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高爐煉鐵中的礦渣詳解

礦渣是在高爐煉鐵過程中的副產品。

在煉鐵過程中,氧化鐵在高溫下還原成金屬鐵,鐵礦石中的二氧化硅、氧化鋁 等雜質與石灰等反應生成以硅酸鹽和硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物,經過淬冷成質地疏松、多孔的粒狀物,即為高爐礦渣,簡稱礦渣。

高爐渣的礦物組成與生產原料和冷卻方式有關。在慢冷結晶態的礦渣中,堿性高爐渣中的主要礦物為鈣鋁黃長石和鈣鎂黃長石,其次為硅酸二鈣、假硅灰石、鈣長石、鈣鎂橄欖石、鎂薔薇石及鎂方柱石等。酸性高爐渣中的礦物成分主要為黃長石、假硅灰石、輝石和斜長石等。釩鈦高爐渣中的主要礦物是鈣鈦石、安諾石、鈦輝石、巴依石和尖晶石等。錳鐵渣中主要礦物是橄欖石。高鋁渣中主要礦物是鋁酸一鈣、三鋁酸五鈣和二鋁酸一鈣。鏡鐵渣中主要礦物是薔薇輝石。在結晶態的礦渣中,除高鋁渣外,僅硅酸二鈣具有膠凝性,其他礦物均不具有或只具有微弱的膠凝性,所以基本不具有水硬性。而急冷渣主要由玻璃體組成,其含量與礦渣熔體的化學成分和冷卻速度有很大關系,一般酸性礦渣的玻璃體含量高于堿性礦渣,冷卻速度快玻璃體含量就高。

我國鋼鐵廠排放的快冷渣玻璃體含量一般在80%以上,具有較好的水硬性。礦渣可采用不同的方法來分類,其中根據堿性氧化物(CaO+MgO)與酸性氧化物的比值M,可以將礦渣分為堿性礦渣(M>1)、中性礦渣(M=1)和酸性礦渣(M<1);根據冶煉生鐵的種類可分為鑄鐵礦渣(冶煉鑄鐵時排出的渣)、煉鋼生鐵礦渣(冶煉供煉鋼用生鐵時排出的渣)和特種生鐵礦渣(用含有其它金屬的鐵礦石熔煉生鐵時排出的渣,如錳礦渣、鎂礦渣);再根據冷卻方法、物理性能及外形,可以分為緩冷渣(塊狀、粉狀)和急冷渣。(資料來源于網絡)

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