摘要  通过人工模拟程潮铁精矿的组分进行球团试验，查明了云母类矿物对鄂东地区铁精矿成球性能影响的基本规律，与该地区铁精矿粒度越细。成球性越差的现象吻合。通过云母矿物影响鄂东地区铁精矿高温性能的研究发现：云母矿物对熟球的抗压强度有一定影响，对湿球的静爆温度影响比较明显，且随云母矿粉细度增加，静爆温度降幅增大。

关键词  云母 铁精矿 球团研究

1  前  言

    对于铁精矿球团，从理论上讲，当其它条件不变时，生球强度在一定范围内随造球原料的细度增大而提高。但我们在做鄂东地区铁精矿球团的可行性研究时发现，其变化趋势非但不增加，反而降低。研究表明，鄂东地区铁精矿中脉石矿物——云母的存在，是造成上述现象的主要原因。

2  矿石性质

  程潮铁精矿的化学成分列于表1。其矿物组成主要有：磁铁矿、石英、白云母等，它们的含量分别为90％、4．0％和3．0％。

    云母是一种含钾、铝、镁、铁等元素的层状含水铝硅酸盐的总称，它属于层状结构硅酸盐。云母的结构是两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体构成的复式硅氧层。硅氧四面体中约有1／4的Si⁴⁺被A1³⁺取代，结果引起正电价不足，硅氧四面体带负电，有正离子来补充，正离子处在两个复式硅氧层之间。一般来说，硅氧四面体和铝氧八面体本身结合是较牢固的，但补充电价的正离子在两个复式硅氧体之间的联结则较薄弱，所以云母晶体很容易沿这些正离子所在的平面剥离开。云母的化学成分可表达为：

  R⁺R₃²⁺[AlSi₃O_l0][OH]₂或

  R⁺R₂³⁺[AISi₃O₁₀][OH]₂

式中：R⁺：K⁺，Na⁺；

      R²⁺=Mg²⁺,Fe²⁺,Mn²⁺

      R³⁺=Al³⁺,Fe³⁺,Mn³⁺

程潮铁矿普遍存在的是黑云母，其组成为：KAl₃(A1Si₃O₁₀)(OH)₂，属单斜晶系，晶体板状，一般呈鳞片状、叶片状、羽毛状或球状产出。具有玻璃光泽，有时过渡为珍珠光泽或丝绸光泽，透明。颜色为无色或淡棕红色。

  本研究为考查云母类矿粉对铁精矿造球性能及高温性能的影响，按铁精矿：云母=90：5的比例，模拟程潮铁精矿进行试验。试验用铁精矿取自程潮铁矿，按一0．074．mm占95％、85％、75％的细度依次经三段弱磁选。磁选后铁精矿的含铁量分别为70．1％、69．3％、68．8％。从程潮铁矿中手拣较纯的云母大块，经破碎、弱磁选、摇床分选、酸浸、漂洗等一系列再提纯处理后，按一0．074 mm分别占80％、60％、40％分装备用。

3  试验方法

    造球试验在规格为Ø800×180 mm的造球盘内进行，每次取样5 kg，按比例配入膨润土进行预先混合，取3％～5％混合料加水造母球3 min，均匀加料15～20 min，密实5min；去除生球中一10 mm的小球和+16 mm的大球；取样测水分；取10—16mm的生球作静爆温度试验；用10一16 mm的干球进行焙烧试验，并检测其相应的物理性能。

4试验结果及分析

4．1  云母类矿物对铁精矿造球性能的影响

    程潮铁精矿不加云母造球和按90：5的比例添加云母造球，其生球和干球强度的比较列于表2。

  由表可看出：不加云母矿物时，用程潮铁精矿进行的造球试验，基本上反映了造球原料越细，成球效果越好的规律。添加5％云母矿粉后，湿球不如未加云母的光滑；而干球的起皮和掉渣现象较严重。

  为了进一步弄清云母的危害程度，我们选择在常规铁精矿粒度条件(一0．074 mm占75％)下，考察了不同细度云母粉对铁精矿造球的影响，见表3。

    从表3可看出：云母粉越细，对铁精矿的成球性能影响越大。这是因为程潮铁精矿的主要成分是Fe₂O₃，为亲水表面，其细粒成球所需的粘结力是依靠磁场力和液体粘结力，而云母是疏水性较强的矿物，它的存在势必影响铁精矿的成球性，且影响程度会随云母粉细度和比表面积增大而加剧。

4．2云母矿物对球团高温性能的影响

    由表2和表3可看出，云母粉的加入，在一定程度上影响了熟球的抗压强度；但不同细度的云母粉影响其抗压强度的差异不大。

    我们知道，云母是一种耐热性很好的矿物，通常其莫氏硬度越高，耐热性越好。一般用加热云母膨胀时的温度表示其耐热性。云母还是热的不良导体，在100～600℃范围内，白云母、金云母的导热系数平均值为0．67W／(m·K)。鉴于此，云母的存在必然会影响铁精矿球团的静爆温度。为此，我们专门作了不加云母和添加不同粒度云母的对比试验，结果列于表4。从表4可得出如下结论：加入云母粉后，球团的静爆温度降低；且加入的云母粉越细，对球团静爆温度的影响越大。该结论反映了云母的热学性质。云母粒度越细，其表面积越大，在球团中包覆的面积也越大，对热传导的阻隔效应越明显，故静爆温度降低越厉害。

5  结  论

    1)通过模拟程潮铁精矿的组分进行球团试验，查明了云母类矿物对鄂东地区铁精矿成球性影响的基本规律，印证了鄂东地区铁精矿粒度越细，成球性越差的现象。

  2)从云母矿物对鄂东地区铁精矿高温性能影响的研究发现，云母矿物对熟球的抗压强度有一定影响，对湿球的静爆温度影响则比较明显，且随云母粉细度增加，静爆温度降低更多。