烧结矿仍然是我国当前最为主要的高炉炼铁炉料，在高炉炉料结构中占到约70%的比例。然而目前我国烧结生产对进口铁矿石依赖度较高，国内采选获得的磁铁矿烧结性能表现相对较差，因而如何使用国产铁矿石进行高效的烧结生产一直是行业内关注的重要问题。近年来，一些中西部的企业开始尝试使用一种新的富含Ca元素的铁矿石与本地磁铁精矿搭配进行烧结生产，而Ca元素是烧结矿中粘结相最为重要的组成元素，直接影响烧结过程的产质量指标和烧结矿的冶金性能。因此，有必要对这种高Ca铁矿石的矿物与烧结特性进行细致的研究。
近日，北京科技大学张建良教授领导的“炼铁新技术”研究梯队在Int. J. Miner. Metall. Mater. 上发表了题为“Mineralogical characteristics, metallurgical properties and phase structure evolution of Ca-rich hematite sintering”的研究文章，系统地研究了高Ca铁矿石的矿物特性与烧结行为，旨在弄清高Ca铁矿石在烧结过程中的行为机理并帮助实现高Ca铁矿石烧结的高效与稳定。
高钙赤铁矿烧结的矿物特性、冶金性能及相结构演变（点击题目直达原文）
牛乐乐, 刘征建, 张建良, 兰大伟，李思达, 李震, 王耀祖*
Lele Niu, Zhengjian Liu, Jianliang Zhang, Dawei Lan, Sida Li, Zhen Li, and Yaozu Wang, Mineralogical characteristics, metallurgical properties and phase structure evolution of Ca-rich hematite sintering, Int. J. Miner. Metall. Mater., 30(2023), No. 2, pp. 303-313.
研究并分析了高钙赤铁矿与国产磁铁精粉混合烧结行为及其在烧结过程的作用机理。 本文首先对高Ca铁矿石的矿物特性进行了系统地研究，通过激光衍射和扫描电镜观察明确了高Ca铁矿石具有相对粗糙的表面形貌和介于富铁矿粉与磁铁精粉之间的粒度组成，通过XRD-Rietveld精修方法和微型烧结实验明确了高Ca铁矿石中的Ca元素主要赋存在方解石（CaCO3）矿物中，且在受热焙烧之后会发生自熔性反应，自熔反应主要生成铁酸钙和铝酸一钙矿物，且自熔反应生产的矿物结晶程度和形态都较好。随后设计了高Ca铁矿石不同比例搭配国产磁铁精粉的烧结杯实验，实验结果显示，在磁铁精粉中添加0–20%的高Ca铁矿石后，烧结利用系数最高提高0.45t/(m2·h)、固体燃耗最高降低6.11 kg/t、烧结矿的还原性指数最高升高6.17%，并且软熔测试过程中的透气性指数改善幅度最高达到65.39 kPa·℃。此外，值得注意的是，在配加高Ca铁矿石时，烧结烟气中含有的热值显著提高，有利于烟气中热量的循环利用。在对不同高Ca铁矿石配比下烧结矿的矿相结构的观察中可以发现，随着高Ca铁矿石配比增加，外配的熔剂量减少，从而形成了高Ca铁矿石周围以铁酸钙系液相粘结为主、其他区域以赤铁矿连晶和钙铁橄榄石粘连为主的矿物相结构，赤铁矿晶粒也更为圆润规则。 最后，基于灰色关联度数学方法对烧结利用系数、烧结矿转鼓指数、固体燃料消耗、烧结矿还原性指数、烧结矿还原粉化指数和软熔过程透气性指数6个指标分别赋予0.2、0.1、0.15、0.15、0.15、0.15的权重值并计算了不同高钙矿配比下六个指标的综合表现。结果表明在0-20%配比范围内，高Ca铁矿石随配比增加综合表现提升，因此搭配磁铁精粉烧结时，高Ca铁矿石20%的配比能够实现高效稳定的烧结。
