blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2017-9-713-719blackmet-1140Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESИССЛЕДОВАНИЕ АГЛОПРОЦЕССА С УЧАСТИЕМ В ШИХТЕ МАГНЕТИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ КОВДОРСКОГО МЕСТОРОРЖДЕНИЯINVESTIGATION OF THE SINTERING PROCESS WITH PARTICIPATION OF MAGNETITE CONCENTRATES OF THE KOVDOR DEPOSIT IN THE CHARGEПисаревС. А.PisarevS. A.

аспирант кафедры «Энергоэффективные ресурсосберегающие промышленные технологии».

 119049, Россия, Москва, Ленинский пр., 4.

Postgraduate of the Chair “Energy-Efficient and Resource-Saving Industrial Technologies”. 

Moscow.

labbor408@mail.ruГорбуновВ. Б.GorbunovV. B.

 кандидат технических нук, доцент кафедры «Энергоэффективные ресурсосберегающие промышленные технологии». 

 119049, Россия, Москва, Ленинский пр., 4.

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Ener gy-Efficient and Resource-Saving Industrial Technologies”. 

Moscow.

МалышеваТ. Я.MalyshevaT. Ya.

  кандидат геолого-минералогических наук, профессор кафедры «Энергоэффективные ресурсосберегающие промышленные технологии». 

119049, Россия, Москва, Ленинский пр., 4.

Cand. Sci. (Geol.-Mineralogical), Professor of the Chair “Energy-Efficient and Resource-Saving Industrial Technologies”.

Moscow.

КоровушкинВ. В.KorovushkinV. V.

доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры технологии материалов электроники.

119049, Россия, Москва, Ленинский пр., 4.

Dr. Sci. (Geol.-Mineralogical), Professor of the Chair “Technology of Electronics Materials”.

Moscow.

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС».РоссияNational University of Science and Technology “MISIS” (MISIS).Russian Federation201702102017609713719Copyright © Писарев С.А., Горбунов В.Б., Малышева Т.Я., Коровушкин В.В., 20172017Писарев С.А., Горбунов В.Б., Малышева Т.Я., Коровушкин В.В.Pisarev S.A., Gorbunov V.B., Malysheva T.Y., Korovushkin V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/1140

Методом электронного микроанализа установлено, что в железных рудах кристаллы магнетита в зависимости от температурновременных условий природного рудообразования имеют различную микроструктуру. Так в составе осадочно-метаморфических железистых кварцитов и магматических скарнов кристаллы магнетита имеют гомогенное строение и по составу близки к стехиометрии. В  составе руд месторождения Ковдор кристаллы магнетита имеют гетерогенное строение, в матрице которых изоморфные примеси Al, Mg,  Ti и др. существуют в виде отдельных шпинельных микрофаз. При восстановлении кристаллов магнетита в условиях, близких к агломерационным, установлено, что в процессе агломерации кристаллы гетерогенного строения разрушаются с образованием двух рудных фаз:  твердых растворов магнетита и вюстита, не участвующих в процессах жидкофазного упрочнения агломератов. На заключительном этапе  производства офлюсованных агломератов в составе готовой продукции на месте расплава образуются кальций-кремнистые силикатные  связки мелилитового состава, обладающие низкими прочностными свойствами. В соответствии с результатами настоящего исследования  предлагается при оценке железорудных месторождений обращать внимание не только на содержание в рудах оксидов железа и кремния,  но и на структурные особенности кристаллов самого магнетита, поскольку именно железо магнетита определяет направление расплавообразования при производстве техногенного сырья.

 Using the method of electronic microanalysis, it has been established that in magnetite ores magnetite crystals, depending on the  temperature-time conditions of natural ore formation, have different  microstructure. So in the composition of sedimentary-metamorphic  ferruginous quartzites and magmatic skarns, magnetite crystals have a homogeneous structure and are close in composition to stoichio metry.  In the Kovdor deposit, magnetite crystals have a heterogeneous structure, in the matrix of crystals of which the isomorphic impurities of  Al,  Mg, Ti, etc. exist as separate spinel microphases. When the crystals of  Kovdor magnetite are restored under conditions close to agglomeration, it is established that in the process of agglomeration, crystals of  a heterogeneous structure are destroyed with the formation of two ore  phases: solid solutions of magnetite and wustite that do not participate  in liquid-phase hardening of agglomerates. At the final stage of production of fluxed agglomerates, calcium silicate bonds (melilitic composition) with low strength properties are formed in the composition of  the finished product at the melt site. In accordance with the results of  the present study, the physical and chemical processes of hardening of  fluxed agglomerates using magmatic ores of different genesis it is suggested, when buying iron ore deposits, to pay attention not only to the  content of iron oxides and silicon in the ores, but also on the structural  features of crystals of magnetite itself. At the same time, there are a  number of magmatic ore occurrences in which the magnetite crystals  have a heterogeneous structure.

агломерация минералогия железные руды месторождение Ковдор кристаллы магнетита гетерогенного строения восстановление силикатные связкиsintering mineralogy iron ore Kovdor deposit magnetite crystals of heterogeneous structure restoration silicate bondsReferencesТатаринов Л.М. Условия образования месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых. – М.: Госгеотехиздат, 1955. – 280 с.Tatarinov L.M. Usloviya obrazovaniya mestorozhdenii rudnykh i nerudnykh poleznykh iskopaemykh [Conditions for the formation of  deposits of ore and non-metallic minerals]. Moscow: Gosgeotekhizdat, 1955, 280 p. (In Russ.).Синяков В.И. Основы теории рудогенеза. – Ленинград: Недра, 1987. – 192 с.Sinyakov V.I. Osnovy teorii rudogeneza [Fundamentals of the theory of ore genesis]. Leningrad: Nedra, 1987, 192 p. (In Russ.).Овчинников Л.Н. Образование рудных месторождений. – М.: Недра, 1988. – 285 с.Ovchinnikov L.N. Obrazovanie rudnykh mestorozhdenii [Formation of ore deposits]. Moscow: Nedra, 1988, 285 p. (In Russ.).Ростовцев С.Т. Теория и практика металлургии. 1938. № 6. С. 3 – 9.Rostovtsev S.T. In: Teoriya i praktika metallurgii [Theory and practice of metallurgy]. 1938, no. 6, pp. 3–9. (In Russ.). Рамм А.Н. Теоретические основы применения офлюсованного агломерата в доменных печах. Тр. НТО ЧМ. Т. 8. – М.: Металлургиздат, 1956. С. 44 – 64.Ramm A.N. Theoretical bases of application of fluxed sinter in blast  furnaces. In: Trudy NTO ChM. Vol. 8. Moscow: Metallurgizdat,  1956, pp. 44–64. (In Russ.).Люйкен В. Подготовка сырых материалов к доменной плавке / Пер. с немецкого. – М.: Металлургиздат, 1959. – 412 c.Luyken W. Die Vorbereitung des Hochofenmöllers einschließlich des Hochofenkokses. Berlin u. a., Springer-Verl., 1953. (Russ.ed.:  Luyken W. Podgotovka syrykh materialov k domennoi plavke. Moscow: Metallurgizdat, 1959, 412 p.).Парфенов А.М. Основы агломерации железных руд. – М.: Металлургиздат, 1961. – 320 с.Parfenov A.M.  Osnovy aglomeratsii zheleznykh rud [Basics  of  sintering of iron ores]. Moscow: Metallurgizdat, 1961, 320 p. (In  Russ.).Якубцинер Н., Горелик И. Изготовление из магнетитовой руды самоплавкого агломерата и выплавка из него чугуна // Сталь. 1940. № 5 – 6. С. 1 – 3.Yakubtsiner N., Gorelik I. Manufacture of self-melting sinter from  magnetite ore and smelting of cast iron from it. Stal’. 1940, no. 5-6,  pp. 1–3. (In Russ.).Хохлов Д.Г., Миллер В.Я. Теория и практика производства офлюсованного агломерата // Сталь. 1955. № 6. С. 488 – 497.Khokhlov D.G., Miller V.Ya. Theory and practice of production of  fluxed sinter. Stal’. 1955, no 6, pp. 488–497. (In Russ.).Бабушкин Н.М., Тимофеев В.Н. Экспериментальное изучение процесса горения углерода в слое агломерационной шихты // Научн. тр. ВНИИМТ. – М.: Металлургиздат, 1962. № 7. С. 17 – 47.Babushkin N.M., Timofeev V.N. Experimental study of the carbon  combustion in the layer of sintering charge. In: Nauchn. tr. VNIIMT.  Moscow: Metallurgizdat, 1962, no 7, pp. 17–47. (In Russ.).Сигов А.А., Шурхал В.А. Агломерационный процесс. – Киев: Технiка, 1969. – 232 с.Sigov A.A., Shurkhal V.A. Aglomeratsionnyi protsess [Sintering  process]. Kiev: Tekhnika, 1969, 232 p.Малышева Т.Я. Петрография железорудного агломерата. – М.: Наука, 1969. – 168 с.Malysheva T.Ya. Petrografiya zhelezorudnogo aglomerata [Petrography of iron ore sinter]. Moscow: Nauka, 1969, 168 p. (In Russ.).Малышева Т.Я. Железорудное сырье, упрочнение при термообработке. – М.: Наука, 1988. – 197 с.Malysheva T.Ya. Zhelezorudnoe syr’e, uprochnenie pri termoobrabotke [Iron ore raw materials, hardening at heat treatment]. Moscow: Nauka, 1988, 197 p. (In Russ.).Коротич В.И. Основы теории и технологии подготовки сырья к доменной плавке. – М.: Металлургия, 1978. – 210 с.Korotich V.I. Osnovy teorii i tekhnologii podgotovki syr’ya k domennoi plavke [Fundamentals of the theory and technology of raw material preparation for blast furnace smelting]. Moscow: Metal lurgiya,  1978, 210 p. (In Russ.).Коротич В.И., Фролов Ю.А., Бездежский Г.Н. Агломерация рудных материалов. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2003. – 400 с.Korotich V.I., Frolov Yu.A., Bezdezhskii G.N. Aglomeratsiya rudnykh materialov [Sintering of ore materials]. Ekaterinburg: UGTUUPI, 2003, 400 p. (In Russ.).Вегман Е.Ф. Окускование руд и концентратов. – М.: Металлургия, 1968. – 257 с.Vegman E.F. Okuskovanie rud i kontsentratov [Sintering of ores and  concentrates]. Moscow: Metallurgiya, 1968, 257 p. (In Russ.).Базилевич С.В., Вегман Е.Ф. Агломерация. – М.: Металлургия, 1967. – 368 с.Bazilevich S.V., Vegman E.F. Aglomeratsiya [Sintering]. Moscow:  Metallurgiya, 1967, 368 p. (In Russ.).Пузанов В.П., Кобелев В.А. Структурообразование из мелких материалов с участием жидких фаз. – Екатеринбург: УрО РАН, 2001. – 633 с.Puzanov V.P., Kobelev V.A. Strukturoobrazovanie iz melkikh materialov s uchastiem zhidkikh faz [Structuration from small materials  with the participation of liquid phases]. Ekaterinburg: UrO RAN,  2001, 633 p. (In Russ.).Малышева Т.Я., Долицкая О.А. Петрография и минералогия железорудного сырья. – М.: МИСИС, 2004. – 423 с.Malysheva T.Ya., Dolitskaya O.A. Petrografiya i mineralogiya zhelezorudnogo syr’ya [Petrography and mineralogy of iron ore raw  materials]. Moscow: MISIS, 2004, 423 p. (In Russ.).Пузанов В.П., Кобелев В.А. Введение в технологию металлургического структурообразования. – Екатеринбург: УрО РАН, 2005. – 501 с.Puzanov V.P., Kobelev V.A. Vvedenie v tekhnologiyu metallurgicheskogo strukturoobrazovaniya [Introduction  to  the  technology of metallurgical structure formation]. Ekaterinburg: UrO RAN,  2005, 501 p. (In Russ.).Bowen N.L., Schaiser J.F., Posnjak E. The system CaO – FeO – SiO2 // Am. J. Sci, 5th Ser. 1933. Vol. 26. P. 193 – 284.Bowen N.L., Schaiser J.F., Posnjak E. The system CaO – FeO –  SiO2 . Am. J. Sci, 5th Ser. 1933, vol. 26, pp. 193–284. Allen W.C., Snow R.B. The orthosilicate iron oxide portion of the system CaO – FeO – SiO2 // J. Am. Ceram. Soc. 1955.Vol. 38. P. 264 – 280.Allen W.C., Snow R.B. The orthosilicate iron oxide portion of  the system CaO – FeO – SiO2 . J. Am. Ceram. Soc. 1955, vol. 38,  pp.  264–280.Кисин Д.А., Литвинова Т.И. Агломерация железных руд // Сталь. 1960. № 5. С. 397 – 403.Kisin D.A., Litvinova T.I. Sintering of iron ores. Stal’. 1960, no 5,  pp. 397–403. (In Russ.).Лившиц Б.А., Васильев Г.С. Состав агломератов // Изв. вуз. Черная металлургия. 1964. № 6. С. 23 – 29.Livshits  B.A.,  Vasil’ev  G.S.  Composition  of  sinters.  Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy.  1964, no 6, pp. 23-29. (In Russ.).Утков В.А. Высокоофлюсованный агломерат. – М.: Металлургия, 1977. – 155 с.Utkov V.A. Vysokooflyusovannyi aglomerat [Highly fluxed sinter].  Moscow: Metallurgiya, 1977, 155 p. (In Russ.).Гайдукова В.С. Электронная микроскопия для решения практических геолого-минералогических задач. – М.: Недра, 1983. – 225 с.Gaidukova V.S. Elektronnaya mikroskopiya dlya resheniya prakticheskikh geologo-mineralogicheskikh zadach [Electron microscopy for solving practical geological and mineralogical problems].  Moscow: Nedra, 1983, 225 p. (In Russ.).Малышева Т.Я., Павлов Р.М., Мансурова Н.Р., Деткова Т.В. Влия ние природного рудообразования на минеральный состав и холодную прочность офлюсованных железорудных агломератов // Изв. вуз. Черная металлургия. 2015. Т. 58. № 3. С. 180 – 185.Malysheva T.Ya., Pavlov R.M., Mansurova N.R., Detkova T.V.  Effect of natural ore formation on mineral composition and cold  strength  of  iron  ore  fluxed  sinters.  Izvestiya VUZov. Chernaya metal lurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2015, vol. 58, no 3,  pp. 180–185. (In Russ.).Писарев С.А., Куренков Д.С., Малышева Т.Я. Особенности поведения магнетитовых руд ковдорского месторождения в аглопроцессе // Изв. вуз. Черная металлургия. 2016. Т. 59. № 5. С. 354 – 356.Pisarev S.A., Kurenkov D.S., Malysheva T.Ya. Behavior of magnetite ores of Kovdor deposit in sintering process. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy.  2016,  vol.  59, no 5, pp. 354–356. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.