【正文】 準(zhǔn)聯(lián)合會（JCPDS）”負(fù)責(zé)編輯出版的“粉末衍射卡片（PDF卡片）”進(jìn)行物相分析。定性分析可采用未知樣品衍射圖譜與標(biāo)準(zhǔn)圖譜比較的方法。這就是X射線衍射的基本原理。若以ΔT=TsTr (Ts為試樣溫度，Tr為參比物溫度) 對t作圖，所得DTA曲線如圖所示，隨著溫度的增加，試樣產(chǎn)生了熱效應(yīng)(例如相轉(zhuǎn)變)，與參比物間的溫差變大，在DTA曲線中表現(xiàn)為峰、谷。DSC曲線以能量為單位記錄，曲線上的峰面積表示其反應(yīng)熱量。熱重分析的結(jié)果用熱重曲線(Curve)或微分熱重曲線表示。 h． 3路氣體的質(zhì)量流量計，用于氣流量的數(shù)字化精確控制（選件） i． 真空密閉結(jié)構(gòu)，真空度 102 mbar j． 對于單TG支架可配備cDTA174。其天平系統(tǒng)具有漂移小、范圍廣等特點(diǎn)。（1）電子天平型號：JY10001型參數(shù)：e=10d 最大稱量：1kg 最小讀數(shù)：（2）電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 型號：SF602B參數(shù)：電壓：220v 功率：1650w 電流：705A內(nèi)室規(guī)格：500500mm 溫度范圍：50250℃（3）箱式電阻爐型號：SX2812參數(shù)：額定功率:8kw 額定溫度：1200℃ 電壓：380v 相數(shù)：3工作尺寸：400250160mm3 外形尺寸：960580640mm3（4）臺式電動壓片機(jī)型號：DY20參數(shù)：電機(jī)型號YY6322型 單相異步電動機(jī)（必須接地）額定功率：180w 額定電壓：220v 轉(zhuǎn)速：28r/min 頻率：50HZ操作注意事項：a． 設(shè)備啟用前請擰松注油螺釘b． 每次工作后要求關(guān)緊放油旋鈕c． 移動過程中應(yīng) 注油螺釘（5）高溫?zé)嶂貧夥諣t型號：CQKJ3技術(shù)指標(biāo)：a． 電源：380v 36A 13kwb． 最高使用溫度：1500℃c． 溫度控制精度：177。將試樣②～⑩號放置在型號CQKJ3 高溫氣氛爐內(nèi)燒結(jié),燒結(jié)條件、燒結(jié)溫度見表23，升溫速率10℃/min，空氣氣氛。稱量天平用JY10001型電子天平，烘烤試樣用型號SF602B電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱。體系①配2份試樣，試樣編號①和②。Fe2O3，由體系①的比例以及CaO和Fe2O3的比例是1﹕1，得到體系③的摩爾比為1﹕7﹕1。CaF2）。體系①最可能發(fā)生的反應(yīng)2CaO+SiO2=2CaO采用差熱分析(DSC)與X射線衍射(XRD)相結(jié)合的方法確定燒結(jié)固相反應(yīng)的開始溫度及固相反應(yīng)的產(chǎn)物。第二章 實驗方案研究4個反應(yīng)體系的固相反應(yīng)開始溫度及最初形成的產(chǎn)物，這4個固相反應(yīng)體系分別為①KAlSi3O8CaO體系；②KAlSi3O8CaOCaF2體③KAlSi3O8CaOFe2O3體系；④KAlSi3O8CaOFe2O3CaF2體系，通過改變鉀長石和純化學(xué)試劑CaO、Fe2O、CaF2的配比，采用差熱分析和XRD相結(jié)合的方法進(jìn)行固相反應(yīng)特性研究。CaF2)和3CaO2SiO2，而未檢測到2CaOFe2O3。Fe2O3，并以2CaO2SiO2Fe2O3(熔點(diǎn)為1050℃)，固相反應(yīng)開始溫度為780℃。用“干壓法”將燒結(jié)粉壓制成小餅，并在P160型紅外線加熱爐內(nèi)將試樣加熱到800℃，將燒成的試樣作XRD分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有一種新物質(zhì)Na2SiO3形成(沒有發(fā)現(xiàn)K2SiO3)，Na2SiO3是玻璃相的組成成分之一，熔點(diǎn)為1088℃,可以推斷，702758℃溫度范圍內(nèi)發(fā)生的強(qiáng)吸熱反應(yīng)為:SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑(在實驗中用Na2CO3代替了Na2O)。、升溫速率及燒結(jié)氣氛試樣編號 132～5燒制溫度/℃升溫速率/（℃本實驗采用STA449綜合熱分析儀確定燒結(jié)固相反應(yīng)的開始溫度，將燒結(jié)原料充分混勻,裝入剛玉坩堝,再壓緊搗實，然后以10℃/min的升溫速率，升溫至1050℃，升溫過程為空氣氣氛。（分子數(shù)比例）試樣編號Fe2O3CaOSiO2CaF2K2ONa2O1――2―1122―――113―531411―試樣總量的10%51421注：試樣5中K2O和Na2O占試樣總量的10%。王藝慈，羅果萍等人主要研究了世界獨(dú)有的同時含F(xiàn)、K、Na的白云鄂博鐵礦高堿度燒結(jié)礦中F、K、Na對燒結(jié)固相反應(yīng)開始溫度與最初形成產(chǎn)物的影響規(guī)律，以探明F、K、Na在燒結(jié)固相反應(yīng)過程中的行為規(guī)律，為提高含F(xiàn)、K、Na白云鄂博燒結(jié)礦的質(zhì)量，更有效地綜合利用白云鄂博鐵礦資源提供理論指導(dǎo)[13]。作為低硅、高堿度燒結(jié)礦的主要粘結(jié)相―鐵酸鈣，其數(shù)量與結(jié)合形態(tài)在很大程度上決定著燒結(jié)礦的強(qiáng)度[19]。不同的鐵礦石，鐵酸鈣的生成特性不同。鐵礦粉的種類、粒度組成、致密性、堿度、化學(xué)成分(包括CaO,MgO, SiO2,A12O3)等又直接影響到燒結(jié)礦的礦相組成及分布的均勻性。鐵鋁酸一鈣熔化并與Fe2O3反應(yīng)生成鐵鋁酸半鈣(1200～1250℃)隨后與SiO2反應(yīng)形成SFCA(1200～1250℃) [18]。因此，人們稱其為復(fù)合鐵酸鈣或硅鋁鐵酸鈣，簡稱SFCA[19]。Fe2O3,2CaO ，鐵礦的 SiO2 含量對鐵酸鈣生成量的影響較大；鐵礦粒度較粗時，若鐵礦SiO2含量越高，則鐵酸鈣的含量就越多；鐵礦粒度較細(xì)時，SiO2含量越高，則鐵酸鈣的含量就越少。②粒度對鐵酸鈣生成量的影響在化學(xué)成分一定的條件下，鐵礦與 CaO 生成鐵酸鈣的含量隨鐵礦粒度的增大而增大；粒度范圍越寬，與 CaO 反應(yīng)生成鐵酸鈣的含量越大。焙燒溫度對礦相結(jié)構(gòu)也有一定的影響：當(dāng)焙燒溫度為1100～1200℃時，生成10%~30%的鐵酸鈣，晶粒間未連接，強(qiáng)度低；當(dāng)燒結(jié)溫度升高為1200～1250℃時，生成30%～40%的鐵酸鈣，生成晶橋開始連接，有針狀交織結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，強(qiáng)度較高；當(dāng)燒結(jié)溫度升高1250～1280℃時生成40%～60%的鐵酸鈣，形成針狀交織結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度最高；當(dāng)燒結(jié)溫度升高到1280～1300℃時，鐵酸鈣含量下降到20%～40%，鐵酸鈣的形貌也隨著燒結(jié)溫度的升高由針狀變成柱狀和板狀結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度降低。（2）燒結(jié)時間對生成鐵酸鈣的影響鐵礦與 CaO 生成鐵酸鈣的含量隨燒結(jié)時間的延長先增大后減小。鐵酸鈣與鐵的氧化物形成熔蝕交織結(jié)構(gòu)。③顯徽結(jié)構(gòu)及物相組成與堿度的關(guān)系燒結(jié)礦的堿度發(fā)生變化，則燒結(jié)礦的物相形成就不同。當(dāng)溫度大于1300℃時，還原性變差。燒結(jié)溫度的高低直接影響鐵酸鈣的形成。（4）鐵酸鈣礦物形貌及成分的研究鐵酸鈣的礦物組成屬于CaO從氧化機(jī)理說明，大氣中的氧首先吸附在球粒表面的磁鐵礦顆粒上，同時電離，F(xiàn)e2+～Fe3+～e的反應(yīng)引起的Fe3+的自由擴(kuò)散，在球粒外層生成的Fe304形成低熔點(diǎn)混合物，出現(xiàn)液相，便阻止氧氣深入到球粒內(nèi)部，從而使內(nèi)部保留了部分Fe3O4。局部磁鐵礦少量氧化，有微量的硅酸二鈣及玻璃相。同時再氧化赤鐵礦逐漸發(fā)展，鐵酸鈣與磁鐵礦及赤鐵礦廣泛形成交織熔蝕結(jié)構(gòu)，燒結(jié)礦基本固結(jié)成礦[14]。在燃燒帶，碳激烈燃燒奪氧，燃料也基本消失，由CaO固態(tài)脈石消失，鐵氧化物仍主要以磁鐵礦存在，鐵酸鈣少量，一部分CaO固溶進(jìn)入磁鐵礦中，一部分生成硅酸二鈣，一部分生成鐵酸鈣，另一部分進(jìn)入玻璃相中。燒結(jié)過程是復(fù)雜的多相反應(yīng)，它從固相反應(yīng)開始。粘結(jié)相強(qiáng)度性能是指鐵礦粉在燒結(jié)過程中形成的液相對其周圍的核礦石進(jìn)行固結(jié)的能力。自選精礦中的F含量較高，達(dá)到了1. 01%，這使得燒結(jié)液相的粘度大大降低，改善了液相的流動性，液相流動性指數(shù)增高。但當(dāng)SiO2含量較高時，由于SiO2與CaO的化學(xué)親和力大于Fe2O3與CaO的親和力，會形成硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)形成物，導(dǎo)致液相的粘度增大，使得液相流動性降低。MgO可顯著降低鐵礦粉的液相流動特性一方面MgO使燒結(jié)液相生成溫度升高，鐵礦粉的同化能力降低；另一方面MgO抑制鐵酸鈣液相的生成，導(dǎo)致液相中氣孔增加，使液相粘度升高。實驗結(jié)果表明，影響鐵礦粉液相流動性的因素有 ①鐵礦粉同化特性。 作為粘結(jié)相礦物組成之一的鐵酸鈣與其它所有的粘結(jié)相礦物相比，既具有較高強(qiáng)度，又有較好的還原性，所以受到普遍重視。同化性較強(qiáng)的鐵礦石其液相流動性亦較好。如果礦石含有較高的SiO2，則配入的CaO量就多，產(chǎn)生的渣相量也較多，對液相流動性有改善作用。因此有效液相量對燒結(jié)礦質(zhì)量有重要影響。礦粉中的Fe2O含量低則表明Fe2O含量高，利于形成低熔點(diǎn)的鐵酸鈣液相，其同化溫度較低，同化能力較強(qiáng)。MgO有使鐵礦粉同化溫度升高的作用，如MgO含量高的再磨精礦具有較高的同化溫度1200℃。對于含F(xiàn)的燒結(jié)料來說，同化能力較好，這是因為燒結(jié)礦中的F主要賦存在槍晶石3CaO同化特性是指鐵礦粉在燒結(jié)過程中與CaO的反應(yīng)能力，它表征鐵礦粉在燒結(jié)過程中生成液相的難易程度。因為礦石致密，不利于反應(yīng)物的擴(kuò)散，反應(yīng)進(jìn)行緩慢，導(dǎo)致礦石的反應(yīng)性較差。礦石在高溫下焙燒時，結(jié)晶水分解，留下殘余氣孔，使礦石結(jié)構(gòu)疏松；同時，新生的赤鐵礦晶格能較大，反應(yīng)性增強(qiáng)。鐵礦石的鐵酸鈣生成特性是指在燒結(jié)過程中復(fù)合鐵酸鈣的生成能力。 鐵礦石的同化性是指鐵礦石在燒結(jié)過程中的低熔點(diǎn)液相生成能力，即鐵礦石礦物、脈石與CaO的反應(yīng)能力。鉀長石的化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，其中的Si、AO呈穩(wěn)定的四面體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，除了氫氟酸外，常溫常壓不被酸、堿分解?！?，硬度6，其理論成分為SiO2 %Al2O3 %，K2O %。Fe2O3中生成鐵鋁酸一鈣；1200～1250℃時鐵鋁酸一鈣與Fe2O3反應(yīng)生成鐵鋁酸半鈣；1200～1250℃時鐵鋁酸半鈣與SiO2反應(yīng)生成復(fù)合鐵酸鈣SFCA[2]。Dawson等認(rèn)為復(fù)合鐵酸鈣SFCA的生成反應(yīng)如下：在1050～1150℃時CaO與Fe2O3反應(yīng)生成CaOFe2O3與Fe2O3界面生成CaO作為多元鐵酸鈣研究的基礎(chǔ)，二元鐵酸鈣生成機(jī)理的研究得到了高度重視，郭興敏等研究表明，二元鐵酸鈣的生成過程為：首先CaO與Fe2O3通過固相擴(kuò)散生成CaO2 SiO2長期以來，包鋼都是以自產(chǎn)的白云鄂博鐵精礦為主要含鐵原料生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦，白云鄂博礦礦物組成復(fù)雜，同時含有較高的氟、鉀、鈉等有害元素，脈石中的SiO2和Al2O3主要以含K、Na的復(fù)合硅酸鹽和硅鋁酸鹽形態(tài)存在，以游離狀態(tài)存在的SiO2和Al2O3很少，屬世界獨(dú)有的特殊礦石。SFCA。2 SiO2CaF2的生成反應(yīng)，抑制鐵酸鈣生成。2 SiO2關(guān)鍵詞：鉀長石；固相反應(yīng)；燒結(jié)；復(fù)合鐵酸鈣；生成機(jī)理The solidphrase reaction characteristic of KAlSi3O8CaOFe2O3CaF2 system sintered with calcium ferriteAbstractThe mineral in the Iron mine of Baiyun Obo contains harmful elements such as F、K、Na, which is unique to other iron ore in the world ,on one hand, SiO2 gangue and Al2O3 gangue in it exist in the form of plex Silicate , Alumina and Silicate such as KAlSi3O8，NaFeSi2O6,on the other hand , CaF2 can involve in reaction which generate 3CaOsintering。但是，到目前為止，國內(nèi)外關(guān)于復(fù)合鐵酸鈣生成機(jī)理的研究還主要是針對普通鐵礦燒結(jié)的情況[17]，對像白云鄂博鐵礦、攀枝花釩鈦磁鐵礦這樣組成復(fù)雜的特殊礦卻研究甚少，相關(guān)研究也僅限于燒結(jié)因素對鐵酸鈣生成量和形貌的影響方面[810]，所得研究結(jié)論不足以指導(dǎo)特殊礦燒結(jié)生產(chǎn)實踐。與普通礦燒結(jié)不同，燒結(jié)過程中SiO2 和Al2O3主要以復(fù)雜化合物形態(tài)參加反應(yīng)，反應(yīng)活性低，不易與鐵礦物及熔劑形