烧结矿与球团矿生产课程
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筒体内装有适当的磨矿介质-钢棒。磨矿介质在 离心力和摩擦力的作用下，被提升到一定高度，呈 抛落或泄落状态落下。被磨制的物料由给矿口连续 的进入筒体内部，被运动的磨矿介质所粉碎，并通 过溢流和连续给矿的力量将产品排出机外，以进行 下一段工序作业 。
（2）筛分设备
振动筛
结构 主要由筛箱、激振器、悬挂（或支承）装置及
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。
2.3 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：
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。
结论
温度 矿化度随温度提高而提高
石灰石粒度 矿化度随石灰石粒度减小而提高
磁铁矿粒度 矿化度随磁铁矿粒度减小而提高
碱度 碱度降低可提高CaO的矿化度
从第三个图看出：
矿石或精矿的粒度对CaO的矿化度也有很大影响
精矿烧结使用的石灰石粒度可粗一些(如3 ~ 0mm) 粉矿烧结使用的石灰石粒度要细一些(如 2 ~ 0mm甚至1 ~ 0mm)
碳酸钙的分解度的计算 CaCO3的分解度 = [w(CaO)总－w(CaO) 余下石]/w(CaO总)×100％
氧化钙矿化度的计算 CaO的矿化度 = [w(CaO)总－w(CaO )游－ w(CaO)余下石]/w(CaO)总×100％
2.4 熔剂的破碎与筛分
一般要求运入烧结厂的熔剂粒度为 80~0mm或40~0mm，应破碎到3~0mm， 采用的破碎流程有：
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。
碳酸盐分解与温度的关系
开始分解的热力学条件： 气相中CO2的分压≤碳酸盐的分解压
（ 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）
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
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）
烧结矿与球团矿生产课程
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
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 度较低的易熔体。
1—— 碱度0.8； 2—— 碱度1.3； 3—— 碱度1.5； 虚线——石灰石粒度1~0mm； 实线——石灰石粒度3~0mm
温度、石灰石粒度对CaO矿化程度的影响
磁铁矿粒度对CaO矿化程度的影响
a —— 磁铁矿粒度为 6~0mm b —— 磁铁矿粒度为 3~0mm c —— 磁铁矿粒度为0.2~0mm 实线 —— 石灰石粒度为1~0mm 虚线 —— 石灰石粒度为3~0mm
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。
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
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
(3)要求机械强度高，粒度要均匀适中 （0~3㎜）。 (4)水分。
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。
① 碳酸盐分解的热力学
MeCO3 →MeO＋CO2—Q
白云石
石灰石
生石灰
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。
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。
锤式破碎机闭路破碎流程； 反击式破碎机闭路破碎流程； 棒磨机磨碎开路流程。
其中前两种流程较为常用，在闭路破碎流程 中，又可分预先筛分及检查筛分两种流程
开路流程
闭路流程
（1）破碎设备
① 锤式破碎机
产量高、破碎比大、单位产品的电耗 小、维护比较容易
锤式破碎机是直接将最大粒度为 600-1800毫米的物料破碎至25或25毫 米以下的一段破碎用破碎机。
武钢三 烧熔剂 破碎筛 分流程
1—缓冲矿仓； 2—胶带给料机； 3—锤式破碎机； 4—振动筛
宝钢石灰 石（蛇纹 石）破碎 筛分流程
谢谢
锤式破碎机适用于在水泥，化工， 电力，冶金等工业部门破碎中等硬度的物 料，如石灰石，炉渣，焦碳，煤等物料的 中碎，细碎作业。
② 反击式破碎机
特点：设备重量轻，体积小，生产能力大，单位 电能消耗低，较适合熔剂细破碎
棒磨机
棒磨机由电机通过减速机及周边大齿轮减速传 动或由低速同步电机直接通过周边大齿轮减速传动源自文库 驱动筒体回转。
滚筒筛主要有电机、减速机、滚筒装置、机架、 密封盖、进出料口组成。滚筒装置倾斜安装于机架 上。 电动机经减速机与滚筒装置通过联轴器连接 在一起，驱动滚筒装置绕其轴线转动。
当物料进入滚筒装置后，由于滚筒装置的倾斜 与转动，使筛面上的物料翻转与滚动，使合格物料 （筛下产品）经滚筒后端底部的出料口排出，不合 格的物料（筛上产品）经滚筒尾部的排料口排出。 由于物料在滚筒内的翻转、滚动，使卡在筛孔中的 物料可被弹出，防止筛孔堵塞。
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。
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 分解过程由多个环节控制
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。
（2）CaO的矿化作用
定义 CaO与其它矿物，如Fe2O3、 SiO2、
例题
某厂生产碱度为2.6的高碱度烧结矿时，由 于石灰石的粒度粗和热制度不合适、烧结矿 中游离w(CaO)游为10%，未分解的CaCO3 高达9.58%，在烧结矿中石灰石带入的 CaO总量为26%，求石灰石的分解度和氧 化钙的矿化程度。
已知条件： w(CaO)总=26% w(CaO)游=10% w(CaCO3)未分解= 9.58% 求？ CaCO3的分解度 CaO的矿化度
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。
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%）
蛇纹石
（3）中性熔剂
有 效 熔 剂 性 =w （ CaO熔 剂+MgO熔 剂 ） -w （ SiO2熔 剂 ） R =w （ CaO熔 剂+MgO熔 剂 ） -w （ SiO2熔 剂 ） w （ Caw （ O烧 S结 i矿 O2 +烧 M结 g矿 O） 烧 结 矿 ）
(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%；
Al2O3等化合生成新矿物的作用。 意义：
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。
白点
碳酸盐分解产物的矿化 不仅要求碳酸盐特别是碳酸钙完全分解 而且要求分解产物与其它组分完全化合
影响 CaO矿化程度的因素
碱度、石灰石粒度对CaO 矿化程度的影响
电动机等组成。电动机经三角皮带，带动激振器主 轴回转，由于激振器上不平衡重物的离心惯性力作 用，使筛箱获振动。改变激振器偏心重，可获得不 同振幅。
优点 ① 由于筛箱振动强烈，减少了物料堵塞筛孔的现 象，使筛子具有较高的筛分效率和生产率。
② 构造简单、拆换筛面方便。
③ 筛分每吨物料所消耗的电能少。
滚筒筛
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。
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
（2）筛分设备
振动筛
结构 主要由筛箱、激振器、悬挂（或支承）装置及
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。
2.3 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：
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。
结论
温度 矿化度随温度提高而提高
石灰石粒度 矿化度随石灰石粒度减小而提高
磁铁矿粒度 矿化度随磁铁矿粒度减小而提高
碱度 碱度降低可提高CaO的矿化度
从第三个图看出：
矿石或精矿的粒度对CaO的矿化度也有很大影响
精矿烧结使用的石灰石粒度可粗一些(如3 ~ 0mm) 粉矿烧结使用的石灰石粒度要细一些(如 2 ~ 0mm甚至1 ~ 0mm)
碳酸钙的分解度的计算 CaCO3的分解度 = [w(CaO)总－w(CaO) 余下石]/w(CaO总)×100％
氧化钙矿化度的计算 CaO的矿化度 = [w(CaO)总－w(CaO )游－ w(CaO)余下石]/w(CaO)总×100％
2.4 熔剂的破碎与筛分
一般要求运入烧结厂的熔剂粒度为 80~0mm或40~0mm，应破碎到3~0mm， 采用的破碎流程有：
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。
碳酸盐分解与温度的关系
开始分解的热力学条件： 气相中CO2的分压≤碳酸盐的分解压
（ 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）
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
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）
烧结矿与球团矿生产课程
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
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 度较低的易熔体。
1—— 碱度0.8； 2—— 碱度1.3； 3—— 碱度1.5； 虚线——石灰石粒度1~0mm； 实线——石灰石粒度3~0mm
温度、石灰石粒度对CaO矿化程度的影响
磁铁矿粒度对CaO矿化程度的影响
a —— 磁铁矿粒度为 6~0mm b —— 磁铁矿粒度为 3~0mm c —— 磁铁矿粒度为0.2~0mm 实线 —— 石灰石粒度为1~0mm 虚线 —— 石灰石粒度为3~0mm
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。
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
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
(3)要求机械强度高，粒度要均匀适中 （0~3㎜）。 (4)水分。
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。
① 碳酸盐分解的热力学
MeCO3 →MeO＋CO2—Q
白云石
石灰石
生石灰
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。
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。
锤式破碎机闭路破碎流程； 反击式破碎机闭路破碎流程； 棒磨机磨碎开路流程。
其中前两种流程较为常用，在闭路破碎流程 中，又可分预先筛分及检查筛分两种流程
开路流程
闭路流程
（1）破碎设备
① 锤式破碎机
产量高、破碎比大、单位产品的电耗 小、维护比较容易
锤式破碎机是直接将最大粒度为 600-1800毫米的物料破碎至25或25毫 米以下的一段破碎用破碎机。
武钢三 烧熔剂 破碎筛 分流程
1—缓冲矿仓； 2—胶带给料机； 3—锤式破碎机； 4—振动筛
宝钢石灰 石（蛇纹 石）破碎 筛分流程
谢谢
锤式破碎机适用于在水泥，化工， 电力，冶金等工业部门破碎中等硬度的物 料，如石灰石，炉渣，焦碳，煤等物料的 中碎，细碎作业。
② 反击式破碎机
特点：设备重量轻，体积小，生产能力大，单位 电能消耗低，较适合熔剂细破碎
棒磨机
棒磨机由电机通过减速机及周边大齿轮减速传 动或由低速同步电机直接通过周边大齿轮减速传动源自文库 驱动筒体回转。
滚筒筛主要有电机、减速机、滚筒装置、机架、 密封盖、进出料口组成。滚筒装置倾斜安装于机架 上。 电动机经减速机与滚筒装置通过联轴器连接 在一起，驱动滚筒装置绕其轴线转动。
当物料进入滚筒装置后，由于滚筒装置的倾斜 与转动，使筛面上的物料翻转与滚动，使合格物料 （筛下产品）经滚筒后端底部的出料口排出，不合 格的物料（筛上产品）经滚筒尾部的排料口排出。 由于物料在滚筒内的翻转、滚动，使卡在筛孔中的 物料可被弹出，防止筛孔堵塞。
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。
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 分解过程由多个环节控制
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。
（2）CaO的矿化作用
定义 CaO与其它矿物，如Fe2O3、 SiO2、
例题
某厂生产碱度为2.6的高碱度烧结矿时，由 于石灰石的粒度粗和热制度不合适、烧结矿 中游离w(CaO)游为10%，未分解的CaCO3 高达9.58%，在烧结矿中石灰石带入的 CaO总量为26%，求石灰石的分解度和氧 化钙的矿化程度。
已知条件： w(CaO)总=26% w(CaO)游=10% w(CaCO3)未分解= 9.58% 求？ CaCO3的分解度 CaO的矿化度
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。
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%）
蛇纹石
（3）中性熔剂
有 效 熔 剂 性 =w （ CaO熔 剂+MgO熔 剂 ） -w （ SiO2熔 剂 ） R =w （ CaO熔 剂+MgO熔 剂 ） -w （ SiO2熔 剂 ） w （ Caw （ O烧 S结 i矿 O2 +烧 M结 g矿 O） 烧 结 矿 ）
(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%；
Al2O3等化合生成新矿物的作用。 意义：
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。
白点
碳酸盐分解产物的矿化 不仅要求碳酸盐特别是碳酸钙完全分解 而且要求分解产物与其它组分完全化合
影响 CaO矿化程度的因素
碱度、石灰石粒度对CaO 矿化程度的影响
电动机等组成。电动机经三角皮带，带动激振器主 轴回转，由于激振器上不平衡重物的离心惯性力作 用，使筛箱获振动。改变激振器偏心重，可获得不 同振幅。
优点 ① 由于筛箱振动强烈，减少了物料堵塞筛孔的现 象，使筛子具有较高的筛分效率和生产率。
② 构造简单、拆换筛面方便。
③ 筛分每吨物料所消耗的电能少。
滚筒筛
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。
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