固態(tài)下SiO2對二元鐵酸鈣形成過程的影響
高堿度燒結(jié)礦由于其黏結(jié)相主要由多元鐵酸鈣組成，因而具有較好的還原性和強度。其中，二元鐵酸鈣，作為燒結(jié)固相反應(yīng)低溫階段的產(chǎn)物，是高堿度燒結(jié)礦黏結(jié)相形成的基礎(chǔ)；有報道表明，SiO2作為脈石成分在很大程度上影響二元鐵酸鈣的形成，對黏結(jié)相的形成不利，進(jìn)而影響燒結(jié)礦的質(zhì)量。在固相反應(yīng)中，SiO2主要與CaO反應(yīng)形成硅酸鈣，影響鐵酸鈣的形成。
北京科技大學(xué)的學(xué)者通過XRD和礦相顯微鏡觀察，并結(jié)合Rietveld法定量分析，研究了SiO2對二元鐵酸鈣形成過程的影響。結(jié)果表明：Fe2O3與CaO反應(yīng)，700℃時形成Ca2Fe2O5，在800℃時出現(xiàn)CaFe2O4，隨著溫度升高，Ca2Fe2O5逐漸向CaFe2O4轉(zhuǎn)變。SiO2存在時，在鐵酸鈣形成過程中有Ca2SiO4生成，溫度低于900 ℃時，受動力學(xué)條件的影響，反應(yīng)速率較低，Ca2SiO4的量相對較少，另外，SiO2的阻礙作用隨其質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增強，進(jìn)而導(dǎo)致已形成的Ca2Fe2O5與Fe2O3未能繼續(xù)反應(yīng)形成CaFe2O4而使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增多；高于900 ℃時，隨著溫度的升高，動力學(xué)條件改善，離子擴(kuò)散能力增強，其中，Fe3+通過CaFe2O4層比Ca2+通過Ca2Fe2O5層更容易，進(jìn)而促進(jìn)了CaFe2O4形成反應(yīng)的進(jìn)行，Ca2Fe2O5向CaFe2O4轉(zhuǎn)變，但隨著SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，Ca2SiO4的生成量增多，CaO與Fe2O3的接觸面積減小，抑制了CaFe2O4的生成。