烧结矿中各种矿物的形成

    烧结矿是一种由多种矿物组成的集合体。烧结混合料由点火开始，经过蒸发、分解、还原、氧化、固相反应、熔化、液相生成以及冷却结晶变成固相等几个基本阶段而形成烧结矿。在形成烧结矿的同时，其内部的各种矿物也逐步生成。由于这些矿物的形成，它们的数量、性质等部对烧结矿的质量有着直接影响，因此研究整个过程中各种矿物的生成条件是十分必要的。

     烧结混合料是出多种物料(如铁矿粉、熔剂、燃料等等)组成的，这些物料颗粒细小而又互相紧密接触，在烧结过程中随着温度升高各组分之间将发生固相反应，生成新的化合物(矿物)。在烧结过程中，原有烧结料的各组分之间、新生的化合物之间、新生化合物与原烧结料组分之间不断地发生反应。随着温度进一步提高，各种物相相继被熔化、分解，生成低熔点化合物及共熔混合物，然后变成液相。伴随烧结过程的结束，液相开始冷却结晶，逐步生成各种矿物，最后冷却固结成为烧结矿。冷却结晶形成的各种矿物是烧结矿成型固结的基础。

一、固相反应阶段的矿物形成

    烧结过程中，混合料从500度左右加热到1500度左右，一般不超过三分钟，允许固相反应的时间很短。在这样条件下，只有那些反应开始温度低、速度快的固相反应才能进行。而由这些反应生成的最初反应产物，将对烧结矿的最终矿物组成起着一定程度的影响。表12—1列出固相反应的最初产物的试验结果。

二、液相生成阶段的矿物形成

由图可知，固相反应的产物—新生化合物铁酸钙、铁橄榄石等，在温度提高后被熔化与分解而进入熔体中。表12—3中列出了铁矿石烧结时可能形成的低熔点化合物和共熔混合物的熔化温度。

表12—3表明，在熔剂性或非熔剂性烧结料都可能形成低熔点化合物或共熔混合物。它们在烧结所能达到的温度(1250—1450度)范围内，一般都能形成液相。例如，2CaO·Si02的熔点是2130度，然而它能与FeO组成熔点为1280度的共熔混合物，因而能熔入液相。另外也有一些固相部分，或者被已熔融的液相所消化而溶解于液相之中，或者仍保留为固相，成为烧结矿结构中的残余物。

    烧结过程中烧结料形成的液相，是烧结矿的固结基础。液相的组成，性质和数量在很大程度上决定了烧结矿的矿物组成和结构，而这些不同的矿物组成和结构特点对其质量又起着直接的影响，因此必须进行液相中矿物形成的条件及其性质的研究。

    熔剂性烧结料液相生成阶段的矿物形成   

此烧结料的主要特点是配加了一定数量的熔剂(如CaO等)，因而其烧结矿组成中主要成分为Fe2O3、FexO、Fe3O4、CaO、  SiO2等，为此可参照CaO—FeO—SiO2，CaO—SiO2，2CaO．SiO2—2FeO·Si02以及 CaO—Fe2O3等体系状态图来研究其液相生成和矿物结晶过程。