MgO抑制烧结矿低温还原粉化的成矿机理研究

发布时间：2023-05-13 04:19

　　前人研究表明,铁矿粉烧结中添加MgO有助于稳定磁铁矿和抑制二次赤铁矿的形成,可以改善烧结矿低温还原粉化性能。但是,在相关机理上还有值得商榷的地方,如MgO促进赤铁矿向磁铁矿转变的原因、二次赤铁矿生成中的作用等等,制约了烧结工艺优化和理论发展。本文,通过模拟二次赤铁矿生成实验,定量地再现了赤铁矿与磁铁矿间的转变,结合XRD、SEM-EDS和亚铁分析等,研究MgO在含镁磁铁矿、二次赤铁矿形成中的作用机理。另外,通过MgO对多元系烧结过程中铁酸钙生成及其烧结产物低温还原影响实验,建立了与烧结矿低温还原粉化的联系,全面揭示了 MgO抑制烧结矿低温还原粉化的成矿机理。实验发现,有MgO存在时赤铁矿向磁铁矿转变过程,首先形成中间产物—铁酸镁(MgO·Fe2O3),之后出现含镁磁铁矿,它能使空气气氛下赤铁矿向磁铁矿转变温度降低至900℃。在此基础上,提出了含镁磁铁矿的形成机理,即铁酸镁生成后赤铁矿中Fe3+取代铁酸镁中Mg2+转变成含镁磁铁矿。模拟实验表明,添加MgO含量从0%增至5%,烧结产物中二次赤铁矿转变指数由0.890降至0.318,裂纹数量由37.89%降至8.25%,揭示了添加MgO在某...

【文章页数】：118 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
缩写清单
1 引言
2 文献综述
    2.1 铁矿石烧结工艺简介
        2.1.1 烧结过程及目的
        2.1.2 烧结过程中物理化学变化
    2.2 铁矿石烧结成矿理论与发展
        2.2.1 烧结矿的成矿机理
        2.2.2 烧结矿矿物组成及结构
        2.2.3 烧结矿的矿物组成、结构及其对烧结矿质量的影响
    2.3 烧结矿低温还原粉化
        2.3.1 烧结矿低温还原粉化的机理
        2.3.2 烧结条件对低温还原粉化的影响
    2.4 烧结矿中二次赤铁矿的形成及影响
        2.4.1 二次赤铁矿的形成
        2.4.2 二次赤铁矿对低温还原粉化的影响
    2.5 脉石对烧结成矿的影响
        2.5.1 MgO
        2.5.2 Al₂O3

        2.5.3 SiO₂

    2.6 课题的研究背景、内容及创新点
        2.6.1 研究背景
        2.6.2 研究内容
        2.6.3 创新点
3 MgO-Fe₂O₃体系富Fe₂O₃区域中含镁磁铁矿形成机理研究
    3.1 前言
    3.2 实验方法
    3.3 实验结果
        3.3.1 MgO含量对矿物形成的影响
        3.3.2 烧结时间对矿物组成的影响
        3.3.3 烧结温度对矿物组成的影响
        3.3.4 试样中亚铁离子的变化
        3.3.5 物相中元素的变化
    3.4 讨论
    3.5 小结
4 MgO对烧结过程中二次赤铁矿形成的影响
    4.1 前言
    4.2 实验方法
    4.3 实验结果
        4.3.1 矿物组成的变化
        4.3.2 矿物中元素含量的变化
        4.3.3 烧结过程中亚铁离子的变化
        4.3.4 MgO含量对试样中裂纹形成的影响
    4.4 讨论
        4.4.1 赤铁矿向磁铁矿的转变温度
        4.4.2 试样中裂纹的形成
        4.4.3 温度对二次赤铁矿形成的影响
    4.5 小结
5 MgO对铁酸钙生成影响的研究
    5.1 前言
    5.2 实验方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 MgO对CFA生成的影响
        5.3.2 MgO对SFC生成的影响
        5.3.3 MgO对SFCA生成的影响
    5.4 小结
6 MgO对赤铁矿烧结产物低温还原过程的影响
    6.1 前言
    6.2 实验方法
    6.3 实验结果与讨论
        6.3.1 还原前后矿物与矿相的变化
        6.3.2 还原过程中还原率变化
        6.3.3 还原过程中裂纹的产生
    6.4 小结
7 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集



本文编号：3815288

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