高品位烧结矿的研究与发展
镍精矿的烧结和熔炼技术研究
镍精矿的烧结和熔炼技术研究镍精矿是一种常见的镍资源，其在冶金工业中具有重要的作用。
为了有效利用镍精矿，提高镍的回收率和产品质量，烧结和熔炼技术成为研究的热点。
本文将探讨镍精矿的烧结和熔炼技术研究，并讨论其影响因素和优化方法。
镍精矿的烧结是将镍精矿与烧结辅料混合后，在高温条件下进行烧结过程，使得颗粒结合成块状物。
烧结过程中，镍精矿与辅料中的氧化剂反应生成氧化物，随后发生还原反应生成镍铁合金。
烧结温度、时间和辅料成分是影响烧结效果的重要因素。
较高的烧结温度可以提高颗粒的结合程度和还原反应速率，但过高的温度会导致颗粒烧结过度，形成过大的颗粒，降低熔炼效果。
合适的烧结时间可以使得烧结反应充分进行，但时间过长也会使颗粒烧结过度。
辅料的选择必须考虑其氧化能力和还原能力，并添加适量的助熔剂，以提高镍精矿在烧结过程中的流动性和烧结性能。
镍精矿的熔炼是将烧结后的镍铁合金与熔剂一起加热到高温，使其熔化并与熔剂发生反应，从而获得镍的金属产品。
熔炼过程中，熔剂起着重要的作用，它能够与熔化的镍铁合金反应生成相对不易被还原的化合物，从而使镍得以富集。
常见的熔剂有石灰石、二氧化硅等。
在熔炼过程中，需要控制熔化温度、熔化时间和熔剂的投放量。
适当的熔化温度和时间可以使镍铁合金充分熔化和反应，但过高的温度和时间会使反应过度进行，产生不良的熔渣，降低产品质量。
熔剂的投放量要根据镍精矿中杂质的含量和熔剂的反应能力进行调整，以保证有效的反应和镍的富集率。
影响镍精矿烧结和熔炼技术研究的因素很多，包括原料的品位和组分、矿石粒度和结合特性、烧结和熔炼条件等。
对于低品位矿石，可以采用磨矿和浸出等前处理工艺，以提高镍的回收率。
对于过细颗粒的镍精矿，可以采取球团烧结或焙烧制备成合适的颗粒尺寸。
此外，还可以通过添加助剂来改善烧结和熔炼过程中的流动性和还原性。
同时，运用适当的工艺参数，如控制烧结和熔炼温度、时间和熔剂投放量等，可以有效地提高矿石的冶炼效果和产品质量。
烧结工艺介绍
烧结原料 三、回收料 在冶金及其它一些工业生产部门有不少副产 品，其含铁量都比较高，这些工业副产品如当作 废物抛弃，造成资源浪费而且导致环境恶化。烧 结配用这类工业副产品作为原料后，不仅可以降 低烧结成本，而且可以综合利用资源，保护环境 不被污染。烧结厂常用的工业副产品有： 1、瓦斯灰 瓦斯灰是高炉煤气带出来的炉尘，通常含铁40% 左右，它实际上是矿粉和焦粉的混合物。瓦斯灰 的粒度较细，呈深灰色，亲水性差。烧结料中加 入部分瓦斯灰，可节约铁料和燃料消耗。加上价 格低廉，还可以降低成本。进厂的瓦斯灰，要适 当加水润湿，以便运输和改善条件。
烧结工业的发展概况 2、工艺先进化，已被证实和利用的新工艺有： (1)改善原料中和（建立机械化和计算机控制的原料 场）； (2)改善原料准备工艺（添加生石灰或消石灰，燃料分 加，分层布料，强化制粒等）； (3)改进烧结技术(厚料层、高负压、高碱度、低燃耗， 混合料预热，富氧和热风烧结等） (4)强化烧结矿产品粒度。 (5)强调环境保护、资源综合利用烧结厂余热利用等。
烧结基本知识 二、烧结与炼铁的关系 烧结生产是炼铁生产的前工序，是整个钢铁工业生 产中的一个不可缺少的重要环节，也就是炼铁生产 的原料准备。烧结生产是为高炉服务的，所以烧结 矿的质量很大程度上决定了高炉生产的各项经济技 术指标和生铁质量。烧结生产的主要任务，是将铁 矿粉进行造块，为高炉冶炼提供优质的人造富矿。
技术质量处： 技术质量处：孙石磊
大纲
烧结基本知识 烧结工业发展概况 烧结原料介绍 烧结设备 烧结工艺流程 烧结矿的分类
一、为什么要进行烧结 在自然界中，金属状态的铁是极少见的。一般都和 其它元素结合成化合物。随着工业的发展，能直接 用于高炉冶炼的富矿越来越少，使得人们不得不开 采贫矿（品位25-40%）。但是贫矿直接入炉冶炼是 不经济的，所以，必须经过选矿处理，要选矿，就 必须对矿石进行破碎研磨。这样，选矿后的矿粉， 品位提高了，但其粒度（<0.043mm>90%）不符合 高炉冶炼要求，因此，对于开采出和筛选出来的矿 粉都必须经过造块后方可用于冶炼。
烧结矿低温还原粉化指数的试验与研究
• 3）烧结矿SiO2含量对低温还原粉化率的影 响： • 有关资料表明，在900℃以上的高温下， Fe3O4可以被还原，特别是SiO2存在时， 更会加快它的还原，生成低熔点化合物铁橄 榄石，随着SiO2含量的提高，烧结矿的 FeO升高，低温还原粉化率（+3.15mm） 增大。
• 4）Al2O3对低温还原粉化率的影响： • 烧结矿中含有一定的Al2O3有利于四元系针 状交织结构的铁酸钙的形成，有利于提高烧 结矿强度。但过高有助于玻璃质的形成，使 烧结矿强度和低温还原粉化率升高。
1 国内研究现状
• 目前我国宝钢、攀钢、武钢等部分企业生产的烧结 矿低温还原粉化率较高，一般小于3.15mm达到 30~40%，接近日本平均水平（-3mm部分为 36.3%）。 • 除以上几个方面的技术措施外，国内外还进行了以 下试验与生产：烧结使用复合熔剂；熔剂分加技术； 混合料预压烧结；煤气无焰烧结；富氧点火；富氧 烧结与富氧双层烧结等。
2 选题的目的和意义
• 2.1张钢矿粉的烧结特性 • 张钢烧结常用的几种矿粉的化学成分见表2.1 • 在烧结生产中，应根据各种矿粉的含铁品位， SiO2和Al2O3的含量进行优化，使之在烧结过程中 获得合适的烧结性能。
产地 巴西 澳大利 亚 澳大利 亚 印度 中国 品种 巴西粗 粉 PB粉 烧损 1.07 5.79
前言
• 受国内铁矿石资源和开发技术经济条件的限制，国 内铁矿石产量严重不足，造成进口铁矿石数年大幅 度增长，进口依赖度将进一步增加。但是，随着优 质铁矿粉供应紧张、价格逐年上涨，质量逐步下降， 对烧结生产造成较大影响。因此，合理地利用国内 外廉价铁矿粉资源，生产高质量的烧结矿以及获得 理想的经济效益是每个钢铁企业追求的目标。 • 烧结矿低温还原粉化率（RDI）是烧结矿冶金性能 的一个重要指标，烧结矿RDI的波动，不但直接影 响到高炉料柱的透气性，造成炉况不顺，而且增加 炉顶喷吹出量。因此烧结矿低温还原粉化率直接关 系到高炉的顺行生产，对提高高炉的技术经济指标 起着举足轻重的作用。
烧结矿竖式冷却工艺的分析与研究
4冶金冶炼M etallurgical smelting烧结矿竖式冷却工艺的分析与研究屈鹏飞［普锐特冶金技术（中国）有限公司，上海 ２０１１０３］摘 要：烧结矿竖式冷却工艺是烧结生产工艺的一项革新性技术，主要是为了解决目前烧结矿冷却工序的余热回收品位低、污染的问题。
传统对烧结矿竖式冷却工艺的研究大部分停留在理论领域，直到最近几年才有了工业化和商业化的应用。
本文通过对竖式冷却工艺和现有烧结矿竖式冷却商业化应用项目的介绍，为烧结矿竖式冷却工艺的进一步发展提供依据。
关键词：烧结矿竖式冷却；节能环保中图分类号：ＴＦ０４６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）２３－０００４－３Analysis and Research on Vertical Cooling Process of Sintered OreQU Peng-fei［Ｐｒｉｍｅｔ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｃｈｉｎａ） Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１１０３，Ｃｈｉｎａ］Abstract: Ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｏｒｅ ｉｓ ａｎ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｉｔ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｌｏｗ ｇｒａｄｅ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒ． Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｏｒｅ ｈａｓ ｍｏｓｔｌｙ ｒｅｍａｉｎｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｆｉｅｌｄ， ａｎｄ ｉｔ ｈａｓ ｎｏｔ ｂｅｅｎ ｕｎｔｉｌ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ ｔｈａｔ ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｉｚｅｄ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｏｒｅ ｂｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｆｏｒ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｏｒｅ．Keywords: ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｏｒｅ； Ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－１０作者简介：屈鹏飞，男，生于１９８８年，汉族，湖北宜昌人，本科，中级工程师，研究方向：冶金热能与动力。
某钢铁公司高质量稳定烧结矿生产技术创新
某钢铁公司高质量稳定烧结矿生产技术创新随着中国经济的快速发展，钢铁工业作为国民经济的重要支柱之一，也在不断地发展和创新着自己的生产技术。
在这个领域中，某钢铁公司凭借其高质量稳定的烧结矿生产技术成为了业内的佼佼者。
这家公司一直注重技术创新和研发，不断地推陈出新，从而不断提升自己的生产效率和产品质量。
其中最引人注意的当然是它的烧结矿生产技术，下面就来详细展开。
一、入料混合技术的创新在传统的烧结矿生产过程中，关键是要将各种原材料按比例混合后，送入烧结机进行烧结。
而在这个过程中，材料的比例和质量非常重要，因为只有掌握了这些关键的参数，才能保证最终烧结出的矿石质量符合要求。
在这一点上，某钢铁公司的入料混合技术可谓是领先业界。
他们采用了高精度称量系统，将全部的原材料都进行了精准的称量和计量。
在这个过程中，他们引入了先进的自动控制技术，实现了对每一个原材料比例的实时监测和调整。
这种创新的技术应用，保证了原材料的比例和质量的稳定性，因此也保证了最终烧结矿的质量稳定。
二、烧结过程的优化改进在烧结过程中，某钢铁公司同样进行了大量的优化改进。
首先，他们引入了高温烧结技术，将热风温度升高到了1400℃以上。
这种高温下的烧结，不仅可以促进原材料中化合物的分解，还能提高烧结过程中的热交换效率，从而提高烧结速度和热工效率。
其次，他们在烧结机炉排结构和烧结速度的控制上，也进行了很多创新性的尝试。
通过改进炉排结构，提高了矿物粒度的均匀性，保证了烧结过程中的均匀性和稳定性，同时也减少了炉渣反应和环保问题。
在速度控制方面，他们采用了先进的智能控制系统，根据烧结反应的实时变化情况，实现了烧结速度的自动调节和控制。
这些优化改进的措施，大大提高了烧结生产效率和烧结矿的质量稳定性。
三、产品质量的稳定优化在生产过程中，除了要保证生产效率和节能减排之外，还必须保证产品的质量和稳定性。
在烧结矿生产过程中，某钢铁公司的产品质量稳定优化措施更是值得一提。
铁矿石的烧结与冶炼
04
铁矿石烧结与冶炼的环境 影响与控制
大气污染物排放与控制
大气污染物排放
在铁矿石的烧结和冶炼过程中，会产生大量的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等大气污染物。这些污染物不仅对环境 造成严重污染，还会对人类健康产生严重影响。
02
铁矿石烧结过程
原料准备
01
02
03
铁矿石
选择品位高、成分稳定的 铁矿石作为原料，确保烧 结矿的质量和产量。
燃料
通常使用焦粉或煤粉作为 燃料，提供烧结所需的热 量。
熔剂
加入适量的熔剂，如石灰 石、白云石等，以调整烧 结矿的矿物组成和化学成 分。
配料与混料
配料
根据原料的化学成分和烧结矿的质量 要求，计算各种原料的配比，确保烧 结矿的品位、碱度和其它化学成分符 合要求。
利用
将处理后的烧结矿作为高炉炼铁的原 料，通过高炉冶炼提取出铁水，进一 步加工成各种钢材和铁制品。
03
铁矿石冶炼工艺
直接还原冶炼
直接还原冶炼是一种将铁矿石在还原气氛下进行高温处理，直接将铁矿石中的铁 氧化物还原成金属铁的过程。该工艺通常使用气体或固体还原剂，如天然气、煤 、焦炭等。
直接还原冶炼工艺具有流程短、能耗低、污染小等优点，但生产出的铁金属品位 较低，通常需要进一步加工处理。
混料
将各种原料按照配比混合均匀，确保 烧结过程中各组分能够均匀反应。
烧结矿的冷却与破碎
冷却
烧结矿从烧结机下来后，通过冷却设备将其冷却至适宜的温度，以利于后续的破 碎和运输。
破碎
烧结矿冷却后，经过破碎设备将其破碎至合适的粒度，以便于高炉冶炼。
提高烧结矿品位的研究
提高烧结矿品位的研究
周云花;刘敏媛
【期刊名称】《湘钢科技》
【年(卷),期】2003(000)003
【总页数】4页(P7-9,13)
【作者】周云花;刘敏媛
【作者单位】湘潭钢铁集团有限公司科技开发中心
【正文语种】中文
【中图分类】TF046.4
【相关文献】
1.由低品位Mamatwan锰矿生产高品位锰烧结矿的研究 [J], Pien.,PC;阎惠君
2.石钢提高烧结矿品位的研究与实践 [J], 刘亚茹;刘振海
3.梅钢提高烧结矿全铁品位生产实践 [J], 邱金龙
4.提高攀钢入炉烧结矿品位的试验研究 [J], 付卫国;黎建明;李军;张善坤;汪智德
5.提高鞍钢烧结矿品位的研究 [J], 周节旺;张昊;孙斌;张德良
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我国烧结装备技术发展现状及指标分析
我国高炉的炉料以烧结矿为主，随着我国铁产量的高速增长，烧结矿的生产规模不断扩大，烧结装备技术及生产水平也快速提升。
目前我国已经能够自主设计、生产制造300～500m2级的大型烧结机，主要钢铁企业的烧结机经济技术指标达到或接近世界先进水平，烧结矿产量、质量、生产效益不断提高，从而为我国钢铁工业的持续发展和节能降耗打下了良好的基础。
一、我国烧结机生产能力现状据统计，我国现有烧结机约1200台，其中投产和在建的180m2-660m2烧结机有125台，其烧结面积达38590m2。
近年来新建的近30台烧结机中有25台大于260m2，已投产的27台大于360m2烧结机中，首钢京唐公司550m2烧结机是最大的烧结机，在建的太钢660m2烧结机是目前世界上屈指可数的巨型烧结机，工艺技术先进，达到国际一流水平。
重点企业中，大中型烧结机所占比重逐年增加。
近几年新建的大型烧结机中265m2、360m2和435m2烧结机的数量逐渐占到主流。
我国大中型烧结机产能约占整个烧结行业产能的2/3。
但从全国总的情况来看，由于小型烧结机数量仍相当大，造成了我国烧结机的单机平均面积仍然偏小。
2007-2009年我国重点企业烧结机的情况见表1。
从表1中我们可以看出，3年间，烧结机总台数由422台增加到491台，增加了69台，其中130m2以上烧结机的数量由125台增加至188台，增加了63台，130m2以下烧结机则仅增加了6台。
重点钢铁企业大于130m2的大中型烧结机数量占烧结机总数的比例由2001年的15.0%提高到了2009年的38.2%，产能比例由41.5%增加到68.1%。
2010年新投产的烧结机均在180m2以上，其中180～199m2和200～299m2烧结机为30%左右，300～399m2为23.1%，400m2为15.4%，2010年新投产装备□王兴连我国烧结装备技术发展现状及指标分析表1近三年我国重点企业烧结机的情况设备规格200720082009台数年生产能力（万吨）台数年生产能力（万吨）台数年生产能力（万吨）130m2及以上12530396149376511884948890-129m281917988987686981036-89m215410923154109231671162719-35m2622186532071501744合计422526844446052149172669单位：万吨数量结构如图1所示。
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高品位烧结矿的研究与发展 张瑞堂 刘振林 陈 松 （济钢集团有限公司科技质量部，济南 250101） 摘 要 本文主要介绍了近年来国内外高品位烧结矿的研究和技术方面取得的长足进步，主要体现在瑞典皇家工学院的Edstrom等人的高铁高氧化钙烧结矿、高铁高氧化镁优化烧结矿的技术开发以及以SFCA为代表的优质粘结相生成理论研究等方面。 关键词 高品位 烧结 SFCA 开发
The Investigation and Progress of High Grade Sinter Zhang Ruitang Liu Zhenlin Chen Song (Technology and Quality Department of Jinan Iron and Steel Co, Jinan , 250101) 1
Abstract The paper introduces the great progress of technology and latest studies of high grade sinter domestic and overseas. The progress mainly noted as the technology development about high iron content high CaO sinter, high iron content high MaO sinter and the theoretics of high quality bonding phrase formation such as SFCA in Sweden's Royal Institute of Technology was discussed. Key words high grade, sinter, SFCA, development
长期以来，高炉冶金工作者，希望生产一种含铁量很高的炉料，以获得高炉生产低渣量，低燃料消耗。当球团矿含铁量超过66%时，高炉使用效果很好。因此，冶金工作者们很希望生产出含铁量超过60%～61%并具有满足高炉生产需要的烧结矿。在这种希望下，瑞典皇家工学院Edstrom等人开始研究生产 “优化烧结矿” 并取得了长足的进展。“优化烧结矿”的含义是：具有高的含铁量（65%～66%）和自熔性。
1 高品位烧结矿的开发 高品位烧结矿的研究与生产主要集中在北欧国家和钢铁厂，其中研究成果最突出的是瑞典皇家工学院的Edstrom等人。他们从1986年下半年开始，在皇家工学院和Oxelosund钢厂的实验室中，使用大约装150kg混合料的烧结杯上进行研究高品位烧结矿的各种工艺方案，主要包括：磁铁精矿、赤铁矿（精矿）以及磁—赤混合精矿生产“优化烧结矿”。在实验中，各种实验流程见图1。
张瑞堂，男，工学学士，高级工程师，从事炼铁工艺技术管理。 刘振林，男，硕士，高级工程师，从事铁前系统工艺技术管理，jglzl@126.com。 陈松，男，学士，工程师，从事科技管理工作。 第八届（2011）中国钢铁年会论文集 8176 图1 对烧结矿进行的各种检验 1.1 优化烧结矿的开发 “优化烧结矿”主要分为高铁—高氧化钙和高铁—高氧化镁烧结矿以及为解决炉渣成分和强度特性方面存在的问题而研究的“复合优化烧结矿”，这种烧结矿的优越性是能够满足高炉对冷强度、还原强度、还原性能的要求，以及高炉在低渣量操作时对软熔性能和高温性能的一些要求。瑞典、芬兰、法国等地的钢铁厂在实验室取得成功后，在生产试验期均未完全割弃正常的生产，而是缓缓提高烧结矿品位，试验期烧结矿品位保持在60%～63%左右，没有冒然把烧结矿品位一下提高到实验室的最高值65%～67%，也未试生产超高碱度或复合优化烧结矿。目前这几家钢铁厂的烧结矿品位均保持在60%左右的水平。 从含铁原料来看，磁、赤铁矿均可生产高品位烧结矿。在实验室中只需配入少量熔剂，如高铁—高氧化镁优化烧结矿，实验所用的烧结混合料组成如下：磁性烧结细精矿(MAF)94%，橄榄石(Olivine)2.3% ，石灰石（Limestone）1.7% ，生石灰（Burnt Lime）2.0%[1]。在高铁高氧化钙优化烧结下，橄榄石从混合
料中被完全抽出来，而用一定量的石灰石代替。如果使用3.5%的焦粉，使用这种混合料生产的烧结矿品位大约在65%，脉石氧化物的含量之和约8%~9%。与普通烧结矿比，虽然烧结矿渣量减少了，但烧结矿强度足够了。 要创造铁酸钙大量生成的条件，在二氧化硅含量较低且稳定的情况下，就必须多配入氧化钙，提高烧结矿的碱度。这就是高铁高氧化钙烧结矿试验的初衷，而这种优化烧结矿不是自熔性的，也就不宜使用100%高铁高氧化钙烧结矿来作高炉炉料。高铁高氧化镁优化烧结矿的高温性能较好。与高铁高氧化钙相比，软化温度较高，软熔区间较小，因此该烧结矿可改善高炉料柱的透气性。 鉴于高铁高氧化钙烧结矿（简称HC）的自熔性较差，高铁高氧化镁优化烧结矿（简称HM）的强度和还原性较差，Edstrom等人决定采用“复合烧结矿和非均质烧结矿”合二为一的方案。这一方案是对烧结工艺的一个重要改进。
1.2 HC和HM烧结矿的优化与改进 由于高铁高氧化钙优化烧结矿碱度较高，因此决定通过往高铁高氧化钙优化烧结矿的混合料中添加粗颗粒石英（3～6mm），以生产一种“HCD”来改善碱度过高的状况。这是一种高铁—高氧化钙的复合优化烧结矿。粗石英不仅提供了为改善烧结矿自熔性能所必须的二氧化硅，而且将同时保持不起反应，留在烧结矿基体中。HCD与HC的结构相似，这是由于有相当大量的铁酸钙的缘故。 用生产HCD烧结矿同样的技术来生产HMD烧结矿时，向HM优化烧结矿的混合料中加入粗颗粒橄榄石的HMD烧结矿的冷强度与HM优化烧结矿相比并未改善。原先以为保留不变的粗颗粒橄榄石，有一部分与烧结料发生了反应。烧结矿的结构一部分由铁酸钙基质，另一部分由玻璃质渣相组成；一般来说，含硅酸二钙的玻璃粘结相，对烧结矿的强度是不利的。综上所述，HCD和HMD优化烧结矿不仅品位高（65%～66%），而且具有高的还原性、好的还原强度和高温冶金性能，具有自熔能力，与焦炭灰分在一起，形成体积小、成分适宜的高炉炉渣。 高品位烧结矿的研究与发展 81772 高品位烧结矿的机理研究 多年来，世界各地的冶金研究工作者们围绕烧结矿粘结相、铁矿物等所做的大量研究，对高品位烧结矿的生产研究有很大的借鉴作用。 高品位烧结矿的研究表明，以磁铁精矿为主生产的烧结矿中，铁酸钙含量很少，磁铁矿含量居多[2]，有时高达50%～60%[3]，以磁铁矿粉烧结的高铁高氧化钙优化烧结矿中，其主要矿物组成也是含有一定量钙、镁和钛的磁铁矿。高铁高氧化镁优化烧结矿也类似。可见高品位烧结矿与普通烧结矿在矿相结构上有很大差别。
2.1 高品位烧结矿粘结相的研究 高品位烧结矿面临的主要问题是如何解决由于铁高、硅低、渣量少而带来的强度、还原性和低温还原粉化问题。Edstrom等人以提高碱度和生产复合优化烧结矿的方式，较好地解决了如何增加烧结矿中铁酸钙含量的问题。研究结果认为，此种高品位烧结矿的粘结相是铁酸盐与一些硅酸盐的混合物。其中铁酸盐先从熔体中析出，硅酸盐最后固化。
2.2 复合铁酸钙（SFCA）的研究 有一种优质粘结相是SFCA，特别是针状SFCA，有良好的性能指标。发展以针状SFCA为主要粘结相的烧结矿是进一步改善高碱度烧结矿质量的根本途径。近年来的许多研究工作都在围绕此项技术进行。研究表明[4]，当温度在1250~1280℃时纤细状铁酸钙较为发展，当1100~1200℃时，出现10%～20％的铁酸钙（CF），但晶粒间尚未连接，所以强度较差；温度在1200~1250℃时，有20%～30％的CF生成，晶桥连接，有针状交织结构出现，强度较好；当温度升高到1250~1280℃时有30%～40％的CF生成，呈交织结构，强度最好；当温度升高到1280~1300℃时，只有10%～30％的CF，结构由针状变为柱状或者棒状，强度有所升高，但还原性变差。低温烧结被认为是形成针状铁酸钙的有效工艺制度。通过低温烧结技术生产的烧结矿，作为高炉炉料，不但可以降低高炉焦比，而且可以提高生铁产量。 比利时的E.D.Costa等人在一项优化烧结矿中矿相组成以改善其性能的研究中做了有益的探索。以烧结混合料中粘结相的氧化钙含量和铁矿晶核的组成为基础开展研究，重点进行了不同种类反应物在粘结相中熔化温度的确定和矿物晶核反应性能的试验，发现：要获得相同的熔化温度，富铁矿要比贫铁矿所需要加入的氧化钙少得多；而且在较低的烧结温度下，针状SFCA大量出现，限制了粘附层中的石英与渣相的同化作用。并且在烧结杯试验中，得到了以赤铁矿富矿粉为主原料的高品位烧结矿（TFe59.3%、SiO24.5% CaO9.4%、
Al2O30.7%、MgO 0.1%），该烧结矿的质量指标很好，其冷强度、热强度、还原性、生产率均高，而且燃耗较低。Costa认为烧结指标好是由于所谓富矿粉生产烧结矿具有最高的原生赤铁矿和致密程度，使其粘结相指数提高，而且这种烧结矿中，大多是粗大的SFCA，玻璃相明显减少。从这项研究中可以看出，赤铁矿烧结矿中原生赤铁矿含量较高 ，对烧结矿强度和还原性是有利的。另外，在烧结混合料化学成分固定的情况下，烧结矿的矿相分布与烧结的最高温度呈现一定的关系，针状SFCA的含量随温度升高而减少，但烧结矿质量良好。这说明只要把粘附层化学成分与赤铁矿核心的比例关系调整好，烧结反应渣相的孔隙较多，就可以形成针状SFCA和微细孔包围致密赤铁矿晶核的结构。 北京科技大学的研究人员用高纯磁铁精矿为原料，采用电炉焙烧小饼的方法，研究了针状SFCA的形成过程和影响因素，为生产针状SFCA为主要粘结相的高品位优质烧结矿提供了理论依据。他们研究认为，随着碱度的提高，烧结矿中的二氧化硅由主要生成含铁硅酸盐渣相，变为大部分进入铁酸钙中。通过控制适当的温度、碱度、时间和Al2O3/ SiO2比，可以发展以针状SFCA为主要粘结相的烧结矿。而且磁铁矿和赤
铁矿都能形成很好的针状铁酸钙交织结构；但磁铁矿在烧结过程中要有一个氧化转变过程，其烧结温度比赤铁矿低，因此燃耗也低，这一研究对高品位烧结矿的作用在于：对于能够满足一定成分的烧结混合料，完全可以烧结成以针状铁酸钙为主要粘结相的高品位烧结矿，这种烧结矿同样具备高产、少渣、低耗的优点。这一点与BHP研究结果很接近。BHP公司的研究人员，通过对磁铁矿烧结的基础研究和烧结杯研究发现[5]：
如果磁铁矿在烧结过程中氧化，如果碱度和Al2O3含量合适，SFCA则能较容易生成。电子探针和X光分析