Исследование механизма фазообразования при окислительном обжиге и металлизации окатышей из руд железистых кварцитов

• Автор: Плотников, Станислав Валериевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 104 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Актуальность работы
Цели работы
Научная новизна
Практическая значимость
1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РУДАХ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ, МЕХАНИЗМЕ УПРОЧНЕНИЯ ОКАТЫШЕЙ ПРИ ОКИСЛИТЕЛЬНОМ ОБЖИГЕ И МЕТАЛЛИЗАЦИИ В ШАХТНОЙ ПЕЧИ
1.1 Геологические аспекты образования месторождений железистых кварцитов
1.2 Механизмы упрочнения и металлургические свойства окатышей из концентратов руд железистых кварцитов
1.3 Шахтные печи, основные требования к окатышам, используемым в процессах металлизации
2. МЕТОДИКИ И АППАРАТУРА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ
2.1 Оптическая микроскопия
2.2 Мессбауэровская спектроскопия Ее57 в изучении фазового состава железорудного сырья
2.3 Рентгеноспектральный электроннозондовый микроанализ
2.4 Методика проведения синхронного термического анализа
2.5 Метод определения холодной прочности на сжатие
2.6 Метод определения прочности во вращающемся барабане
3. ОСОБЕННОСТИ УПРОЧНЕНИЯ ЗОНАЛЬНЫХ ОКАТЫШЕЙ ИЗ КОНЦЕНТРАТОВ РУД ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ ПРИ ОКИСЛИТЕЛЬНОМ ОБЖИГЕ И МЕТАЛЛИЗАЦИИ
3.1 Кремнийсодержащие минералы руд железистых кварцитов
3.2 Производство офлюсованных окатышей из концентратов руд железистых кварцитов

3.3 Минеральный состав и структурные особенности зональных офлюсованных окатышей
3.4 Физико-химические и механические свойства зональных окатышей
4. ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ЗОНАЛЬНЫХ ОКАТЫШЕЙ ПРИ
МЕТАЛЛИЗАЦИИ В ШАХТНОЙ ПЕЧИ
4.1 Фазовый состав, макро- и микроструктура настылей
4.2 Представление о механизме настылеобразования в шахтной печи
4.3 Минеральный состав металлизованных брикетов
4.4 Роль щелочей в процессе производства и металлизации окатышей из концентратов руд железистых кварцитов
РЕКОМЕНДАЦИИ
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
Список публикаций по материалам диссертации
Список использованных источников
ПРИЛОЖЕНИЕ А

Актуальность работы
Процесс производства железорудных окатышей из тонких, богатых по железу концентратов освоен практически на большинстве горно-обогатительных комбинатах. В настоящее время налажено производство полностью окисленных окатышей различной основности. Однако сохранились предприятия, производящие зональные окатыши в результате либо недоработок технологического режима обжига, либо стремления к снижению себестоимости продукции и увеличению производительности обжиговых машин в ущерб качеству производимых окатышей.
В работе на примере щелочесодержащих1 руд железистых кварцитов КМ А решались две основные задачи: причина образования в промышленных условиях зональных окатышей невысоких прочностных свойств и роль щелочей в процессах окислительного обжига окатышей, последующего настылеобразования и металлизации в шахтной печи.
Проблема зональных окатышей и использование их в металлургическом переделе недостаточно освещена в литературе, поэтому изучение причин и механизма их образования и использования в металлургических процессах актуально до сих пор.
В настоящей работе большое внимание уделено изучению реального фазового состава продуктов металлургического передела - окатышей и металлизованных брикетов, что позволило восстановить последовательность процессов минералообразования при промышленном производстве окатышей и исследовать особенности их поведения при металлизации в шахтной печи
В работе изучены:
- минералогический состав железорудного концентрата, содержащий в своем составе кремний-щелочные силикаты;
- минеральный состав, особенности микроструктуры и прочностные свойства зональных окатышей, полученных при термообработке на обжиговой машине;
1 В настоящей работе под щелочами принято понимать оксиды Ыа20 и К

линии (Г). Обычно в мессбауэровских спектрах для ионов Бе57 одной структурной позиции содержится или 6 резонансных линий (секстет), или 2 - (дублет).
Ширина резонансной линии измеряется на ее полувысоте. Для изотопа Ре57 естественная ширина линии, обусловленная только временем жизни возбужденного атома, составляет 0,19 мм/с.
Для получения мессбауэровских спектров использовался спектрометр М8-1104Ет. Для измерения использовались пробы навеской 100 мг, измельченные до 0,05 - 0,07 мм. Изомерный сдвиг принято рассчитывать относительно
металлического железа.
Изомерный сдвиг для ионов Ре3+, расположенных в тетраэдрических позициях, составляет 0,29 - 0,32 мм/с, для ионов Ре3+ октаэдрических позиций 0,34 - 0,39 мм/с. Для ионов Бе2", соответственно 0,92 - 1,00 мм/с и 1,10 - 1,14 мм/с. Из мессбауэровских спектров и анализа вариаций их параметров, являющихся отражением электрических и магнитных электронно-ядерных взаимодействий в минералах можно получить информацию:
- о валентных состояниях ионов железа и характере химической связи;
- об особенностях состава минералов (заселенность структурных позиций резонансными элементами, наличие изоморфных замещений, возможность определения кристаллохимических формул);
- об особенностях структуры минералов (число структурных позиций, занимаемых резонансными элементами, их координация, характер искажения координационных полиэдров, наличие дефектов структуры, характер распределения катионов в структуре);
- о магнитной структуре минералов (фазовые магнитные переходы, идентификация магнитного упорядочения, явления суперпарамагнетизма);
- о фазовом анализе руд и пород на минералы железа.