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

г

н ая H F (2 — 3 с ) . В п р о х о д я щ е м с в ет е ж е л т о - б у р о г о ц в ет а , ж е л т о ­

к р а сн ы е в н у т р ен н и е р еф л ек сы я сн о в и дн ы л иш ь с м а с л я н о й и м м ер ен ей .

П р и б ы ст р ом о х л а ж д е н и и м о ж е т в п е р е о х л а ж д е н н о м со ст о я н и и ф и к ­

к ол ад н ы й о т т ен о к , т р а в и т ся си л ь н ее 2 C a O - F e 2Ö 3 [1 3 7 ]. В п р о х о д я ­

щ ем св ет е к расны й .

Агломераты рассматриваемой группы содержат зна­ чительно меньше FeO, чем слабоофлюсованные агломе­ раты, что делает невозможным использование диаграм­ мы состояния системы СаО—S i02—FeO при расшифров­ ке их микроструктур.

Четвертая система СаО—S i02—FeO—Fe20 3 до сих пор не изучена — известен лишь вид некоторых частных

л а х эт и х со ед и н е н и й . Т р ой н ы е ф ер р и ты , в о зм о ж н о , я в л я ю т с я п р о м е ­

160

и 4Ca0-Fe0-4Fe20 3 травятся 20%-ным водным раствором НС1 в ди­ стиллированной воде (15—60 с).

В отраженном свете серого цвета с голубым оттенком. Слабовы­ раженная анизотропия при вращении столика со шлифом в скрещен­

4 C a0-F e0-8F e20 3 и 4C a0 -7F e20 3, в действительности,

идентичны полукальциевому ферриту C a0-2Fe20 3, что

подтверждается сравнением рентгенограмм этих ве­ ществ.

По достаточно подробно изученной диаграмме состо­ яния системы СаО—S i0 2—Fe20 3 не учитывающей в от­

личие от четвертой диаграммы возможности кристалли­ зации вюстита, Са-оливина и тройных ферритов (рис. 92) можно сделать лишь некоторые самые общие выводы о

Si02

Рис. 92. Диаграмма состояния* системы СаО—Si02—Fe20 3 в воздушной атмосфере

Рис. 93. Микрофотография участка аншлифа офлюсованного агломерата из криворожских руд (основность 1,4); отраженный свет, Х286:

ходе кристаллизации расплавов различной основности. Составы расплавов, как и в ранее рассмотренных случа­ ях, лежат вблизи гематито-магнетитового угла диаграм­ мы, в областях выделения первичных кристаллов ферри­ тов кальция, двух, трех-и однокальциевого силикатов.

Исследование шлифов офлюсованного агломерата пока­ зывает, что при основности 1,0—2,2 ферриты кальция

кристаллизуются вместе с остатками Ca-оливинов и стек­ лом, включающим в себя зерна силикатов кальция, об­ разуя связку между кристаллами магнетита и вюстита (рис. 93). В такого рода структурах состав первичного расплава несомненно соответствовал областям Fe304 и

162

FeO четверной диаграммы CaO—Si02—FeO—Fe20 3. На­

ряду с этим часто устанавливается также рост кристал­ лов ферритов кальция вокруг зерен магнетита, что ука­ зывает на возможность перитектических реакций между выделившимися первыми кристаллами магнетита и рас­ плавом.

На участках с более высокой основностью, где Саоливины и стекло исчезают из структуры агломерата, ча­ сто наблюдаются выделения первичных крупных крис­ таллов двукальциевого силиката и кристаллизация тон­ кой эвтектики магнетит (вюстит) — силикаты кальция

(рис. 94).

Рис. 94. Микрофотография участка аншлифа офлюсованного агломе­ рата из криворожских руд (основность 1,5); отраженный свет, Х598; белое — магнетит и вюстит; темное — силикаты кальция

крупной шихте готовый офлюсованный агломерат может содержать первичные гематит, магнетит, известь и кварц шихты.

Известь. CaO, кубическая, бесцветные, бесформенные зерна, спайность по кубу, N = 1,837, сильно травится водой и смесью воды с этиловым спиртом (1:1) в течение 1—3 мин. Плотность 3,32 г/см3.

Рис. 96. Вертикальный разрез диаграммы со­ стояния тройной си­ стемы Fe—РегОз—СаО через СаО—FeO (по Г. Тромелю, В. Егеру и Е. Шюрману, 1955 г., Ф. Керберу и В. Оль-

сену, 1940 г.)

164

При хранении на воздухе известь по поверхности по­ крывается игольчатыми кристаллами портландита.

Портландит. Са(ОН)2, гексагональный, бесцветные таблички, ярко поляризует, оптически отрицателен, JV0= 1,574, Ne= 1,545, плот­ ность 2,23 г/см3.

При охлаждении офлюсованного агломерата на от­ дельных участках, например на поверхности пор, магне­ тит окисляется до гематита и маггемита.

Маггемит (оксимагнетит), Y = F e20 3, сильно магнитен, точка Кю­ ри 620—675° С. По Е. Ф. Вегману, Л. Н. Росторгуеву и Б. Матюхину (1971 г.), маггемит тетрагонален с отношением а: b : с— 1 : 1 : 3. От­ ражательная способность R = 25—26%. Красные внутренние рефлек­ сы. Двуотражение не заметно. Твердость = 5. Образуется при окис­ лении магнетита при температуре <400° С.

ОФЛЮСОВАННЫЙ АГЛОМЕРАТ ИЗ РУД

ИКОНЦЕНТРАТОВ

СГЛИНОЗЕМИСТОЙ ПУСТОЙ ПОРОДОЙ

Минералогический состав и микроструктура агломе­ ратов из руд и концентратов с глиноземистой пустой по­ родой исследовались в течение длительного периода во многих странах мира (табл. 23).

Рудные минералы представлены в таких агломератах магнетитом, вюститом, вторичным гематитом, а при по­ ниженном расходе твердого топлива также первичными шихтными гематитом и магнетитом. В производственных агломератах [137] магнетит образует твердые растворы с железистой шпинелью — герцинитом (FeO-АІгОз).

Твердый раствор герцинита, Fed • AI2O3, в магнетите (Fe30.|), ку­ бический. В отраженном свете несколько темнее чистого магнетита. Обычно центральная часть выделившегося из расплава кристалла за­ нята твердым раствором, вокруг которого располагается более свет­ лая каемка магнетита [137]. Отражательная способность 19,8%, мик­ ротвердость 598—724 кгс/мм2 (Т. В. Сапожникова, 1970 г.).

В силикатной связке появляются фазовые составляю­ щие, содержащие АІ2О3 . Это чаще всего геленит (2СаО- •Al20 3-Si02) и его твердые растворы с окерманитом

(2 CaO-MgO-2 S i02), называемые мелилитами.

Мелилит — твердый раствор геленита в окерманите, тетраго­ нальный.

Геленит: N0 = 1,669, Ne = 1,658, оптически отрицателен, с ясной спайностью, бесцветен, пластинки, призмы, показатель преломления стекла около 1,638, характерна аномальная индигово-синяя интер­ ференционная окраска.

Окерманит: N0 = 1,632; Ne = 1,639; оптически положителен, бес­ цветен, с двумя системами спайности, короткие призмы, показатель преломления стекла 1,641. Твердые растворы имеют средние между этими крайними случаями оптические константы. ,

165