基于纯试剂模拟的烧结体的制备及高温铺展范围测定方法技术

本发明专利技术涉及一种基于纯试剂模拟的烧结体的制备及高温铺展范围测定方法，属于铁矿粉烧结技术领域。将赤铁矿柱体、铁酸一钙柱体从上到下依次置于柱形的纯试剂混合物基底的表面正中心上后进行烧结，铁酸一钙柱体高温熔化后形成的熔体，通过化学反应将位于其上层的赤铁矿柱体和位于其下层的纯试剂混合物的柱体基底，黏结起来成为基于纯试剂模拟的烧结体。待烧结体冷却后，采集烧结体的俯视图片，获得烧结体的高温铺展面积，高温铺展面积占纯试剂混合物的柱体底面积的百分比，即为烧结体的高温铺展范围。本发明专利技术解决了现有烧结体结构偏离实际烧结生产、由于基底成分复杂而无法考察脉石含量影响的技术问题，从而为铁矿粉烧结的矿种优选提供依据。

【技术实现步骤摘要】
基于纯试剂模拟的烧结体的制备及高温铺展范围测定方法
本专利技术属于铁矿粉烧结
，涉及一种基于纯试剂模拟的烧结体的制备及高温铺展范围测定方法。
技术介绍
高温熔体固结是铁矿粉烧结的主要固结方式。铁矿粉、熔剂、固体燃料等颗粒，在水分作用下制粒形成具有一定冷强度的准颗粒。典型准颗粒的核心为粒度较大的核矿石颗粒，黏附粉层为粒度较小的铁矿粉和熔剂颗粒。随着烧结料层内温度快速上升，黏附粉层中发生固相反应。产生的低熔点矿物在更高的温度下熔化，形成具有一定铺展能力的高温熔体。高温熔体与邻近的核矿石黏结形成烧结体。料层内烧结体进一步固结，成为烧结矿。现有的烧结体结构，主要体现为以下两种：其一是，铁矿粉圆柱体位于CaO纯试剂柱体上表面，以同化温度表征铁矿粉与熔剂反应生成熔体的能力；其二是，高温熔体与特定的脉石矿物、铁矿粉或返矿等基底分别构成烧结体，以渗透深度和渗透体积指数表征高温熔体向基底内部的渗透行为。然而，上述研究中涉及的烧结体结构，仅仅考虑高温熔体垂直下方基底对烧结体高温铺展范围的影响，忽略了高温熔体上方存在核矿石的影响。此外，上述烧结体的基底若不是简单的脉石矿物，就是成分复杂的铁矿粉，无法科学地考察基底脉石成分对烧结体高温铺展范围的影响。因此，构建一种贴近真实结构的烧结体，并基于纯试剂模拟考察基底脉石含量对烧结体高温铺展范围的影响，对于理解烧结矿的结构和优化配矿技术具有重要的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于纯试剂模拟的烧结体的制备及高温铺展范围测定方法，主要解决现有烧结体结构偏离实际烧结生产、由于基底成分复杂而无法考察脉石含量影响的技术问题，从而为铁矿粉烧结的矿种优选提供依据。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于纯试剂模拟的烧结体的制备方法，包括以下步骤：将赤铁矿柱体、铁酸一钙柱体依次端面放置于柱形的纯试剂混合物基底的端面上，组成组合体，铁酸一钙柱体放置于赤铁矿柱体与纯试剂混合物基底之间；对组合体进行烧结，铁酸一钙柱体高温熔化后形成的熔体将位于上层的赤铁矿柱体及位于下层的纯试剂混合物基底黏结起来成为基于纯试剂模拟的烧结体。可选地，赤铁矿柱体、铁酸一钙柱体、纯试剂混合物基底均为圆柱体，赤铁矿柱体、铁酸一钙柱体及纯试剂混合物基底共轴放置。可选地，赤铁矿柱体的直径为8～10mm，高度为6～8mm；铁酸一钙柱体的直径为8～10mm，高度为6～8mm；纯试剂混合物基底的直径为20～30mm，高度为10～15mm。可选地，赤铁矿柱体由直径不大于0.074mm的赤铁矿粉体压制成形而成。可选地，铁酸一钙柱体的制备包括如下步骤：将CaO试剂与Fe2O3试剂按26：74的质量比混合均匀，制成直径20～30mm、高度10～20mm的圆柱体后煅烧，煅烧后的圆柱体制成粒径小于0.074mm粉体，而后重新压制成形。可选地，铁酸一钙柱体的煅烧制度为：在全程空气条件下，室温→900℃→900℃→1200℃→1200℃，对应时间段分别为100min、50min、30min、500min，1200℃保温结束后加热炉断电，铁酸一钙柱体随炉冷却。可选地，纯试剂混合物基底的制备包括如下步骤：将Fe2O3试剂、SiO2试剂、CaO试剂、Al2O3试剂、MgO试剂按混匀方案的质量比混合均匀后压制成形。可选地，混匀方案中Fe2O3试剂的质量比例介于89％～98％，SiO2试剂的质量比例介于0～8％，CaO试剂的质量比例介于0～1％，Al2O3试剂的质量比例介于0～4％，MgO试剂的质量比例介于0～1％。可选地，烧结的温度制度为：全程空气条件下，室温→600℃→1000℃→1150℃→1280℃→1280℃→1150℃→1000℃，对应时间段分别为4min、1min、1.5min、1min、4min、1.5min、2min，1000℃后随炉空冷至室温。一种基于纯试剂模拟的烧结体的高温铺展范围测定方法，待使用如上任一项所述方法所制备的基于纯试剂模拟的烧结体冷却后，采集基于纯试剂模拟的烧结体俯视图片，利用图像分析软件界定高温熔体铺展边缘，获得基于纯试剂模拟的烧结体高温铺展面积，高温铺展面积占纯试剂混合物基底的端面面积的百分比，即为基于纯试剂模拟的烧结体高温铺展范围。本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术方法采用的基于纯试剂模拟的烧结体由铁酸一钙柱体和上、下两层柱体烧结而成，充分考虑了周围核矿石对高温熔体的影响，完善了已有的烧结体结构；2)本专利技术方法将各种纯试剂混合体作为基底，可以模拟在高温熔体与周围核矿石接触的条件下，考察基底中SiO2、Al2O3等脉石含量对烧结体高温铺展范围的影响。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：图1为本专利技术中铁酸一钙的XRD图谱。图2为基于纯试剂模拟的烧结体结构及其高温铺展的示意图。图3为基于纯试剂模拟的烧结体高温铺展俯视实物图。图4为基底中SiO2纯试剂比例对烧结体高温铺展范围的影响规律；图5为基底中Al2O3纯试剂比例对烧结体高温铺展范围的影响规律。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。表1为本专利技术实施例赤铁矿的主要化学成分(按重量百分比计)。将赤铁矿制备成粒径小于0.074mm的粉体，然后将0.5g粉体通过压样机压制成Φ8mm*6mm的圆柱体。表1本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于纯试剂模拟的烧结体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将赤铁矿柱体、铁酸一钙柱体依次端面放置于柱形的纯试剂混合物基底的端面上，组成组合体，铁酸一钙柱体放置于赤铁矿柱体与纯试剂混合物基底之间；/n对组合体进行烧结，铁酸一钙柱体高温熔化后形成的熔体将赤铁矿柱体及纯试剂混合物基底黏结起来成为基于纯试剂模拟的烧结体。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于纯试剂模拟的烧结体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将赤铁矿柱体、铁酸一钙柱体依次端面放置于柱形的纯试剂混合物基底的端面上，组成组合体，铁酸一钙柱体放置于赤铁矿柱体与纯试剂混合物基底之间；
对组合体进行烧结，铁酸一钙柱体高温熔化后形成的熔体将赤铁矿柱体及纯试剂混合物基底黏结起来成为基于纯试剂模拟的烧结体。


2.根据权利要求1所述的一种基于纯试剂模拟的烧结体的制备方法，其特征在于：赤铁矿柱体、铁酸一钙柱体、纯试剂混合物基底均为圆柱体，赤铁矿柱体、铁酸一钙柱体及纯试剂混合物基底共轴放置。


3.根据权利要求2所述的一种基于纯试剂模拟的烧结体的制备方法，其特征在于：赤铁矿柱体的直径为8～10mm，高度为6～8mm；铁酸一钙柱体的直径为8～10mm，高度为6～8mm；纯试剂混合物基底的直径为20～30mm，高度为10～15mm。


4.根据权利要求1所述的一种基于纯试剂模拟的烧结体的制备方法，其特征在于：赤铁矿柱体由直径不大于0.074mm的赤铁矿粉体压制成形而成。


5.根据权利要求1所述的一种基于纯试剂模拟的烧结体的制备方法，其特征在于，
铁酸一钙柱体的制备包括如下步骤：将CaO试剂与Fe2O3试剂按26：74的质量比混合均匀，制成直径20～30mm、高度10～20mm的圆柱体后煅烧，煅烧后的圆柱体制成粒径小于0.074mm粉体，而后重新压制成形。


6.根据权利要求5所述的一种基于纯试剂模拟的烧结体的制备方法，其特征在于，铁酸一钙柱体的煅烧制度为，在全程空气条件下，室...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟晓波，王刚，吴开基，何茂成，李牧明，
申请(专利权)人：中冶赛迪技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50