鐵精礦本身的性質(如粒度及粒度組成、顆粒形貌、孔隙度、親水性)和粘結劑是影響鐵精礦成球性能的兩大因素。針對10 種鐵精礦，為改善鐵精礦成球性能，試驗從優化原料結構、原料預處理、改善粒度組成和合理選擇膨潤土種類及用量四個方面展開了研究。

鐵精礦優化原料結構

單一鐵精礦親水性能較差(如③礦，其最大分子水僅為1 .29 %)、粒度組成不一或粒度過粗(如⑥礦、⑦礦)、顆粒形貌單一(如①礦)，都將對鐵精礦的成球性能產生不利影響。優化原料結構實質上就是以不同礦種的相互搭配，以達到改善鐵精礦上述性質的作用。為此，在考慮原料結構的組成上，除保留方案1 中的①礦以作對比外，試驗剔除了成球性能較差的幾種鐵精礦(如①礦、⑥礦、⑦礦、⑧礦等)，并以1 號膨潤土為粘結劑，研究了4 種原料結構對生球質量的影響。

通過優化原料結構，膨潤土用量可由1 方案所需的2 .5 %大幅下降到1 .0 %，爆裂溫度提高約200 ℃。這表明，通過不同礦種之間的優化配置和合理搭配，能大幅度降低膨潤土用量，穩定生球質量，改善鐵精礦的成球性能。

鐵精礦原料預處理

鐵精礦顆粒的形狀，決定了顆粒表面積和在生球內原料顆粒間接觸面積的大小及相互嵌入的緊密程度，對鐵精料的成球性能的影響很大。通過強化預處理工藝來改善鐵精礦顆粒形貌對鐵精料的成球性能影響非常明顯。試驗研究了高壓輥磨和潤磨這兩種預處理方式對鐵精礦成球性能的影響。經高壓輥磨和潤磨后的鐵精礦成球性能獲得明顯改善，這主要得益于預處理(如采用高壓輥磨)可一定程度地改變顆粒的表面形態，增加物料顆粒間的接觸面及粒子表面結合力，使隔離分散的顆粒更加緊密的粘結，提高充填密度，最終達到提高原料成球性的良好效果。

鐵精礦改善粒度組成

鐵精礦粒度和粒度組成是影響鐵精礦成球性能的重要因素之一。適宜的粒度組成可以提高原料中的毛細作用力，使生球的強度變好，直接影響原料的成球性。一般情況下可以利用磨礦操作來改善和調整鐵精礦的粒度組成，形成良好的顆粒搭配，提高原料的成球性能。由于適宜鐵精礦<0 .074 mm粒級含量一般要求為80 %～ 85 %左右，而⑩礦的粒度過粗，粒級中<0 .074 mm 含量僅為46 .4 %，試驗以⑩礦為例，研究了配加磨礦后不同<0 .074 mm粒級含量的該礦對配礦方案4 生球質量的影響。:隨著配入的鐵精⑩礦中的<0 .074 mm 粒級含量提高，生球質量明顯改善。當⑩礦中<0 .074 mm 粒級含量由46 .4 %提高到81 .9 %后，該礦的<0 .045 mm 粒級含量相應地由30 .9 %提高到44 .3 %，生球落下強度從3 .4 次/0 .5 m 提高到5 .8 次/0 .5 m ，抗壓強度也有所提高。這充分說明，為獲得合適的鐵精礦粒度，調整粒度組成，適當增加細粒級含量有助于改善鐵精礦的成球性能。

鐵精礦種類和用量

由于膨潤土對不同鐵精礦的適應性差異較大，同時由于膨潤土經過焙燒之后殘余部分主要成分是SiO2 、Al2O3 ，將降低球團礦的有效成分的含量(鐵品位)，這就要求球團生產中合理選擇膨潤土種類并盡量降低其用量。為充分和準確地研究膨潤土與鐵精礦之間的關系，試驗研究了膨潤土的種類和用量對方案2 生球質量的影響，以反映膨潤土的選擇對鐵精礦成球性能的影響情況。

對于同一配礦方案，隨著膨潤土用量的上升，粘結作用增強，生球落下強度提高，生球爆裂溫度逐漸下降。從生球落下強度考慮，1號、2 號和3 號三種膨潤土的適宜用量分別為1.5 %、1 .0 %和1 .0 %。就抗壓強度而言，3 種膨潤土差異不大。但從生球爆裂溫度方面來看，由于配加3 號膨潤土的生球爆裂溫度較低，這顯然是不適宜的。導致使用3 號膨潤土生球爆裂溫度較低的原因主要在于其吸水率大，吸水能力強，雖造球后生球因塑性增強，生球落下強度提高，但對生球的爆裂溫度會產生不利影響。因此，合理選擇膨潤土的種類和用量，就顯得尤為重要。研究表明，在盡可能降低膨潤土用量和保證球團性能的前提下，通過對生球性能指標的綜合考慮，選擇在鐵精礦中配加用量為1.0 %的2 號膨潤土能最有效地改善鐵精礦的成球性能。

為了更好地了解10 種精礦的成球性能，試驗以1號膨潤土為粘結劑，研究各單一鐵精礦對膨潤土用量、造球水分、造球時間的要求。各鐵精礦的成球性能差異明顯。①礦、⑥礦、⑦礦和⑧礦4 種鐵精礦要達到較好的造球效果，需將膨潤土用量提高到2 .0 %以上。這主要是因為:①礦雖粒度較細，但由于顆粒形貌比較均一，微細粒級含量較少，成球性能差(成球性指數K 值為0 .08);⑥礦、⑦礦和⑧礦的粒度較粗，也導致三者的成球性能較差。③礦和④礦成球性能相對較好，但膨潤土用量仍然偏高(分別為1.90 %和1 .75 %)。其中，③礦粒度細微，粒級中<0.074 mm 含量達92 .1 %，在粒度組成上滿足生產要求(適宜鐵精礦<0 .074 mm 粒級含量一般為80%～85%左右)，但由于其屬浮選尾礦，表面上殘留的浮選藥劑導致其親水性能差(試驗測得其最大分子水僅為1 .29 %，靜態成球性指數K 值為0 .09)，成球性相應也較差。④礦由于粒度偏粗，其成球性能同樣不好。

總體而言，10 種鐵精礦中只有②礦、⑤礦、⑨礦和⑩礦(⑩礦大顆粒較多，但其顆粒形貌及粒度組成相對較好 。

1、選擇節能、高產的破碎設備

2、選擇節能、高產的磨礦設備

3、提高精礦粉磨后的分級性能，減少過磨現象，提高精礦粉品位

鐵精礦鐵元素含量

這是所有品質指數中最重要的，60%以上含量的一般被認為是高品位的，我國就嚴重缺乏這種高品位鐵礦石，幾乎依賴從巴西、澳大利亞、印度進口。

鐵精礦有害成分含量

有害成分主要包括硫、磷、二氧化硅、三氧化二鋁等等，這個含量越低意味著礦石越好，越容易冶煉。

鐵精礦粒度

該指數僅局限于未燒結的鐵礦砂，是指礦砂顆粒的品均直徑。一般經過粉碎在5-10毫米最佳，過大過小都不好，既不方便運輸也不利于生產。

鐵精礦含水率

為了方便運輸，所有成品鐵礦砂都必須在裝船裝車運輸前接受注水。一般含水率在8%以下。于是鐵礦砂和其他礦石同類產品都有干、濕兩種幾種方式，干重用于計算貨物單位貨值，濕重用于計算運輸費用。

球團礦作為高爐爐料結構的主要組成部分，其性能的優劣直接影響高爐冶煉以至整個鋼鐵生產。良好的鐵精礦成球性能是生產優質球團礦的基礎和前提。隨著中國鐵礦資源的消耗日趨增大，大量貧礦和復雜礦的使用，使鐵精礦的成球性能呈現出不同程度的下降，對整個球團工業造成了重大影響。圍繞如何有效利用資源，改善鐵精礦成球性能，國內已經開展了一些研究。其中，黃柱成和肖炸和等人分別研究了混合料預處理和配礦對鐵精礦成球性能的改善作用，但由于鐵精礦成球性能受自身性質和粘結劑的影響很大，國內尚缺乏全面而系統的研究 。

(1)單一鐵精礦成球性能試驗結果表明，10 種單一鐵精礦的成球性能差異明顯。鐵精礦本身的性質(如粒度及粒度組成、顆粒形貌、孔隙度、親水性)和粘結劑是影響鐵精礦成球性能的兩大因素。

(2)通過對影響鐵精礦成球性能主要因素的分析，研究了改善鐵精礦成球性能的措施。試驗結果表明，通過優化原料結構，進行配礦處理、改善鐵精礦粒度組成、對鐵精礦采用高壓輥磨和潤磨預處理、合理選擇膨潤土的種類和用量等措施能大幅度提高生球質量，改善鐵精礦的成球性能 。2100433B

精礦流態化水分遷移的細觀規律

由鐵精礦流態化的宏觀規律分析可知，水分的遷移對鐵精礦的流態化發生至關重要．利用高速細觀攝像機采集的鐵精礦流態化演化過程中的細觀變化．細觀觀測位置為距離模型箱底部30cm、短邊側壁33cm 處，觀測范圍為6mm×8mm．通過對不同振次時鐵精礦細觀照片的直觀分析，研究散裝鐵精礦流態化演化過程中水分在鐵精礦顆粒間遷移運動的細觀規律。

試驗開始前，不同粒徑鐵精礦顆粒均勻分布，礦體相對比較松散，粒間孔隙體積較大，水分均勻分布在鐵精礦顆粒間孔隙中；振動開始后，礦體體積被壓縮，孔隙體積減小，孔隙中均勻分布的水分逐漸聚集，形成水膜裹附在鐵精礦顆粒表面；孔隙體積進一步減小，顆粒表面的包裹水膜厚度增加，水分匯集連接成片，形成連續水體，觀測到鐵精礦孔隙體積明顯減小；隨著孔隙水分的進一步析出，細觀觀測區域內的鐵精礦水分含量增多，礦體飽和度增大，顆粒間作用力降低，觀測區域內的連續水體與鐵精礦顆粒共同做水平往復運動。

振動至40振次時，細觀觀測區域內的細顆粒含量明顯減少，顆粒間接觸緊密，觀測區域內水分含量減少，這是因為水分在遷移過程中帶動細顆粒一起運動，細顆粒流失后礦體粒徑粗化；振動至60振次時，孔隙間析出水繼續遷移，析出水量逐漸減小，此時由宏觀觀測到的水液面已上升至細觀觀測區域的位置；振動至100振次時，析出水量逐漸減小；振動至600振次時，鐵精礦細顆粒嵌合在粗顆粒孔隙間，顆粒間咬合緊密，礦體孔隙體積很小，顆粒間剩余水分含量很少。

在縮尺條件下，散裝鐵精礦流態化形成的水分遷移細觀規律大致相同．在振動過程中，鐵精礦體積被壓縮；顆粒孔隙間水分被擠出并匯集成片，形成連續水體；水分在重力作用下向下遷移，其宏觀表現為形成水液面上升．同時孔隙水遷移帶動礦體中細顆粒運動，細顆粒填充了粗顆粒骨架之間的孔隙，進一步促使孔隙體積減小，導致孔隙水分析出。

精礦流態化鐵精礦細觀組構

研究鐵精礦細觀組構的目的是通過對顆粒間相互作用的定量描述，在某種假設或力學原理的基礎上做出統計平均，建立鐵精礦細觀組構指標與鐵精礦宏觀特性響應間的關系．本文通過模型試驗對鐵精礦流態化形成過程中的宏觀現象和組構參量之間的關系進行了定性探討，嘗試從鐵精礦細觀組構的演化解釋鐵精礦流態化現象的細觀機制。

利用課題組自主開發的Geodip數字圖像處理軟件，對試驗過程中記錄的高清照片進行處理，分析鐵精礦在循環荷載作用下顆粒細觀組構變化，包括鐵精礦顆粒長軸方向，平均接觸數和平面孔隙率的變化等．通過對比在流態化形成過程中不同振次下鐵精礦顆粒的細觀組構規律，探討鐵精礦發生流態化的內在機理。

（1）顆粒長軸方向

顆粒定向性的發展是流態化形成過程中鐵精礦顆粒重新排列的反映。不同振次時鐵精礦顆粒長軸方向演化的玫瑰圖，扇形大小反映顆粒長軸方向的角度頻數分布。

從長軸方向的演化來看，由于采用分層濕搗法進行制樣，因此試樣的鐵精礦顆粒長軸方向分布相對比較均勻。振動初始，由于不規則形狀的鐵精。鐵精礦顆粒孔隙間水分不斷匯集形成連續水體，由于同時受到水平往復荷載和水流的作用，鐵精礦顆粒長軸主要分布在水平0°方向和豎直90°方向。隨著水平荷載的繼續施加，孔隙間水分攜帶部分細顆粒趨于向礦體上層遷移，顆粒長軸明顯偏向于豎直方向發展。約至50振次時，鐵精礦顆粒間孔隙充分壓縮，粒間孔隙中的水分已充分析出，顆粒間殘存少量水分，水流作用減弱，原來受水流影響偏向豎向的顆粒長軸稍微向水平方向偏轉。至60振次時，細觀拍攝處的鐵精礦顆粒主要受到水平往復荷載的作用，顆粒的長軸繼續向水平方向發展，宏觀上的表現為水液面遷移至礦粉表面、流態化基本完成；待振動結束時，鐵精礦骨架相對穩定，顆粒只是在原位附近輕微錯動和旋轉，并沒有明顯的顆粒滾動，長軸方向變化不大。

綜上所述，在鐵精礦流態化形成演化過程中，由于受到水平往復荷載和水流的綜合作用，顆粒長軸方向由初始的均勻分布變化到定向分布，并且偏向于豎直方向和水平方向．顆粒長軸方向的演化過程，反映了在流態化形成過程中鐵精礦顆粒的重新排列過程。

（2）平均接觸數

平均接觸數是指顆粒與周圍顆粒接觸的平均數目，用以分析顆粒運動和重新排列規律，其變化是顆粒受力變化的間接反映。

振動初期，鐵精礦體積輕微壓縮，鐵精礦顆粒平均接觸數略微增多；至10～20振次，顆粒間的運動使得鐵精礦平均接觸數略有下降，這表明顆粒間孔隙中水形成的水膜包裹了鐵精礦顆粒；至20～40振次，顆粒在水流和振動荷載的作用下，平均接觸數目上下波動；至40振次以后，鐵精礦顆粒的平均接觸數逐漸增大，這說明顆粒間孔隙壓縮充分，鐵精礦越來越密實。

總體而言，鐵精礦平均接觸數的總體趨勢是增大的，其反映的規律與鐵精礦孔隙率變化規律基本一致，即流態化演化過程中鐵精礦顆粒的運動使得鐵精礦總體發生壓縮，粒間孔隙中的水分得以擠出并向上遷移，這與宏觀流態化現象得到的結論一致。需指出，平均接觸數是通過統計顆粒與其周邊顆粒的平均接觸數來反映土體的緊密程度，其值并不是衡量顆粒間作用力的指標．

（3）平面孔隙率

利用Geodip程序計算得到的顆粒孔隙率隨時間的變化曲線．需要說明的是，這里采用的平均孔隙率為平面孔隙率，而并非鐵精礦真實孔隙率。

水平荷載的施加，使得鐵精礦顆粒間孔隙發生壓縮，孔隙體積縮小；從振次10開始，平面孔隙率經歷有升有降的波動，總的趨勢是減小的，這是由于鐵精礦顆粒受水平荷載和水流沖力的共同作用，顆粒發生旋轉、錯動和移動，但顆粒孔隙仍被壓縮；至振次60以后，孔隙率基本不發生波動，且遠遠小于初始值．總體而言，鐵精礦流態化形成過程中，孔隙率呈減小趨勢，在最初20振次內尤為明顯，這與試樣總體發生壓縮的宏觀現象一致 。

鐵精礦球團烘干機是一種處理大量物料的干燥設備，運轉可靠，操作彈性大，適應性強，處理能力大，物料的適應性強，可以烘干各種物料，且設備操作簡單可靠。廣泛用于建材，冶金、化工、水泥工業烘干鐵精礦球團、礦渣、石灰石、煤粉、礦渣、粘土等物料。尤其針對鐵精礦球團、礦渣、礦漿效果更加明顯.

1. 鐵精礦球團烘干機烘干機處理能力大，燃料消耗少，干燥成本低。

2. 鐵精礦球團烘干機具有耐高溫的特點，能夠使用高溫熱風對物料進行快速烘干。

3.可擴展能力強，設計考慮了生產余量，即使產量小幅度增加，也無需更換設備。

4. 設備采用調心式拖輪結構，拖輪與滾圈的配合好，大大降低了磨損及動力消耗。

5.專門設計的擋輪結構，大大降低了由于設備傾斜工作所帶來的水平推力

6. 抗過載能力強，筒體運行平穩，