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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 111

Скачиваний: 1

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

03

Т а б л и ц а 19

Минералогический состав агломератов из руд и концентратов с глиноземистой пустой породой

 

(по данным различных авторов)

Руды

Гематит

Магнетит

Вюстит

Мет. железо

Фаялит и Са-оливин

Геденбергит

Фогтит

Муллит

Геленит

Мелилит

Силикаты Са

Ферриты Са

Алюмофер­ риты Са

Стекло

 

 

 

 

 

 

J I

 

I

 

 

 

 

 

Литературный источник

 

 

 

 

 

Н е о ф л ю с о в а н н ы й а г л о м е р а т

 

 

 

Английская руда с гли­

+

+

+

— — — — — —

+

Мак-Канке

нистой пустой породой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Керченская руда

 

+

4~

+

+

— — — — — —

+

Ф. Бюст

Гороблагодатская и вы­

 

+

■+

+

+

— —

. +

А. Малахов

сокогорская руда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Керченская руда

 

+

+

+

— — — — — —

+

К. Савич-Заболоцкий

Кусинская титано-магне-

+

+

+

— ’ —

+

А. Малахов

титовая руда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитогорская

руда

+

+

+

+

 

+

+

— —

+

Е. Каминская-Дульская

Магнитогорская

руда

+

+

+

— — — — — —

+

Я. Миллер

 

 

 

 

 

 

"ЗѴ-

■■

 

 

 

 

 

 

 

Руды Германии

+

+

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

+

Ф.

Гартман

 

Н е о ф л ю с о в а н н ы й

и о ф л ю с о в

ЭННЫЙ

а г л о м е р а т

 

 

Нортхэнская руда и ру­

+

+

+

+

 

 

 

 

 

 

 

+

Р. Уальд, Е. Коэн

ды Греньесберг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитогорские руды

+

+

+ *

+

+

+

+

 

Е. Каминская-Дульская

 

 

 

 

О ф л ю с о в а н н ы й а г л о м е р а т

 

 

 

 

Ф р о д и н г е м с к а я и н о р ­ + +

 

+

_

+

 

М а к -Б р и а р , В . Д ж о н с о н

т х эн с к а я р у д а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б а к а л ь с к и е р у д ы

~ г

1

 

+

— +

— — +

+

 

Н .

М о л е в а , Л . К у са к и н

 

 

 

 

К ер ч е н ск а я р у д а и эф е - + +

— —

+

+

+

+

4-

+

3 . Н е к р а с о в , Н . Г л а д к о в ,

Н .

Е ф а н о в а

ли

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И н д и й с к и е р у д ы и р уд ы +

4 -

— — +

— — — — +

+

+

1

В и т а н а б е М а ц у о к а

 

 

м е с т о р о ж д е н и я Д а н г а н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А к к ер м ан ов ск и й к о н ц е н ­ + +

— — — — — — +

— +

+

— —

В .

И . М и ч к ар ев а

 

 

т р а т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А с су а н ск и е р у д ы (А Р Е ) + 4 - — +

— — — — — +

+

Е .

Ф . В е гм а н

 

 

ся

•-si


«'S

с*

 

 

 

 

 

Vo

 

 

 

 

 

Ö

Н

 

 

 

tX

 

ь.

 

 

 

 

CU

 

 

 

 

Ü

 

а

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

"S

 

 

РЗ

 

 

 

о

Cl

03

 

 

 

о

^

я

 

 

 

 

.

Я

ё

 

 

 

t5

«

g

 

щ

 

^

Я

ui

 

 

оігнэхэ

 

 

+

 

+

 

вэ Rind

 

 

 

 

 

 

“СІэфоиопту

 

 

 

 

 

 

вэ HiHddso

+

 

+

н

+

 

 

 

 

 

 

 

в э і я і в н и іг и э

+

 

 

 

 

 

я

-_

 

 

 

 

 

0

 

хиігиігзѵѵ

 

 

+

г

 

 

 

 

 

 

О -

 

X H H 9 If3 J

 

 

+

1=5

 

 

 

 

 

 

ХгіІГІгЛод

 

 

 

 

 

 

ХИХЛОф

 

 

 

 

 

 

xHjd9pH9tfaj

 

 

 

 

 

 

ниаиіго-вэ

+

 

+

2

+

 

 

!

 

и ХИІГВВф

 

 

 

Ч

 

оеэігэж -xaw

 

 

 

■ѳ<-

 

 

 

 

о

 

 

хихэснд

 

 

+

 

 

 

хихэнхвѵѵ

 

 

_ + _

 

+ _

 

XHXBW 9J

+

 

+

 

+

 

 

 

 

 

 

Я

 

 

 

 

 

я

 

 

 

о»

 

 

к

 

 

 

 

 

Я

 

 

 

 

 

H fct

 

 

о

 

 

CsJ

Он

 

 

я

 

 

О

 

 

о

 

 

о

^

 

 

*

 

К

'S

X

 

 

о

 

о

я

 

 

°

 

s

 

 

СХ е

Й ä

 

 

я

I

сь

 

 

я

J

 

S .2

 

 

о -:

 

£

o

 

 

Я ?

 

32

f-

 

 

 

 

 

H я

 

 

 

 

 

Я О

(=

 

 

 

 

Я Й

 

 

 

 

О

Я

>>

 

U

 

 

X S

а

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

ѴО

 

 

н

 

О)

 

о

 

я

 

ч

я

 

 

 

1=5

 

SsC

 

 

Я

 

 

я

X

 

 

 

и

 

 

о

<

 

 

я

 

 

 

я

ч

 

 

0>

о

 

 

с

Я

РЗ

 

РЗ

я

 

и

 

m

PJ я

 

ui

н

 

 

+

+

 

 

 

!

I

 

+

+

+

 

 

 

+

 

 

 

О

 

;>.

CU

К

 

О -

<Ян

Я

Я

O.SX о

\ 0

 

 

Я

03

 

 

я

 

Он л

 

Я

Он

\ 0

Он

я

 

о

о

я

 

Я

S

О)

 

£ и

я

 

я

X

 

CU

 

О ,

Я

Он

СХ

 

 

w

Ч

 

- я

^

 

Й Й

Сц

 

о,

я

+ + +

+ + +

+

+

++

++

 

 

+

 

я

я

я

 

Он

ч

о

 

 

я

 

 

•&

ч

 

 

о

 

ч

 

я

 

 

о

 

я

я

 

 

 

 

 

 

>.

 

 

 

о,

я

 

 

я

я

я

я

я

я

я

к

 

я

« о .

я

я

я

 

 

я

я

g

«

я

Он

J S

я

 

 

 

X

 

 

т

+

я

ч

>>

Он

я

я

я

оs

і

2

s

!

Ä

о

12

4 '

:

ч о.

:

cdо

і

ОІ

Э

! SCg

:і яй *4

I

н

«

мн

Ь

.

л

 

 

м я

>О) О)

)

Ч 4

я ю

>о о

: д я

I

cdcd

; н н

о о

^ >5>5

168


В состав мелилита входит обычно также некоторое количество железа, марганца, щелочей, что повышает его показатели прелом­ ления.

Реже встречается муллит (3Al20 3-2Si02) . Наряду с

этим в глиноземистых агломератах присутствуют Са-оли-

вины, геденбергит, фогтит (CaO-2[Fe, Mn, M g]0-3Si02), пижонит (Ca, Mg) О (Mg, F e)0 -2S i02). Последний отно­ сится, как и геденбергит, к группе пироксенов и имеет состав средний между диопсидом (M g0-C a0-2Si02) или

MgCa[Si2Oe]) и клиноэнстатитом (M gO -Si02 или

Mg2[Si20 6]). Исследование геденбергита [152] в офлю­

сованном агломерате с помощью рентгеновского микро­ зонда позволило установить следующий состав этой фазы:

Cai,i2(Fe0,85, Mgo,35) [Sii,6, Аіо.зг]Об,ів-

Авторы

исследования относят эту фазу к твердым

растворам

ряда геденбергит------диопсид, хотя естест­

веннее, было бы считать ее раствором на основе авгита Са (Mg, Fe) [Si, А1)аОв].

Рассматриваемая группа агломератов содержит так­ же силикаты, ферриты и алюмоферриты кальция, а так­ же стекло.

Алюмоферриты кальция. 4Ca0-Al20 3-Fe20 3 (браунмиллерит), ромбический или моноклинный, в проходящем свете желто-коричне­

вый,

плеохроизм,

2Vjp = 1,96;

N m— 2,01;

JVg=2,04,

оптически

отрица­

телен. Травление: водным раствором HF (1 : 10)

(30—60 с);

раство­

ром

из 4 частей

10%-ного

Na(OH) и

1 части

10 %-ного Na2H P04

(60 с) позволяет отличить браунмиллерит от 2Ca0-Fe20 3. Плотность

3,72 г/см3, CaO-AI20 3'2Fe20 3; травление (1 : 20) HF в течение 60 с, 20° С.

К особенностям минералогического состава агломе­ ратов из руд и концентратов с глиноземистой пустой по­ родой следует отнести прежде всего увеличение склон­ ности к стеклообразованию при основностях 0,5—0,7, что находит отражение в снижении степени кристалли­ зации связки (см. рис. 90).

Присутствие А120з в шихте сказывается также на ве­

личине той минимальной основности агломерата, при ко­ торой в его структуре появляются силикаты кальция. По данным Е. Ф. Вегмана [88], при спекании криворожской руды, не содержащей А120 з, силикаты кальция появля­

ются в агломерате, начиная с основности >0,5; при аг­ ломерации руд КМА (до 4,5% А120 3) — с основности

> 0 ,9 (С. И. Шаров, Е. Ф. Вегман, Н. П. Норик, А. П. Го­ ряйнов [8]; при спекании индийской руды Раджхара

169


cd

£

S 4 vo

sX

©

ef

О

а.

о

с

*as

о

с

»Я

о

н

о

S _

s 2 0) -

со ч -

О I

* J

4

S ^”*1

и m

и 05

о

н *-

X Ч

Я Си

3 4> a S

СОо

* 5

со Cd

II° £

2 °

5 *

ь о

* о

со

cd

н

и

О

о

s=

Я

X

о

о

4

cd

Q.

а)

£

5

170

+ +

+ + + + +

+ + +

+- + + + +

“I— 1— ь

+

+

+

+ + +

+ + +

+

+

+

 

+

+

+

Н— 1— 1— f-

+

+

+ + + +

 

 

О

<

 

 

 

 

»s

 

+

 

+

к

 

 

+

+

 

 

&

+

+

cd

 

 

 

 

*

 

 

 

 

О .

+

~ ь

+

+

а)

 

 

еС _|— 1— (— у

+

+ +

о+ + +

 

оо о

оо гр

СО 00 О

гр

 

<У> ©> СМ СО

- ч СО см см

cd

 

 

 

 

Си '

 

 

 

 

ю о

о с о

см^гр о

см

S

 

 

 

 

оСОС£И£)

ч

+ +

+ + +

О

_<N

<

.^р

Г -

о

ч

о

«

о

*к

£~ г +

&

- ь

+

+

cd

 

 

 

£

 

 

 

£

 

 

 

а ,

 

 

 

а>

2

3

,32

о

42 .

92 .

fcC

 

 

 

осо г -

ю —<см

 

+

+

 

 

+

+

 

 

 

со

 

 

 

 

 

<

+

+

+

 

 

 

.^р

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

см

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

£

 

 

 

+

+

+

*

+

 

 

 

 

 

cd

 

 

 

 

 

 

й

 

 

СМ Гр о

о .

оо N . СО

а

Гр Гр со

с* О

СО —г

- ч

СМ

 

0

см — см

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

Ю О

О

Cd

0

ю

см

о

гр tsT

а «

оо ю

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

 

О СМ ОО 00

00 О СО СМ *

0 ^ 0 0

СО

со со см

см см СО

 

Г"- гр CM гр

о : СМ со со

00 О

LO

со со Ю

ч- 1O i О і

 

 

Ю с© СО гр

со LO Ю

см со Ю

со Гр со

Ок

Р*» СМ гр гр

Гр 00 Гр СМ

GO Гр О

со О 00

о со СО

- ч О 00 см

О Ю Гр t>

со оо оо

С О Ю -н

- ч со см

S то

22

со со см со

со см см со

СО —1см

Ю СО со

с о СМ со

5 £

 

 

 

 

 

 

СОcd

 

 

 

 

 

 

 

 

\ 3

 

 

 

 

О ''

81 %

ф'''

 

81%

21 %

 

см

Гр

 

 

 

 

 

 

 

 

-

7

 

-

-

 

о

5

 

5

 

 

 

 

П

 

1

 

 

1

 

 

 

 

V

i t

:

ф

1

л

1

а

5

I*

I

j

:.

.....

 

 

 

 

 

 

X

+

+

+

+

+

+

о

 

+

+

+

- I - + +

 

■]— і— н

Н— 1— 1“

U-.

 

 

 

 

 

 

<

 

 

 

 

 

 

и

_|— |— 1_

 

_|— Ц

о

 

 

 

 

 

 

+

+

+

о

 

 

 

 

 

 

Uh

 

 

 

 

 

 

О

+ Н — h

 

 

 

<

 

+

+

 

 

 

 

 

Uh

+

 

+

+ +

<

 

 

+

+

+

+ + +

 

 

 

 

 

Он

 

 

+

+

£

 

 

О

 

 

 

 

ЕаІ

Ю 00 00

00 00 о

ё -

о

оо со

со Гр г--

s •

СМ ЧЧ т—

+ ?

 

 

 

СМ чч со

 

 

 

 

+ о

СМ СМ со

Ю Гр СМ

ои. то

со о

о

 

4;І

ЧЧ ^ Ю

са«

 

 

 

5 I

 

 

 

 

й

 

 

 

 

О

 

 

 

 

6 ...

 

 

 

 

4 СП

. 1

, 3

. 2

см о <о

с50

5 <и

51

51

38

с о ю с м

go

 

 

 

со ю со

 

 

 

 

er cd

 

 

 

 

ои

 

 

 

 

, 1

 

 

 

 

+Ин

 

 

 

 

•U

см о

со

СМ00 см

кО

Ю CD Гр

СМ см Гр

с о ю ю

 

 

 

 

см см см

w О .

 

 

 

 

 

 

 

 

„Я м

 

 

 

 

№оо

 

 

 

 

^ О) <и

6 %

 

 

%

S II ь

 

 

XUhСМ

1

 

 

8

 

5 —

 

 

1

c J °"

 

 

 

 

 

1

 

 

5

X

 

 

 

1

(3—4% AI2O3) — с основности

>1,1 [С. К. Гупта, E. Ф. Berман (1967 г.)], наконец, при спе­ кании ассуанской руды (до 7% АІ2 О3 ) силикаты кальция наблю­

даются в агломерате лишь с ос­ новности > 1 ,3 — 1,4 (Е. Ф. Вегман, 1962 г.). Эта особенность аг­ ломерации глиноземистых руд благоприятно отражается на прочности готового продукта.

В 1964 г. в работе Е. Мазанека и С. Ясенской [151] впервые были расшифрованы составы ферритов кальция и алюмосили­ катной связки в офлюсованном агломерате с глиноземистой пу­ стой породой. Агломераты были приготовлены из криворожской руды с добавкой извести и бокси­ та. Результаты этой чрезвычайно ценной работы приведены в табл.20.

Отметим прежде всего, что ни один из исследованных агломера­ тов при основности 1,18 не содер­ жал и следов чистых силикатов кальция. Связка в агломератах состояла главным образом из из­ вестково-железистых оливинов, геленита, фаялита, ферритов и алюмоферритов. По мере увели­ чения содержания А120 3 в агло­

мерате сокращалось количество двукальциевого феррита; одно­ кальциевый феррит отмечен лишь в агломератах, содержащих мень­ ше 7% АІ2 О3 . Как уже указыва­

лось, в этой работе впервые до­

стоверно

установлено наличие

сложных

ферритов (CaO-FeOX

XFe20 3

и ЗСаО • FeO • 7Fe20 3) в

структуре агломерата. Кроме то­ го, определены алюмоферриты

171


кальция. При

7— 12% AI2O3 в

агломерате это глав­

ным образом

браунмиллерит

(4 СаО-А12Оз-Ге2Оз),

а при содержании 12% АІ2О3 также и CaO-Al203-2Fe203.

Силикатная связка в богатых глиноземом агломератах содержала много геленита. Кроме того, были определе­ ны железистые окерманит и кордиерит. Таким образом, ввод AI2O3 в агломерационный расплав значительно ус­

ложняет картину формирования конечной структуры аг­

ломерата.

Исследование минералогического состава высокоос­ новных агломератов, полученных из смесей железных руд, концентратов и бокситов, проведенное в последнее время В. А. Утковым, В. В. Кашиным и С. В. Ивановой [153], показало, что в присутствии больших количеств А120 3 двукальциевый силикат не образуется. В широком

интервале основностей (от 1,5 до 4,5) агломерат имеет геленитовую и ферритовую связку. При более высоких основностях (свыше 4,5) в агломерате установлено при­ сутствие 5 СаО-3 AI2 O3 .

ОФЛЮСОВАННЫЙ АГЛОМЕРАТ ИЗ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ С МАГНЕЗИАЛЬНОЙ ПУСТОЙ ПОРОДОЙ

Во многих случаях шихта перед спеканием содержит некоторое количество MgO в составе руд и концентра­ тов. Так как присутствие магнезии улучшает качество агломерата и снижает вязкость доменных шлаков, до­ бавка к аглошихте доломитизированного известняка применяется сейчас на большинстве металлургических заводов страны.

При нормальном расходе твердого топлива магнетит и вюстит в магнезиальном агломерате образуют твердые растворы с MgO. Напомним, что между FeO и MgO су­ ществует непрерывный ряд твердых растворов (магнезиовюститов). Магнезиальный магнетит известен в приро­ де, он встречается и в структуре технического камня. Г. Г. Гофф, Т. Коотц и Г. Швабе [154] исследовали со­ став кристаллов магнетита в офлюсованном агломерате из шихт с доломитизированным известняком с помощью рентгеновского микрозонда. При увеличении основности агломерата от 0,5 до 2,3 содержание MgO в магнетите менялось от 0,63% до 1,31%. Ферриты кальция в тех же агломератах содержали 0,51—3,96% MgO. При доста­ точно высоком содержании MgO в шихте агломерат мо­

172