酸性球团矿

酸性球团矿一般含铁在65%左右，含SiO₂4%～6%，含硫较低，其他杂质的含量因原料的不同而异，总量不超过3%～4%。它的强度高，单个球的抗压强度常在2000N以上，转鼓指数可以达到93%(ISO标准 6.3mm，粒度9～12.5mm)。全气孔率在20%～25%之间，其中开口气孔占70%～80%以上。真密度常在4.8～5.0g/cm³，随品位的升降而升降，视密度为3.7～3.9g/cm³，与气孔率密切相关。结晶发育完善的酸性球团矿呈钢灰色、条痕为赭红色 。

酸性球团矿是工业上最早出现的球团矿。它的制造工艺简单，焙烧温度区间较宽，含铁品位较高，强度好，可以长期贮存和长距离运输。此外，酸性球团矿的低温、中温还原性好，还原膨胀率低，因此在世界范围内，特别在北美洲，球团矿产量中占优势。但是20世纪80年代以来发现酸性球团矿的高温冶金性能不好。高温还原性差，软化温度低，软化温度区间较宽。特别是当酸性球团矿中的赤铁矿(Fe₂O₃)还原到浮氏体Qn酸(FeO)阶段，在高温下与脉石中的SiO₂迅速反应，形成液态渣相，阻碍还原气体CO和H₂的扩散，使球团矿外层形成一金属铁壳，内部为液态渣相包围的浮氏体，还原难以继续。为了改善其高温冶金性能，又开发出了橄榄石球团矿和白云石球团矿 。2100433B

酸性球团矿(acid pellet)是指配料中不加或少加熔剂，碱度(CaO)/SiO₂在0.4以下的球团矿。它以细铁精矿为原料，通常配加0.5%～0.8%的膨润土经造球、焙烧而制成。其脉石成分主要为酸性的SiO₂及少量的Al₂O₃，单独用作高炉原料时需要配加碱性熔剂 。

酸性球团矿的主要铁矿物为赤铁矿，在高温焙烧过程中经再结晶、晶粒长大形成赤铁矿连晶，使球团矿具有很高的强度。当脉石矿物为石英时，只要磁铁矿(Fe₃O₄)氧化充分，形成赤铁矿(Fe₂O₃)，石英不与赤铁矿反应，仍以独立的形态存在于球团矿中，故不影响球团矿的强度。如果磁铁矿氧化不够充分时，它会在高温焙烧带与石英(SiO₂)反应，形成硅酸铁(2FeO·SiO₂)液相，覆盖于磁铁矿颗粒表面，阻碍氧的扩散，影响磁铁矿继续氧化，因而在球团矿内部形成未被氧化的磁铁矿核心，加之在焙烧后的冷却过程中，液相凝固、体积收缩，使球团矿内部产生同心环状裂纹，从而使球团矿的还原性和强度都受影响。

如果铁矿粉中的脉石是硅酸盐，其中高熔点的硅酸盐在焙烧球团矿的温度下不熔化，仍以独立的矿物存在；低熔点的硅酸盐矿物，如长石(K[AlSi₃O₈])，在高温下熔化，分布于赤铁矿颗粒之间，液相状态有助于赤铁矿结晶的发育，冷凝后则充当黏结相存在于赤铁矿颗粒之间，有助于提高球团矿的强度，而不利于它的还原性。酸性球团矿的矿物组成比较简单，以赤铁矿为主，有时有未被氧化的少量磁铁矿在球团矿的核心。脉石矿物有石英及各种硅酸盐形成的渣相 。

自熔性球团矿概述

单独用作高炉原料时，可以不加或少加熔剂。自熔性球团矿一般含铁62%左右，并含有CaO、MgO、SiO₂、A1₂O₃等，用同样的细铁精矿生产的自熔性球团矿与酸性球团矿相比较，前者含铁量较低、含硫较高。自熔性球团矿的气孔率较高，一般在25%左右，强度较低，但单个球的抗压强度也能达到2000N以上，转鼓指数可达95%(ISO标准)；真密度与原料的含铁量和球团矿的碱度有关，在4.5左右；视密度与气孔率关系密切在3.4左右。结晶良好的自熔性球团矿呈钢灰色，条痕为红褐色。

自熔性球团矿结构

自熔性球团矿的矿物组成和结构比较复杂，但仍以赤铁矿(Fe₂O₃)为主，赤铁矿连晶是其固结的基本形式。铁酸钙(CaO·Fe₂O₃)为主要的黏结相。少量的硅灰石(CaO·SiO₂)和正硅酸钙(2CaO·SiO₂)分布在赤铁矿、铁酸钙颗粒之间的渣相中。由于自熔性球团矿液相较多，受表面张力的作用，气孔多呈圆形，且比酸性球团矿的气孔大，气孔率也较高，因而强度较低。但是仍能满足运输、贮存和高炉冶炼工艺的要求。它的还原性好，除了气孔率较高的原因外，它的主要矿物赤铁矿和铁酸钙都是易还原的矿物。特别是高温还原性明显地优于酸性球团矿。实验研究表明：自熔性球团矿在高温下(>1200℃)还原时，试样的表面与中心同时出现金属铁，铁酸钙被还原时析出的CaO与SiO₂结合，形成正硅酸钙(2CaO·SiO₂)，从而避免了SiO₂与FeO形成大量的液态渣相，并提高其还原性，试样中SiO₂含量愈低，其高温还原性愈好。自熔性球团矿的还原膨胀率较高，但只要含碱金属不高，焙烧制度适宜，其还原膨胀率可以控制在允许的范围之内(不大于20%)。自熔性球团矿的焙烧温度区间较窄，对焙烧工艺制度要求严格，单位产品的燃料消耗较高。

1、使用品位很高的精矿粉生产，酸性氧化球团矿的品位可达68%，SiO₂在1%～2%；

2、无烧结矿具有的大气孔所有气孔都以微气孔形式存在，有利于气-固相还原；

3、FeO含量低(一般在1%左右)，矿物主要是Fe₂O₃，还原性好；

4、冷强度好，每个球可耐2800～3600N(300～400kg·f)的压力粒度均匀，运输性能好；

5、自然堆角小在24°～27°，在高炉内布料易滚向炉子中心；

6、含硫很低，因为在强氧化性气氛下焙烧，可以去除原料中95～99%的硫；

7、具有还原膨胀的缺点，在有K2O、Na₂O等催化的作用下会出现异常膨胀；

8、酸性氧化球团矿的软熔性能较差，即它的软化开始温度低，软熔温度区间窄，但它仍比天然富块矿的好，仍是合适炉料结构中高碱度烧结矿的最佳搭配料。

白云石球团矿(pellet with dolomite addition)是指球团料中添加白云石制成的自熔性球团矿。添加白云石的目的在于使球团矿含一定量的MgO，以改善其冶金性能，特别是高温还原性。配加白云石增加了球团矿MgO含量，而不增加SiO₂，但是却带入了CaO。其还原性及高温冶金性能均比酸性球团矿优越，单独作为高炉练铁炉料时可少加熔剂 。