高堿度燒結礦由于其黏結相主要由多元鐵酸鈣組成,因而具有較好的還原性和強度。其中,二元鐵酸鈣,作為燒結固相反應低溫階段的產(chǎn)物,是高堿度燒結礦黏結相形成的基礎;有報道表明,SiO2作為脈石成分在很大程度上影響二元鐵酸鈣的形成,對黏結相的形成不利,進而影響燒結礦的質(zhì)量。在固相反應中,SiO2主要與CaO反應形成硅酸鈣,影響鐵酸鈣的形成。
科研工作者通過XRD和礦相顯微鏡觀察,并結合Rietveld法定量分析,研究了SiO2對二元鐵酸鈣形成過程的影響。
結果表明:Fe2O3與CaO反應,700℃時形成Ca2Fe2O5,在800℃時出現(xiàn)CaFe2O4,隨著溫度升高,Ca2Fe2O5逐漸向CaFe2O4轉(zhuǎn)變。SiO2存在時,在鐵酸鈣形成過程中有Ca2SiO4生成,溫度低于900 ℃時,受動力學條件的影響,反應速率較低,Ca2SiO4的量相對較少,另外,SiO2的阻礙作用隨其質(zhì)量分數(shù)的增加而增強,進而導致已形成的Ca2Fe2O5與Fe2O3未能繼續(xù)反應形成CaFe2O4而使其質(zhì)量分數(shù)逐漸增多;高于900 ℃時,隨著溫度的升高,動力學條件改善,離子擴散能力增強,其中,F(xiàn)e3+通過CaFe2O4層比Ca2+通過Ca2Fe2O5層更容易,進而促進了CaFe2O4形成反應的進行,Ca2Fe2O5向CaFe2O4轉(zhuǎn)變,但隨著SiO2質(zhì)量分數(shù)增加,Ca2SiO4的生成量增多,CaO與Fe2O3的接觸面積減小,抑制了CaFe2O4的生成。