鐵精礦是指天然礦石經過破碎、磨碎、選礦等加工處理成的精礦粉。精礦粉按照選礦方法的不同分為多種精礦粉，如磁選、浮選、重選等精礦粉。良好的鐵精礦成球性能是生產優質球團礦的基礎和前提。隨著中國鐵礦資源的消耗日趨增大，大量貧礦和複雜礦的使用，使鐵精礦的成球性能呈現出不同程度的下降，對整個球團工業造成了重大影響。圍繞如何有效利用資源，改善鐵精礦成球性能，國內已經開展了一些研究。
基本介紹
- 中文名：鐵精礦
- 外文名：Iron ore concentrate
- 進口：巴西、澳大利亞、印度
- 主要包括：硫、磷、二氧化矽
- 學科：也要交工程
- 領域：冶煉
基本介紹,主要品質指數,鐵元素含量,有害成分含量,粒度,含水率,提高品位措施,性能研究,改善研究,最佳化原料結構,原料預處理,改善粒度組成,種類和用量,總結,
基本介紹
球團礦作為高爐爐料結構的主要組成部分，其性能的優劣直接影響高爐冶煉以至整個鋼鐵生產。良好的鐵精礦成球性能是生產優質球團礦的基礎和前提。隨著中國鐵礦資源的消耗日趨增大，大量貧礦和複雜礦的使用，使鐵精礦的成球性能呈現出不同程度的下降，對整個球團工業造成了重大影響。圍繞如何有效利用資源，改善鐵精礦成球性能，國內已經開展了一些研究。其中，黃柱成和肖炸和等人分別研究了混合料預處理和配礦對鐵精礦成球性能的改善作用，但由於鐵精礦成球性能受自身性質和粘結劑的影響很大，國內尚缺乏全面而系統的研究。
主要品質指數
鐵元素含量
這是所有品質指數中最重要的，60%以上含量的一般被認為是高品位的，我國就嚴重缺乏這種高品位鐵礦石，幾乎依賴從巴西、澳大利亞、印度進口。
有害成分含量
有害成分主要包括硫、磷、二氧化矽、三氧化二鋁等等，這個含量越低意味著礦石越好，越容易冶煉。
粒度
該指數僅局限於未燒結的鐵礦砂，是指礦砂顆粒的品均直徑。一般經過粉碎在5-10毫米最佳，過大過小都不好，既不方便運輸也不利於生產。
含水率
提高品位措施
1、選擇節能、高產的破碎設備
2、選擇節能、高產的磨礦設備
3、提高精礦粉磨後的分級性能，減少過磨現象，提高精礦粉品位
性能研究
為了更好地了解10 種精礦的成球性能，試驗以1號膨潤土為粘結劑，研究各單一鐵精礦對膨潤土用量、造球水分、造球時間的要求。各鐵精礦的成球性能差異明顯。①礦、⑥礦、⑦礦和⑧礦4 種鐵精礦要達到較好的造球效果，需將膨潤土用量提高到2 .0 %以上。這主要是因為:①礦雖粒度較細，但由於顆粒形貌比較均一，微細粒級含量較少，成球性能差(成球性指數K 值為0 .08);⑥礦、⑦礦和⑧礦的粒度較粗，也導致三者的成球性能較差。③礦和④礦成球性能相對較好，但膨潤土用量仍然偏高(分別為1.90 %和1 .75 %)。其中，③礦粒度細微，粒級中<0.074 mm 含量達92 .1 %，在粒度組成上滿足生產要求(適宜鐵精礦<0 .074 mm 粒級含量一般為80%～85%左右)，但由於其屬浮選尾礦，表面上殘留的浮選藥劑導致其親水性能差(試驗測得其最大分子水僅為1 .29 %，靜態成球性指數K 值為0 .09)，成球性相應也較差。④礦由於粒度偏粗，其成球性能同樣不好。
總體而言，10 種鐵精礦中只有②礦、⑤礦、⑨礦和⑩礦(⑩礦大顆粒較多，但其顆粒形貌及粒度組成相對較好。
改善研究
鐵精礦本身的性質(如粒度及粒度組成、顆粒形貌、孔隙度、親水性)和粘結劑是影響鐵精礦成球性能的兩大因素。針對10 種鐵精礦，為改善鐵精礦成球性能，試驗從最佳化原料結構、原料預處理、改善粒度組成和合理選擇膨潤土種類及用量四個方面展開了研究。
最佳化原料結構
單一鐵精礦親水性能較差(如③礦，其最大分子水僅為1 .29 %)、粒度組成不一或粒度過粗(如⑥礦、⑦礦)、顆粒形貌單一(如①礦)，都將對鐵精礦的成球性能產生不利影響。最佳化原料結構實質上就是以不同礦種的相互搭配，以達到改善鐵精礦上述性質的作用。為此，在考慮原料結構的組成上，除保留方案1 中的①礦以作對比外，試驗剔除了成球性能較差的幾種鐵精礦(如①礦、⑥礦、⑦礦、⑧礦等)，並以1 號膨潤土為粘結劑，研究了4 種原料結構對生球質量的影響。
通過最佳化原料結構，膨潤土用量可由1 方案所需的2 .5 %大幅下降到1 .0 %，爆裂溫度提高約200 ℃。這表明，通過不同礦種之間的最佳化配置和合理搭配，能大幅度降低膨潤土用量，穩定生球質量，改善鐵精礦的成球性能。
原料預處理
鐵精礦顆粒的形狀，決定了顆粒表面積和在生球內原料顆粒間接觸面積的大小及相互嵌入的緊密程度，對鐵精料的成球性能的影響很大。通過強化預處理工藝來改善鐵精礦顆粒形貌對鐵精料的成球性能影響非常明顯。試驗研究了高壓輥磨和潤磨這兩種預處理方式對鐵精礦成球性能的影響。經高壓輥磨和潤磨後的鐵精礦成球性能獲得明顯改善，這主要得益於預處理(如採用高壓輥磨)可一定程度地改變顆粒的表面形態，增加物料顆粒間的接觸面及粒子表面結合力，使隔離分散的顆粒更加緊密的粘結，提高充填密度，最終達到提高原料成球性的良好效果。
改善粒度組成
鐵精礦粒度和粒度組成是影響鐵精礦成球性能的重要因素之一。適宜的粒度組成可以提高原料中的毛細作用力，使生球的強度變好，直接影響原料的成球性。一般情況下可以利用磨礦操作來改善和調整鐵精礦的粒度組成，形成良好的顆粒搭配，提高原料的成球性能。由於適宜鐵精礦<0 .074 mm粒級含量一般要求為80 %～ 85 %左右，而⑩礦的粒度過粗，粒級中<0 .074 mm 含量僅為46 .4 %，試驗以⑩礦為例，研究了配加磨礦後不同<0 .074 mm粒級含量的該礦對配礦方案4 生球質量的影響。:隨著配入的鐵精⑩礦中的<0 .074 mm 粒級含量提高，生球質量明顯改善。當⑩礦中<0 .074 mm 粒級含量由46 .4 %提高到81 .9 %後，該礦的<0 .045 mm 粒級含量相應地由30 .9 %提高到44 .3 %，生球落下強度從3 .4 次/0 .5 m 提高到5 .8 次/0 .5 m ，抗壓強度也有所提高。這充分說明，為獲得合適的鐵精礦粒度，調整粒度組成，適當增加細粒級含量有助於改善鐵精礦的成球性能。
種類和用量
由於膨潤土對不同鐵精礦的適應性差異較大，同時由於膨潤土經過焙燒之後殘餘部分主要成分是SiO2 、Al2O3 ，將降低球團礦的有效成分的含量(鐵品位)，這就要求球團生產中合理選擇膨潤土種類並儘量降低其用量。為充分和準確地研究膨潤土與鐵精礦之間的關係，試驗研究了膨潤土的種類和用量對方案2 生球質量的影響，以反映膨潤土的選擇對鐵精礦成球性能的影響情況。
對於同一配礦方案，隨著膨潤土用量的上升，粘結作用增強，生球落下強度提高，生球爆裂溫度逐漸下降。從生球落下強度考慮，1號、2 號和3 號三種膨潤土的適宜用量分別為1.5 %、1 .0 %和1 .0 %。就抗壓強度而言，3 種膨潤土差異不大。但從生球爆裂溫度方面來看，由於配加3 號膨潤土的生球爆裂溫度較低，這顯然是不適宜的。導致使用3 號膨潤土生球爆裂溫度較低的原因主要在於其吸水率大，吸水能力強，雖造球後生球因塑性增強，生球落下強度提高，但對生球的爆裂溫度會產生不利影響。因此，合理選擇膨潤土的種類和用量，就顯得尤為重要。研究表明，在儘可能降低膨潤土用量和保證球團性能的前提下，通過對生球性能指標的綜合考慮，選擇在鐵精礦中配加用量為1.0 %的2 號膨潤土能最有效地改善鐵精礦的成球性能。
總結
(1)單一鐵精礦成球性能試驗結果表明，10 種單一鐵精礦的成球性能差異明顯。鐵精礦本身的性質(如粒度及粒度組成、顆粒形貌、孔隙度、親水性)和粘結劑是影響鐵精礦成球性能的兩大因素。
(2)通過對影響鐵精礦成球性能主要因素的分析，研究了改善鐵精礦成球性能的措施。試驗結果表明，通過最佳化原料結構，進行配礦處理、改善鐵精礦粒度組成、對鐵精礦採用高壓輥磨和潤磨預處理、合理選擇膨潤土的種類和用量等措施能大幅度提高生球質量，改善鐵精礦的成球性能。
