烧结矿与球团矿生产课程
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度较低的易熔体。
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2.2 熔剂的种类
根据铁矿石中脉石和焦炭中灰分成分的不同， 高炉冶炼使用的熔剂可分为碱性、酸性和中性 熔剂三种。 （1）碱性熔剂 常用的碱性熔剂有石灰石（CaCO3）、白云石 ( CaCO3·MgCO3）、菱镁石（MgCO3）、生 石灰（ CaO ）和消石灰（ Ca(OH)2）。 当矿石中主要为酸性氧化物时，则使用碱性熔 剂。由于燃料灰分的成分和绝大多矿石成分都 是酸性的，因此，普遍使用碱性熔剂。
分解过程由CO2在产物层MeO中的扩散（内扩散）控制 力分将压增 将随加 提着， 高反粒 。应度向较颗大粒时内尤部甚推。移反，应C界O2面的上内C扩O散2的阻 定的必分须解把温矿度块更加高热的到温比度气。流的CO2的分压所确 矿块越大，完全分解的温度越高，时间也越 长，分解反应速度越慢。
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2 熔剂加工
烧结矿与球团矿生产精品课程
主要内容
2.1 熔剂的作用 2.2 熔剂的种类 2.3 高炉冶炼对碱性熔剂的要求 2.4 碳酸盐的分解及氧化钙的矿化作用 2.5 熔剂的破碎与筛分
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2.1 熔剂的作用
改善烧结过程，强化烧结，提高烧结矿的 产量和品质。
向高炉提供自熔性和高碱度烧结矿。 熔剂与矿石中的高熔点脉石能生成熔化温
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(2)要求其有害元素硫、磷含量要少； ω(S)=0.01%~0.08%； ω(P)=0.01%~0.03%；
(3)要求机械强度高，粒度要均匀适中 （0~3㎜）。 (4)水分。
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2.4 碳酸盐的分解及氧化钙 的矿化作用
（1）碳酸盐的分解
混合料中通常含有碳酸盐，如石灰石、 白云石、菱铁矿等，这些碳酸盐在烧结过程 中必须分解后才能最终进入液相，否则降低 烧结矿的质量。
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石英
无机矿物质，主要成分是二氧化硅，常含有少 量杂质成分如Al2O3 、CaO、MgO等，为半透 明或不透明的晶体，一般乳白色。
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蛇纹石
蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称， 如叶蛇纹石、利蛇纹石、纤蛇纹石等。它们 的颜色一般常为绿色调，但也有浅灰、白色 或黄色等。因为它们往往是青绿相间像蛇皮 一样，故此得名。
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① 碳酸盐分解的热力学
MeCO3 →MeO＋CO2—Q
碳酸盐的分解压PCO2 ： 一定温度下，分解 反应达到平衡状态时，气相产物CO2的平衡 压力。 温度越高，分解压越大，化合物越不稳定。
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碳酸盐分解与温度的关系
烧结矿与球团矿生产精品课程
开始分解的热力学条件： 气相中CO2的分压≤碳酸盐的分解压
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石灰石的分解
主要发生在燃烧带，烧结过程中碳酸盐的 分解与纯碳酸盐的分解是有区别的——
分解产物可与其它矿物进行化学反应，生 成新的化合物，使得碳酸盐在相同温度下 分解压力增大，分解变得更容易一些。 CaCO3→ CaO ＋CO2 CaO ＋SiO2 → 2CaO •SiO2
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碳酸盐分解不完全的原因
A.反应界面温度因反应吸热而下降，供热速度跟不上 B.随着分解的进行，产生的CO2增多，气相中CO2分压增
大，分解温度就升高，特别是碳酸盐数量较大时 C.燃烧层很薄，烧结速度快，碳酸盐分解的时间很短，一
般仅2min D.碳酸盐粒度大
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（ 开始分解温度）
分解反应达到化学沸腾的条件： 气相总压 ≤碳酸盐的分解压
（ 化学沸腾温度）
CaCO3（烧结条件下）
750℃
900℃
碳酸盐在一定温度下都有一定的分解压并随温度升高而升高。
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碳酸盐分解 由易到难的顺序
FeCO3 ， MnCO3， MgCO3， CaCO3
某些碳酸盐矿物的分解压与温度的关系
避免游离CaO在烧结矿储存过程中，吸 收空气中的水分发生消化反应生成Ca(OH)2 导致体积膨胀，引起烧结矿粉化。
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白云石
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石灰石
生石灰
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消石灰
（2）酸性熔剂 酸性熔剂主要为石英（SiO2）和蛇
纹石（3MgO2·2 SiO2 ·2H2O）。 当使用含碱性脉石的铁矿石冶炼时，
就需要加入酸性熔剂。由于铁矿石中 的脉石绝大部分是酸性的，所以实际 上酸性熔剂很少使用。
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2.3 高炉冶炼对碱性熔剂的要求
(1)有效熔剂性高 有效熔剂性是指熔剂按烧结矿碱度的要求，除去自身 酸性氧化物含量所消耗的碱性氧化物外，剩余部分的 碱性氧化物含量。它是评价熔剂最重要的质量指标， 可用下式表示：
有效熔剂性=w（CaO熔剂 +MgO熔剂）-w（SiO2熔剂）gR =w（CaO熔剂 +MgO熔剂）-w（SiO2熔剂）gw（Caw（O烧S结i矿O2+烧M结g矿O）烧结矿）
含铁原料为低硅精矿粉时，以蛇纹石为熔 剂比用白云石加硅砂好，对烧结工艺有利。 （宝钢配用量约3%）
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蛇纹石
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（3）中性熔剂
当矿石和焦炭灰分中Al2O3很少， 渣中 Al2O3含量很低，炉渣流动 性很差时，须在高炉中加入高铝 原料做熔剂，生产上极少遇到这 种情况。
②碳酸盐分解动力学 碳酸盐的分解为多相反应 相界面上的结晶化学反应 CO2在产物层 MeO 中的扩散 （内扩散） CO2在矿块外边界层的扩散 （外扩散） 碳酸盐分解的限制环节与温度、粒度、气相中 CO2浓度、气流速度、孔隙度等有关。
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分解过程由界面上结晶化学反应控制 温度较低时发生
分解过程CO2的扩散还可受到矿块外边界层扩 散阻力的影响
气流速度比较小时发生 分解过程由Leabharlann Baidu个环节控制
一般条件下，石灰石的分解不同程度地由 界面反应、 CO2的扩散控制着。
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（2）CaO的矿化作用
定义 CaO与其它矿物，如Fe2O3、 SiO2、
Al2O3等化合生成新矿物的作用。 意义：
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2.2 熔剂的种类
根据铁矿石中脉石和焦炭中灰分成分的不同， 高炉冶炼使用的熔剂可分为碱性、酸性和中性 熔剂三种。 （1）碱性熔剂 常用的碱性熔剂有石灰石（CaCO3）、白云石 ( CaCO3·MgCO3）、菱镁石（MgCO3）、生 石灰（ CaO ）和消石灰（ Ca(OH)2）。 当矿石中主要为酸性氧化物时，则使用碱性熔 剂。由于燃料灰分的成分和绝大多矿石成分都 是酸性的，因此，普遍使用碱性熔剂。
分解过程由CO2在产物层MeO中的扩散（内扩散）控制 力分将压增 将随加 提着， 高反粒 。应度向较颗大粒时内尤部甚推。移反，应C界O2面的上内C扩O散2的阻 定的必分须解把温矿度块更加高热的到温比度气。流的CO2的分压所确 矿块越大，完全分解的温度越高，时间也越 长，分解反应速度越慢。
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2 熔剂加工
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主要内容
2.1 熔剂的作用 2.2 熔剂的种类 2.3 高炉冶炼对碱性熔剂的要求 2.4 碳酸盐的分解及氧化钙的矿化作用 2.5 熔剂的破碎与筛分
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2.1 熔剂的作用
改善烧结过程，强化烧结，提高烧结矿的 产量和品质。
向高炉提供自熔性和高碱度烧结矿。 熔剂与矿石中的高熔点脉石能生成熔化温
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(2)要求其有害元素硫、磷含量要少； ω(S)=0.01%~0.08%； ω(P)=0.01%~0.03%；
(3)要求机械强度高，粒度要均匀适中 （0~3㎜）。 (4)水分。
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2.4 碳酸盐的分解及氧化钙 的矿化作用
（1）碳酸盐的分解
混合料中通常含有碳酸盐，如石灰石、 白云石、菱铁矿等，这些碳酸盐在烧结过程 中必须分解后才能最终进入液相，否则降低 烧结矿的质量。
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石英
无机矿物质，主要成分是二氧化硅，常含有少 量杂质成分如Al2O3 、CaO、MgO等，为半透 明或不透明的晶体，一般乳白色。
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蛇纹石
蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称， 如叶蛇纹石、利蛇纹石、纤蛇纹石等。它们 的颜色一般常为绿色调，但也有浅灰、白色 或黄色等。因为它们往往是青绿相间像蛇皮 一样，故此得名。
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① 碳酸盐分解的热力学
MeCO3 →MeO＋CO2—Q
碳酸盐的分解压PCO2 ： 一定温度下，分解 反应达到平衡状态时，气相产物CO2的平衡 压力。 温度越高，分解压越大，化合物越不稳定。
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碳酸盐分解与温度的关系
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开始分解的热力学条件： 气相中CO2的分压≤碳酸盐的分解压
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石灰石的分解
主要发生在燃烧带，烧结过程中碳酸盐的 分解与纯碳酸盐的分解是有区别的——
分解产物可与其它矿物进行化学反应，生 成新的化合物，使得碳酸盐在相同温度下 分解压力增大，分解变得更容易一些。 CaCO3→ CaO ＋CO2 CaO ＋SiO2 → 2CaO •SiO2
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碳酸盐分解不完全的原因
A.反应界面温度因反应吸热而下降，供热速度跟不上 B.随着分解的进行，产生的CO2增多，气相中CO2分压增
大，分解温度就升高，特别是碳酸盐数量较大时 C.燃烧层很薄，烧结速度快，碳酸盐分解的时间很短，一
般仅2min D.碳酸盐粒度大
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（ 开始分解温度）
分解反应达到化学沸腾的条件： 气相总压 ≤碳酸盐的分解压
（ 化学沸腾温度）
CaCO3（烧结条件下）
750℃
900℃
碳酸盐在一定温度下都有一定的分解压并随温度升高而升高。
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碳酸盐分解 由易到难的顺序
FeCO3 ， MnCO3， MgCO3， CaCO3
某些碳酸盐矿物的分解压与温度的关系
避免游离CaO在烧结矿储存过程中，吸 收空气中的水分发生消化反应生成Ca(OH)2 导致体积膨胀，引起烧结矿粉化。
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白云石
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石灰石
生石灰
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消石灰
（2）酸性熔剂 酸性熔剂主要为石英（SiO2）和蛇
纹石（3MgO2·2 SiO2 ·2H2O）。 当使用含碱性脉石的铁矿石冶炼时，
就需要加入酸性熔剂。由于铁矿石中 的脉石绝大部分是酸性的，所以实际 上酸性熔剂很少使用。
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2.3 高炉冶炼对碱性熔剂的要求
(1)有效熔剂性高 有效熔剂性是指熔剂按烧结矿碱度的要求，除去自身 酸性氧化物含量所消耗的碱性氧化物外，剩余部分的 碱性氧化物含量。它是评价熔剂最重要的质量指标， 可用下式表示：
有效熔剂性=w（CaO熔剂 +MgO熔剂）-w（SiO2熔剂）gR =w（CaO熔剂 +MgO熔剂）-w（SiO2熔剂）gw（Caw（O烧S结i矿O2+烧M结g矿O）烧结矿）
含铁原料为低硅精矿粉时，以蛇纹石为熔 剂比用白云石加硅砂好，对烧结工艺有利。 （宝钢配用量约3%）
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蛇纹石
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（3）中性熔剂
当矿石和焦炭灰分中Al2O3很少， 渣中 Al2O3含量很低，炉渣流动 性很差时，须在高炉中加入高铝 原料做熔剂，生产上极少遇到这 种情况。
②碳酸盐分解动力学 碳酸盐的分解为多相反应 相界面上的结晶化学反应 CO2在产物层 MeO 中的扩散 （内扩散） CO2在矿块外边界层的扩散 （外扩散） 碳酸盐分解的限制环节与温度、粒度、气相中 CO2浓度、气流速度、孔隙度等有关。
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分解过程由界面上结晶化学反应控制 温度较低时发生
分解过程CO2的扩散还可受到矿块外边界层扩 散阻力的影响
气流速度比较小时发生 分解过程由Leabharlann Baidu个环节控制
一般条件下，石灰石的分解不同程度地由 界面反应、 CO2的扩散控制着。
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（2）CaO的矿化作用
定义 CaO与其它矿物，如Fe2O3、 SiO2、
Al2O3等化合生成新矿物的作用。 意义：