白云鄂博礦燒結(jié)鉀長石體系固相反應(yīng)特性研究.pdf

1、白云鄂博礦鐵礦同時含有F、K、Na等有害元素，屬世界獨有的特殊礦石，其中SiO2和Al2O3脈石主要以含K、Na的復(fù)合硅酸鹽和硅鋁酸鹽形態(tài)存在。故探明白云鄂博特殊礦燒結(jié)復(fù)合鐵酸鈣的復(fù)雜生成機(jī)理，對于優(yōu)化特殊礦燒結(jié)環(huán)境以促進(jìn)復(fù)合鐵酸鈣的生成、改善復(fù)合鐵酸鈣的性能、從根本上解決包鋼高堿度燒結(jié)礦的強(qiáng)度和冶金性能有很大意義，同時也可為包鋼燒結(jié)技術(shù)進(jìn)步提供重要的理論依據(jù)。
　　本文以白云鄂博礦為研究對象，采用差熱分析（DTA）和X射線衍射（

2、XRD）相結(jié)合的方法，對白云鄂博礦燒結(jié)復(fù)合鐵酸鈣生成機(jī)理進(jìn)行了研究。研究了白云鄂博特殊礦脈石中含K的復(fù)合硅鋁酸鹽-鉀板巖（包括純鉀長石）的熱物理化學(xué)性質(zhì)，同時也研究了純化學(xué)試劑合成鉀長石的方法，最后結(jié)合前兩個方面的實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，對含鉀長石的KAlSi3O8-CaO，KAlSi3O8-CaO-Fe2O3，KAlSi3O8-CaO-CaF2與KAlSi3O8-CaO-Fe2O3-CaF2等四個不同體系固相反應(yīng)的開始溫度和最初形成產(chǎn)物進(jìn)行了

3、綜合研究。研究結(jié)果表明：天然鉀板巖中除了含有主體礦物鉀長石（KAlSi3O8）外，還含有一定量的鉀霞石（KAlSiO4）等雜質(zhì)，且鉀板巖在986℃下焙燒后，其中的鉀霞石與鉀長石發(fā)生固相反應(yīng)生成白榴石并放出熱量。同時，合成鉀長石KAlSi3O8的最佳反應(yīng)體系是K2CO3-Al2O3-SiO2體系，最佳合成溫度是1000℃左右。從室溫升至1350℃燒結(jié)過程中，KAlSi3O8-CaO-Fe2O3體系在1173℃時生成了硅酸二鈣2CaO·Si

4、O2和鋁黃長石2CaO·Al2O3·SiO2，以結(jié)合態(tài)形式存在于鉀長石中的SiO2、Al2O3易與CaO反應(yīng)生成含鈣的硅酸鹽和硅鋁酸鹽，而抑制了復(fù)合鐵酸鈣的形成；KAlSi3O8-CaO-CaF2與KAlSi3O8-CaO-Fe2O3-CaF2體系中的CaF2奪取CaO和鉀長石中的SiO2在1078℃反應(yīng)形成槍晶石（Ca4Si2O7F2），對復(fù)合鐵酸鈣的生成具有較強(qiáng)的抑制作用。采用高堿度燒結(jié)，除去生成槍晶石消耗的CaO外，富余的CaO在