论文部分内容阅读
包钢使用的自产白云鄂博铁精矿是一种多金属共生矿,其中含有丰富的稀土资源。近年来包钢科技工作者依托白云鄂博铁精矿,针对稀土和烧结矿之间的相互作用展开了广泛的探索,但对球团矿的研究少有见闻。作为主要的炼铁原料,球团矿具有粒度均匀、品位高、还原性好等一系列优点,在高炉中的使用量也日益提高。因此研究稀土和白云鄂博铁矿球团矿之间的相互影响对包钢特殊矿球团生产、使用具有重要的指导意义。本文以Fe2O3和巴润矿作为主要的含铁原料,CeO2作为稀土添加剂,设计了压团—预热—焙烧—还原的技术路线,对预热、焙烧和还原后的试样,采用矿相显微观测、SEM-EDS和XRD分析相结合的方法探索了压团的物相组成及显微结构的变化规律;使用《GB/T13241-91铁矿球团相对自由膨胀指数的测定方法》对压团的还原膨胀率进行了测定;利用球团抗压强度试验装置对压团预热和焙烧后的强度进行测定;对焙烧、还原过程中CeO2与Fe2O3之间的作用规律展开研究;综合以上研究内容,分析Fe2O3纯试剂及白云鄂博铁矿中CeO2的影响方式,实验的结论为包钢含稀土球团矿的生产和综合利用提供了理论依据。研究结果表明:在含CeO2的压团试样焙烧过程中,首先于511℃开始生成Ce-Fe-O固溶体,然后于1070℃发生Ce-Fe-O固溶体的脱溶分解,加之焙烧后铁氧化物颗粒间存在的CeO2具有较高的熔点,使得Fe2O3颗粒间不能充分连晶,最终导致随着CeO2添加量的增加预热球团的抗压强度由8.75KN小幅度增加到12.58KN,而焙烧球团的强度由84.32KN降低到74.85KN。在含CeO2的压团试样还原的过程中,CeO2部分固溶进入Fe3O4晶格,形成Ce-Fe-O固溶体,促进了Fe2O3直接到FexO的还原,抑制了Fe3O4的生成,降低了由于Fe2O3还原到Fe3O4发生晶格畸变而引起的体积膨胀,同时团聚在于铁氧化物晶粒之间CeO2,具有阻碍FexO还原过程中金属铁微晶生长的作用,当CeO2较为充分时,也会有部分起到促进铁氧化物还原的CeFeO3生成,最终压团的还原膨胀率随着CeO2添加量的增加先降低后升高;当CeO2添加量为5%时Fe2O3压团试样与白云鄂博铁矿压团试样的还原膨胀率均为最低,分别为13.66%和8.26%。