实验室液压机在制备炉料方面起着至关重要的作用，它将钛铁矿矿渣、煤粉和助熔剂的松散混合物转化为致密、耐用的压块。通过施加巨大的压力——从几吨到几十吨不等——该设备克服了细粉的物理限制，制造出适合电炉的进料材料。
使用液压机的核心目标是最大限度地提高碳热还原反应的效率。将反应物压缩成颗粒可大大增加矿石和燃料之间的接触面积，同时缩短化学反应发生的扩散路径。
致密化的物理学
增加反应物接触
还原钛铁矿的主要挑战是确保还原剂（煤）与被还原的氧化物在物理上足够接近。
液压机将这些独立的颗粒强制压制成紧密接触。这种接近度大大缩短了还原扩散路径，使化学反应能够更快、更完全地进行。
防止物料损失
细小的燃料粉末和矿尘在反应前很容易被炉气吹出或因热气流而损失。
压块将这些细小颗粒固定在一个固体块中。这种结构最大限度地减少了高温下细燃料粉末的损失，确保混合物的化学计量在整个过程中保持一致。
粘合剂和结构完整性的作用
利用粘弹性
仅靠压力通常不足以将干粉粘合在一起；需要粘合剂来保持压机形成的形状。
糖蜜因其粘弹性和成膜特性，常被用作有机粘合剂。它在压缩阶段将松散的矿物和煤粉牢固地粘合在一起。
确保绿色强度
压块在进入炉子之前必须能够承受物理搬运和运输。
液压和粘合剂的结合确保了足够的机械强度。这使得“绿色”（未烧结）颗粒能够承受干燥和装载而不会碎成粉末。
避免常见陷阱
过早碎裂
如果施加的压力不一致或粘合剂不足，压块可能会过早碎裂。
在炉内这种分解会导致反应不均匀。当压块过早破裂时，反应物之间的紧密接触就会丢失，工艺效率的提高也会被抵消。
反应物偏析
如果没有适当的压块处理，较重的矿石和较轻的煤颗粒在搬运过程中容易分离（偏析）。
压块将混合物冻结在均质状态。未能达到足够的压实密度会导致这种偏析再次发生，从而导致未反应矿石区域和燃料浪费。
为您的目标做出正确选择
为了优化您的钛铁矿还原工艺，在设置液压压机操作时请考虑以下参数：
- 如果您的主要重点是反应速度：优先选择更高的压力设置，以最大限度地提高密度并最小化煤和钛铁矿之间的扩散距离。
- 如果您的主要重点是物料处理：关注粘合剂（糖蜜）的比例，以确保绿色颗粒具有高机械强度，便于运输和干燥。
通过机械地将反应物压在一起，液压机将混乱的混合物转化为一个受控、高效率的化学系统。
总结表：
| 特征 | 对钛铁矿还原的好处 |
|---|---|
| 高压实压力 | 缩短扩散路径并最大化反应物接触面积 |
| 粘合剂集成 | 使用糖蜜增加绿色强度以获得结构完整性 |
| 物料固结 | 防止细燃料粉末和粉尘在高温上升气流中损失 |
| 均质化 | 消除反应物偏析，实现均匀化学反应 |
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参考文献
- Kuralai Akhmetova, А.К. Касымжанова. Efficiency of Soda-Technology Carbothermal Smelting of Thermoactivated Ilmenite Concentrate with Aluminosilicate Mineralization. DOI: 10.3390/min15090906
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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