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刚玉冶炼中原料及供配料工艺(二)矾土质量评价

发布时间:19-01-09 09:52  来源:www.rsgy.org

  磨料生产对矾土的评价应从化学成份、脱水程度,熔点、块度四方面来考虑,因为这些对刚玉生产经济效果都会有影响。

  刚玉生产力图使瑁高品位的矾土,这是发展趋向,这种趋向与冶金行业不断提高精矿品位的趋向是一致的,从而可以发挥设备最大的效能。

  矾土的品位是以氧化铝含量为主要指际,氧化铝含量越高越好,我国磨料行业从五十年代到七十年代,使用的矾土品位有显著的提高,七十年代较从前提高了14--16%。

  矾土中氧化铝含量变化是很大的,一级矾土矿含氧化铝在70%以上,而四级矿只有45%,(如表l一1)。磨料工业选用一级矿。

  矾土中氧化铝含量与刚玉冶炼电耗有图l一3的关系。这种关系仅仅是概念性质的,提示有这种趋向。

 

  矾土中化合物主要的是氧化侣,此外尚有其他氧化物。从产品观点来看,除氧化铝以外的氧化物应视为杂质。不能忽视对杂质含量的控制,因为各种杂质在刚玉岩相组织中的行为是大不相同的,有的对产品质量影响严重,有的则是无关紧要。

  关于杂质的影响,以下分头表述。为便于讨论,以熟矾土化学成分为基础。

  氧化硅(SiO2)—矾土中含有2一14%的Si02。在冶炼过程中被还原生成硅铁合金而去除掉.各类矾土都含有Si02.但希望是少量的。有资料表明SiO2含量增加2%,会使刚玉电耗增加8-16%,可见SiO2的害处是很大的。

  氧化硅在刚玉岩相组织中与氧化铝相结合,生成莫来石—3A12O3A.2SIO2。钙斜长石—CaO. A1203. 2SiO2.玻璃.这些矿物在刚玉中应越少越好。

  磨料行业长期以来用铝硅比(A12O3/Si02)来衡量矾土质量。这不是必要的。铝硅比指标是氧化铝制造业所提出的要求,在此门工业中,因为氧化铝的溶出率和铝硅比有直接的关系,铝硅比越大,氧化铝溶出率越高。但刚玉冶炼对铝硅比没有因果关系,相反的,铝硅比值大,并不一定是好材料,所以不必追求这个数值,更无必要作为质量指标来考核。

  氧化钙(Ca0)—在矾土中含有0.1-0.5%的氧化钙。在冶炼过程中很难使其还原,原料中的CaO大部分保存在产品之中。与氧化铝生成伟德国际1946手机版—CaO-6A1203,当CaO在刚玉中含量即便是仅有0.4%,仍会有4.76%的伟德国际1946手机版生成,使一部分氧化铝不能主成刚玉而造成损失,并严重降低了刚玉质量,诸如溶点的降低,固相反应能力的增强。矾土中CaO含量需限制在0.4%以下对产品质量才无碍大局。

  对氧化钙含量的控制,不能和氧化镁合并计算,因为二者在刚玉岩相中行为是截然不同的,氧化镁与氧化铝生成尖晶石( MgO. AI2O3)对产品质量影响较轻。因为其在矾土中含量比氧化钙还要少。可以不必介意.
引用AI203/Ca0的比值来评价矾土质量,不是很必要的,二者没有内在联系,对CaO含量的控制是绝对的,并不因为氧化铝含量高而可以增加,曾有资料提到A1O3/Ca0<0.008,那么当A12O3在86%时,CaO可以允许达到0.69%,这是不能允许的。
氧化铁(Fe2o3)—矾土中含有1~10%的Fe203,在冶炼中还原而生成铁合金。有资料表明Fe203含量每增加2%就会多耗电能4~8%
氧化铁与氧化铝生成尖晶石,对质量影响不是很大的,但Fe2O3还原和熔化需要消耗电能,所以含量多是不好的。
氧化钛(TiO2)----矾土中含有3~5%的Ti02,在冶炼过程中有部分还原进入铁合金,它是刚玉着色的主要成分。它对刚玉质量没有坏的影响,若是意外添加自然另作别论,诚然如此,但对TiO2含量仍然提出了限量,以防过多而使刚玉改性。
曾认为刚玉中较多的TiO2含量(3%以上)是砂轮网状裂纹的祸根,以后证实国产刚玉并非如此。
讨论结果推荐表1一6矾土质量标准。


关于矾土的块度不宜过大,大块矾土对熔化不利。制造厂不论是生矾土或是熟矾土都需自己加工。

2000kvA以下的电炉,应该用20mm以细的矾土,并且要求在破碎过程中设置控制筛来确保块度质量。不可忽视过大的矾土块会给炉料输送系统造成困难,因为输料管以及输料闸门的大小要比块度大六倍以上、否则炉料不能顺行.
必须注意,超过30mm的矾土块将会与铁屑以及碳素材料产生偏析,(即混合均匀的物料又重新分离)这种析离现象在料仓和炉口是极为明显的,电炉运行忽儿过碳,忽儿缺碳与炉料析离现象关系极大。
矾土块度应与电炉容量、碳素材料粒度有关,主要是碳素粒度,二者可采用下列关系式:

 

以上关系式其实已包含了电炉容量因素,因为碳素粒度也是随着电炉容量增大而增大。
期望大的矾土块度来提高炉料的透气率是徒劳的,在许多事故炉中观察到,料层最低层总会有一层烧结层,炉气全部受阻于烧结层。所以矾土块度大并不能改善炉料透气性能。
过细的矾土自然也不好,因为在刚玉始炼过程中,将会产生大量气体,随着炉气大量升腾会造成极大损失,而会增加粉尘飞扬,影响工作环境。但没有必要将细矾土筛出。
 

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