燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：S100，將待評(píng)價(jià)的生石灰和Fe2O3試劑均勻混合，形成混合物試樣，并對(duì)該混合物試樣的粒度進(jìn)行研磨并壓制成型；S200，對(duì)壓制成型的該混合物試樣加熱至設(shè)定溫度，并保溫預(yù)定時(shí)間，使該混合物試樣中的該生石灰和該Fe2O3試劑進(jìn)行反應(yīng)；S300，對(duì)反應(yīng)后的該混合物試樣在保護(hù)性氣氛中快速冷卻；S400，確定冷卻后單位質(zhì)量該混合物試樣熔化攤開后的投影面積以及冷卻后該混合物試樣生成鐵酸鈣相的百分比，并根據(jù)該投影面積和該百分比，對(duì)該生石灰的反應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。本發(fā)明的燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法，不需要特殊設(shè)備，簡單易操作，可重現(xiàn)性強(qiáng)，能夠準(zhǔn)確地對(duì)用于高堿度燒結(jié)礦的生石灰的反應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
【專利說明】燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵礦石燒結(jié)技術(shù)，更具體地，是一種用于對(duì)燒結(jié)用生石灰的反應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在鐵礦石燒結(jié)技術(shù)中，生石灰是鐵礦石燒結(jié)過程中重要的鈣基熔劑，其主要作用有兩個(gè):一是強(qiáng)化鐵礦粉的制粒。生石灰粒度細(xì)，比表面積大，遇水消化后，可形成膠體溶液，能大大改善燒結(jié)料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，即可加快造球速度，又能提高干、濕球的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。二是在燒結(jié)過程中與鐵礦粉反應(yīng)生成鐵酸鈣等低熔點(diǎn)相?，F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，燒結(jié)用生石灰種類繁多，品質(zhì)也差別較大。
[0003]目前，對(duì)燒結(jié)用生石灰的評(píng)價(jià)只停留在化學(xué)成分、活性度分析或者水化分析等層面?；钚远确治龇ㄖ饕歉鶕?jù)酸堿中和原理，將一定量的生石灰熔于水中，攪拌均勻，用酚酞做指示劑，并用鹽酸進(jìn)行滴定，以一定時(shí)間內(nèi)消耗的鹽酸量表征生石灰的活性度。水化分析法是將一定量的生石灰溶入水中，生石灰會(huì)與水反應(yīng)生成Ca(0H)2，并釋放出熱量，通過測量水溫的增加值來判斷生石灰的優(yōu)劣。
[0004]然而，在燒結(jié)過程中，特別是針對(duì)目前的高堿度燒結(jié)礦，滴定法測量活性度以及水化法不能合理評(píng)價(jià)生石灰在燒結(jié)過程中的真實(shí)反應(yīng)性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的，在于解決現(xiàn)有技術(shù)中生石灰在用于高堿度燒結(jié)礦時(shí)不能對(duì)其反應(yīng)性進(jìn)行合理評(píng)價(jià)這一缺陷，從而提供了一種新的燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法。
[0006]本發(fā)明的燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟:
[0007]S100,將待評(píng)價(jià)的生石灰和Fe203試劑均勻混合，形成混合物試樣，并對(duì)該混合物試樣的粒度進(jìn)行研磨并壓制成型；
[0008]S200，對(duì)壓制成型的該混合物試樣加熱至設(shè)定溫度，并保溫預(yù)定時(shí)間，使該混合物試樣中的該生石灰和該Fe203試劑進(jìn)行反應(yīng)；
[0009]S300，對(duì)反應(yīng)后的該混合物試樣在保護(hù)性氣氛中快速冷卻；
[0010]S400，確定冷卻后單位質(zhì)量該混合物試樣熔化攤開后的投影面積以及冷卻后該混合物試樣生成鐵酸鈣相的百分比，并根據(jù)該投影面積和該百分比，對(duì)該生石灰的反應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟S100中，該生石灰和該Fe203試劑的比例為從1:1到1:2摩爾比之間。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟S200中，所述設(shè)定溫度為1250°C到1260°C之間。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟S200中，所述預(yù)定時(shí)間為1分鐘到4分鐘之間。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟S200中，所述對(duì)壓制成型的該混合物試樣加熱至設(shè)定溫度，包括:
[0015]在室溫條件下，加熱所述混合物試樣兩分鐘至500°C，再加熱1分鐘至1000°C，然后以2°C /分鐘的加熱速率加熱至所述設(shè)定溫度。
[0016]優(yōu)選地，所述保護(hù)性氣氛為氮?dú)獗Ｗo(hù)性氣氛或氬氣保護(hù)性氣氛。
[0017]本發(fā)明的燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法，不需要特殊設(shè)備，簡單易操作，可重現(xiàn)性強(qiáng)，能夠準(zhǔn)確地對(duì)用于高堿度燒結(jié)礦的生石灰的反應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法的流程示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的方法中的加熱爐示意圖；
[0020]圖3A、3B分別為兩種不同的生石灰形成的混合物試樣在高溫反應(yīng)熔化后形成的形貌不意圖；
[0021]圖4A、4B分別為兩種不同的生石灰形成的混合物試樣在高溫反應(yīng)后的微觀組織圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]如上所述，在燒結(jié)過程中，特別是在高堿度燒結(jié)礦中，滴定法測量活性度以及水化法不能合理評(píng)價(jià)生石灰在燒結(jié)過程中的真實(shí)反應(yīng)性。這是因?yàn)椋抑饕桥c鐵礦石中的Fe203等發(fā)生反應(yīng)生成鐵酸鈣或者復(fù)合鐵，其反應(yīng)機(jī)理與酸堿中和或者水化反應(yīng)完全不同。
[0023]本發(fā)明主要基于上述高堿度燒結(jié)礦中粘結(jié)相鐵酸鈣生成理論而形成，即生石灰在燒結(jié)過程中與礦粉發(fā)生反應(yīng)生成鐵酸鈣或復(fù)合鐵酸鈣，鐵酸鈣或復(fù)合鐵酸鈣具有良好的強(qiáng)度與還原性，是燒結(jié)礦的理想礦物結(jié)構(gòu)。由鐵酸鈣或復(fù)合鐵酸鈣的生成量，可表征生石灰和Fe203之間反應(yīng)的難易程度，而該難易程度才能夠真實(shí)反映其在燒結(jié)過程中的反應(yīng)性。
[0024]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法的流程步驟和工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]如圖1所示，是本發(fā)明的燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法的流程圖，該方法包括步驟S100至S400，以下結(jié)合圖1，對(duì)各步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]步驟S100。
[0027]在該步驟S100中，將待評(píng)價(jià)的生石灰和Fe203試劑均勻混合，形成混合物試樣，并對(duì)該混合物試樣的粒度進(jìn)行研磨并壓制成型。
[0028]具體地，可將適量的待評(píng)價(jià)的生石灰和Fe203試劑按照一定的比例混合，并將混合物試樣的粒度研磨至0.075mm以下，并壓制成型。
[0029]生石灰和Fe203試劑的比例為從1:1到1:2摩爾比之間，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，生石灰和Fe203試劑的比例為1:1摩爾比。
[0030]步驟S200。
[0031]在該步驟S200中，對(duì)壓制成型的該混合物試樣加熱至設(shè)定溫度，并保溫預(yù)定時(shí)間，使該混合物試樣中的該生石灰和該Fe203試劑進(jìn)行反應(yīng)。
[0032]該步驟中，設(shè)定溫度的選取非常重要，既要保證在該溫度下混合物試樣能發(fā)生反應(yīng)生成鐵酸鈣，又要保證生成的鐵酸鈣不發(fā)生分解，且能反映出不同混合物試樣間的差異。優(yōu)選地，在該步驟中，設(shè)定溫度為1250°C到1260°C之間。
[0033]同時(shí)，該步驟中，需要保溫預(yù)定時(shí)間，以觀察反應(yīng)進(jìn)行的速率。優(yōu)選地，該預(yù)定時(shí)間為1分鐘到4分鐘之間。
[0034]另外，在加熱過程中，對(duì)加熱速率的設(shè)定非常重要，為模擬實(shí)際燒結(jié)生產(chǎn)中的升溫速率，優(yōu)選地，將混合物試樣從室溫加熱至設(shè)定溫度，包括:在室溫條件下，加熱所述混合物試樣兩分鐘至500°C，再加熱1分鐘至1000°C，然后以2V /分鐘的加熱速率加熱至所述設(shè)定溫度。
[0035]參考圖3，對(duì)混合物試樣的加熱及保溫，可在加熱爐內(nèi)進(jìn)行。加熱過程可在控溫裝置的控制下，利用熱電偶對(duì)混合物試樣進(jìn)行加熱。
[0036]步驟S300。
[0037]參考圖2，在該步驟S300中，對(duì)反應(yīng)后的該混合物試樣在保護(hù)性氣氛中快速冷卻。將經(jīng)步驟S200反應(yīng)后的混合物試樣在保護(hù)性氣氛中快速冷卻，是為了使其依然保持高溫時(shí)的微觀組織。該保護(hù)性氣氛為氮?dú)獗Ｗo(hù)性氣氛或氬氣等惰性氣體保護(hù)性氣氛。
[0038]步驟S400。
[0039]在該步驟S400中，確定冷卻后單位質(zhì)量該混合物試樣熔化攤開后的投影面積以及冷卻后該混合物試樣生成鐵酸鈣相的百分比，并根據(jù)該投影面積和該百分比，對(duì)該生石灰的反應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0040]為對(duì)不同的待評(píng)價(jià)生石灰進(jìn)行反應(yīng)性評(píng)價(jià)，可根據(jù)單位質(zhì)量混合物試樣熔化攤開后的投影面積做為反應(yīng)性評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)之一。該投影面積可反應(yīng)出生石灰的液相生成能力及液相流動(dòng)性，熔化攤開后投影面積越大，則表明該生石灰液相生成能力及液相流動(dòng)性越強(qiáng)，進(jìn)而表明該生石灰的反應(yīng)性較好。在該標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行反應(yīng)性評(píng)價(jià)，即可根據(jù)不同的生石灰在相同條件下(與Fe203試劑的混合比例、加熱速率、設(shè)定溫度、保溫時(shí)間)所形成的投影面積進(jìn)行相對(duì)評(píng)價(jià)，也可設(shè)置參考值，分別對(duì)不同的待評(píng)價(jià)生石灰進(jìn)行對(duì)照評(píng)價(jià)。例如，對(duì)于后者而言，可利用純氧化鈣在相同條件下形成的投影面積作為參考量，對(duì)各生石灰進(jìn)行反應(yīng)性評(píng)價(jià)。
[0041]該步驟中，對(duì)生石灰進(jìn)行反應(yīng)性評(píng)價(jià)的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是冷卻后該混合物試樣生成鐵酸鈣相的百分比，生成鐵酸鈣的百分比能夠反應(yīng)燒結(jié)礦的強(qiáng)度和還原性。對(duì)于反應(yīng)性強(qiáng)的生石灰而言，相同的時(shí)間內(nèi)，生成的鐵酸鈣相比例就越大。與上述反應(yīng)后形成的投影面積相同，在利用鐵酸鈣相百分比作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行反應(yīng)性評(píng)價(jià)時(shí)，可以在不同的生石灰之間基于相同條件來進(jìn)行相對(duì)性評(píng)價(jià)，也可設(shè)置一個(gè)參考量，進(jìn)行對(duì)照評(píng)價(jià)。
[0042]實(shí)施例
[0043]使用上述方法中的步驟S100至S400，對(duì)A、B兩種燒結(jié)用生石灰的反應(yīng)性進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。首先，將A、B兩種燒結(jié)用生石灰分別與Fe203試劑混合均勻，取約0.8克混合物試樣壓制成直徑8mm的試樣，設(shè)定溫度為1250°C，保溫時(shí)間設(shè)定為1分鐘、2分鐘和4分鐘。然后按照步驟S300冷卻。如圖3A、3B所示，為兩種生石灰在不同保溫時(shí)間下反應(yīng)熔化后的形貌不意圖。
[0044]直接觀察兩種生石灰和Fe203試劑在高溫下反應(yīng)熔化后的試樣，可見A生石灰試樣攤開面積大于B試樣。計(jì)算單位質(zhì)量試樣熔化攤開后的投影面積，A試樣在不同保溫時(shí)間下分別為62.8mm2/g、75.36mm2/g、89.12mm2/g ;B試樣在不同保溫時(shí)間下分別為35.33mm2/g>41.15mm2/g、48.08mm2/g。這說明,在同等條件下，A生石灰的反應(yīng)性高于B生石灰。
[0045]然后將反應(yīng)后的試樣打磨、拋光后在礦相顯微鏡下觀察，如圖4A、4B所示，可見兩種生石灰與Fe203試劑反應(yīng)后的微觀組織也有很大差別。通過定量分析可得，A生石灰與Fe203試劑反應(yīng)生成了的鐵酸鈣相35.9%，且鐵酸鈣相晶體結(jié)晶完整，形成良好的固結(jié)組織。相反，由于B生石灰與Fe203試劑反應(yīng)性差,只有少量的鐵酸I丐，約17.5%,且鐵酸I丐相發(fā)育不完善，沒有形成有效的固結(jié)組織。由此也表明了 A生石灰的反應(yīng)性高于B生石灰。
[0046]綜上所述，本發(fā)明的評(píng)價(jià)方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0047]1、評(píng)價(jià)方法更加合理。與活性度方法和水化方法不同，本方法直接針對(duì)高堿度燒結(jié)礦的成礦機(jī)理，采用Fe203化學(xué)試劑與待評(píng)價(jià)的生石灰混合制成試樣。且通過在合適的設(shè)定溫度下，通過不同的反應(yīng)時(shí)間來判斷反應(yīng)的速率，能夠客觀的反應(yīng)出生石灰在燒結(jié)過程中的反應(yīng)性。
[0048]2、方法簡單，易操作。該方法在普通的能夠控溫和控制氣氛的爐子內(nèi)都可以進(jìn)行，操作簡單。通過反應(yīng)后試樣的形貌及微觀組織，可以很容易進(jìn)行判斷。
[0049]3、可再現(xiàn)性強(qiáng)。由于采用Fe203試劑，即可以排除由于鐵礦石性能差異帶來的誤差，也可以生成比較簡單的礦相，易于判斷。試驗(yàn)的可再現(xiàn)性強(qiáng)。
[0050]4、采用定量的方法計(jì)算單位質(zhì)量試樣熔化攤開后投影面積以及生成的鐵酸鈣相百分比衡量生石灰的反應(yīng)性，更加直觀合理。
【權(quán)利要求】
1.一種燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括如下步驟: S100,將待評(píng)價(jià)的生石灰和Fe2O3試劑均勻混合，形成混合物試樣，并對(duì)該混合物試樣的粒度進(jìn)行研磨并壓制成型； S200,對(duì)壓制成型的該混合物試樣加熱至設(shè)定溫度，并保溫預(yù)定時(shí)間，使該混合物試樣中的該生石灰和該Fe2O3試劑進(jìn)行反應(yīng)； S300，對(duì)反應(yīng)后的該混合物試樣在保護(hù)性氣氛中快速冷卻； S400，確定冷卻后單位質(zhì)量該混合物試樣熔化攤開后的投影面積以及冷卻后該混合物試樣生成鐵酸鈣相的百分比，并根據(jù)該投影面積和該百分比，對(duì)該生石灰的反應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟SlOO中，該生石灰和該Fe2O3試劑的比例為從1:1到1:2摩爾比之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟S200中，所述設(shè)定溫度為1250°C到1260°C之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟S200中，所述預(yù)定時(shí)間為I分鐘到4分鐘之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟S200中，所述對(duì)壓制成型的該混合物試樣加熱至設(shè)定溫度，包括: 在室溫條件下，加熱所述混合物試樣兩分鐘至500°C，再加熱I分鐘至1000°C，然后以2°C /分鐘的加熱速率加熱至所述設(shè)定溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒結(jié)用生石灰反應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述保護(hù)性氣氛為氮?dú)獗Ｗo(hù)性氣氛或氬氣保護(hù)性氣氛。
【文檔編號(hào)】C22B1/16GK104250688SQ201310261021
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】張麗, 周茂軍, 齊偉, 王炎文 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司