粒的氧化过程， 磁铁矿晶粒的氧化过程，在200～300℃时已开始，从300℃ ～ ℃时已开始， ℃ 起氧化加速，氧化从球团矿的外层开始，逐步向内扩展， 起氧化加速，氧化从球团矿的外层开始，逐步向内扩展， 600℃时已能使球团表面形成比较坚实的外壳，到800℃时，外 ℃时已能使球团表面形成比较坚实的外壳， ℃ 壳已近完全形成。 壳已近完全形成。 当磁铁矿生球在强氧化气氛中加热到900℃以上时(主要指 当磁铁矿生球在强氧化气氛中加热到 ℃以上时 主要指 1000℃～1300℃)，由磁铁矿氧化成的 2O3微晶能够再结晶， ℃ ℃ ，由磁铁矿氧化成的Fe 微晶能够再结晶， 使相互隔开的微晶长大成相互紧密连成一片的赤铁矿晶体。 使相互隔开的微晶长大成相互紧密连成一片的赤铁矿晶体。见 图片6.1。这种固结反应， 图片 。这种固结反应，一般以为是前一种固结反应的继续和 发展，使球团矿的机械强度得到很大的提高。 发展，使球团矿的机械强度得到很大的提高。
6.5 实验报告
• 运用偏光和反光显微镜观察球团矿矿物组 成和特征 1）方镁石、尖晶石、硅酸二钙、柱状铝酸 ）方镁石、尖晶石、硅酸二钙、 三钙、蔷薇辉石、 三钙、蔷薇辉石、铁铝酸四钙
照片1 粒状方镁石 5×10（－） 照片 （－）
照片2 粒状尖晶石、硅酸 照片 粒状尖晶石、 二钙与柱状铝酸三钙 5×10 （－） × 照片3 照片 长柱状硅酸三钙与 粒状硅酸二钙 5×10 （－）
6.4 实验步骤
6.4 实验步骤
图片6.1 非自熔性球团矿显微结构（反光×160）， 非自熔性球团矿显微结构（反光× ）， 图片 赤铁矿微晶粒再结晶长大， 赤铁矿微晶粒再结晶长大，相互紧密连接呈连晶结构
6.4 实验步骤
图片6.2自熔性球团矿显微结构（反光× 图片 自熔性球团矿显微结构（反光×160）， 自熔性球团矿显微结构 ）， 赤铁矿再结晶长大，相互紧密连接呈连晶结构， 赤铁矿再结晶长大，相互紧密连接呈连晶结构，局部有液相固结
6.4 实验步骤
以上几种固结形式可能同时发生， 以上几种固结形式可能同时发生，但随 着生球的焙烧条件和化学组成的不同， 着生球的焙烧条件和化学组成的不同，其中必有 由以上所述得知，球团矿的固结以固相固结为好， 由以上所述得知，球团矿的固结以固相固结为好， 并以赤铁矿晶粒再结晶长大固结形式为最好。 并以赤铁矿晶粒再结晶长大固结形式为最好。但 由于磁铁精矿粉中多少存在有FeO、SiO2和 是，由于磁铁精矿粉中多少存在有 、 CaO，因此，液相固结也或多或少出现，在液相 ，因此，液相固结也或多或少出现， 固结中以铁酸钙固结为好。 固结中以铁酸钙固结为好。 关于赤铁矿精矿粉球团矿的固结机理， 关于赤铁矿精矿粉球团矿的固结机理，一般 认为是——种高温再结晶过程。 种高温再结晶过程。 认为是 种高温再结晶过程
6.4 实验步骤
(2)磁铁矿晶粒的再结晶 磁铁矿生球，在950℃以上 磁铁矿晶粒的再结晶 磁铁矿生球， ℃ 的温度下，如在中性或还原性气氛中焙烧时， 的温度下，如在中性或还原性气氛中焙烧时，则 生球中Fe 晶粒可以再结晶和长大， 生球中 3O4晶粒可以再结晶和长大，生成所谓 Fe3O4键的连接形式，从而使生球中的磁铁矿晶粒 键的连接形式， 彼此连接起来。 彼此连接起来。但磁铁矿晶粒再结晶的速度比由 磁铁矿氧化成的Fe 晶粒再结晶速度低。 磁铁矿氧化成的 2O3晶粒再结晶速度低。所以磁 铁矿晶粒再结晶过程对球团矿强度的增加要比赤 铁矿晶粒再结晶的作用小得多。 铁矿晶粒再结晶的作用小得多。显然磁铁矿再结 晶的固相反应，不是球团矿的主要固结形式。 晶的固相反应，不是球团矿的主要固结形式。
6.1 实验目的和要求 认识球团矿中常见的透明矿物和不透明矿物 6.2 实验内容
1了解球团矿的矿物组成 了解球团矿的矿物组成 2 了解偏光和反光显微镜下常见矿物的特征
6.3 实验设备和用品
1. 偏光显微镜 2. 反光显微镜 3. 球团矿光片和薄片一套
6.4 实验步骤
1矿物组成 矿物组成 根据球团矿的碱度(CaO／SiO2)不同，一般生 不同， 根据球团矿的碱度 ／ 不同 产球团矿分非自熔性和自熔性两种。 产球团矿分非自熔性和自熔性两种。 球团矿中矿物组成： 球团矿中矿物组成： 铁矿物以赤铁矿为主， 铁矿物以赤铁矿为主，并有少量的磁铁矿 少量铁酸钙(CaO·Fe2O3，CaO·2 Fe2O3)、 少量铁酸钙 、 硅酸盐矿物(铁橄榄石 钙铁橄榄石、 铁橄榄石、 硅酸盐矿物 铁橄榄石、钙铁橄榄石、钙铁辉 硅灰石、硅酸二钙、铝黄长石、铁黄长石、 石、硅灰石、硅酸二钙、铝黄长石、铁黄长石、 玻璃相、 玻璃相、以及极少量石英和未反应的硅酸盐矿物 等。
6.4 实验步骤
(3)液相的生成 在磁铁精矿生球中常含有一定数量 液相的生成 的SiO2，在1200℃以下焙烧时，磁 ℃以下焙烧时， 铁矿还没有完全氧化， 铁矿还没有完全氧化，就可能生成硅酸盐液 使磁铁矿晶粒被液相包围， 相，使磁铁矿晶粒被液相包围，而难于进一步氧 所以磁铁矿精矿生球在还原气氛、 化，所以磁铁矿精矿生球在还原气氛、中性或弱 氧化气氛中，在高于1000℃的温度下，可能生成 氧化气氛中，在高于 ℃的温度下， 2FeO·SiO2的液相，其熔化温度为 的液相，其熔化温度为1205℃。并很 ℃ 容易和FeO及SiO2再生成熔化温度更低的熔体 熔 再生成熔化温度更低的熔体(熔 容易和 及 点为1177℃一1178℃)。在冷却过程中，依靠这 点为 ℃ ℃ 。在冷却过程中， 种易熔化合物的液相固结，也可以把球团矿中铁 种易熔化合物的液相固结， 矿物粘结起来。由于2FeO·SiO2在高炉冶炼中很 矿物粘结起来。由于 难还原，所以它不是一种良好的固结形式。 难还原，所以它不是一种良好的固结形式。
2）观察以赤铁矿为主配加磁铁矿制备的氧化球团 ） 矿显微结构 混合料润磨采用直径×长度为1 混合料润磨采用直径×长度为 000 mm×500 mm的润磨机 生球制备采用的圆盘造 的润磨机,生球制备采用的圆盘造 × 的润磨机 球机直径为1 转速为18 球机直径为 000 mm,转速为 r/min,倾角为 转速为 倾角为 45°~47°.预热和焙烧小型实验在直径为 mm 预热和焙烧小型实验在直径为50 ° ° 预热和焙烧小型实验在直径为 的卧式管炉中进行.扩大实验在中南大学烧结球团 的卧式管炉中进行 扩大实验在中南大学烧结球团 所链篦机-回转窑模拟装置上进行 回转窑模拟装置上进行.每次实验包括 所链篦机 回转窑模拟装置上进行 每次实验包括 预热、焙烧、均热以及冷却等环节.采用 预热、焙烧、均热以及冷却等环节 采用Labor 采用 Lux 12 POL型偏反两用显微镜对成品球团矿进行 型偏反两用显微镜对成品球团矿进行 矿相和显微结构分析。 矿相和显微结构分析。
6.4 实验步骤
3球团矿的矿物组成和显微结构对其强度和冶金性能的 球团矿的矿物组成和显微结构对其强度和冶金性能的 影响 球团矿的强度和冶金性能主要决定于其中的矿物 组成和显微结构。 组成和显微结构。其中球团矿的强度是一个重要的指 一般在常温下球团矿的抗压强度在100～300公斤 标。一般在常温下球团矿的抗压强度在 ～ 公斤 才能满足炼铁生产的要求。现简述如下： ／球，才能满足炼铁生产的要求。现简述如下： 从球团矿中的矿物组成来看，赤铁矿、磁铁矿、 从球团矿中的矿物组成来看，赤铁矿、磁铁矿、 铁酸一钙、铁酸二钙和铁橄榄石都具有较高的强度， 铁酸一钙、铁酸二钙和铁橄榄石都具有较高的强度， 而其中的钙铁橄榄石，在当x＝ 而其中的钙铁橄榄石，在当 ＝0.25，0.50和1.0时， ， 和 时 都具有同前者近似的较高的强度，只有当x＝ 时的 都具有同前者近似的较高的强度，只有当 ＝1.5时的 钙铁橄榄石强度较低，并易形成裂纹， 钙铁橄榄石强度较低，并易形成裂纹，因为它的晶格 常数很近于硅酸二钙。球团矿中的玻璃相强度最低。 常数很近于硅酸二钙。球团矿中的玻璃相强度最低。
3球团矿的矿物组成和显微结构对其强度和冶金性能的影响 球团矿的矿物组成和显微结构对其强度和冶金性能的影响 从球团矿的显微结构来看， 从球团矿的显微结构来看，球团矿的强度主要靠赤铁 矿的再结晶的连接来保证，液相连接也起一定的作用， 矿的再结晶的连接来保证，液相连接也起一定的作用，但 与烧结矿相比，液相连接则处于次要地位。如图片?1所示 所示。 与烧结矿相比，液相连接则处于次要地位。如图片 所示。 因此，通常球团矿的强度主要由赤铁矿晶体的形状、大小、 因此，通常球团矿的强度主要由赤铁矿晶体的形状、大小、 晶体间的结合方式和液相连接的程度等因素所决定。 晶体间的结合方式和液相连接的程度等因素所决定。 由显微结构研究表明，当球团矿中赤铁矿多呈棱角状， 由显微结构研究表明，当球团矿中赤铁矿多呈棱角状， 它们之间的再结晶连接比较差，液相连接相较少， 它们之间的再结晶连接比较差，液相连接相较少，残留有 较多的配料中未反应的矿物或石灰团块， 较多的配料中未反应的矿物或石灰团块，这种结构的球团 矿强度较差。 矿强度较差。 还有在球团矿中赤铁矿虽有较粗大的晶体， 还有在球团矿中赤铁矿虽有较粗大的晶体，并且有很 好的再结晶连接，但当在粘结相中有硅酸二钙存在时， 好的再结晶连接，但当在粘结相中有硅酸二钙存在时，球 团矿强度也较差，甚至能使球团矿变成粉末， 团矿强度也较差，甚至能使球团矿变成粉末，出现这种现 是由于β一 相变为γ一 产生体积膨胀所造成。 象，是由于 一C2S相变为 一C2S产生体积膨胀所造成。 相变为 产生体积膨胀所造成
3）氧化球团矿中Fe2O3的结晶
图8 氧化球团矿初晶的显微结构
图9 氧化球团矿发育晶显微结构
图10 氧化球团矿互连晶显微结构
图11 弱还原气氛中焙烧的氧化球 团矿显微结构
图12 急剧冷却的球团矿 显微结构
成品球团矿冷却速度越快， 成品球团矿冷却速度越快，矿 物结晶越不好， 物结晶越不好，来不及结晶的 便形成易脆的玻璃质。 便形成易脆的玻璃质。当将高 温(1280℃)焙烧后的氧化球团全 ℃ 焙烧后的氧化球团全 部投放在冷水中进行急剧冷却 时，发现球团矿中的互连晶被 破坏，矿物结晶不完善， 破坏，矿物结晶不完善，支离 破碎， 破碎， Fe2O3浅白色 再结晶很差，全 浅白色)再结晶很差 浅白色 再结晶很差， 是单颗粒，残存的Fe3O4(灰色 是单颗粒，残存的 灰色) 灰色 呈块状，有大量的玻璃质(云雾 呈块状，有大量的玻璃质 云雾 形成， 状)形成，填充在各种裂缝中 见 形成 填充在各种裂缝中(见 图12)，氧化球团矿的矿物组成 ， 和显微结构很不理想。 和显微结构很不理想。
照片4 照片 圆粒状硅酸二钙由内到外晶体 形状逐渐变大 5×5 （－）
照片5 照片 柱状镁蔷薇辉石 5×5 （－ × （－）
照片6 照片 块状硅酸二钙 5×5 （－）
照片8 照片7 柱状硅酸二钙 5×5 （－） 照片 粒状硅酸二钙与不 规则状铁铝酸四钙 5×20 （－） 照片9 不规则状铁铝酸四钙 5×50 （－）
2固结机理及其显微结构 固结机理及其显微结构 具有良好冶金性能(强度及还原性 的球团矿， 强度及还原性)的球团矿 具有良好冶金性能 强度及还原性 的球团矿，生球必须进 行焙烧固结。 行焙烧固结。 磁铁精矿粉生球焙烧固结过程中所发生的不同固结反应， 磁铁精矿粉生球焙烧固结过程中所发生的不同固结反应， 一般认为，磁铁精矿粉生球焙烧时可能发生的变化有： 一般认为，磁铁精矿粉生球焙烧时可能发生的变化有： (1)磁铁矿氧化及 2O3微晶的长大和再结晶 磁铁矿生球在 磁铁矿氧化及Fe 磁铁矿氧化及 氧化气氛中焙烧时，磁铁矿晶粒的表面被氧化，生成Fe 氧化气氛中焙烧时，磁铁矿晶粒的表面被氧化，生成 2O3微 在新生的Fe 微晶中，其原子具有高度的迁移能力， 晶。在新生的 2O3微晶中，其原子具有高度的迁移能力，促 使微晶长大，形成连接桥，又称Fe 微晶键， 使微晶长大，形成连接桥，又称 2O3微晶键，使生球中各颗 粒互相连接起来。 粒互相连接起来。 磁铁矿晶粒的氧化过程， 磁铁矿晶粒的氧化过程，在200～300℃时已开始，从300℃ ～ ℃时已开始， ℃ 起氧化加速，氧化从球团矿的外层开始，逐步向内扩展， 起氧化加速，氧化从球团矿的外层开始，逐步向内扩展， 600℃时已能使球团表面形成比较坚实的外壳，到800℃时，外 ℃时已能使球团表面形成比较坚实的外壳， ℃ 壳已近完全形成。 壳已近完全形成。 当磁铁矿生球在强氧化气氛中加热到900℃以上时(主要指 当磁铁矿生球在强氧化气氛中加热到 ℃以上时 主要指 1000℃～1300℃)，由磁铁矿氧化成的 2O3微晶能够再结晶， ℃ ℃ ，由磁铁矿氧化成的Fe 微晶能够再结晶， 使相互隔开的微晶长大成相互紧密连成一片的赤铁矿晶体。 使相互隔开的微晶长大成相互紧密连成一片的赤铁矿晶体。见 图片6.1。这种固结反应， 图片 。这种固结反应，一般以为是前一种固结反应的继续和 发展，使球团矿的机械强度得到很大的提高。 发展，使球团矿的机械强度得到很大的提高。
6.5 实验报告
• 运用偏光和反光显微镜观察球团矿矿物组 成和特征 1）方镁石、尖晶石、硅酸二钙、柱状铝酸 ）方镁石、尖晶石、硅酸二钙、 三钙、蔷薇辉石、 三钙、蔷薇辉石、铁铝酸四钙
照片1 粒状方镁石 5×10（－） 照片 （－）
照片2 粒状尖晶石、硅酸 照片 粒状尖晶石、 二钙与柱状铝酸三钙 5×10 （－） × 照片3 照片 长柱状硅酸三钙与 粒状硅酸二钙 5×10 （－）
6.4 实验步骤
6.4 实验步骤
图片6.1 非自熔性球团矿显微结构（反光×160）， 非自熔性球团矿显微结构（反光× ）， 图片 赤铁矿微晶粒再结晶长大， 赤铁矿微晶粒再结晶长大，相互紧密连接呈连晶结构
6.4 实验步骤
图片6.2自熔性球团矿显微结构（反光× 图片 自熔性球团矿显微结构（反光×160）， 自熔性球团矿显微结构 ）， 赤铁矿再结晶长大，相互紧密连接呈连晶结构， 赤铁矿再结晶长大，相互紧密连接呈连晶结构，局部有液相固结
6.4 实验步骤
以上几种固结形式可能同时发生， 以上几种固结形式可能同时发生，但随 着生球的焙烧条件和化学组成的不同， 着生球的焙烧条件和化学组成的不同，其中必有 由以上所述得知，球团矿的固结以固相固结为好， 由以上所述得知，球团矿的固结以固相固结为好， 并以赤铁矿晶粒再结晶长大固结形式为最好。 并以赤铁矿晶粒再结晶长大固结形式为最好。但 由于磁铁精矿粉中多少存在有FeO、SiO2和 是，由于磁铁精矿粉中多少存在有 、 CaO，因此，液相固结也或多或少出现，在液相 ，因此，液相固结也或多或少出现， 固结中以铁酸钙固结为好。 固结中以铁酸钙固结为好。 关于赤铁矿精矿粉球团矿的固结机理， 关于赤铁矿精矿粉球团矿的固结机理，一般 认为是——种高温再结晶过程。 种高温再结晶过程。 认为是 种高温再结晶过程
6.4 实验步骤
(2)磁铁矿晶粒的再结晶 磁铁矿生球，在950℃以上 磁铁矿晶粒的再结晶 磁铁矿生球， ℃ 的温度下，如在中性或还原性气氛中焙烧时， 的温度下，如在中性或还原性气氛中焙烧时，则 生球中Fe 晶粒可以再结晶和长大， 生球中 3O4晶粒可以再结晶和长大，生成所谓 Fe3O4键的连接形式，从而使生球中的磁铁矿晶粒 键的连接形式， 彼此连接起来。 彼此连接起来。但磁铁矿晶粒再结晶的速度比由 磁铁矿氧化成的Fe 晶粒再结晶速度低。 磁铁矿氧化成的 2O3晶粒再结晶速度低。所以磁 铁矿晶粒再结晶过程对球团矿强度的增加要比赤 铁矿晶粒再结晶的作用小得多。 铁矿晶粒再结晶的作用小得多。显然磁铁矿再结 晶的固相反应，不是球团矿的主要固结形式。 晶的固相反应，不是球团矿的主要固结形式。