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细粒磁铁精矿球团孔隙结构的优化研究 ① 范晓慧， 田志远， 甘 敏， 陈许玲， 周训伟， 汪国靖 （中南大学 资源加工与生物工程学院，湖南 长沙 ４１００８３） 摘 要 针对－１０ μｍ 粒级含量 ３２．６３％、比表面积 ２ ９８０ ｃｍ２／ ｇ 的细粒磁铁精矿，通过有机粘结剂取代部分膨润土优化细粒磁铁精 矿球团的孔隙结构，从而改善了生球及成品球质量。 相比单独添加 １．７５％的膨润土球团，配加 ０．０５％的有机粘结剂使膨润土用量降 低至 ０．８％，由于有机粘结剂使小颗粒团聚成较大的颗粒，使得生球的孔隙率从 １６．６８％提高到 ２３．１５％，球团爆裂温度从 ３７０ ℃提高 到 ５００ ℃；且预热过程球团的氧化率从 ６７．４８％提高到 ７９．０８％，球团均匀氧化避免了球团焙烧时形成双层结构；同时焙烧球孔隙率 从 １２．３３％提高到 １６．８３％，使得球团还原度从 ５６．８％提高到 ６９．７％。 有机粘结剂部分取代膨润土成功解决了细粒磁铁精矿球团孔 隙率低导致的爆裂温度低、氧化速度慢、还原性能差等问题。 关键词 磁铁精矿； 球团； 孔隙结构； 膨润土； 粘结剂； 孔隙率； 爆裂温度 中图分类号 ＴＦ０４６文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１８．０１．０１６ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０１８）０１－００７１－０５ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｒｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｆｉｎｅ-ｇｒａｉｎｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｔｅ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ Ｐｅｌｌｅｔｓ ＦＡＮ Ｘｉａｏ-ｈｕｉ， ＴＩＡＮ Ｚｈｉ-ｙｕａｎ， ＧＡＮ Ｍｉｎ， ＣＨＥＮ Ｘｕ-ｌｉｎｇ， ＺＨＯＵ Ｘｕｎ-ｗｅｉ， ＷＡＮＧ Ｇｕｏ-ｊｉｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＆ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｐｅｌｌｅｔ ｗｉｔｈ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｆｉｎｅ-ｇｒａｉｎｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｗｉｔｈ ｓｉｚｉｎｇ ｏｆ －１０ μｍ ３２．６３％， ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ ｏｆ ２ ９８０ ｃｍ２／ ｇ， ａｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｂｉｎｄｅｒ ｗａｓ ｔａｋｅｎ ｔｏ ｒｅｐｌａｃｅ ｓｏｍｅ ｐａｒｔ ｏｆ ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｆｏｒ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｇｒｅｅｎ ｐｅｌｌｅｔ ａｎｄ ｒｏａｓｔｅｄ ｐｅｌｌｅｔ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｏｎｌｙ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ １．７５％ ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ， ａｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ０．０５％ ｏｆ ｔｈｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｂｉｎｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ ｔｏ ０．８％ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｇｒｅｅｎ ｐｅｌｌｅｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ １６． ６８％ ｔｏ ２３．１５％ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｒｏｍ ３７０ ℃ ｕｐ ｔｏ ５００ ℃， ｂｅｃａｕｓｅ ｆｉｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｗｅｒｅ ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｄ ｉｎｔｏ ｌａｒｇｅｒ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｂｉｎｄｅｒ． Ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｅｌｌｅｔｓ ｗａｓ ａｌｓｏ ｕｐ ｆｒｏｍ ６７．４８％ ｔｏ ７９．０８％ ｄｕｒｉｎｇ ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｎｉｆｏｒｍ ｏｘｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｅｖｅｎｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ-ｌａｙｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｏａｓｔｅｄ ｐｅｌｌｅｔｓ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｕｐ ｆｒｏｍ １２．３３％ ｔｏ １６．８３％， ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ５６．８％ ｔｏ ６９．７％． Ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｌｏｗ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｓｌｏｗ ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｒａｔｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｌｏｗ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｏｆ ｐｅｌｌｅｔｓ ｃａｎ ｂｅ ｓｏｌｖｅｄ ｂｙ ｒｅｐｌａｃｉｎｇ ｐａｒｔ ｏｆ ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ ｗｉｔｈ ｏｒｇａｎｉｃ ｂｉｎｄｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ； ｐｅｌｌｅｔ； ｐｏｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ； ｂｉｎｄｅｒ； ｐｏｒｏｓｉｔｙ； ｃｒａｃｋｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 随着近年来铁矿石的不断开采，高品位铁矿资源 日益减少，越来越多的低品位、嵌布粒度微细的铁矿资 源得到开发利用［１］。 选矿过程中为获得高品位的铁 精矿，需要将铁矿石磨到微细粒级，从而导致铁精矿粒 度变得越来越细。 研究表明，磁铁精矿粒度在一定范 围内变细，有利于改善球团质量［２－３］。 但磁铁矿粒度 过细会导致铁矿颗粒间作用力增强，使得颗粒接触紧 密、球团结构致密，给球团质量带来负面影响，主要体 现在在干燥过程中，由于孔隙率低，生球内部产生的 过剩蒸汽压大，使得爆裂温度降低，严重影响球团生 产［４－８］；在预热焙烧阶段，磁铁精矿球团预热初期易生 成致密的氧化层，Ｆｅ２Ｏ３晶粒连成整体，内部孔隙变 小，导致气体扩散困难， 阻碍球团矿的进一步氧 化［９－１３］；此外，成品球团矿的孔隙率低还会导致球团还 原性降低，对高炉冶炼产生不利影响［３］。 因此，球团 孔隙率和孔隙结构是球团的重要性质，是影响球团干 ①收稿日期 ２０１７－０８－１５ 基金项目 国家自然科学基金钢铁联合研究基金重点项目（Ｕ１６６０２０６）；中南大学“创新驱动计划”（２０１５ＣＸ００５）；湖南省战略金属矿产资源 清洁高效利用协同创新中心资助 作者简介 范晓慧（１９６９－），女，河北昌黎人，教授，主要研究方向为铁矿造块新工艺新技术。 通讯作者 甘 敏（１９８３－），男，江西萍乡人，副教授，主要研究方向为烧结球团新技术与节能环保。 第 ３８ 卷第 １ 期 ２０１８ 年 ０２ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３８ №１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１８ 万方数据 燥、氧化、焙烧和还原等的重要因素。 改善细粒磁铁精 矿球团的孔隙结构，是提高生球爆裂温度、预热氧化速 度及改善球团还原性能的关键。 本文通过有机粘结剂 部分取代膨润土，使得球团具有合适的孔隙孔径结构， 从而提高细粒磁铁精矿球团的质量。 １ 原料性能及研究方法 １．１ 原料物化性质 原料化学成分见表 １。 细粒磁铁精矿铁品位较 高，主要脉石成分是 ＳｉＯ２，Ｓ、Ｐ 含量低。 膨润土为钙基 膨润土，其物理性能如下胶质价为 ３７．２ ｍＬ／ （１５ ｇ）、 膨胀容为 ７．０ ｍＬ／ ｇ、２ ｈ 吸水率为 ２３８．３％、蒙脱石含量 为 ８０．７％。 有机粘结剂为阴离子型聚丙烯酰胺。 表 １ 原料化学成分（质量分数） ／ ％ 原料种类ＴＦｅＦｅＯＳｉＯ２ＣａＯＭｇＯ 细粒磁铁精矿６７．００２６．２４５．８３０．２００．３１ 膨润土３．４２５７．２３１．９７１．９３ 原料种类Ａｌ２Ｏ３Ｋ２ＯＮａＯＳＰ 细粒磁铁精矿０．３２０．０９３０．１２０．００５０．０１４ 膨润土１４．５７１．０９０．１１ 细粒磁铁精矿粒度组成见表 ２。 该铁精矿粒度极 细，－１０ μｍ 含量达到 ３２．６３％，其中 ５０％的颗粒粒径在 １６．６ μｍ 以下，比表面积也很高，达到了 ２ ９８０ ｃｍ２／ ｇ。 表 ２ 细粒磁铁精矿粒度组成及比表面积 粒度组成／ ％ －１ μｍ －５ μｍ －１０ μｍ －４５ μｍ －７４ μｍ －１００ μｍ 比表面积 ／ （ｃｍ２ｇ －１ ） １．４５１７．２２３２．６３９８．３７９９．６２１００２ ９８０ 采用扫描电镜对细粒磁铁精矿颗粒形貌进行了分 析，结果见图 １。 可知细粒磁铁精矿中存在数量较多 的针状和不规则状颗粒，这些颗粒接触面积大，嵌布较 紧密，颗粒之间的摩擦力大，使得制备的生球结构致 密，孔隙率低［１４］。 图 １ 细粒磁铁精矿颗粒形貌 １．２ 试验方法 １） 造球试验在圆盘造球机中进行，其主要技术参 数为造球圆盘直径 １ ０００ ｍｍ，边高 １５０ ｍｍ，转速 ２５ ｒ／ ｍｉｎ，倾角 ４５。 取样测定生球的抗压强度、落下 强度及爆裂温度。 ２） 预热焙烧试验是将装有 １０ 个干球的刚玉瓷舟 置于双节卧式管炉中进行的。 在空气气氛下分别对球 团进行预热、焙烧和冷却试验。 然后在智能球团抗压 机上测定抗压强度。 通过检测预热球的 ＦｅＯ 含量来 衡量预热球的氧化程度［１５］。 ３） 球团还原度测定是将一定粒度范围（１０～１２．５ ｍｍ） 的试样置于可调节气氛的还原杯中，用由 ＣＯ 和 Ｎ２组 成的还原气体、在 ９００ ℃下进行等温还原，每隔一段时 间测定试样质量，计算其还原度［１６］。 ４） 球团经镶样、磨片、抛光后，在光学显微镜下拍 摄其光面的显微结构图片。 微观结构图片通过 ＩｍａｇｅＪ 软件处理，并计算球团的孔洞平均面积和孔隙率。 ２ 结果与分析 ２．１ 有机粘结剂优化细粒磁铁精矿球团质量 ２．１．１ 生球质量 研究了有机粘结剂取代膨润土对生球质量的影 响，结果见表 ３。 单独采用膨润土时，满足生球落下强 度大于 ４．０ 次／ 个所需的膨润土用量为 １．７５％，此时生 球爆裂温度仅为 ３７５ ℃。 随着有机粘结剂取代膨润土 比例提高，生球落下强度均大于 ４．０ 次／ 个，抗压强度 有所降低，但都远大于 １０ Ｎ／ 个的要求；爆裂温度先升 高后降低，但都大于单独使用膨润土时的爆裂温度， 这表明球团的爆裂性能得到了改善。 当有机粘结剂 取代 ５４．３％的膨润土，即 ０．８％膨润土配加 ０．０５％有机 粘结剂时，球团各方面指标优良，此时生球爆裂温度为 ５００ ℃，比单独配加膨润土时提高了 １２５ ℃。 表 ３ 粘结剂种类及用量对生球质量的影响 有机粘结剂 取代膨润土 比例／ ％ 膨润土 用量 ／ ％ 有机粘结剂 用量 ／ ％ 生球 水分 ／ ％ 落下 强度 ／ （次个 －１ ） 抗压 强度 ／ （Ｎ个 －１ ） 爆裂 温度 ／ ℃ ０１．７５０８．１８４．３２０．６３７５ ５４．３０．８０．０５８．３１４．２１８．７５００ ７１．４０．５０．０６８．３４４．１１８．４４６５ １００００．０８８．５５４．５１７．８４４５ ２．１．２ 预热过程球团氧化率 研究了有机粘结剂取代部分膨润土对预热球团氧 化率的影响，结果见图２。 单独配加膨润土时，在预热温 度为 ９５０ ℃时，随着预热时间延长，球团氧化率逐渐提 高；在预热时间为 １０ ｍｉｎ 时，预热温度从 ８９０ ℃提高到 ９５０ ℃，球团氧化率提高，继续提高预热温度球团氧化 率有所降低。 配加 ０．０５％有机粘结剂后，９５０ ℃预热时， ２７矿 冶 工 程第 ３８ 卷 万方数据 球团氧化率随预热时间延长明显提高。 当在 ９５０ ℃下 预热 １０ ｍｉｎ 时，膨润土球团氧化率仅为６７．４８％，配加有 机粘结剂的球团氧化率提高到 ７９．０８％。 预热时间／min ■ ■ ■ ■ 90 80 70 60 50 810911121314 球团氧化率／ ● ● ● ● ■ ● 预热温度／℃ ■ ■ ■ ■ 90 80 70 60 50 880900920940960980 球团氧化率／ ● ● ● ● ■ ● a b 1.75膨润土 0.8膨润土0.05有机粘结剂 1.75膨润土 0.8膨润土0.05有机粘结剂 图 ２ 有机粘结剂取代膨润土对球团氧化率的影响 （ａ） 预热温度 ９５０ ℃； （ｂ） 预热时间 １０ ｍｉｎ ２．１．３ 成品球团矿质量 在预热温度 ９５０ ℃、预热时间 １０ ｍｉｎ、焙烧温度 １ ２５０ ℃、焙烧时间 １０ ｍｉｎ 条件下，单独采用膨润土 时，焙烧球抗压强度为 ２ ６４４ Ｎ／ 个，铁品位为 ６４．５１％； 而采用 ０．８％膨润土配加 ０．０５％有机粘结剂的焙烧球 抗压强度为 ２ ６８５ Ｎ／ 个，铁品位为 ６５．１９％，其抗压强 度相当，铁品位提高了 ０．６８ 个百分点。 ２ 种类型的球团在 ０～１８０ ｍｉｎ 内的还原度见图 ３。 可见球团在配加有机粘结剂后的 ３ ｈ 还原度达到了 ６９．７％，比单独采用膨润土的球团提高了 １２．９ 个百 分点。 还原时间／min 80 60 40 20 0 103060120180 焙烧球还原度／ 1.75膨润土 0.8膨润土0.05有机粘结剂 图 ３ 有机粘结剂取代膨润土对成品球还原度的影响 ２．２ 有机粘结剂对细粒磁铁精矿球团结构的影响 ２．２．１ 生球孔隙结构 将生球在 ６０ ℃下烘干，经镶样、磨片、抛光后用电 子显微镜观察球团截面，分析添加有机粘结剂后生球 孔隙结构的变化，结果见图 ４。 可以看出，膨润土球团 内颗粒与颗粒之间大多以单体形式堆积，粒度小的矿 石颗粒填充在大颗粒之间，铁矿颗粒间形成紧密堆积， 使得球团孔隙率低。 而配加有机粘结剂后，因有机粘 结剂为高分子聚合物，其活性官能团可以吸附多个铁 矿颗粒，通过架桥作用把它们连接在一起，构成大的团 聚体。 因此，在有机粘结剂的作用下，细粒磁铁矿相互 聚集长大为团聚体，在成球过程中，由添加膨润土时的 单体颗粒接触转换为团聚体接触，使得球团孔径增大， 大孔变多，孔隙率得到提高。 图 ４ 有机粘结剂取代膨润土对生球结构的影响 （ａ） １．７５％膨润土； （ｂ） ０．８％膨润土配加 ０．０５％有机粘结剂 Ｍ 磁铁矿； Ｐ 孔洞； Ａ 团聚颗粒 采用 ＩｍａｇｅＪ 软件计算生球的孔洞平均面积和孔 隙率，结果见表 ４。 配加有机粘结剂后球团内部孔洞 平均面积从 １．２７ μｍ２提高到 １．７２ μｍ２，孔隙率也由 １６．６８％提高到 ２３．１５％。 孔隙率的提高降低了水分蒸 发时干燥前锋的内压力，使得生球爆裂温度大幅提高。 表 ４ 有机粘结剂取代膨润土对生球孔隙率的影响 粘结剂种类和用量孔洞平均面积／ μｍ２孔隙率／ ％ １．７５％膨润土１．２７１６．６８ ０．８％膨润土＋０．０５％有机粘结剂１．７２２３．１５ ２．２．２ 焙烧球孔隙结构 膨润土球团焙烧时会形成双层结构，其球壳结构 见图 ５。 这是由于预热时球团外层形成致密的氧化 层，氧气难以扩散到球团内部，内部磁铁矿无法充分氧 化，在焙烧时内部磁铁矿再结晶，使内外层收缩不均匀 导致形成同心裂纹［１７］。 这种孔隙结构会影响焙烧球 强度和还原性，球团冶炼时还原气体难以扩散到球团 内部，导致球团还原性差。 研究了有机粘结剂对焙烧球孔隙结构的影响，结 果见表 ５，球团截面孔洞形貌见图 ６ 和图 ７。 膨润土球 ３７第 １ 期范晓慧等 细粒磁铁精矿球团孔隙结构的优化研究 万方数据 图 ５ 膨润土焙烧球团的球壳结构 （ａ） 外层； （ｂ） 内核 团孔洞平均面积为 ３．０２ μｍ２，孔隙率为 １２．３３％，球团 外层致密，内核疏松多孔，并且形成圆环状孔隙结构， 内层和外层的孔隙率相差很大，分别为 ９．３６％和 ２１．２５％。 配加有机粘结剂后球团孔洞平均面积为 ３．７６ μｍ２，孔隙 率为 １６．８３％，孔洞平均面积和孔隙率都比膨润土球团 大，且焙烧球内外层孔隙结构均匀，无明显分层现象。 由于添加有机粘结剂的球团整体孔洞较多，孔面积大， 有利于还原气体扩散，因此球团还原性能得到改善。 表 ５ 有机粘结剂对球团截面孔隙结构的影响 粘结剂种类 和用量 截面 位置 孔洞平均面积 ／ μｍ２ 孔隙率 ／ ％ 外层２．５５９．３６ １．７５％膨润土内核４．８３２１．２５ 整体３．０２１２．３３ 外层３．６９１６．７３ ０．８％膨润土＋０．０５％有机粘结剂内核３．３４１７．１４ 整体３．７６１６．８３ 图 ６ 膨润土球团截面形貌 （ａ） 整体； （ｂ） 外层； （ｃ） 内核 图 ７ 有机粘结剂部分取代膨润土球团截面形貌 （ａ） 整体； （ｂ） 外层； （ｃ） 内核 ２．２．３ 球团孔隙结构的演变规律 针对细粒磁铁精矿，２ 种类型粘结剂制备的球团 结构演变如图 ８ 所示。 图 ８ 球团结构演变示意 （ａ） １．７５％膨润土球团生球； （ｂ） １．７５％膨润土焙烧球；（ｃ） 有机粘结 剂部分取代膨润土球团生球； （ｄ） 有机粘结剂部分取代膨润土焙烧球 １） 膨润土球团生球结构致密，内部孔隙孔径小， 孔隙率低；配加有机粘结剂后生球孔径变大，孔隙率 提高。 ２） 生球经过预热焙烧后，球团孔隙率降低；膨润 ４７矿 冶 工 程第 ３８ 卷 万方数据 土球团焙烧后形成不均匀的双层结构，外层充分氧化 形成致密的氧化层，内核处氧化不完全并且孔隙孔径 大，致使在球团外层与内核间形成同心裂纹。 ３） 配加有机粘结剂后，焙烧球整体氧化更为充 分，并且孔隙结构均匀，孔隙率高，无明显分层现象。 ２．３ 有机粘结剂取代膨润土球团经济效益评价 铁精矿成本为 ６００ 元／ ｔ，膨润土成本为 ３００ 元／ ｔ， 有机粘结剂成本为 ６ ０００ 元／ ｔ。 当采用１．７５％膨润土生 产球团时，生产 １ ｔ 球团矿的原料成本为 ５９４．８ 元／ ｔ；当 采用 ０．８％膨润土和 ０．０５％有机粘结剂生产球团时，生 产 １ ｔ 球团矿的原料成本为 ６００．６ 元／ ｔ。 球团矿品位每提高 １％，球团矿增值 ３％［１８］，球团 价格为 ８００ 元／ ｔ。 有机粘结剂取代膨润土后球团铁品 位提高 ０．６８％，每吨球团矿可增加效益 １６．３ 元。 因此当添加 ０．０５％有机粘结剂将膨润土降低至 ０．８％时，相比采用 １．７５％膨润土时，生产 １ ｔ 球团矿可 提高效益 １０．５ 元。 ３ 结 论 １） 细粒磁铁精矿由于粒度细、颗粒多为针状和不 规则状，使得球团结构致密。 生球干燥阶段水蒸汽难 以扩散，爆裂温度只有 ３７５ ℃。 球团在预热阶段形成 致密氧化外层，氧气向球团内部扩散速度慢，球团难以 充分氧化，使得球团在高温焙烧时形成外层致密、内核 疏松的双层结构。 ２） 使用有机粘结剂部分取代膨润土作为细粒磁 铁精矿球团粘结剂后，生球孔隙率从 １６．６８％提高到 ２３．１５％，生球爆裂温度大幅提高到 ５００ ℃；焙烧球孔 隙率从 １２．３３％提高到 １６．８３％，且球团孔隙结构均匀， 球团结构的改善也使成品球还原度由 ５６．８％提高到 ６９．７％。 参考文献 ［１］ Ｍｏｒａｅｓ Ｓ Ｌ Ｄ， Ｌｉｍａ Ｊ Ｒ Ｂ Ｄ， Ｎｅｔｏ Ｊ Ｂ Ｆ． Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｉｒｏｎ ｏｒｅ ｕｌｔｒａｆｉｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｐｅｌｌｅｔｉｚｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓＡ ｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２０１３，２（４）３８６－３９１． ［２］ 范晓慧，袁晓丽，姜 涛，等． 铁精矿粒度对球团强度的影响［Ｊ］． 中国有色金属学报， ２００６，１６（１１）１９６５－１９７０． ［３］ 姜 涛． 铁矿造块学［Ｍ］． 长沙中南大学出版社， ２０１６． ［４］ Ｆｏｒｓｍｏ Ｂ， Ｓｅｉｊａ． Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｐｅｌｌｅｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｎ ｐｅｌｌｅｔｉｚｉｎｇ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｉｒｏｎ ｏｒｅ［Ｄ］． ＳｗｅｄｅｎＬｕｌｅ ｔｅｋｎｉｓｋａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｅｔ， ２００７． ［５］ 陈慧艳，王介超，高景栋，等． 转炉污泥对球团爆裂温度的影响［Ｊ］． 矿产综合利用， ２０１１（３）４４－４６． ［６］ Ｔｓｕｋｅｒｍａｎ Ｔ， Ｄｕｃｈｅｓｎｅ Ｃ， Ｈｏｄｏｕｉｎ Ｄ． Ｏｎ ｔｈｅ ｄｒｙｉｎｇ ｒａｔｅｓ ｏｆ ｉｎｄｉ- ｖｉｄｕａｌ ｉｒｏｎ ｏｘｉｄｅ ｐｅｌｌｅｔｓ［Ｊ］． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ- ｉｎｇ， ２００７，８３（３－４）９９－１１５． ［７］ 薛正良． 生球爆裂机理及适宜粘结剂的研究［Ｊ］． 武汉科技大学 学报， １９９２（３）２４９－２５５． ［８］ Ｍａｓｋａｒ Ａ， Ｓｍｉｔｈ Ｄ Ｍ． Ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｄｒｙｉｎｇ ｏｆ ｆｉｎｅｓｉｌｉｃａ- ｐｏｗｄｅｒｓ．ｐａｒｔ ｉｉ ｔｈｅ ｒｏｌｅ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａ- ｍｅｒｉｃａｎ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ， １９９７，８０（７）１７１５－１７２２． ［９］ 范建军，张文平，刘慈光，等． 磁铁矿粉粒度对球团矿预热焙烧性 能的影响［Ｊ］． 钢铁， ２０１４，４９（１１）２０－２４． ［１０］ 赵国栋． 超细粒度磁铁矿粉球团焙烧参数研究［Ｊ］． 山西冶金， ２０１３，３６（５）１１－１２． ［１１］ 范建军，张文平，刘慈光，等． 预热焙烧参数对超细粒度磁铁矿粉 球团性能的影响［Ｊ］． 钢铁， ２０１３，４８（１２）２０－２４． ［１２］ Ｆｏｒｓｍｏ Ｓ Ｐ Ｅ， Ｆｏｒｓｍｏ Ｓ Ｅ， Ｓａｍｓｋｏｇ Ｐ Ｏ， ｅｔ ａｌ． Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｉｎ ｏｘｉ- ｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｉｒｏｎ ｏｒｅ ｇｒｅｅｎ ｐｅｌｌｅｔｓ［Ｊ］． Ｐｏｗｄｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００８，１８３（２）２４７－２５９． ［１３］ ＧＡＯ Ｑｉａｎｇ-ｊｉａｎ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｃａｌｃｉｎｅｄ Ｍａｇｎｅｓｉｔｅ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐ- ｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎ Ｏｘｉｄｉｚｅｄ Ｐｅｌｌｅｔ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ （Ｅｎｇｌｉｓｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ）， ２０１４，２１（４）４０８－４１２． ［１４］ 周文涛． 复杂磁铁精矿球团制备的基础研究［Ｄ］． 长沙中南大 学资源加工与生物工程学院， ２０１３． ［１５］ 吕 庆，亢立明，孙丽芬，等． 冀东磁铁矿球团的氧化机理［Ｊ］． 钢铁研究学报， ２００７，１９（８）７－１０． ［１６］ Ｓａｍａｎｔａ Ｓ， Ｍｕｋｈｅｒｊｅｅ Ｓ， Ｄｅｙ Ｒ． Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｕｒ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｆｅｒｏｕｓ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｏｒｅ ｏｆ ｅａｓｔｅｒｎ Ｉｎｄｉａ ［ Ｊ］． Ｔｒａｎｓ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔ Ｓｏｃ Ｃｈｉｎａ， ２０１４，２４（９）２９７６－２９８５． ［１７］ 黄艳芳． 复合粘结剂铁矿球团氧化焙烧与还原行为研究［Ｄ］． 长 沙中南大学资源加工与生物工程学院， ２０１２． ［１８］ 王腊琴，裴号乾． 浅谈球团矿品位影响因素［Ｊ］． 现代矿业， ２０１０ （７）１１４－１１５． 引用本文 范晓慧，田志远，甘 敏，等． 细粒磁铁精矿球团孔隙结构的 优化研究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１８，３８（１）７１－７５． ５７第 １ 期范晓慧等 细粒磁铁精矿球团孔隙结构的优化研究 万方数据