烧结矿的矿物组成及结构（一）

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    烧结矿的质量主要表现在它的机械强度及还原性能，而这些特性与烧结矿的矿物组戊及结构有密切关系。
    烧结矿是一个由多种矿物组成的复合体。它由含铁矿物及脉石矿物组成的液相粘结而成。根据原料条件及烧结工艺条件的不同，其矿物组成各异。一般说来，铁矿石烧结矿的矿物组成：含铁矿物是磁铁矿、浮士体、赤铁矿;粘结相中有铁橄榄石(2FeO•SiO₂)、钙铁撖榄石(CaO_xFeO_2-x•SiO₂,x=0.25～1.5)硅灰石(βCaO•SiO₂)、硅酸二钙(2CaO•SiO)、硅酸三钙(3CaO•SiO₂)、铁酸钙(CaO•Fe₂O₃,2CaO•Fe₂O₃),(CaO•2Fe₂O₃)、钙铁辉石(CaO•FeO•2SiO₂);当铁矿脉石中含有高的氧化铝时，则烧结矿中出现铝黄长石(2CaO•Al₂O₃•SiO₂)、铁铝酸四钙(4CaO•Al₂O₃•Fe₂O₃)、铁黄长石(2CaO•Fe₂O₃•SiO₂)及钙铁榴石(3CaO•Fe₂O₃•3SiO₂);当脉石中氧化镁含量较多时，则可出现钙镁橄榄石(CaO•MgO•SiO₂)、镁黄长石(2CaO•MgO•2SiO₂)及镁蔷薇辉石(3CaO•MgO•2SiO₂)等；当脉石含萤石(CaF₂)时则出现枪晶石(3CaO•2SiO₂•CaF₂);含钛铁矿时出现钙钛矿等等。此外还有少量反应不完全的游离石英及游离石灰等。
    烧结矿的结构一般是指在显微镜下矿物组成的形状、大小和它们相互结合排列的关系。由于生产工艺条件不同，所以表现在显微结构上也有明显的差异。显微结构的特点也是影响质量的重要因素。以下是烧结矿常见的显微结构：
    1)粒状结构:烧结矿中先结晶出的自形晶、半自形晶或他形晶的磁铁矿，与粘结相矿物晶粒相互组成粒状结构。
    2)斑状结构:烧结矿中自形晶程度较强的磁铁矿斑状晶体与较细粒的粘结相矿物互相结合成斑状结构。
    3)骸晶结构：烧结矿中早期结晶的磁铁矿晶体中，常有粘结矿物充填于其内，但仍大致保持磁铁矿原来的结晶外形和边缘部分，形成骸晶结构。
    4)丹点状的共晶结构：在烧结矿中磁铁矿呈圆点状存在于橄榄石的晶体中。磁铁矿丹点状晶体是Fe₃O₄—Ca_x•Fe_2-x•SiO₄系统共晶部分形成的。在烧结矿中也有赤铁矿呈圆点状晶体分布在硅酸盐晶体中，它是Fe₃O₄—Ca_x•Fe_2-x•SiO₄系统共晶体被氧化而形成的。
    5)熔蚀结构：在烧结矿中磁铁矿多为熔蚀残余他形晶，晶粒较小，多为浑圆形特，与铁酸钙形成熔蚀结构。此种类型在高碱度烧结矿中常见，也是高碱度烧结矿的结构特点。
  （一）石英脉石磁铁精矿烧结矿
    我国大部分烧结厂生产这种类型的烧结矿。在酸性烧结矿中，当配碳正常时，它的结构黾由含铁矿物为粘结相矿物(铁橄榄石或铁橄榄石一磁铁矿或浮士体共晶体)所粘结。碱度稍高时(碱度在1.0以下),主要含铁矿物磁铁矿为铁馓榄石、钙铁馓榄石、钙铁辉石及硅酸盐玻璃所粘结。一般磁铁矿晶粒与粘结相矿物形成粒状结构。在自熔性烧结矿中，主要含铁矿物磁铁矿被钙铁橄揽石、铁酸钙、硅酸钙和少量的玻璃质所粘结，一般也是呈粒状结构.高碱度烧结矿主要矿物组成为磁铁矿、铁酸钙(CaO•Fe₂O₃,2CaO•Fe₂O₃)、硅酸二钙(β•2CaO•SiO₂)、硅酸三钙等.其显微结构一般多以铁酸钙和硅酸钙为粘结相矿物，与磁铁矿构成网状熔蚀结构或柱状交织结构。[next]
    图1是首钢高硅迁安精矿粉烧结矿不同碱度时矿物组成的变化。图2是迁安精矿烧结矿不同配碳条件下矿物组成的变化。

[next]

    在低配碳条件下(C=3.2%),烧结矿中含赤铁矿、铁酸钙较多。浮士体则极少或没有。硅酸二钙及其它硅酸盐矿物含量也较少。随着配碳量的提高，烧结矿中浮士体明显增加，硅酸盐粘结相也有所增加。但赤铁矿及铁酸钙则明显下降。在配碳11%的烧结矿中, β-C₂S的含量稍有下降，主要由于部分CaO固溶于浮士体中，如图3所示,同时也为电子探针所证实。

    酸性脉石磁铁矿自溶性烧结矿矿物组成中，由于各种矿物在烧结过程中经历不同物理化学变化而引起变相。
    (1)磁铁矿。有大小不一的自形晶和多面形晶体，它是由于烧结料的再结晶而产生的，它也可以从冷却慢的液相中析出；有从硅酸铁液相析出的树枝状、球状、骨骼状的析出物；有从原始磁铁矿在低温下烧结和部分再结晶而长出的等长晶粒集合体；有在橄榄石中出现非常小(0.007～0.002毫米)的圆形和点状析出物；有在硅酸二钙结合中的点状和珠光状磁铁矿，它们共生在Fe₃O₄-2CaO•SiO₂系统的共晶区；另外由于浮士体晶粒局部氧化或全部氧化形成浮士体磁铁矿假晶，它的形状与浮土体相同，而当局部分解和局部氧化时，形成条状、针状和栅条状；还有在低碳烧结时，有呈原始精矿晶粒状的残余磁铁矿。
    (2)赤铁矿。由于磁铁矿氧化和再结晶所形成的赤铁矿自形晶(菱面品体),称之假象赤铁矿;有直接自液相中析出的赤铁矿自形晶，这是高碱度烧结矿的特征，其内部是氧化磁铁矿的微粒，而外部是由于液相析出的结果；在较低温度氧化气氛下，在磁铁矿上面出现赤铁矿假晶(假象赤铁矿).磁铁矿中出现的赤铁矿带状和晶格状析出物，多半是磁铁矿中赤铁矿固溶体分解的产物；在硅酸盐中有赤铁矿点状析出物，它是共晶体Fe₃O₄-Ca₂Fe_2-x•SiO₄系统披氧化的结果；磁铁矿树枝状晶体氧化后出现在硅酸盐粘结相中赤铁矿树枝状晶体；原始磁铁矿微粒，在氧化与烧结过程中形成与赤铁矿相似的结构。