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锰矿石烧结技术 烧结的目的是使不能直接入炉的粉锰矿变为具有一定粒度并符合冶炼要求的块状炉料，以改善高炉炉料的透气性。同时通过烧结，改变粉锰矿的物理特性和化学组成，使其冶金性能得到显著改善。 一、锰矿石烧结的目的和特点 锰矿石的烧结可以在带式烧结机上完成，也可以采用烧结盘、烧结锅或土法烧结来完成。因环保的原因，现在锰矿石的烧结通常采用带式烧结机，其他方法现很少采用。带式烧结机烧结的工艺流程如图1。 各种原料由料仓按配比卸出后，经皮带运到圆筒混料机，与热筛的热返矿和冷筛的冷返矿进行混合，再进入烧结机烧结段进行烧结；烧结完后在机尾卸矿，经单辊破碎机破碎后进入热筛，筛下的小颗料进入圆筒混料机。筛上部分进入带冷机，经冷却后，再过冷筛，小于8mm的进入圆筒混料机。6～15mm的一部分做铺底料，剩余部分与大于15mm的全进入成品仓。 锰矿石??多种矿物形式，有的含结晶水，有的含碳酸盐，锰的氧化物在受热时还易发生氧化还原反应。锰矿石结构疏松多孔，吸水性强，松软锰矿含水甚至高达50%。锰矿石在烧结过程中受高温作用，水分会蒸发，碳酸盐会分解，锰的氧化物会发生氧化还原反应。同时反应生成的氧化亚锰和四氧化三锰与锰矿石脉石中的二氧化硅很容易生成锰橄榄石[MnSiO3]，或铁锰橄榄石[(MnFe)SiO4]，在有CaO存在时，还有钙锰橄榄石[(CaMn)SiO4]等低熔点液相，成为烧结的粘结相。 烧结的目的是使不能直接入炉的粉锰矿变为具有一定粒度并符合冶炼要求的块状炉料，以改善高炉炉料的透气性。同时通过烧结，改变粉锰矿的物理特性和化学组成，使其冶金性能得到显著改善。 锰矿石烧结的机理与铁矿石烧结的机理基本相同。即主要靠烧结时产生的液相来粘结矿物颗粒，形成类似焦炭状的多孔且具有足够强度的烧结矿。其化学成分根据冶炼要求，通过配矿可以制成不同化学成分、不同碱度的锰烧结矿。 锰烧结矿中，锰以硅酸盐状态存在，其还原性能要比游离状态的锰氧化物差得多，在冶炼时要多消耗热量，且影响锰的回收率。但通过增高烧结矿碱度的方法，促使碱性氧化物与酸性氧化物结合，以置换出酸性液相中的锰的氧化物，这样则有利于冶炼过程中锰的还原。 自然碱度的锰烧结矿因无硅酸二钙和游离的氧化钙，可以长期贮存，但自熔性特别是高碱度锰烧结矿，上述二种物相均存在，会因水化和晶变而使烧结矿严重地产生自发性碎裂，形成大量粉末，因而不适宜长时间贮存。 研究表明，任何锰矿石在烧结时分解出的MnO对氧有极强的亲合力，使锰迅速氧化成较高价氧化物，也极易与SiO2形成稳定的硅酸盐类液相。由于MnO在烧结矿中的大量存在，大大降低了液相粘度和结晶温度。烧结过程中，生成熔点低、粘度小及流动性好的液相，遇到穿过料层的高速气流(1.4～1.6m/s)时，极易形成大孔薄壁的烧结矿结构。因此，在锰矿烧结时液相强度较铁矿石结构弱的情况下，应力求避免烧结矿石过冷却，保证液相结晶形成，得到足够强度的烧结矿。 与铁矿石结构相比，锰矿石烧结具有烧损大，热耗高，软化温度区间窄，松散密度小，透气性好，产品强度低，返矿率大等特点(表1)。 表1 ?锰烧结矿与铁烧结矿比较项目单位碳酸锰烧结矿氧化锰烧结矿一般铁烧结矿烧损%27～2810～15　热耗×104kJ/t247.8～411.6378～504247.8～252软化温度区间℃100120220矿粉松散密度t/m31.65～1.701.322.0～2.5垂直烧结速度mm/min28～33　20～27返矿率%30～4035～4020～30转鼓指数＞5mm%86～8482～7585～83锰矿石烧结要消耗大量的热量，同时烧损大，产品结构疏松，为了使烧结中产生较多的液相，以保证产品有足够的强度，适当增加燃料比是必要的。一般配料中，燃料配比为8%～10%。 锰矿石受热分解如果过于激烈，矿物会产生爆裂，爆裂的细粒易使点火器炉壁结渣，降低其寿命，因此锰矿石烧结机点火器长度宜适当延长，增加预热段，减缓爆裂。 粉锰矿松散密度小，烧损大，料层透气性好，因而适当压料和加厚料层烧结会取得好的效果。 锰烧结矿中有一部分锰以低价氧化物方锰矿(MnO)和黑锰矿(Mn2O4)存在，在低温下，与氧有较大的亲合力，在通风冷却过程中，将发生氧化反应而放出热量，使锰烧结矿的冷却过程变得复杂，冷却速度变慢。 由于锰矿石烧结存在一些有别于铁矿石烧结的特点，在选择锰矿石烧结工艺流程和进行设计时，要充分考虑。通过试验研究和比较来确定。 二、锰矿烧结技术的进步 锰烧结矿的生产工艺与铁烧结矿的生产工艺基本相同，只要根据锰矿石烧结的特点，对设备和工艺过程做些相应的调整，以适应锰矿石烧结。随着科学技术的发展，锰矿石烧结技术也迅速发展。设备和工艺方面的进步主要有