铁矿石烧结特性
铁矿石在烧结过程中所呈现出的高温物理化学性质。
它反映了铁矿石的烧结行为和作用，也是评价铁矿石对烧结过程及烧结矿质量所做贡献的基本指标。
一、铁矿石与CaO的反应、生成铁酸钙的性能
影响铁矿石与CaO的开始反应温度的因素:
铁矿物的种类、结晶水的含量、致密度、化学成分、脉石矿物的种类等因素。
澳矿的开始反应温度较低，褐铁矿杨迪矿的温度低；
巴西伊特贝拉矿较低，卡拉加斯矿高，其次是MBR矿。
印度MMTC矿和南非矿开始反应温度较高。
1.铁矿石的化学成分和矿物类型
一般情况下，较高的SiO2和Al2O3含量增加铁矿石与CaO的反应；
铁矿物以疏松的赤铁矿和褐铁矿为主，则反应能力较强；而以致密的磁铁矿或镜铁矿为主，则反应能力较弱。
2.结晶水的含量
铁矿石与CaO的开始反应温度与结晶水的含量呈正相关关系。
结晶水含量高，分解后产生大量的气孔，加大了反应接触面，有利于Ca2+向矿石的扩散，同时有利于铁矿物离子的扩散。另一方面，结晶水分解后，铁矿物的活性增加，均有利于铁矿石与与CaO的加速进行。
3.铁矿石的致密性
铁矿石与CaO的开始反应温度与铁矿石的致密性呈负相关关系。
铁矿石致密，不利于反应物的扩散，化学反应的动力学条件变差，反应进行缓慢，导致铁矿石与CaO的反应性降低。
影响铁酸钙生成数量的因素：
温度、烧结矿碱度、铁矿物类型、脉石成分和类型、致密度等因素。
澳矿生成铁酸钙的数量较多，均达到或超过30%；其次为伊特贝拉和南非矿；印度MMTC矿、MBR矿、卡拉加斯最少。
铁矿石自身特性对铁酸钙生成能力的影响
1.铁矿石的含铁矿物类型
针状铁酸钙的生成主要是Fe2O3与CaO反应的结果。
磁铁矿一般情况下SFCA的生成量较少，但在高碱度和氧化性气氛较强的情况下，也容易生成SFCA。
镜铁矿由于其致密的特征，其铁矿物与CaO的反应性下降，导致其生成SFCA的能力下降。
褐铁矿结晶水含量高，有利于改善SFCA的动力学条件，故在一般条件下，褐铁矿有利于生成SFCA。
2.铁矿石的Al2O3含量
烧结矿中的铁酸钙是含有SiO2和Al2O3的复合铁酸钙（SFCA）， Al2O3固溶于SFCA，可以促进SFCA的生成，同时具有稳定SFCA的作用。
以高岭土形式存在的Al2O3有利于SFCA在低温情况下形成，而Al2O3以三水铝石形态存在，则不利于SFCA的形成。
3.铁矿石中的SiO2含量
SiO2 是复合铁酸钙SFCA的重要组元，铁矿粉中较高的SiO2含量，有助于SFCA的生成。
烧结矿在一定碱度条件下， SiO2含量的增加，使得CaO的配加量增加，改善了CaO与Fe2O3反应的动力学和热力学条件。
4.铁矿石的结晶水含量
含结晶水的铁矿石一般情况下气孔率较高，有利于CaO的扩散，往往表现为与CaO的同化性较高，从而产生较多的SFCA。
必须要注意的是：影响铁酸钙生成能力的因素，不仅仅是铁矿石的自身特性外。
包括烧结过程的温度、碱度、烧结气氛等工艺因素。
各影响因素之间存在相互作用和相互关联，一般情况下，烧结矿的SFCA含量是各因素的综合作用结果。
二、生成液相粘结周围物料的能力
液相的熔点、粘度、数量等性能和铁矿石矿物类型、脉石成分与类型。
杨迪矿的浸润能力强，其次是伊特贝拉矿、哈默斯利HI、BHP矿、南非矿。同样，巴西的卡拉加斯、MBR矿的浸润能力最差。
1.液相的熔化温度
烧结过程的粘结相产生是经过固相反应、液相生成和冷凝固结过程。不同成分的液相，其熔化温度不同，熔化温度低，在烧结温度下，过热度大，粘度变小，流动性改善，液相粘结周围物料的能力增强。
2.液相数量
烧结过程中，产生的液相量多，则流动面积加大，液相粘结周围物料的能力增强。
3.液相的粘度
粘度是衡量液体流动性的量度，粘度越小，流动性越好，液相粘结周围物料的能力增强。影响粘度的因素主要有粘结物料的成分、烧结温度和矿石成分。
影响生成液相粘结周围物料的能力因素
4.烧结温度
提供烧结过程中液相生成的物理化学条件，满足反应的热力学条件，加快低熔点液相的生成速度；另一方面提高液相的过热度，降低液相粘度。
5.铁矿石的自身特性
化学成分、矿物组成和矿物结构、与CaO的反应能力等。
1)矿石SiO2含量
矿石 的SiO2含量对生成液相粘结周围物料的能力的影响是两方面的。
一方面，一定量的SiO2含量有助于液相的生成。在碱度一定的条件下， SiO2含量的增加，使得CaO增加，CaO是高碱度烧结矿液相形成的基础。
另一方面，过高的SiO2含量，对液相生成不利，同时影响液相的粘度。随着CaO的增加，液相的熔化温度增加，液相流动性降低；未熔化的CaO的质点在液相中分散存在，增加液相的粘度，降低液相粘结周围物料的能力。
同时SiO2是硅酸盐网络的形成物，使得液相的粘度加大，影响液相粘结周围物料的能力。
2)矿石中Al2O3含量
矿石中Al2O3含量对液相流动性的影响也是两方面的。
一方面， Al2O3是形成弱酸根离子的物质，能促进硅酸盐网络的形成，其含量的增加，将增加液相的粘度。
另一方面， Al2O3的存在，能促进低熔点的SFCA针状铁酸钙的生成，又有增大液相流动性的作用，液相粘结周围物料的能力增强。
化学成分对液相粘结周围物料的能力影响
3)矿石中的FeO和MgO含量
矿石中的FeO和MgO可以形成Fe2+和Mg2+， Fe2+和Mg2+是碱性物质，是硅酸盐网络的抑制物，因而可以降低液相的粘度，使液相粘结周围物料的能力增强。
4)铁矿物类型
磁铁矿在较低的温度下可以形成低熔点的液相（钙铁橄榄石和铁橄榄石体系）。赤铁矿与CaO可以生成铁酸钙体系的液相，但温度高于橄榄石体系。所以磁铁矿的液相粘结周围物料的能力要好一些。
对于含有结晶水的褐铁矿，很容易与CaO可以生成铁酸钙体系的液相，表现出更高的液相粘结周围物料的能力。
三、生成粘结相强度
影响粘结相强度的因素：
铁矿石与CaO反应能力、生成液相粘结周围物料能力、粘结相的种类、数量和自身的强度。
伊特贝拉矿、南非矿、哈默斯利HI、杨迪矿、卡拉加斯矿生成的粘结相具有良好的强度。其次为印度MMTC矿，而BHP矿和MBR矿差一些。
1.铁矿石与CaO反应能力、生成液相粘结周围物料能力
烧结矿获得粘结相的基础是低熔点液相，其次生成的液相要有适宜的流动性，以确保粘结范围。所以铁矿石具有生成低熔点液相且流动性适宜的能力是烧结矿良好固结的前提。
2.粘结相的质量—粘结相的矿物组成和结构
只有粘结相的数量是不能满足烧结矿固结的要求，还需要良好的粘结相质量。
复合铁酸钙具有良好的断裂韧性，具有良好的强度，因此铁酸钙生成能力强，其粘结相强度高。
影响粘结相强度的因素还包括粘结相的结构，大裂纹少，大气孔少的粘结相可以大大提高烧结体的断裂韧性，改善烧结矿的强度。
3.铁矿物类型
磁铁矿低熔点液相生成的能力较强，但生成矿物的能力较弱。
褐铁矿同样具有较强的低熔点液相生成能力，但由于结晶水分解等原因，粘结相结构较差。
赤铁矿的综合性能较好。
4.铁矿石的结晶水含量
铁矿石的结晶水含量对粘结相的自身强度的影响具有两面性。
结晶水含量高，气孔率较高，有利于CaO扩散，同化性较好，可以产生较高的SFCA，提高粘结相强度。
结晶水含量高，烧结过程中要分解，使得粘结相中可能存在残留气孔，表现出脆弱的粘结相结构。
5.铁矿石的脉石成分
铁矿石的脉石成分Al2O3和SiO2对粘结相的自身强度的影响有两面性。
Al2O3有助于促进SFCA的生成；但Al2O3会增加液相粘度，影响液相的流动性，降低有效粘结相的数量。
SiO2 也会降低液相流动性，但会增加SFCA的效应
四、铁矿石再结晶强度
影响再结晶强度的因素：
铁矿物的类型、自身晶粒大小、铁矿石成分等多种因素。
南非矿再结晶强度好，其次为BHP矿、卡拉加斯矿、杨迪矿和MBR矿，而哈默斯利矿、伊特贝拉矿、印度MMTC矿较差。
1.铁矿物类型
磁铁矿优于赤铁矿。
主要原因是烧结过程中，磁铁矿发生氧化与晶型转变，同时放出热量，使得原子的活动能力强；而赤铁矿在氧化气氛下，原子的活动能力较弱，需要较高的温度。所以，在较低的烧结温度条件下，赤铁矿的再结晶和晶粒长大固结不全，再结晶能力小于磁铁矿
2.铁矿物的分布状态
再结晶的发生是通过单元系颗粒的固相扩散或多元系通过固相扩散形成固溶体来产生连接。
由于扩散能力有限，当铁矿物晶粒距离较近时，再结晶容易产生。反之，晶粒分布分散，则扩散阻力较大，再结晶条件变差
晶粒结构致密（镜铁矿），晶粒的还原及新生磁铁矿的氧化难于进行，再结晶能力较弱。
3.铁矿石的MgO含量
铁矿物脉石成分中的MgO能促使赤铁矿向磁铁矿的转化，磁铁矿数量的增加，有利于再结晶的产生。
4.铁矿石结晶水含量
烧结过程中，结晶水分解，使得铁矿物晶格活化，有助于加速固相反应，使得再结晶能力加强。
过高的结晶水含量使得烧结体气孔增加，导致强度下降。