矿石特性对还原焙烧的影响

　　以竖炉为例：
　　矿石经给选矿设备的矿漏斗给到上部预热带，在预热带预热到一定温度(这一带废气温度一般为150 --- 200) ,靠自重下落进人到加热带，加热至700一800℃后进入还原带;在还原带内，矿石与下部进人的还原煤气接触而被还原;还原后由排矿辊卸出，在水中冷却后送选矿工序处理。
　　整个焙烧过程由加热、还原和冷却三个环节组成，这三个环节是互相联系，又互相影响的，其中关键的一环是还原。加热是为矿石进行还原创造必要的条件，而冷却是为了保持还原的效果。
　　还原过程是一个多相反应过程，即固相(铁矿石)和气相(还原气体中的H₂、CO)发生反应，其过程分为三个阶段:
　　(1)扩散和吸附。由于还原气体的对流或分子扩散作用，还原气体分子吸附于矿石表面。
　　(2)化学反应。被吸附的还原气体分子与矿石中铁氧化物相互作用，进行还原反应。
　　(3)气体产物的脱附。反应生成的气体产物脱离矿石表面，沿着和矿石运行相反的方向扩散到气相中去。
　　矿石特性主要指矿石(铁矿物)的物质组成、矿石的粒度组成和脉石矿物的成分，叙述如下:
　　(1)矿石(铁矿)的物质组成对还原焙烧的影响。这里所说的矿石的物质组成，主要指矿物的种类和结构状态等。进行还原焙烧的铁矿物主要有赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。含赤铁矿的矿石，由于其结构不同，还原性能也有很大的差别。例如石英质磁铁矿，有些呈层状结构，在加热过程中赤铁矿和石英，由于膨胀变化不同而出现裂缝。这有利于还原剂分子的扩散，提高矿石的还原速度和焙烧矿的质量。
　　矿石结构呈致密块状、鲡状和结核状的，还原性能较差。
　　对褐铁矿来说，由于褐铁矿分子中含有10%一15%或更多的结晶水，当温度到达100℃时，结晶水开始挥发，从而增加了矿石的气孔率，有利于提高还原速度。
　　菱铁矿加热到350℃之后，开始分解出大量的CO和CO2气体，这样一方面增加了矿石的气孔率，另一方面分解出的CO又增加了反应中还原剂的浓度，有利于还原过程的进行。
　　(2)矿石的粒度组成对还原焙烧的影响。矿石的粒度愈大，比表面积也就愈小，与还原剂接触表面就少，还原过程就比较慢。生产中常有矿块表层和内部还原不均匀的现象。矿块粒度愈大这种现象就愈严重。
　　矿块的还原不均匀性又和还原温度、还原时间有着密切的关系。矿块粒度愈大，还原温度愈高，还原时间愈长，这种不均匀性愈显著。
　　为了改善焙烧矿质量，应降低人炉矿块粒度上限，提高粒度下限(粒度过小，料层透气性差)。对竖炉来说，焙烧粒度范围为75 - 20 mm是比较合适的。此外竖炉装料时应防止矿石产生偏析，使矿石粒度沿炉体分布均匀，以便得到较好的焙烧质量。
　　(3)脉石矿物的成分对还原焙烧的影响。以石英为主要脉石的铁矿物，在烘干机的焙烧过程中，石英在570℃时转变为Q一石英，吸收一部分热最(2510 J/mot)，并有2%的线膨胀。在870℃或更高温度下转变为体积更大的鳞石英，这有助于矿石在加热过程中的爆裂，加快还原速度，减少焙烧矿表层和内部还原的不均匀性。