CN110763588A - 一种烧结用生石灰制粒效果的评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烧结用生石灰制粒效果的评价方法，该方法包括：取等量的三份生石灰；将一份生石灰通过量热仪测量所述生石灰在设定时间内的放热量Q；将一份生石灰采用毛细吸水法测量生石灰在所述设定时间内的吸水量W；将一份生石灰放入烧杯中，加入足量的水并搅拌，并在所述设定时间内反应后，并将反应后生成的生石灰乳烘干后的烘干物进行称量；再对筛分出的粒度小于0.25mm的筛下物进行称量，计算所述筛下物质量与所述烘干物质量之比R；根据放热量Q、吸水量W和所述筛下物质量与所述烘干物质量之比R来计算生石灰制粒效果评价指数Lg。采用本发明的方法，对选择合适的烧结用生石灰有重要的指导意义。

Description

一种烧结用生石灰制粒效果的评价方法
技术领域
本发明涉及铁矿石烧结技术领域，特别涉及一种烧结用生石灰制粒效果的评价方法。
背景技术
生石灰是铁矿石烧结过程中重要的熔剂，其在烧结过程中起到强化制粒以及与矿粉反应形成低熔点液相的作用。特别是针对大量使用精矿粉的烧结工艺，添加生石灰可以显著改善烧结料层的透气性及烧结的产质量。
生石灰强化制粒的原理如下：在制粒过程中，生石灰与水发生反应，形成粒度细、比表面积大、粘度高的Ca(OH)2胶体，该Ca(OH)2胶体能够大大改善烧结料的成球性能。既可加快造球速度，又能提高干、湿球的强度与热稳定性。实际烧结生产中，烧结用生石灰的种类繁多，且生石灰的质量也有很大的差异，而不同生石灰的制粒结果显著不同。
目前对烧结用生石灰的研究虽多，但主要集中于生石灰的用量对烧结产质量的影响，对生石灰性能的评价较少，且往往只关注其CaO含量、活性度或者水化性能。活性度分析法主要是根据酸碱中和原理，将一定量的生石灰溶于水中，搅拌均匀，用酚酞做指示剂，用4mol/L的盐酸进行滴定，以10min内消耗的盐酸数表征生石灰的活性度。水化分析法是将一定量的生石灰溶入水中，生石灰会与水反应生成Ca(OH)2，并释放出热量，通过测量水温的增加值来判断生石灰的优劣。水化性能主要是将一定量的生石灰至于一定量的水中，搅拌，测得水温升高的幅度，根据升温的情况评价生石灰的活性。但是上述评价方法仅仅反应了生石灰与水反应的能力，并无法反应生石灰的制粒效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种烧结用生石灰制粒效果的评价方法，合理评价生石灰对烧结制粒效果的影响。
为实现上述目的，本发明的烧结用生石灰制粒效果的评价方法，包括：
取等量的三份生石灰；
将一份生石灰通过量热仪测量所述生石灰在设定时间内的放热量Q，所述设定时间为10分钟；
将一份生石灰采用毛细吸水法测量生石灰在所述设定时间内的吸水量W；
将一份生石灰放入烧杯中，加入足量的水并搅拌，并在所述设定时间内反应后，将烧杯中的剩余的水倒出，并将反应后生成的生石灰乳烘干后的烘干物进行称量，所述烘干物的质量记为M总；
再使用筛孔为0.25mm的筛子将所述烘干物进行筛分，对筛分出的粒度小于0.25mm的筛下物进行称量，所述筛下物的质量记为M-0.25，计算所述筛下物质量与所述烘干物质量之比R，其中R＝M-0.25/M总；
计算生石灰制粒效果评价指数Lg：
Lg＝55+(0.55Q-0.30W+0.15R+0.052)×103.90。
优选地，所述通过量热仪测量所述生石灰在设定时间内的放热量采用恒温量热法测量。
优选地，所述毛细吸水法采用毛细吸水测量装置，所述毛细吸水测量装置包括连通器，第一漏斗、第二漏斗和带刻度的毛细管，所述第一漏斗和第二漏斗的底部通过所述连通器连通；所述第一漏斗中设有毛细滤板，所述毛细滤板上平铺滤纸，生石灰放置在所述滤纸上；所述带刻度的毛细管水平设置，所述带刻度的毛细管与所述第二漏斗的底部连接；所述带刻度的毛细管与所述毛细滤板的底面处于同一水平位置；所述第二漏斗的底部设置有能够将所述第二漏斗的底部封闭的旋塞。
本发明的烧结用生石灰制粒效果的评价方法，通过反应放热量、吸水量和反应后形成的细颗粒的比例三个方面对生石灰制粒效果进行综合评价。采用本发明的烧结用生石灰制粒效果的评价方法，在无需进行繁重制粒试验的情况下，通过检测生石灰的基本性能对其在烧结过程中的制粒效果进行评价，对选择合适的烧结用生石灰有重要的指导意义。
附图说明
图1为本发明的烧结用生石灰制粒效果的评价方法的示意图
图2为毛细吸水测量装置的示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图详细地说明本发明的具体实施方式。为了保持本发明的以下说明清楚且简明，具体实施方式中省略了已知功能和已知部件的详细说明。
如图1所示，本发明的烧结用生石灰制粒效果的评价方法，包括：
取等量的三份生石灰；
将一份生石灰通过量热仪测量所述生石灰在设定时间内的放热量Q，所述通过量热仪测量所述生石灰在设定时间内的放热量采用恒温量热法测量，所述量热仪优选采用Setaram C80型卡尔维式量热仪。所述设定时间为生石灰烧结制粒过程所需要的制粒时间，考虑到烧结制粒时间通常在10min，为了便于比较，本发明选择设定时间为10min。
将一份生石灰采用毛细吸水法测量生石灰在所述设定时间内的吸水量W，所述毛细吸水法采用毛细吸水测量装置。
将一份生石灰放入烧杯中，加入足量的水并搅拌，并在所述设定时间内反应后，将烧杯中的剩余的水倒出，并将反应后生成的生石灰乳烘干后的烘干物进行称量，所述烘干物的质量记为M总；
再使用筛孔为0.25mm的筛子将所述烘干物进行筛分，对筛分出的粒度小于0.25mm的筛下物进行称量，所述筛下物的质量记为M-0.25，计算所述筛下物质量与所述烘干物质量之比R，其中R＝M-0.25/M总，以此表示生石灰与水反应形成细颗粒Ca(OH)2的能力。细颗粒的量越多，能更好的起到胶体作用，强化制粒的效果越好。
计算生石灰制粒效果评价指数Lg：
Lg＝55+(0.55Q-0.30W+0.15R+0.052)×103.90
其中，Lg——生石灰的制粒效果评价指数；
Q——设定时间内，生石灰的反应放热量，J/g；
W——设定时间内，生石灰的吸水量，mL/g；
R——生石灰反应形成细颗粒Ca(OH)2的比例，％；
所述设定时间为生石灰烧结制粒过程所需要的制粒时间。
生石灰的制粒效果与其在制粒时间内的反应放热量、吸水量以及其消化形成细粒Ca(OH)2的能力密切相关。在制粒时间内，生石灰的反应放热量越大，吸水量较小，形成的细粒Ca(OH)2的量多，其制粒的效果会越好。
通过测得不同生石灰在设定时间10min内的反应放热量Q、吸水量W、以及形成细粒Ca(OH)2的比例R，将这三个特性采用通过多元线性回归方法进行处理得到反应放热量Q、吸水量W、以及形成细粒Ca(OH)2的比例R的权重分别为0.55、0.30、0.15，并将“0-100”分作为生石灰制粒效果评价指数的范围，得到生石灰制粒效果评价指数Lg＝55+(0.55Q-0.30W+0.15R+0.052)×103.90。Lg越大，制粒效果越好。采用通过多元线性回归方法所使用的软件可以采用MATLAB或Excel等通用软件均可实现，本实施方式采用MATLAB软件。
所述毛细吸水法采用的毛细吸水测量装置可以采用现有的毛细吸水测量装置，图2示出了一个优选实施方式的示意图，本实施方式的毛细吸水测量装置包括连通器4，第一漏斗1、第二漏斗7和带刻度的毛细管5，所述第一漏斗1和第二漏斗7的底部通过所述连通器4连通；所述第一漏斗1中设有毛细滤板3，所述毛细滤板3上平铺滤纸，生石灰2放置在所述滤纸上；所述带刻度的毛细管5水平设置，所述带刻度的毛细管5与所述第二漏斗7的底部连接；所述带刻度的毛细管5与所述毛细滤板3的底面处于同一水平位置；所述第二漏斗7的底部设置有能够将所述第二漏斗7的底部封闭的旋塞6。
本实施方式的毛细吸水测量装置在测量时，第二漏斗7的旋塞6打开，向第二漏斗7中加入水，使所述毛细滤板3上平铺的滤纸吸水饱和；然后调节第一漏斗1的高度，使第一漏斗1中的毛细滤板3的底面与带刻度的毛细管5处于同一水平高度；待体系平衡、毛细管5内液体静止不动时，关闭旋塞6，取生石灰，倒入第一漏斗1的滤纸上，同时启动秒表计时，每隔10～20s记录毛细管5中水位刻度，直至毛细管5内的液位不动为止。最后计算吸水量W：
Figure BDA0001743178590000061
式中，W——生石灰的吸水量，mL/g；
r——毛细管的内径，mm；
l——毛细管在生石灰吸水前后刻度的变化，mm；
m——生石灰的质量，g。
这样通过毛细管5中水的刻度变化及毛细管的内径就可以计算出生石灰的吸水量。
使用本发明的烧结用生石灰制粒效果的评价方法，只需要根据生石灰的基础特性即可评价生石灰的制粒效果，可以替代劳动量较大的制粒试验，节约时间和劳动力，且对生石灰的制粒效果判断简单可靠。
如上所述，参照附图对本发明的示例性具体实施方式进行了详细的说明。应当了解，本发明并非意在使这些具体细节来构成对本发明保护范围的限制。在不背离根据本发明的精神和范围的情况下，可对示例性具体实施方式的结构和特征进行等同或类似的改变，这些改变将也落在本发明所附的权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种烧结用生石灰制粒效果的评价方法，其特征在于，包括：
取等量的三份生石灰；
将一份生石灰通过量热仪测量所述生石灰在设定时间内的放热量Q，所述设定时间为10分钟；
将一份生石灰采用毛细吸水法测量生石灰在所述设定时间内的吸水量W；
将一份生石灰放入烧杯中，加入足量的水并搅拌，并在所述设定时间内反应后，将烧杯中的剩余的水倒出，并将反应后生成的生石灰乳烘干后的烘干物进行称量，所述烘干物的质量记为M总；
再使用筛孔为0.25mm的筛子将所述烘干物进行筛分，对筛分出的粒度小于0.25mm的筛下物进行称量，所述筛下物的质量记为M-0.25，计算所述筛下物质量与所述烘干物质量之比R，其中R＝M-0.25/M总；
计算生石灰制粒效果评价指数Lg：
Lg＝55+(0.55Q-0.30W+0.15R+0.052)×103.90。
2.如权利要求1所述的烧结用生石灰制粒效果的评价方法，其特征在于，所述通过量热仪测量所述生石灰在设定时间内的放热量采用恒温量热法测量。
3.如权利要求1所述的烧结用生石灰制粒效果的评价方法，其特征在于，所述毛细吸水法采用毛细吸水测量装置，所述毛细吸水测量装置包括连通器，第一漏斗、第二漏斗和带刻度的毛细管，
所述第一漏斗和第二漏斗的底部通过所述连通器连通；
所述第一漏斗中设有毛细滤板，所述毛细滤板上平铺滤纸，生石灰放置在所述滤纸上；
所述带刻度的毛细管水平设置，所述带刻度的毛细管与所述第二漏斗的底部连接；所述带刻度的毛细管与所述毛细滤板的底面处于同一水平位置；
所述第二漏斗的底部设置有能够将所述第二漏斗的底部封闭的旋塞。
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