【知识分享】什么是酸性球团矿？

一、简介

酸性球团矿(acid pellet)是指配料中不加或少加熔剂，碱度(CaO)/SiO2在0.4以下的球团矿。它以细铁精矿为原料，通常配加0.5%～0.8%的膨润土经造球、焙烧而制成。其脉石成分主要为酸性的SiO2及少量的Al2O3，单独用作高炉原料时需要配加碱性熔剂。

二、主要成分

酸性球团矿一般含铁在65%左右，含SiO24%～6%，含硫较低，其他杂质的含量因原料的不同而异，总量不超过3%～4%。它的强度高，单个球的抗压强度常在2000N以上，转鼓指数可以达到93%(ISO标准+6.3mm，粒度9～12.5mm)。全气孔率在20%～25%之间，其中开口气孔占70%～80%以上。真密度常在4.8～5.0g/cm3，随品位的升降而升降，视密度为3.7～3.9g/cm3，与气孔率密切相关。结晶发育完善的酸性球团矿呈钢灰色、条痕为赭红色。

三、主要铁矿物

酸性球团矿的主要铁矿物为赤铁矿，在高温焙烧过程中经再结晶、晶粒长大形成赤铁矿连晶，使球团矿具有很高的强度。当脉石矿物为石英时，只要磁铁矿(Fe3O4)氧化充分，形成赤铁矿(Fe2O3)，石英不与赤铁矿反应，仍以独立的形态存在于球团矿中，故不影响球团矿的强度。如果磁铁矿氧化不够充分时，它会在高温焙烧带与石英(SiO2)反应，形成硅酸铁(2FeO·SiO2)液相，覆盖于磁铁矿颗粒表面，阻碍氧的扩散，影响磁铁矿继续氧化，因而在球团矿内部形成未被氧化的磁铁矿核心，加之在焙烧后的冷却过程中，液相凝固、体积收缩，使球团矿内部产生同心环状裂纹，从而使球团矿的还原性和强度都受影响。

如果铁矿粉中的脉石是硅酸盐，其中高熔点的硅酸盐在焙烧球团矿的温度下不熔化，仍以独立的矿物存在；低熔点的硅酸盐矿物，如长石(K[AlSi3O8])，在高温下熔化，分布于赤铁矿颗粒之间，液相状态有助于赤铁矿结晶的发育，冷凝后则充当黏结相存在于赤铁矿颗粒之间，有助于提高球团矿的强度，而不利于它的还原性。酸性球团矿的矿物组成比较简单，以赤铁矿为主，有时有未被氧化的少量磁铁矿在球团矿的核心。脉石矿物有石英及各种硅酸盐形成的渣相。

四、特点

酸性球团矿是工业上最早出现的球团矿。它的制造工艺简单，焙烧温度区间较宽，含铁品位较高，强度好，可以长期贮存和长距离运输。此外，酸性球团矿的低温、中温还原性好，还原膨胀率低，因此在世界范围内，特别在北美洲，球团矿产量中占优势。但是20世纪80年代以来发现酸性球团矿的高温冶金性能不好。高温还原性差，软化温度低，软化温度区间较宽。特别是当酸性球团矿中的赤铁矿(Fe2O3)还原到浮氏体Qn酸(FeO)阶段，在高温下与脉石中的SiO2迅速反应，形成液态渣相，阻碍还原气体CO和H2的扩散，使球团矿外层形成一金属铁壳，内部为液态渣相包围的浮氏体，还原难以继续。为了改善其高温冶金性能，又开发出了橄榄石球团矿和白云石球团矿 。