一、燒結(jié)基本原理     

1.燒結(jié)過(guò)程的基本反應(yīng)

    燒結(jié)過(guò)程包括復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)。包括水分的蒸發(fā)、碳酸鹽的分解、燃料的燃燒、鐵氧化物的氧化和還原。

燃燒反應(yīng)

      燒結(jié)過(guò)程中進(jìn)行著一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化，這些變化以一定的溫度和熱量為需求條件，這種條件的創(chuàng)造是混合料中碳的燃燒。混合料中的碳的燃燒所提供的熱量占燒結(jié)所需熱量的90%左右。

燒結(jié)混合料中的碳在溫度達(dá)到700℃以上即著火燃燒，發(fā)生以下四種反應(yīng)：

      C+O2=CO2            ΔH= －33500kJ／kg   ΔG0 = －395350－0.54T        (2—1)

         2CO+O2＝2CO2      ΔH= －23700kJ／kg    ΔG0 = －561900+170.46T      (2—2)       

         2C+O2 =2CO         ΔH= －9800kJ／kg      ΔG0 = －228800－171.54T     (2—3)   

         C02 +C=2CO         ΔH= 13800kJ／kg        ΔG0 = 166550—171.0T           (2—4)

       在燒結(jié)過(guò)程中，反應(yīng)(2—1)易發(fā)生，反應(yīng)(2—2)在燒結(jié)過(guò)程的低溫區(qū)易于進(jìn)行。在高溫區(qū)有利于(2—3)和(2—4)進(jìn)行，但由于燃燒帶薄，廢氣經(jīng)過(guò)預(yù)熱帶溫度很快下降，所以它們受到限制，但是在混合料中燃料粒度過(guò)細(xì)，配碳過(guò)多而且偏析較大時(shí)，此類反應(yīng)仍有一定程度的發(fā)展。

?生產(chǎn)和研究中，常用來(lái)衡量燒結(jié)過(guò)程中的氣氛和燃料的化學(xué)能利用。顯然此值越小，燒結(jié)過(guò)程的氧化性氣氛越強(qiáng)，能量利用越好。影響這一比值的因素有燃料粒度、燃料數(shù)量、負(fù)壓大小等。

?燒結(jié)過(guò)程中燃料顆粒的燃燒屬于氣—固相反應(yīng)。反應(yīng)動(dòng)力學(xué)服從于氧分子擴(kuò)散到固體燃料表面，氧分子被吸附，被吸附氧分子與碳發(fā)生反應(yīng)形成中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物斷裂形成氣相反應(yīng)產(chǎn)物，反應(yīng)產(chǎn)物脫附并向廢氣流擴(kuò)散的未反應(yīng)核模型一般規(guī)律。

?大量動(dòng)力學(xué)研究和對(duì)燃燒帶厚度的探索性計(jì)算表明，燒結(jié)過(guò)程中燃料燃燒是受擴(kuò)散控制的，因此，燒結(jié)混合料中燃料燃燒速度及燃燒帶的厚度與燃料顆粒的直徑、燃料配加量、氣流的流速及料層的透氣性有關(guān)。

?在其他條件一定時(shí)，粒度的大小成為燒結(jié)過(guò)程質(zhì)量的決定性因素：粒度愈大，燃燒時(shí)間愈長(zhǎng)，燃燒帶愈厚。若粒度過(guò)粗，造成過(guò)厚的燃燒帶，增加了料層的阻力，且在轉(zhuǎn)運(yùn)和布料時(shí)易產(chǎn)生偏析，造成局部過(guò)熔；若粒度過(guò)細(xì)，則降低料層的透氣性，同時(shí)由于燃燒速度過(guò)快而使燃燒帶過(guò)薄，來(lái)不及產(chǎn)生足夠的液相，影響了燒結(jié)礦的強(qiáng)度。因此燒結(jié)過(guò)程要求有合適的燃料粒度。

         燒結(jié)過(guò)程中有三種分解反應(yīng)發(fā)生，結(jié)晶水分解，碳酸鹽分解，高價(jià)氧化物（Fe2O3，MnO2，Mn2O3）分解。

?結(jié)晶水分解。在燒結(jié)混合料中的礦石、脈石和添加劑中往往含有一定的結(jié)晶水，它們?cè)陬A(yù)熱帶和燃燒帶進(jìn)行分解。

 分解反應(yīng)

?碳酸鹽分解。燒結(jié)混合料中的碳酸鹽有菱鐵礦及白云石和石灰石等熔劑，菱鐵礦在燒結(jié)過(guò)程中比較容易分解，分解溫度在300～350℃。配入混合料的熔劑白云石和石灰石的分解與廢氣中的CO2分壓有關(guān)。根據(jù)燒結(jié)廢氣中CO2含量變化和總壓88．3kPa(0．9at)的條件，可以得出白云石和石灰石的開始分解溫度相應(yīng)為720℃和809℃，分解的化學(xué)沸騰溫度為910℃。

?碳酸鹽在燒結(jié)條件下分解歷時(shí)總共只有2分鐘左右，而有效的分解時(shí)間還要短，因?yàn)殡S著燒結(jié)層的下移，廢氣中CO2含量下降，燒結(jié)層中殘留的石灰石可在634℃結(jié)束分解，這種在燃燒帶以后分解出的CaO對(duì)燒結(jié)礦的固結(jié)和強(qiáng)度都沒(méi)有好處。在燒結(jié)過(guò)程中不僅要求CaCO3分解，而且要求分解出來(lái)的CaO與其他礦物結(jié)合或被液相吸收，不希望有游離的CaO存在。因?yàn)橐园c(diǎn)形式存在于燒結(jié)礦中的游離CaO會(huì)吸水消化，體積增大，嚴(yán)重影響燒結(jié)礦的強(qiáng)度。

?從化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)來(lái)看，碳酸鹽的分解為多相反應(yīng)，受相界面的化學(xué)反應(yīng)和CO2在產(chǎn)物層中的擴(kuò)散控制。影響燒結(jié)過(guò)程中石灰石分解并與礦石化合的因素主要是石灰石的粒度，燒結(jié)溫度和燒結(jié)混合料中礦石的種類和粒度。在我國(guó)主要使用精礦粉生產(chǎn)熔劑性或高堿度燒結(jié)礦的條件下，起決定作用的是石灰石粒度。為了保證石灰石在燒結(jié)過(guò)程中分解，并被礦石所吸收，石灰石的粒度不應(yīng)超過(guò)3mm。

?高價(jià)氧化物分解。燒結(jié)料中含有高價(jià)鐵、錳氧化物，在燒結(jié)的過(guò)程中將發(fā)生分解反應(yīng)。

 

 

                                                MnO2     Mn2O3    Fe2O3

    PO2 =20.6 kPa (0.21 at)     460℃     927℃     1383℃

    PO2 =98.0 kPa (1.00 at)     550℃     1100℃   1452℃

 鐵氧化物氧化還原

?燒結(jié)過(guò)程是氧化性氣氛，但由于燒結(jié)料中碳分布的偏析和氣體組成分布的不均勻性，使得某些區(qū)域，特別是在燃料顆粒周圍的φ(CO2)／φ(CO)比值很小，呈現(xiàn)還原性氣氛，而該處的溫度又較高，部分Fe3O4將可能被還原成FexO；還原性氣氛很強(qiáng)的情況下，甚至可能被還原成Fe。在遠(yuǎn)離燃料顆粒的區(qū)域，φ(CO2)／φ(CO比值可能很大，相應(yīng)氧含量可能很多，呈現(xiàn)氧化性氣氛，F(xiàn)e3O4和FexO就可能被氧化。所以，在燒結(jié)條件下，不可能使所有的Fe3O4還原，甚至所有的Fe2O3還原。

         實(shí)際的燒結(jié)還原過(guò)程取決于燒結(jié)配料和工藝等條件，例如燒結(jié)配料中的配碳量、鐵礦粉自身的還原性、鐵礦粉與還原劑接觸的表面積和時(shí)間和燒結(jié)溫度等。

            隨著配碳量的增加，燒結(jié)礦還原程度增加。燒結(jié)配料中鐵礦石的粒度小，比表面積大，但由于高溫持續(xù)時(shí)間短，CO向顆粒中擴(kuò)散條件差，再加上Fe3O4本身還原性不好，所以Fe3O4還原受到限制。特別當(dāng)燒結(jié)料中加入石灰石時(shí)，石灰石分解耗熱及分解出的CaO與礦石形成易熔物降低燃燒帶溫度，還原過(guò)程受到限制，燒結(jié)礦中FexO下降。相反當(dāng)燒結(jié)料中加入MgO后形成難熔化合物，燃燒層溫度及燒結(jié)礦中FexO將上升。

         當(dāng)燒結(jié)礦最后的結(jié)構(gòu)形成后，燒結(jié)礦經(jīng)受很弱的二次氧化。一般是在燒結(jié)礦的孔隙表面、裂縫以及有缺陷附近的磁鐵礦粒子部分被氧化。分布在硅酸鹽相間的磁鐵礦結(jié)晶由于氧輸送困難不會(huì)再二次氧化。

 氣化反應(yīng)

(1)氧化。燒結(jié)過(guò)程中燒結(jié)料中鐵礦石帶入的硫化物和焦粉帶入的單質(zhì)硫是氧化成氣態(tài)SO2而排除的，帶入的以硫酸鹽形式存在的硫分解后脫除?；旌狭现写蟛糠至蛞匀缦路磻?yīng)被脫除：

                     2FeS2+5O2=Fe2O3+4SO2                     (2—5)

                    2FeS +3O2=Fe2O3+2SO2                     (2—6)

                           S + O2 = SO2                                              （2—7）

         反應(yīng)進(jìn)行的條件是氧化氣氛，適當(dāng)?shù)呐涮剂?。配碳過(guò)高造成還原氣氛，不利于脫硫。硫的氧化是放熱反應(yīng)，也允許降低配碳量。在控制條件適當(dāng)時(shí)，燒結(jié)可脫硫85％～95％。

           加入石灰石雖然有利于造成氧化氣氛，但CaO能強(qiáng)烈吸收SO2，反而對(duì)脫硫不利。極少情況下，鐵礦石中硫以S042-形式存在，這種情況下需要適當(dāng)提高配碳以彌補(bǔ)CaSO4、BaSO4等分解吸收的熱量及提高溫度滿足CaSO4、BaSO4等的分解要求，但這時(shí)脫硫率仍較低。

 (2)還原。某些易揮發(fā)的元素如能在燒結(jié)過(guò)程中被還原也可以氣化脫除，這些元素包括Zn、K、Na等。主要的困難是這些元素的氧化物在燒結(jié)料中形成鹽類，甚難還原。在高配碳條件下可以脫除少量的Zn、K、Na。

  (3)氯化。應(yīng)用氯化反應(yīng)脫除某些元素的必要條件是：在燒結(jié)條件下能生成低熔點(diǎn)氯化物，不會(huì)與燒結(jié)氣流中水蒸氣發(fā)生如下式的水解作用而再度沉析：

       MeCl2+H2O       MeO+2HCl

      符合這些條件的元素有As、Cu、Cd、Pb、K、Na等。

水分蒸發(fā)和凝結(jié)

?燒結(jié)料因造球常需要加入一定量的水 (精礦粉加水約8％，富礦粉加水4％～6％)，水是燒結(jié)過(guò)程順利進(jìn)行的重要條件。燒結(jié)過(guò)程中水分具有改善混合料的制粒、導(dǎo)熱改善熱交換、潤(rùn)滑降低氣流阻力和助燃的作用。

?在混合料預(yù)熱開始階段，水分開始蒸發(fā)

?廢氣經(jīng)干燥層后，溫度由1100～1500℃降到100℃以下，這樣廢氣的飽和水蒸汽壓下降很多，含有很多蒸汽的廢氣進(jìn)入下部混合料層，溫度低于露點(diǎn)時(shí)就凝結(jié)成水，燒結(jié)料出現(xiàn)過(guò)濕。

    為防止過(guò)濕現(xiàn)象，采用：

1)適當(dāng)控制混合料初始水分，加水造球以提高料層透氣性為的是保證獲得高的生產(chǎn)率。生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)證明，原始透氣性好的水分，并不能獲得較高的生產(chǎn)率，即生產(chǎn)率高的水分值比原始透氣性較高值的水分要小。通常此值約為1％。燒結(jié)混合料原始水分適當(dāng)降低可能使燒結(jié)料成球性差一些，初始透氣性有所降低，但水分減少，水分凝結(jié)少，干燥時(shí)間縮短，整個(gè)燒結(jié)速度反而加快了，從而獲得高的生產(chǎn)率。

2)提高混合料的溫度。

2.燒結(jié)礦的成礦機(jī)理

燒結(jié)礦的成礦過(guò)程

 

 固相反應(yīng)

      固相反應(yīng)是在一定的溫度物料沒(méi)有熔化之前，兩種固體的這種或那種離子克服晶格中的結(jié)合力，在晶格內(nèi)部進(jìn)行位置交換，并擴(kuò)散到與之相接觸的鄰近的其他晶格內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)。這種反應(yīng)能夠進(jìn)行的重要因素是溫度，而且固相下只能進(jìn)行放熱的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物是固體。在燒結(jié)過(guò)程中，由于燃料的燃燒產(chǎn)生高溫廢氣加熱了燒結(jié)料，這為固相反應(yīng)的進(jìn)行創(chuàng)造了條件。

 

  (1)在燒結(jié)料部分或全部熔化以前，料層中每一顆粒相互位置是不變動(dòng)的，每個(gè)顆粒僅與它直接接觸的顆粒發(fā)生反應(yīng)(圖2-7)，而且兩種物質(zhì)間反應(yīng)的最初產(chǎn)物只能形成同一種化合物，

(2)Fe2O3只能溶入SiO2而不能與SiO2發(fā)生相互作用，而Fe3O4則不能與CaO反應(yīng)，

(3)顆粒之間的固相反應(yīng)，產(chǎn)生新生鹽類再結(jié)晶，可以在顆粒之間搭橋而產(chǎn)生一定的固結(jié)作用。但燒結(jié)過(guò)程進(jìn)行較快，固相反應(yīng)由固相擴(kuò)散控制，反應(yīng)速度較慢，得不到充分發(fā)展，也就不足以形成有效的固相聯(lián)結(jié)。

    燒結(jié)過(guò)程的固相反應(yīng)只是為液相的生成提供了條件。

       在固相中所發(fā)生的過(guò)程與已燒結(jié)好的燒結(jié)礦結(jié)構(gòu)之間也沒(méi)有直接聯(lián)系。

       由于燒結(jié)時(shí)間短，高溫帶通常約3分鐘，固相反應(yīng)產(chǎn)物雖不能決定燒結(jié)礦最終礦物成分，但能形成原始燒結(jié)料所沒(méi)有的低熔點(diǎn)的新物質(zhì)。在溫度繼續(xù)升高時(shí)，就成為液相形成的先導(dǎo)，使液相生成的溫度降低。因此，固相反應(yīng)的類型與最初形成的固相反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)燒結(jié)過(guò)程具有重要作用。

 

     提高固相反應(yīng)速度的因素主要有：

1）原始物料的細(xì)化提高其分散度，增加顆粒之間的接觸面積，同時(shí)活化表面晶格，加快固相反應(yīng)；

2）溫度的升高促使固相物質(zhì)內(nèi)能增加，晶格質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，體系趨于不穩(wěn)定，擴(kuò)散加速；

3）添加混磨的細(xì)鐵酸鹽等活性物質(zhì)，促進(jìn)固相反應(yīng)；

4）燒結(jié)混合料顆粒密實(shí)，改善物料顆粒之間的接觸，也能有效的促進(jìn)固相反應(yīng)。

 液相生成

     燒結(jié)過(guò)程中一些低熔點(diǎn)物質(zhì)在高溫作用下，熔化成液態(tài)物質(zhì)，在冷卻過(guò)程中，液體物質(zhì)凝固而成為那些尚未熔化和溶入液相的顆粒的堅(jiān)固連接橋。因此，液相生成是燒結(jié)礦固結(jié)的基礎(chǔ)，液態(tài)物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)是影響燒結(jié)礦固結(jié)的好壞、燒結(jié)礦冶金性能優(yōu)劣的最重要因素。

         在燒結(jié)物料中，主要礦物都是高熔點(diǎn)的，在燒結(jié)溫度下大多不能熔化。如上所述，當(dāng)物料加熱到一定溫度時(shí)，各組分之間有了固相反應(yīng)，生成新的化合物，各新生化合物之間，原燒結(jié)料各組分之間，以及新生化合物與原組分之間存在低共熔點(diǎn)，使得它們?cè)谳^低的溫度下生成液相，開始熔融。

 

（1）初生液相。在固相反應(yīng)所生成的原來(lái)不存在的新的低熔點(diǎn)化合物，隨著溫度的升高而出現(xiàn)初期液相。

（2）低熔點(diǎn)化合物加速形成。這是由于溫度升高和初期液相的促進(jìn)作用。在熔化時(shí)一部分分解成簡(jiǎn)單化合物，一部分熔化成液相。

 (3)液相擴(kuò)展。使燒結(jié)料中高熔點(diǎn)礦物熔點(diǎn)降低，大顆粒礦粉周邊被熔融，形成低共熔混合物液相。

 (4)液相反應(yīng)。液相中的成分在高溫下進(jìn)行置換，氧化還原反應(yīng)，液相產(chǎn)生氣泡，推動(dòng)碳粒到氣流中燃燒。

 (5)液相同化。通過(guò)液相的粘性和塑性流動(dòng)傳熱，使燒結(jié)過(guò)程溫度和成分均勻化，趨近于相圖上穩(wěn)定的成分位置。

 液相生成作用

 (1)液相是燒結(jié)礦的粘結(jié)相，將未熔的固體顆粒粘結(jié)成塊，保證燒結(jié)礦具有一定的強(qiáng)度；

    (2)液相具有一定的流動(dòng)性，可進(jìn)行粘性或塑性流動(dòng)傳熱，使高溫熔融帶的溫度和成分均勻，液相反應(yīng)后的燒結(jié)礦化學(xué)成分均勻化；

    (3)液相保證固體燃料燃燒，大部分固體燃料是在液相形成后燃燒完畢的，液相的數(shù)量和粘度應(yīng)能保證燃料不斷地顯露到氧位較高的氣流孔道附近，在較短時(shí)間內(nèi)燃燒完畢；

 (4)液相能潤(rùn)濕未熔的礦粒表面，產(chǎn)生一定的表面張力將礦粒拉緊，使其冷凝后具有強(qiáng)度；

(5)從液相中形成并析出燒結(jié)料中所沒(méi)有的新生礦物，這種新生礦物有利于改善燒結(jié)礦的強(qiáng)度和還原性。

        液相生成量多少為佳的定量結(jié)論，有待進(jìn)一步研究，一般應(yīng)有50一70％的固體顆粒不熔，以保證高溫帶的透氣性，而且要求液相粘度低和具有良好的潤(rùn)濕性。從質(zhì)和量方面恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整液相乃是燒結(jié)工作者研究的基本任務(wù)。

 影響液相生成因素

  (1)燒結(jié)溫度。包括高溫度、高溫帶厚度、溫度分布等，由配碳量、點(diǎn)火溫度、時(shí)間、料層高度與抽風(fēng)負(fù)壓等來(lái)決定。

（2）燒結(jié)礦堿度。在SiO2一定的情況下，燒結(jié)礦的液相量隨著堿度的增加而增加。堿度是影響液相量和液相類型的主要因素。

 

1一磁鐵礦；2一赤鐵礦；3一鐵酸鈣；4一鈣鐵檄欖石；5一硅酸鹽玻璃質(zhì)；

6一硅灰石；7一硅酸二鈣；8一硅酸三鈣；9一游離的石英、石灰及其他硅酸鹽礦物

（3）燒結(jié)氣氛。燒結(jié)氣氛關(guān)系到燒結(jié)過(guò)程鐵氧化物的氧化與還原，還原性氣氛，F(xiàn)eO多，熔點(diǎn)降低，液相量增加。

（4）燒結(jié)礦SiO2量。 SiO2關(guān)系高硅酸鹽液相的數(shù)量。

          Al2O3量，使熔點(diǎn)降低的趨勢(shì)。

          MgO使熔點(diǎn)增加的趨勢(shì)

 鐵酸鈣的知識(shí)

?鐵酸鈣是一種含鈣鐵酸鹽，主要有鐵酸二鈣2CaO.Fe2O3、鐵酸一鈣CaO.Fe2O3和鐵酸半鈣CaO.2Fe2O3。

?固溶了Al3+、Si4+的鐵酸鈣稱之為“鈣鋁硅鐵酸鹽”-SFCA，即復(fù)合鐵酸鈣。

?鐵酸鈣不同的形態(tài)，主要有針狀（片狀）、板狀和柱狀。

鐵酸鈣系燒結(jié)礦的特點(diǎn)

?由針狀鐵酸鈣粘結(jié)殘留多孔赤鐵礦組成的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)。

?具有很好的還原性，可以高爐焦比。

?良好的機(jī)械強(qiáng)度。

?令人滿意的還原粉化特性。

?良好的高溫還原特性和熔融特性。

鐵酸鈣形成機(jī)理

? CaO.Fe2O3形成固溶體（1050-1150℃）；

? CaO與Al2O3生成鋁酸鈣（1100-1150℃）；

?鋁酸鈣溶于CaO. Fe2O3中（1100-1150℃），形成鐵鋁酸一鈣；

?鐵鋁酸一鈣熔化并與Fe2O3生成鐵鋁酸半鈣1200℃-1250℃）；隨后與SiO2反應(yīng)生成SFCA。

 鐵酸鈣形成條件

?燒結(jié)礦堿度為1.8-2.2；

?SiO2為3-6%；

?Al2O3/ SiO2比為0.1-0.2；

?燒結(jié)溫度為1250-1270℃；

?高溫保持時(shí)間（1100℃）應(yīng)有2-3min；

?具有較強(qiáng)的氧化性氣氛。 

 冷凝結(jié)晶固結(jié)

         燃燒層移動(dòng)后，被熔化的物質(zhì)溫度下降，液相放出能量而結(jié)晶或變成玻璃體。如果在冷凝過(guò)程中放出了幾乎所有多余能量，則液相全部轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶體析出。而在實(shí)際燒結(jié)過(guò)程中，冷卻速度很快，有相當(dāng)?shù)臐撃軄?lái)不及釋放而蘊(yùn)藏在里面，從而使不少硅酸鹽以玻璃體形態(tài)存在于燒結(jié)礦中，其數(shù)量的多少取決于冷卻速度的快慢程度。

         在燒結(jié)過(guò)程中并非全部燒結(jié)料都熔化為液相，有些原料，特別是粒度大的，往往來(lái)不及熔化，它們被周圍的液相粘結(jié)起來(lái)，冷凝后成為多孔的燒結(jié)礦。

冷凝結(jié)晶過(guò)程

      結(jié)晶過(guò)程：  高熔點(diǎn)的鐵氧化物(Fe304、Fe2O3，)在冷卻時(shí)首先析出；其次，它們周圍是低熔點(diǎn)化合物和共晶混合物析出，質(zhì)點(diǎn)從液態(tài)的無(wú)序排列過(guò)渡到固態(tài)的有序排列，體系自由能降低到趨于穩(wěn)定狀態(tài)。由于冷卻速度快，結(jié)晶能力差的礦物就以非晶質(zhì)(亦稱玻璃相)存在。

 冷凝結(jié)晶形式

 ①結(jié)晶。液相冷卻降溫至某一礦物的熔點(diǎn)時(shí)，其成分達(dá)到過(guò)飽和，質(zhì)點(diǎn)相互靠近吸弓I形成線晶、線晶靠近成為面晶，面晶重疊成為晶芽，以晶芽為基地，該礦的質(zhì)點(diǎn)呈有序排列，晶體逐漸長(zhǎng)大形成。這是液相結(jié)晶析出過(guò)程。    ‘

  ②再結(jié)晶。在原有礦物晶體的基礎(chǔ)上，細(xì)小晶粒聚合成粗大晶粒。這是固相晶粒的聚合長(zhǎng)大過(guò)程。

  ③重結(jié)晶。溫度和液相濃度變化使已結(jié)晶的固相物質(zhì)部分熔入液相中以后，再重新結(jié)晶出新的固相物質(zhì)。這是舊固相通過(guò)固一液轉(zhuǎn)變后形成新固相的過(guò)程。

 影響冷凝結(jié)晶因素

①溫度。同種物質(zhì)的晶體在不同溫度下生長(zhǎng)，所具之形態(tài)是有差別的，因?yàn)榻Y(jié)晶速度不同。   

②析出的晶體和雜質(zhì)。由于結(jié)晶開始溫度和結(jié)晶能力、生長(zhǎng)速度的不同，后析出的晶體形狀受先析出晶體和雜質(zhì)的干擾，晶體外形可分為：

         自形晶  結(jié)晶時(shí)自范性得到滿足，以自身固有的晶形和晶格常數(shù)析出長(zhǎng)大。

          半身形晶  結(jié)晶能力尚可，自范性部分得到滿足，部分晶面完好。 

          他形晶  溫度低而結(jié)晶能力差的晶體析出時(shí)，自范性得不到滿足，受先析出晶體和雜質(zhì)的阻礙而表現(xiàn)形狀不規(guī)整，無(wú)良好晶面。

③結(jié)晶速度。結(jié)晶速度大，則結(jié)晶晶芽增多，初生的晶體較細(xì)小，很快生長(zhǎng)成針狀、棒狀、樹枝狀的自形晶。反之，晶體多數(shù)成為粗大的粒狀半自形晶或他形晶。當(dāng)結(jié)晶速度極小時(shí)，因冷卻速度大而來(lái)不及結(jié)晶，易凝結(jié)成玻璃相。

  ④液相粘度。粘度很大時(shí)，質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散的速度很慢，晶面生長(zhǎng)所需的質(zhì)點(diǎn)供應(yīng)不足，因而晶體生長(zhǎng)很慢，甚至停止生長(zhǎng)。但是晶體的棱和角，則可以接受多方面的擴(kuò)散物質(zhì)而生長(zhǎng)較快，造成晶體棱角突出、中心凹陷的所謂“骸狀晶”。

 燒結(jié)礦的礦物組成

            燒結(jié)礦的礦物組成主要有赤鐵礦、磁鐵礦、鐵橄欖石、鈣鐵橄欖石、硅酸鈣、鐵酸鈣和玻璃相等，如果燒結(jié)礦含有較高的MgO、Al2O3，則燒結(jié)礦會(huì)含有尖晶石、鎂橄欖石、輝石和黃長(zhǎng)石等礦物。高堿度燒結(jié)礦的礦物組成主要是赤鐵礦、磁鐵礦、鐵酸鈣、硅酸鈣和少量的玻璃相。

燒結(jié)礦的礦物結(jié)構(gòu)

         燒結(jié)礦的礦物結(jié)構(gòu)一般系指在顯微鏡下礦物組成的形狀、大小和它們相互結(jié)合排列的關(guān)系。隨著生產(chǎn)工藝條件的變化，不同燒結(jié)礦在顯微結(jié)構(gòu)上也有明顯的差異。以下是常見的燒結(jié)礦顯微結(jié)構(gòu)：

(1)粒狀結(jié)構(gòu)：它是由燒結(jié)礦中先結(jié)晶出的自形晶、半自形晶或他形晶的磁鐵礦與粘結(jié)相礦物晶粒相互組成的。    ·

(2)斑狀結(jié)構(gòu)：它是由磁鐵礦斑狀晶體與較細(xì)粒的粘結(jié)相礦物相互結(jié)合而成的。

  (3)骸狀結(jié)構(gòu)：它指的是在燒結(jié)礦中早期結(jié)晶的磁鐵礦晶體中，有粘結(jié)礦物充填于其內(nèi)，而仍大致保持磁鐵礦原來(lái)的結(jié)晶外形和邊緣部分，形成骸晶狀結(jié)構(gòu)。

 (4)丹點(diǎn)狀的共晶結(jié)構(gòu)：它指的是燒結(jié)礦中磁鐵礦呈圓點(diǎn)狀存在于橄欖石晶體中和赤鐵礦圓點(diǎn)狀晶體分布在硅酸鹽晶體中的結(jié)構(gòu)，前者是Fe3O4－Cax·Fe2-x·SiO4系共晶形成的，而后者是該系統(tǒng)共晶體被氧化而形成的。

 (5)熔蝕結(jié)構(gòu)：它常在高堿度燒結(jié)礦中出現(xiàn)，磁鐵礦被鐵酸鈣熔蝕，是晶粒細(xì)小、渾圓形狀的磁鐵礦，他形晶或半自形晶，與鐵酸鈣緊緊相連而形成熔蝕結(jié)構(gòu)。兩者之間有較大的接觸面和摩擦力，因此鑲嵌牢固，燒結(jié)礦有較好的強(qiáng)度，它是高堿度燒結(jié)礦的主要礦物結(jié)構(gòu)。

（6）交織結(jié)構(gòu)：含鐵的礦物與粘結(jié)相礦物彼此發(fā)展或相互交織形成，燒結(jié)礦具有很好的強(qiáng)度。

 礦物組成及其結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)度的影響

(1)燒結(jié)料的礦化和粘結(jié)相的發(fā)展程度。

(2)燒結(jié)礦礦物組成中礦物或玻璃相的自身強(qiáng)度。

(3)礦物組成和結(jié)構(gòu)形成過(guò)程中伴隨產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

燒結(jié)礦礦物組成對(duì)強(qiáng)度的影響

 礦物組成及其結(jié)構(gòu)對(duì)還原性的影響

（1）礦物組成自身的還原性。

（2）礦物結(jié)構(gòu)。由于燒結(jié)礦的還原是還原性氣體擴(kuò)散到反應(yīng)界面進(jìn)行的，所以還原性好壞與礦物晶體大小、分布情況、粘結(jié)相的多少及氣孔率等有關(guān)：

 

影響燒結(jié)礦礦物組成和礦物結(jié)構(gòu)的因素

1）燒結(jié)的燃料配加量。燃料配加量影響到燒結(jié)溫度、燒結(jié)的氣氛及燒結(jié)的速度，對(duì)燒結(jié)礦的礦物生成和類型、液相的數(shù)量與結(jié)晶形成礦物結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生影響；

2）燒結(jié)礦的堿度。燒結(jié)礦的堿度不同，生成的礦物種類不同，

3）燒結(jié)礦的化學(xué)成分。燒結(jié)料含鐵礦物和脈石礦物的不同，燒結(jié)礦生成的礦物也將不同；

4）燒結(jié)的生產(chǎn)工藝參數(shù)。不同的工藝參數(shù)對(duì)燒結(jié)過(guò)程產(chǎn)生一定的影響，燒結(jié)礦礦物組成和礦物結(jié)構(gòu)也有所差別，如燒結(jié)負(fù)壓、料層高度等參數(shù)。