鐵礦石的化學(xué)性質(zhì)主要可以分為氧化性、還原性和軟化性能。其鐵礦石的化學(xué)性質(zhì)具體內(nèi)容如下:
一、鐵礦石的氧化性
利用氧或氯等強(qiáng)氧化劑來分離提取金屬化合物的反應(yīng)過程叫做氧化反應(yīng)。冶金過程常見的氧化反應(yīng)有如下幾種:
1、氧化焙燒(包括燒結(jié))
冶金實(shí)例如,利用空氣或富氧空氣對硫化礦或其精礦粉焙燒去硫,形成金屬氧化物或硫酸鹽。對于黃鐵礦則只能采用氧化磁化焙燒法,在氧化氣氛下,經(jīng)短時間焙燒可將黃鐵礦氧化為磁黃鐵礦,長時間焙燒則被進(jìn)一步氧化為磁鐵礦。
2、氯化焙燒
利用氯化劑在氧化氣氛下對硫化礦焙燒去硫,得到金屬氯化物。
3、氧化吹煉
以純氧氣頂吹、底吹或頂?shù)讖?fù)合吹在轉(zhuǎn)爐內(nèi)將生鐵中硅、錳、碳、磷氧化成氧化物從而降低生鐵中這些元素的含量進(jìn)而煉成鋼。
4、氧化精煉
利用氧化性爐渣或鐵礦石作為氧化劑,在火爐或電爐內(nèi)煉鋼,脫去雜質(zhì)。在反射爐內(nèi)粗銅吹氧,脫去粗銅中的鐵、鋅、鈷、錫、鉛、硅等雜質(zhì)。
二、鐵礦石的還原性
還原性系指鐵的氧化物被還原氣體(CO、H2)還原時所表現(xiàn)出來的各種物理化學(xué)特性。
還原性是評價(jià)鐵礦石冶煉性質(zhì)的一個十分重要的指標(biāo),它在很大程度上決定了生鐵的質(zhì)量和高爐的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。還原性的影響因素很多,主要有礦物的生成環(huán)境和結(jié)晶構(gòu)造、脈石的含量與分布、礦石的物理性能(如粒度、強(qiáng)度、氣孔率等)及礦石的熱性能(如軟化溫度、熱強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性等)。(鐵礦石的分類標(biāo)準(zhǔn)及工業(yè)類型)
鐵礦石的還原性,主要是應(yīng)用在弱磁性貧鐵礦的還原焙燒上。我國生產(chǎn)中常用還原度R來衡量磁化焙燒產(chǎn)品的質(zhì)量。還原度為還原磁化焙燒礦中氧化亞鐵含量與全鐵含量的比值百分?jǐn)?shù)。磁鐵礦的還原度為42.8%。我國鞍鋼燒結(jié)總廠根據(jù)所處理的礦石性質(zhì)和燒結(jié)條件,認(rèn)為R=42%-52%時,燒結(jié)礦的磁性最好,選別指標(biāo)最高。但須指出,還原度指標(biāo)不能真實(shí)反映焙燒礦的質(zhì)量,不過此法簡單易行,有一定的實(shí)用價(jià)值。影響還原焙燒礦質(zhì)量的主要因素為礦石性質(zhì)(礦物組成、構(gòu)造、粒度組成)、焙燒溫度、氣相組成及還原劑類型等。一般認(rèn)為層狀構(gòu)造的礦石較致密塊狀,鮞狀及結(jié)核狀的易還原,脈石以石英為主的鐵礦石易還原,礦塊粒度小的易還原,礦塊粒級范圍不宜過寬,認(rèn)為75-20mm較理想。還原焙燒的溫度下限常為450℃,最高溫度宜低于700-800℃。對氣孔率小,粒度大的難還原礦石或采用固體還原劑時,還原溫度一般為850-900℃。溫度過高易生成弱磁性的硅酸鐵,使?fàn)t料軟化、熔結(jié),影響正常操作。
三、鐵礦石的軟化性能
軟化溫度是指礦石在一定荷重下受熱而開始變形的溫度。從開始軟化到軟化終了的溫度范圍稱為軟化區(qū)間。礦石的軟化性能對高爐料柱的透氣性影響很大。礦石的軟化溫度高,軟化溫度區(qū)間窄,則高爐內(nèi)不會過早地形成初渣,同時其半熔化區(qū)域也小,因而高爐料柱的透氣性也好。
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