近年来，随着高炉料结构的改变，复合铁酸钙作为高碱度烧结矿粘结相的主要成分，得到了更多的重视。Kalenga[1]发现复合铁酸钙的含量随Al2O3含量的增加而提高。Hessien[2]对铁矿石烧结过程研究表明，复合铁酸钙的稳定性严重依赖Al2O3含量，Al2O3含量低于1.5%时，高温条件下复合铁酸钙会分解成磁铁矿和硅酸盐熔体，只有当含量高于2.5%时，复合铁酸钙才能稳定存在，并且在该范围内随Al2O3含量增加而增加。刘继彬[3]发现铝主要存在于复合铁酸钙中，并且证实Al2O3含量的增加，复合铁酸钙相相应增加，相组成也会发生变化，Al2O3含量由1.5%增加至3.0%,复合铁酸钙的组成由 7.7CaO·13.6Fe2O3·Al2O3·3.4SiO2变为 4.8CaO·11.4Fe2O3·AAl2O3·2SiO2。但 Al2O3 含量对复合铁酸钙物性的影响研究却鲜有报道。

本文采用纯化学试剂制备复合铁酸钙，通过液相矿物组成和液相生成分析，探究Al2O3含量对复合铁酸钙流动性的影响规律，以期为改善高铝烧结矿的质量提供一定的理论依据。

1 试验设备及方法

本试验主要通过液相生成温度、流动性指数及熔化时间来考察复合铁酸钙的流动性。流动性指数[4]=小饼流动后面积/小饼原始面积-1，它描述的是试样因液相流动而呈现出的面积增长率，数值越大，流动性越好；熔化时间[5]定义为试样发生形变到试样完全流动所用的时间，即收缩率为10% ～ 80%阶段所用的时间，熔化时间越短，流动性越好，液相生成能力越强。

试验所需设备主要为全自动炉渣熔点熔速测定仪，表1列出了初始化学成分的配比方案，所用原料均为分析纯试剂。将所用试剂筛分至0.074 mm以下，按照配比进行混合，研磨20 min，加入一定量无水乙醇，调至糊状，用模具制成Φ3mm×Φ3mm的圆柱体，放在刚玉垫片上，送入全自动炉渣熔点熔速测定仪进行焙烧。分析记录液相开始生成温度、液相终止生成温度、流动温度。

第四，二连白垩纪恐龙地质公园旅游景区。该景区目前已经国家旅游局批准为国家AAAA级旅游景区；是一处集保护与利用为一体的自然资源。保护区实行边建设边开放的策略，目前已建成的有恐龙科普馆、恐龙化石埋藏馆、矿物晶体馆；即将建成的有地层馆、恐龙蛋埋藏馆。2009年5月25日，地质公园被国土资源部正式命名为第一批国土资源科普基地，同年8月12日再次被国土资源部正式批准为国家级地质公园。

通过对试验样品液相进行XRD衍射分析，发现样品的主要矿物组成均为复合铁酸钙，但都含有少量其他矿物。1#、2#、5#试样含有少量的CF2（熔点1226℃）、浮氏体（熔点1371 ～ 1423℃）、钙铁橄榄石（熔点1177℃）、钙铁辉石（熔点965℃），这些物质的熔点低于试验样品的液相开始生成温度，因此这几组试验样品的液相开始生成温度及液相终止生成温度受这些少量矿物的影响很小，能够清楚反映复合铁酸钙的液相生成温度，即随Al2O3含量的增加，液相开始生成温度逐渐提高，液相终止生成温度逐渐降低，液相生成的温度区间变窄。3#、4#试样则含有少量的高熔点物质，包括磁铁矿（熔点1597℃）、C2F（熔点1449℃）、赤铁矿（熔点1565℃）、钙铝黄长石（熔点1593℃），6#样品含有少量钙铁辉石（熔点965℃），有前面的分析可知，这些少量的高熔点物质将导致试验样品的液相终止生成温度偏高，从图1中也可以看出液相开始生成温度的两条拟合曲线近乎平行，而液相终止生成温度的拟合曲线却由于少量高熔点物质的存在，出现了斜率差异。

 

表1 复合铁酸钙化学成分Table 1 Chemical composition of SFCA

  

质量比 CaO/% SiO2/% Fe2O3/% Al2O3/% R SFCA1 9.08 4.13 83.06 3.73 2.20 SFCA2 11.47 5.21 77.02 6.30 2.20 SFCA3 11.50 6.39 72.98 9.13 1.80 SFCA4 13.82 7.68 67.38 11.12 1.80 SFCA5 16.92 7.69 63.53 11.86 2.20 SFCA6 16.10 8.94 60.22 14.74 1.80

熔化时间的长短直接关系到烧结生产中能否在短时间内产生足够多的液相。图3显示了不同Al2O3含量下复合铁酸钙的熔化时间。可以看出，R=1.8时，Al2O3含量变化对复合铁酸钙熔化时间的影响很小，而且消耗时间都较长，复合铁酸钙流动性较差，主要是由于Al2O3含量的提高促进了富铝矿物的形成，进而在一定程度上促进了硅铝酸盐网络结构的形成，导致液相粘度增大，进而提高了试验样品的熔化时间；另外一方面，液相流动过程中会有气泡的重构和聚集行为，高铝条件下，固相质点和液相同时存在，液相的表面张力较大，气泡重构行为受到抑制。

2 试验结果与分析

2.1.1 不同Al2O3含量对复合铁酸钙液相生成温度的影响

R=2.2时，Al2O3含量相对较低，随Al2O3含量的增加，复合铁酸钙熔化时间逐渐缩短。一方面是由于Al2O3含量增加，液相生成量较多，促进了样品过热度的提高。另一方面，由于固相质点的减少，致使液相表面张力降低，气泡重构能力增强，接触聚合几率大大增加，并向外溢出，有利于提高液相流动能力。

2.1.3 不同Al2O3含量对复合铁酸钙熔化时间的影响

  

图1 复合铁酸钙液相开始生成和终止生成温度Fig . 1 Beginning to generating temperature and termination of generating temperature of SFCA Liquid phase

绿色GDP必须上升为国家的法律、法规，才能更好地落实，促进其有效、合法、广泛地实施。我国政府必须进一步完善绿色GDP相关的法律、法规。首先，在《环境影响评价法》和《清洁生产促进法》等法律法规中增加对能耗、环境生态等指标的量化，通过法律的形式促进循环经济的发展，提高能源的利用率，减少对环境的污染；其次，从法律的角度分析公众环境污染应该承担的责任；再次，修改自然资源保护法单行法，建立全面的生态效益补偿机制，综合运用市场和行政方法，调整生态环境的保护和相关利益方之间的关系［4］。

流动性指数作为表征流动性强弱的重要参数，具有重要意义。流动性指数越大表征液相流动性越强，通常对烧结矿而言流动性指数一般在0.6-1.7范围内较适宜，过小则烧结矿液相生成量较少，过大则易形成薄壁多孔结构，影响烧结矿的强度。试验样品近乎复合铁酸钙纯物质，其流动性指数要远大于烧结矿的流动性指数。

2.1.2 不同Al2O3含量对复合铁酸钙流动性指数的影响

党的十九大报告中指出，统筹山水林田湖草系统治理，实行最严格的生态环境保护制度。加强对生态文明建设的总体设计和组织领导，设立国有自然资源资产管理和自然生态监管机构，完善生态环境管理制度，统一行使全民所有自然资源资产所有者职责。

不同Al2O3含量对复合铁酸钙流动性指数的影响结果见图2。从中我们可以看出两种碱度的复合铁酸钙流动性指数变化趋势有所差异：R=1.8时，流动性指数呈现先增大后减小的趋势，而R=2.2时，在一定范围内，随Al2O3含量增加流动性指数线性增大，并且高于R=1.8时。分析认为，R=1.8时，随着Al2O3含量增加到一定程度，复合铁酸钙中含铝矿物增多，这些高熔点物质导致液相流动温度较高，进而导致流动性指数减小；另一方面，因为熔化温度高的复合铁酸钙在相同条件下液相过热度小，从而降低了流动性。在流动性指数达到最高点之前，两种碱度的变化趋势一致，这说明在适当范围内，Al2O3含量的增加有助于复合铁酸钙流动性的提高，有利于液相生成。R=2.2时流动性指数曲线随Al2O3含量增加而线性增大，是由于碱度的提高，导致适宜Al2O3含量的范围变大，说明碱度的适当提高有利于复合铁酸钙流动性指数的增大。

  

图3 Al2O3含量对复合铁酸钙流动性指数的影响Fig . 3 Inf l uence of Al2O3 content on SFCA fl uidity index

图1（a）表明，同一碱度条件下，随Al2O3含量的增加，液相开始生成温度逐渐提高，并且两种碱度的复合铁酸钙变化速率基本一致；图1（b）显示，同一碱度条件下，液相终止生成温度随Al2O3含量的增加而降低。综合观察（a）（b），液相生成的温度区间随Al2O3含量的增加逐渐变窄，也变向说明了，复合铁酸钙的熔化速率是逐渐加快的。样品的矿物组成是复合铁酸钙，但都含有少量的其他成分，这些不同成分的熔点高低也成为影响液相生成温度的重要因素。液相开始生成温度受样品中低熔点成分的影响，低熔点成分熔点越低，含量越高，则样品液相开始生成温度越低；相反，液相终止生成温度则受样品中高熔点成分影响，高熔点成分越高，含量越高，则样品液相终止生成温度越高。

实际生产中，达到实际烧结温度的时间很短，而且在烧结温度下恒温的时间也并不长，随着固相反应形成的低熔点矿物在燃烧带软化，液相进一步形成[6]，因此考察熔化速率对流动性研究具有重要的意义。该部分具体的操作：试样制备过程同上，待全自动炉渣熔点熔速测定仪升温至1450℃并恒温时，将制备好的试样连同刚玉垫片，送入全自动炉渣熔点熔速测定仪，记录下试样收缩10%-80%所需要的时间。每种样品重复三次，取平均值。

由图像处理软件分析试样在不同温度下的收缩率进而得出液相生成特征温度：收缩率为20%时对应的温度为有效液相开始形成温度，记为T20；收缩率为50%时对应的温度为有效液相形成终止温度，记为T50；收缩率为80%时对应的温度为流动温度。图1显示了不同Al2O3含量下试验样品液相开始生成温度、液相终止生成温度及流动温度。

  

图4 Al2O3含量对复合铁酸钙熔化时间的影响Fig. 4 Inf l uence of Al2O3 content on SFCA melting time

3 结 论

（1）不同Al2O3含量对复合铁酸钙液相生成温度的影响显著。受复合铁酸钙中矿物组成的影响，同一碱度条件下，随Al2O3含量的增加，液相开始生成温度逐渐提高，液相终止生成温度降低。

钩藤种植3年即可采收，第1年的投入为种苗、土地整治、肥料农药、人工管护等方面，第2～3年为人工管护、肥料等方面，每亩投入1 500～2 000元，第3年丰产期及以后每年产值可达6 000～8 000元/亩，可以持续采收20年以上，具有较好的经济效益。

（2）Al2O3含量对复合铁酸钙流动性的影响存在适宜的范围，碱度的提高，将导致适宜Al2O3含量的范围变大。在适当范围内，Al2O3含量的增加，流动性指数增大，即有助于复合铁酸钙流动性的提高，有利于液相生成。

叶晓晓还是不做声，涂当翻转身撑在地上，拿狗尾草扫着她的脸，叶晓晓忍着，还是不做声。涂当突然伸出手来挠她的咯吱窝，叶晓晓实在是忍不住了，伸出手反击，两人顿时扭打成一团。

（3）碱度低时，Al2O3含量变化对复合铁酸钙熔化时间的影响规律并不明显，均表现出较长的熔化时间，较差的流动性。碱度较高时，适当提高Al2O3含量，有利于缩短液相熔化时间，提高液相流动能力。

参考文献：

[1].Kalenga M K, Garbers-Craig A M. Investigation into how the magnesia, silica, and alumina contents of iron oresinter inf l uence its mineralogy and properties[J]. The Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 2010,110(8):447-455.

[2].Hessien M M, Kashiwaya Y Ishii K, et al. Sintering and heating reduction processes of alumina containing iron ore samples[J]. Ironmaking and Steelmaking, 2008, 35(3):191-204.

[3].刘继彬,李辽沙. Al2O3含量对烧结矿平衡相相组成及特性的影响[J]. 安徽工业大学学报,2009,26(4):333-337.

[4].吴胜利,杜建新,马洪斌,等. 铁矿粉烧结液相流动特性[J]. 北京科技大学学报,2005,27(3)：291-293.

[5].李光森,金明芳,姜鑫,等. 烧结矿粘结相流动性的研究[J]. 中国冶金,2008,18(5):20-23.

[6].张玉柱,胡长庆. 铁矿粉造块理论与实践[M]. 北京:冶金工业出版社,2012.