Файл: Вегман, Е. Ф. Теория и технология агломерации.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 114

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

Т а б л и ц а 18

Изменение оптических свойств Ca-оливинов в агломерате

по мере насыщения

их известью

[95]

Характеристика фазы

Nz

NP

Чистый фаялит ........................

1,886

1,835

Ферромонтичеллит CaO-FeOX

1,743

1,696

X Si02 ........................................

Ca-оливины (CaO)*-(FeO)2-*

 

 

Si02 в агломератах с основно­

 

 

стью:

1,840—1,886

1,790—1,835

0,1—9,12 .........................

0,39—0,83 .........................

1,795—1,732

1,745—1,688

1,03—1,26 .........................

1,775—1,737

1,732—1,693

1,29—1,56 .........................

1,806—1,732

1,765—1,690

1,64—2,13 .........................

1,771—1,732

1,730—1,690

челлита, природные оливин и монтичеллит имеют соот­ ветственно формулы M gO -FeO-Si02 и MgO-CaO-S i02.

Между Ca-оливином переменного состава, с одной стороны, и вюститом (магнетитом), с другой, также нет растворимости в твердом виде.

По Е. Мазанеку

и М. Видерко [138],

показатели преломления

ферромонтичеллита

равны

N p = 1,690, Ng= 1,738, показатели пре­

ломления предельно

насыщенного известью Са-оливина

N p — 1,684,

N*, = 1,730.

 

753—864 кгс/мм2

(Г. М. Дроздов,

1969 г.);

Микротвердость:

610 кгс/мм2 для

(СаО)о,5,

(Fe0)i,5-Si02,

700 кгс/мм2 для

(СаО)і,5><

X ( F e O ) o ,5 - S i0 2;

1100—1300 кгс/мм2

 

для

ферромонтичеллита

(Г. С. Васильев,

1971 г.);

1311 кгс/мм2

 

для

ферромонтичеллита

(Е. Ф. Вегман, Е. В.

Перевезенцева, 3. Я.

ІІІамрай, 1963 г.).

Поэтому при повышении основности агломерата и по­ степенном насыщении фаялита известью образующийся Ca-оливин дает двойную эвтектику с вюститом внутри всего поля частной системы ферромонтичеллит — фая­ лит— вюстит, что соответствует движению состава двой­ ной эвтектики от точки F к точке Н, см. рис. 85. Как по­ казывает опыт, частная система CaO-FeO■S i02—2FeO- -Si02—FeO соответствует агломератам из руд с кремни­ стой пустой породой при основности продукта от 0 до 0,5. Микроструктура слабоофлюсованных агломератов мало отличается от структуры неофлюсованного агломерата. Наряду с первичными кристаллами магнетита и вюстита (рис. 87) здесь присутствуют эвтектики Са-оливина с FeO и Fe3Ö4, а также большое количество стекла. Эвтек-

154


тики в слабоофлюсованном агломерате чаще относятся к линейчатым, игольчатым и значительно реже к денд­ ритным эвтектикам (рис. 88).

Ко второй классификационной группе относятся агло­ мераты с основностью от 0,5 до 1,0. С ростом количества СаО в шихте растет количество 2C a0-Si02 и падает ко­ личество 2F e0 -S i02 в расплаве, что соответствует обра­ зованию все более насыщенных известью Са-оливинов. Как показывает эксперимент, уже при основности агломе­ рата около 0,5 образуется предельно насыщенный изве­ стью Ca-оливин состава (СаО)ід• (FeO)0,9-Si02. Если

теперь еще добавить СаО к шихте, то на диаграммах состояния (см. рис. 85, 86) мы попадаем в обширные области первичной кристаллизации почти чистого

2C a0-Si02.

Практически это означает, что при основности агло­ мерата свыше 0,5 в его структуре наряду с предельно на­ сыщенными известью Са-оливинами присутствует также двукальциевый силикат. Разумеется, реальные структуры агломератов этой группы сложнее, чем это должно было бы быть по рассмотренной схеме. Во многих случаях при низкой основности вместе с 2 C a 0 -S i0 2 в агломерате кристаллизуется также CaO -Si02, а при высокой основ­ ности 3 СаО - S i02.

ß - 2 C a 0 - S i 0 2

(л а р н и т , у ст о й ч и в п ри

1420

— 675° С ), м он ок ли н н ы й .

Я сн а я

сп а й н о ст ь ,

в п р о х о д я щ е м с в ет е

б есц в ет е н ,

ч а ст о п о л и си н т ет и ­

ч еск о е

д в о й н и к о в а н и е . П л о т н о ст ь 3 ,2 8

г /с м 3;

Л% =

1,707;

1Ѵт =

1,715;

Ng 1,730; NgN p = 0 ,023 .

О п ти ч еск и

п о л о ж и т е л е н .

В

о т р а ж е н н о м

с в е т е

тем н ы й (R = З -т -4 % ),

т р а в л ен и е

5%

-н ы м

р а ст в о р о м

N H 4C1

(1 0 с ) ,

1%-ным сп и р тн ы м р а ст в о р о м

H N 0 3

(2 — 3

с )

пары

H F

о к р а ­

ш и в а ю т в г о л у б о й ц вет , т р а в и т ся т а к ж е

в о д о й , в

св я зи

с

чем

р е к о ­

м е н д у е т с я п р и го т о в л я т ь эл е к т р о к о р у н д о в у ю п а ст у д л я ш л и ф ов к и о б ­

р а зц о в о ф л ю с о в а н н о г о а г л о м е р а т а н а к ер о си н е или б е зв о д н о м гл и ­

ц ер и н е (в эт и х ж е ж и д к о с т я х п р о м ы в а ю т ш л и ф ы ).

 

y - 2 C a 0 - S i 0 2

(у ст о й ч и в при

т е м п е р а т у р а х

н и ж е 675° С ), р о м б и ч е ­

ск ий . П р и зм ы с

п очти п рям ы м

п о га са н и ем

в

о т н о ш ен и и удл и н ен и я ;

со в е р ш е н н а я

сп а й н о ст ь .

Ng = 1,654;

JVm = l,6 4 5 ;

А% = 1,642;

Ng—Np = 0 ,0 1 1 5 .

О п ти ч еск и

п о л о ж и т е л е н .

2Ѵ=52°. В

п р о х о д я щ ем

с в е т е б есц в ет е н .

В

о т р а ж е н н о м

с в е т е тем н ы й

(R= 3 4 - 4 % ), т р а в л ен и е

1% -ны м сп и р т о в ы м р а с т в о р о м H N 0 3 (2 — З с ), т р а в л ен и е 5% -ны м р а с ­

т в о р о м N H 4CI (1 0

с ) , пары

H F

о к р а ш и в а ю т в г о л у б о й

ц вет; т р а в и т ­

ся в о д о й (2 — 3 с ) . П л о т н о ст ь 2 ,9 7 г /с м 3. М и к р о т в ер д о ст ь 6 85 к гс /м м г

(Г . М .

Д р о з д о в , 1969 г .).

 

 

 

 

Трехкальциевый силикат (а л и т ) 3 C a 0 - S i 0 2,

гек сагон ал ь н ы й , п л о т ­

н о ст ь

3 ,2 2 4 г /с м 3, ч а ст о ш ест и у го л ь н ы е сеч ен и я

в ш л и ф е, бесц в етн ы й

в

п р о х о д я щ е м св ет е , б е з сп а й н о ст и :

Nй = 1,723;

Np 1,718.

О п ти ч ес ­

ки

о т р и ц а т ел е н . В о т р а ж е н н о м с в е т е

тем н ы й (Д = 3 — 4 % );

т р а в л ен и е

в о д о й

(2 — 3 с ) , 1% -ны м сп и р тов ы м

р а ст в о р о м

H N 0 3 (2 — 3

с ) . П ары

155


Рис. 87. Микрофотография участка аншлифа агломерата основностью 0,4 из криворожских руд, отраженный свет X178:

белое — магнетит, темно-серое — силикатная связка (Са-оливиц и стекло)

Рис. 88. Микрофотография участка аншлифа агломерата основностью 0,4 из криворожских руд; отраженный свет, Х178.

белое — магнетит и вюстит, темно-серое — силикатная связка (Са-оливин и стекло)

156

Рис. 89. Микрофотография участка аншлифа агломерата основно­ стью 0,7 из криворожских руд; отраженный свет, Х216:

серо-белое — магнетит;

темно-серое — стекло,

темные,

удлиненные

 

 

 

зерна — силикаты

кальция

 

 

 

 

H F о к р а ш и в а ю т в г о л у б о й ц вет .

Р а с т в о р

С 4Н т О

в

С

2Н 5 (О Н )

(2 —

3 с ) , 1% -ны й

сп и р т о в о й

р а ст в о р

N H ,C 1

(1

0

с );

0,1 -н .

р а ст в о р

НС1

(1 0 — 2 0 с ) , р

а ст в о р 0 ,2 5

с м 3 п я т и н ор м ал ь н

о й

С Н 3С О О Н в 100

с м 3

С 2Н 5О Н (3 — 20 с, о к р а ш и в а ет ся в си ни й ц в е т ).

Часто процесс кристаллизации расплава заканчивает­ ся при быстром охлаждении на стадии выделения пер­ вичных кристаллов магнетита, вюстита и силикатов каль­ ция — вся остальная масса расплава застывает в виде стекла (рис. 89). При уменьшении скорости охлаждения расплава (дополнительный обогрев спекаемого слоя, обо­ гащение воздуха кислородом и др.) в силикатной связке обнаруживается также геденбергит. Однако по всем ва­ риантам в структуре агломератов с основностью выше 0,5 неизменно присутствует силикат кальция.

a - C a O - S i 0 2 — п с е в д о в о л л а с т о н и т

(устой ч и в

при т е м п е р а т у р а х

> 1 1 6 0 ° С ),

трик л ин ны й .

К р и стал л ы

и м ею т

п сев догек са го н а л ь н ы й

о бл и к ,

почти

п р я м о е п о га са н и е

(2 °) в

отн ош ен и и

у д л и н ен и я . О п т и ­

ческ и

п о л о ж и т е л е н . А% =

1,610;

УѴт = 1 ,6 1 1 ,

lVg =

l,6 5 4 ,

NgN p =

= 0 ,044 . В о т р а ж е н н о м св ет е тем н ы й ,

т р а в л ен и е

5% -н ы м

р а ст в о р о м

NH4CI (1 0 с ); п л о т н о ст ь 2 ,9 0 5 г /с м 3, т в е р д о с т ь 5.

 

 

 

157


ß - C a 0 - S i 0 2 — в о л л а ст о н и т (у ст о й ч и в < 1 1 6 0 ° С ) . В п р о х о д я щ е м

св ет е п очти

б есц в етн ы й

с ж е л т о -зе л е н ы м о т т ен к о м , ч а ст о

в

в и д е

б р у ск о в и в ол о к он ,

к о с о е п о г а с а н и е в о т н о ш ен и и у д л и н е н и я ,

о п т и ­

ческ и от р и ц а т ел е н .

 

Nv = 1,620;

Nm = 1,632;

Ng 1,634; Ng

N p =

= 0,014 . П л о т н о ст ь

2

,9 1 5

г /м 3.

М о ж е т

р а ст в о р я т ь

в

с е б е н е к о т о р о е

к ол и ч ест в о F e .

Г е д е н б е р г и т C a 0 - F e 0 - 2 S i 0 2

м он ок л и н н ы й .

В ы т я н у ­

ты е к р и стал л ы .

В

п р о х о д я щ е м

св ет е —

зел ен о в а т ы й ,

си льн ы й

п л е о ­

х р о и зм в зе л е н о в а т о -б у р ы х т о н а х .

Я сн а я сп а й н о ст ь . У го л п о га са н и я

4 7 — 48°• 2 V = 6

0 ° • /Vр =

1,732, 1Ѵв =

1,757.

П л о т н о ст ь

3 ,6

г /с м 3.

В

о т р а ­

ж е н н о м с в ет е

си льн ы е в н у т р ен н и е

р еф л ек сы .

Т ем н ы й .

 

 

 

По мере увеличения ос­ новности агломерата рас­ тет кристаллизационная спо­ собность расплава и степень

/2 3 4 5

 

 

Основность Ca0:Si02

 

 

Расход углеродеf

 

 

 

 

 

на спекание, %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

90.

Зависимость

между

сте­

Рис. 91. Зависимость между расходом

пенью кристаллизации

связки и ос­

углерода на спекание и степенью кри­

 

 

новностью агломерата:

 

сталлизации

связки агломерата:

/ — агломерат из смеси руд Гренье-

1 — агломерат

из

криворожских

руд,

сберга,

Кирунаваре, Квенца, Лаб­

основность 1,2 (по Е. Вегману, 1967 г.);

радора

[142];

2 — агломерат из

руд

2 — неофлюсованный

агломерат из

кри­

КМА

 

(по

Е.

Вегману, 1965

г.);

ворожских

руд

(по

Е. Вегману,

3 — агломерат из криворожских руд,

Н. К- Корниловой, А. К. Поповой,

расход углерода 5,1% (по Е. Вегма­

1966 г.); 3 — марганцевый

агломерат из

ну, 1966 г.); 4 — то же,

расход угле­

необогащенной

родохрозитовой

руды

рода

8,1%

(по Е. Вегману, 1966 г.)

месторождения Оброчище (НРБ)

кристаллизации связки в готовом продукте (рис. 90). Лишь в агломератах из руд с глиноземистой пустой поро­ дой количество стекла достигает максимума при основ­ ности 0,7. При основности, равной 3, стекло практически исчезает из структуры агломерата, который получает, таким образом, полнокристаллическое строение. Количе­ ство стекла в агломерате уменьшается с ростом расхода топлива (рис. 91), а также при применении дополнитель­ ного обогрева спекаемого слоя. Ниже приведены данные

158


о степени кристаллизации связки, %, офлюсованных аг­ ломератов.

М ак еев ск и й з а в о д ....................................................................

 

5 0 — 60

Е н ак и ев ск и й з а в о д ..............................................................

 

3 0 — 65

Д н е п р о д з е р ж и н с к и й з а в о д ..................................................

 

25

« К р и в о р о ж с т а л ь » .....................................................................

 

3 5 — 40

« А з о в с т а л ь » ..........................................................................................

 

45

« З а п о р о ж с т а л ь » .............................................................................

 

65

М М К ,

1 ..........................................................................................

 

7 0

М М К ,

2

 

 

В ы с о к о г о р с к а я ф а б р и к а .........................................................

 

4 5

Г о р о б л а г о д а т с к а я ф а б р и к а ......................................................

 

50

К а м ы ш -Б у р у н с к а я ф а б р и к а .........................................

 

2 0 — 30

Н о в о -Т у л ь с к а я ф а б р и к а ......................................................

 

4 0 — 50

Ч е р е п о в е ц к а я ф а б р и к а .......................................................

 

5 0 — 70

Г у б к и н ск а я ф а б р и к а .............................................................

 

3 0 — 40

Г у т а им . В . И . Л е н и н а ( П Н Р ) ..................................

 

5 0 — 60

К о м б и н а т О С Т , А й зе н х ю т т е н ш т а д т ( Г Д Р ) .

6 5 — 70

При исследовании в проходящем свете в офлюсован­

ном агломерате из криворожских

руд обнаруживается

два типа стекла (по Е. Вегману,

1967 г.):

желто-бурое

(окрашено трехвалетным железом, 77=1,724-1,755) и зеленоватое, бесцветное (окрашено двухвалентным же­ лезом, ІѴ= 1,654-1,73). Показатель преломления бесцвет­ ного стекла в керченском агломерате, по 3. И. Некрасо­ ву, Н. А. Гладкову, Н. И. Ефановой, В. В. Чекину [143], изменялся от 1,685 до 1,725 (большие значения для буро­ го стекла).

В опытах Н. Г. Молевой и Т. С. Кусакина [144] в по­ рошке бакальского агломерата бесцветное стекло имело

показатель

преломления 1,64,

желто-бурое 1,72.

В. Я-Миллер,

С. В. Базилевич,

И. П. Худорошков,

Г. М. Майзель [145] сообщают о следующих результа­ тах определения показателей проломления в офлюсован­ ных агломератах из магнетитового концентрата: бурое стекло 1,70—1,71; зеленое стекло — N = 1,68. Травление железистого стекла: 10% раствор КОН (15 с) или рас­ твор MgS04 (2—4 ч).

Агломераты с основностью CaO : S i0 2 > 1,0 составля­ ют следующую группу в .системе классификации офлюсо­ ванных агломератов из руд с кварцевой пустой породой. Количество СаО в шихте здесь становится настолько большим, что после образования силикатов кальция ос­ тается еще свободная известь, которая входит в состав ферритов кальция. Специфической чертой агломератов этой группы является, поэтому, присутствие в их струк­ туре ферритов кальция.

159