的能力,不同的膨润土在吸水性能方面存在很大差别。它与可交换阳离子种类、数量、型式及蒙脱石的结构等有关。
吸水率的测定(各国也不统一)是在专门的测定吸水仪器上进行。测定前必须将仪器中玻璃毛细管调整至水平并注满蒸馏水。试验时,称烘干后的试样0.5克(准确到0.001克),通过加料漏斗加入到玻璃细孔板上(试样应堆成圆锥体),倒入试样的同时,开动秒表,并在不同时间内记录玻璃毛细管内刻度上的读数(ml)测定时间为15秒、30秒、45秒、1分、2分、5分、10分、20分、30分、60分、90分、120分。其吸水率按下式计算。
E(%)=P/V3100
式中:E-吸水率
V-被吸收水的体积(ml) P-试料重量(0.05克)
美国和西德是用一种叫作恩斯林仪进行测定,因此,测定的值又称为恩斯林值。 9、粒度筛分
由于膨润土吸水性强,所以在测定粒度时一定要先将其试样彻底烘干,操作过程要迅速。具体作法是:将已磨细的膨润土矿样在自动恒温干燥箱中以105℃±5℃烘干1小时。在热态下用药物天平(精度为0.02克)快速称样20克,迅速放入经105℃预热的200目筛子上(筛子底盘和盖要同时预热)立刻放入和开动振动筛,使这连续振动20分钟,分别测定筛上物和筛下物重量,即可计算-200目的百分率
-200目含量=筛下物重量 /(筛下物重量+筛上特重量)3100%
五、膨润土的活化
如前所述,作业球团生产的优质粘结剂,最有效的是钠质膨润土,其用量是越少越好,国外一般都控制在混合料的0.6%左右。如果是非钠质膨润土(劣质膨润土)要达到强化球团生产的目的就必须加大使用量,也不宜超过1.0%,因为这样将提高混合料SiO2含量,降低TFe的含量,这样会提高生铁加工费用,显然是不合适的。为此,必须提高膨润土的质量,膨润土的活化就是解决这一问题的有效办法。
所谓活化就是将非钠质膨润土经加入所谓的活化剂,处理后变成钠质膨润土(因此膨润土的活化又称为膨润土的改型)。其原理就是利用膨润土吸附离子的交换性能,即一种交换性阳离子能被另一种变换性阳离子所置换。在球团生产中使用活化剂通常为Na2CO3(苏打)其置换过程如下:
Ca(或Mg)-蒙脱石+2Na+?2Na-蒙脱石+Ca++(或Mg++) Ca++ (或Mg++)+CO3=CaCO3(或MgCO3)↓
由于钙(或镁)的碳酸盐(CaCO3、MgCO3)都是难溶于水的盐,因此上述置换反
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应能进行得比较彻底。
活化剂(苏打)可以固体形状加入与膨润土混磨,也可以与膨润土一起制成悬浮液或泥浆,前者工艺简单,但后者效果更好,但工艺变得复杂。
第二篇 生球制备 第四章 配料
为了获得化学成分稳定、机械强度高,冶金性能符合高炉冶炼要求的球团矿,并使混合料具有良好的成球性能和生球焙烧性能,必须对各种铁精矿粉和添加剂进行精确的配料。
一般球团厂由于使用的原料种类较少,配料工艺较烧结简单。
第一节 配料比的确定
铁矿球团生产中所用原料配料比的确定,主要取决于下列几个方面: 1、根据原料的来源
球团生产一般采用本地矿山生产的原料。在特殊情况下,需要使用部分外地原料(铁精矿粉或添加剂),配料比应控制在较低的范围内。 2、根据原料的供应情况
由于受到矿山的贮量、开采、选矿能力及交通运输的影响,可根据到厂原料的供应量来确定配比。
3、根据原料的物理和化学性能
原料(主要指铁精矿粉)的物理性能,如:粒度、比表面积、亲水性等。对成球过程和生球质量有较大不利影响的,应适应控制配入量,并需要配入部分其他原料来进行改善。
矿粉中如果含有较高的有害杂质(硅、硫、磷、锌、砷等)和碱金属(K2O、Na2O),为了减小和消除对球团的焙烧过程和高温冶金性能及高炉冶炼的影响,配入部分低有害元素和碱金属的矿粉。
4、按要求获得球团矿的质量来确定配料比。
例如:为了改善球团矿的常温强度和高温冶金性能,而配入适量的菱镁石或白云石等。
5、根据试验确定配比
如:添加剂-膨润土的用量,一般可能通过实验室试验(或工业性生产试验)来确定。 6、通过配料计算确定配料比
如有两种铁精矿粉参加配料或生产自熔性球团矿可按所需要获得的成品球团化学成分,通过配料计算确定配比。但此法在球团生产中不常采用。
第二节 配料计算
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目前,进行配料计算的方法很多,它的主要目的是通过配料计算,生产出质量符合要求的球团矿。但要进行精确的配料计算是比较复杂和困难的。在生产现场,配料计算要简单、方便、准确和快。 一、配料计算前必须掌握的情况 1、各种原料的化学成份和物理性能。 2、成品球团矿的质量技术要求和考核标准。 3、原料的贮存、运输和供应情况。 4、配料设备的能力。 二、配料计算的步骤
1、列出所使用原料的化学成分。
2、根据要求确定配料计算中的一些必要条件;如:成品球团矿的含铁量、碱度、氧化度、脱硫率、膨润土配比等。
3、根据配料比,计算球团矿的化学成分和实际配料时的干、湿料给料量。 4、其它计算。 三、配料计算
目前球团最常用的配料计算方法有两种。
1、根据供应本厂的原料和化学成分,事先确定配料比,然后进行配料计算。
当生产酸性(自然碱度)球团矿时,常采用此法,其具体计算方法举例介绍如下: (1)用单一铁精矿粉
① 已知条件:原料化学成分,见表4-1
表4-1 铁精矿粉、钠膨润土化学成分
成份 % 原料 铁精矿粉 钠膨润土 成份 % 原料 铁精矿粉 钠膨润土 TFe 65.57 1.64 CaO 0.264 1.500 Mn 0.093 0.022 MgO 0.570 1.760 S 0.30 0.015 MnO 0.120 0.028 P 0.032 0.029 P2O5 0.073 0.066 Fe2O3 64.719 2.324 FeO 0.019 1.860 Na2O 25.720 - K2O 0.032 1.830 * FeS2 0.563 0.028 烧损 - 7.144 SiO2 7.180 70.960 ∑ 100.00 100.00 Al2O3 0.740 12.500 *铁精矿中的硫以FeS2状态存在
② 配料比:按100kg干料计算 铁精矿粉:98.2kg 占98.2%
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钠膨润土:1.8kg 占1.8%(根据实验确定) ③确定条件
根据实际经验确定:
磁铁精矿焙烧后残留的FeO≦0.65%,其余全部氧化成Fe2O3 铁精矿焙烧时的脱硫率为95%
铁精矿所含FeS2中的铁,焙烧后除部分与残存的硫生成FeS外,其余全部氧化成Fe2O3。 原料中的MnO焙烧后,全部被氧化成Mn3O4。 ④各种原料进入球团矿的部分(以100kg干料为标准) 铁精矿粉:
Q精=100+[(FeO-0.65)316/144-S395%+(FeS2356/120-S35%356/32)324/56+MnO316/213]kg
式中 Q精—100kg干铁精矿粉焙烧后进入球团矿中的量,kg;
FeO、S、FeS2 、MnO—铁精矿中氧化亚铁、硫、硫化铁和氧化锰的含量; 0.65、95%、5%—分别为磁铁精矿焙烧后残留的FeO含量、脱硫率和残存的硫量;
16/144-为FeO氧化成Fe2O3所需的氧量; 56/120-为FeS2中的铁量; 56/32-为FeS 中与硫结合的铁量; 24/56-为Fe氧化成 Fe2O3所需的氧量; 16/213-为MnO氧化成Mn3O4所需的氧量。 则:
Q精=100+[(25.72-0.65)316/144-0.30395%+(0.563356/120-0.3035%356/32)324/56+0.12316/213]
=102.611kg
膨润土:钠膨润土的烧损为7.144%,则100kg膨润土进入球团矿的量;
Q膨=100-7.144=92.856kg
按上述配比,100kg干混合料烧成的球团矿重量:
Q=98.2%3102.611+1.8%392.856=102.435kg
⑤烧成100kg球团矿需要的原料量: 铁精矿粉:98.23100/102.435=95.866kg 钠膨润土:1.83100/102.435=1.757kg 合 计:95.856+1.757=97.623kg
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由上述原料化学成分和配料比所计算的球团矿成分见表
4-2-1
铁精矿粉 原料名称 100kg成品球团矿用量kg 配料比% % TFe kg % Mn kg % S kg % P kg Fe2O3 FeO FeS 0.031 - - - 0.0005 - - - 89.112 0.623 0.039 0.288 0.032 0.0003 0.029 0.032 0.089 0.3 0.0003 0.015 0.014 62.859 0.093 0.029 0.022 0.089 95.866 98.2 65.57 钠膨润土 1.757 1.8 1.64 62.88 计算球团矿成份 97.623 100 4-2-1
原料名称 Mn3O4 Sio2 Al2O3 CaO MgO P2O5 NaO K2O ∑ % Kg % Kg % Kg % Kg % Kg % Kg % Kg —— 铁精矿粉 —— 7.18 6.883 0.74 0.709 0.264 0.253 0.57 0.546 0.073 0.07 0.019 0.017 0.032 0.031 钠膨润土 —— 70.96 1.247 12.5 0.22 1.5 0.26 1.76 0.031 0.066 0.001 1.86 0.033 1.83 0.032 —— 第 15 页 共 89 页
计算球团矿成份 0.125 8.13 0.929 0.279 0.577 0.071 0.051 0.063 99.999