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铁矿球团具有良好的冶金性能及改善高炉料柱透气性等优点,被认为是实现高炉炉料结构优化所必需的优质炉料,因而在钢铁工业中的使用量越来越大。近年来,我国各大钢铁企业都在大力发展球团生产工艺,尤其是链篦机—回转窑球团生产工艺。目前国内球团厂大都采用膨润土作粘结剂,其残留物明显,因而降低了球团矿的铁品位。因此,寻求低残留量粘结剂来取代膨润土或者降低膨润土用量,是提高球团矿铁品位的有效途径。本研究采用有机粘结剂D(经过改性的羧甲基淀粉)和F替代或部分替代膨润土,在满足生球质量要求的基础上,达到降低膨润土用量、提高球团矿铁品位的目的。单一粘结剂造球结果表明:在有机粘结剂F用量为2.0%或新型有机粘结剂D用量为0.25%~0.3%时,生球强度、热稳定性等方面与膨润土用量为1.0%时的效果相当。复合粘结剂造球试验研究表明,膨润土与D复合是一种较为理想的方案,配加0.1%的D可将膨润土用量降低到0.5%,生球落下强度达到3.3次/0.5m,爆裂温度>600℃,与配加1.0%膨润土的生球相比较,既降低了膨润土用量,又提高了生球强度和爆裂温度。对配加单一有机粘结剂D的球团和D与膨润土复合的球团进行了预热焙烧试验,结果表明:配加0.3%有机粘结剂D的球团,焙烧球强度最高达到2946N/个,但预热球强度很低,只有150N/个左右,难以满足链篦机—回转窑生产工艺对预热球强度的要求。对0.1%D+0.5%膨润土复合粘结剂球团,预热球强度大于400N/个,焙烧球强度达到2600~2900N/个。采用0.3%的有机粘结剂D完全替代膨润土时,球团铁品位为64.07%,比1.0%膨润土的球团提高了0.76个百分点;采用0.1%D+0.5%膨润土时,球团铁品位为63.74%,比1.0%膨润土球团提高了0.43个百分点。磁铁精矿球团具有良好的微波吸收特性,采用微波加热技术能很好地解决单一有机粘结剂D球团预热球强度低的问题。研究结果表明:用常规加热,在温度为750℃时预热10min,预热球强度为129 N/个,温度为900℃时预热10min,其预热球强度也仅为170 N/个。而采用微波加热能大幅度提高预热球强度,在微波输入功率为2500W条件下加热球团,当微波加热终点温度为750℃时预热球抗压强度为448N/个,当微波加热终点温度为900℃时,其预热球抗压强度达到1155 N/个。微波加热具有内加热的特点,可以对物料进行整体加热,物料受热比较均匀。应用光学显微镜、XRD和SEM等测试技术对微波预热配加有机粘结剂D球团的氧化机理进行了研究,结果表明,常规加热后的预热球团内部存在较多的磁铁矿颗粒未被氧化,氧化生成的赤铁矿微晶连接较少,球团整体结构较松散,导致预热球团强度差。微波加热后的预热球内部大部分磁铁矿被氧化为赤铁矿微晶,多数微晶连接成片,球团内部显微结构比较紧密、均匀,因而微波预热球团具有较高的强度。