铁矿石基础培训

铁矿石分类及其特性
• 1.2.2 铁矿石的主要分类 • 在自然界中，金属状态的铁是极少见的，
一般都和其他元素结合成化合物存在。目 前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种， 其中常见的有170余种。但在当前技术条件 下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、 赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱 铁矿等。
铁矿石分类及其特性
• 1.2 铁矿石的分类及主要特性 • 1.2.1 铁矿石的用途简介 • 铁矿石主要用于钢铁工业冶炼含碳量不同的生铁（含碳量一般
在2%以上）和钢（含碳量一般在2%以下）。铁是世界上发现最 早，利用最广、用量也是最多的一种金属，其消耗量约占金属 总消耗量的95%左右。 • 生铁通常按用途不同分为炼钢生铁、铸造生铁、合金生铁。钢 按组成元素不同分为碳素钢、合金钢。合金钢是在碳素钢的基 础上，为改善或获得某些性能而有意加入适量的一种或多种元 素的钢，加入钢中的元素种类很多，主要有铬、锰、钒、钛、 镍、钼、硅等。此外，铁矿石还用于合成氨的催化剂（纯磁铁 矿），天然矿物颜料（赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿）、饲料添加 剂（磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿）和名贵药石（磁石）等，但用 量很少。
铁矿石中的有害元素
• （3）铅（Pb）：铅在高炉中几乎全部被还 原，由于密度高达11.34t/Mm³，故沉于死 铁层之下，易破坏炉底砖缝，有可能会造 成炉底烧穿。在高炉内铅是易还原元素， 但铅又不溶解于铁水，其密度大于铁水， 所以还原出来的铅沉积于炉缸铁水层以下， 渗入砖缝破坏炉底砌砖，甚至使炉底砌砖 浮起。铅又极易挥发，在高炉上部被氧化 成PbO，粘附于炉墙上，易引起结瘤。一般 要求矿石中的铅含量低于0.1％。
铁矿石分类及其特性
• （1）磁铁矿 • 磁铁矿的化学成分为Fe3O4，其中FeO=31%，
Fe2O3=69%。理论含铁量为72.4%。磁铁矿具有磁性， 颜色为铁黑色，条痕呈现黑色，金属光泽或半金属 光泽、不透明，摩氏硬度5.5-6，比重4.8-5.3，脉石 主要是石英及硅酸盐。磁铁矿还原性差，一般含有 害杂质硫、磷较高。 • 在自然界，纯磁铁矿矿石很少遇到，常常由于地表 氧化作用使部分磁铁矿氧化转变成半假象赤铁矿和 假象赤铁矿。所谓假象赤铁矿就是磁铁矿（Fe3O4） 氧化成赤铁矿（Fe2O3），但它仍保留原来磁铁矿 的外形，所以叫做假象赤铁矿。
铁矿石分类及其特性
• （4）菱铁矿 • 菱铁矿是含有碳酸铁的矿石，主要成份为FeCO3，
呈现青灰色，理论含铁量48.2%，比重在 3.8左右。 在自然界中，有工业开采价值的菱铁矿比其他三种 矿石都少。菱铁矿很容易被分解氧化成褐铁矿。一 般含铁量不高，但受热分解出CO2以后，不仅含铁 量显著提高，而且也变得多孔，还原性很好。这种 矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。由于碳酸 根在高温约800～900℃时会吸收大量的热而放出二 氧化碳，所以多半先把这一类矿石加以焙烧之后再 加入鼓风炉。
铁矿石基础知识
• 铁矿石分类及其特性、有害及有益 元素
• 铁矿石冶炼前的准备和处理 • 铁矿粉造块 • 炼铁、炼钢流程
铁矿石分类及其特性
• 1.1 铁矿石简介
• 铁矿石是由含铁矿物与脉石矿物组成，是 钢铁生产企业的重要原料，天然矿石（铁 矿石）经过破碎、磨碎、磁选、浮选、重 选等程序逐渐选出铁。在理论上来说，凡 是含有铁元素或铁化合物的矿石都可以叫 做铁矿石；但是，在工业上或者商业上来 说，铁矿石和锰矿不同，铁矿石不但是要 含有铁的成分，而且必须有利用价值才行。
铁矿石分类及其特性
• （3）褐铁矿 • 褐铁矿是含有氢氧化铁的矿石，是由其他矿石风化
后生成的，在自然界中分布得最广泛，但矿床埋藏 量大的并不多见。褐铁矿中绝大部分含铁矿物是以 2Fe2O3•H2O形式存在的。化学成分变化大，含水量 变化也大。一般褐铁矿石含铁量为37%～55%，有时 含磷较高。褐铁矿的吸水性很强，一般都吸附着大 量的水分，在焙烧或入高炉受热后去掉游离水和结 晶水，矿石气孔率因而增加，大大改善了矿石的还 原性。所以褐铁矿比赤铁矿和磁铁矿的还原性都要 好。同时，由于去掉了水分相应地提高了矿石的含 铁量。
铁矿石中的有害元素
• 1.3.1 矿石中的有害杂质是指那些对冶炼有妨碍或使矿石冶 炼时不易获得优质产品的元素。主要有S、P、Pb、Zn、As、 K、Na、Cu等。
• （1）硫（S） • 硫在矿石中主要以硫化物状态存在。硫的危害主要表现在： • a.当钢中的含硫量超过一定量时，会使钢材具有热脆性。
这是由于FeS和Fe结合成低熔点(985℃)合1200℃时，硫化物首先熔化，使钢材沿晶粒界面形 成裂纹。
铁矿石分类及其特性
• （2）赤铁矿 • 赤铁矿为无水氧化铁矿石，其化学式为Fe2O3，理论含铁
量为70%。这种矿石在自然界中经常形成巨大的矿床，从 埋藏和开采量来说，它都是工业生产的主要矿石。 • 赤铁矿含铁量一般为50%～60%，含有害杂质硫、磷较少， 还原性较磁铁矿好，是一种比较优良的炼铁原料。赤铁矿 具有半金属光泽，结晶者硬度为5.5～6，土状赤铁矿硬度 很低，相对密度4.9～5.3，仅有弱磁性，脉石为硅酸盐。 • 赤铁矿的集合体有各种形态，形成一些矿物亚种，即： • 1、镜铁矿 为具金属光泽的玫瑰花状或片状赤铁矿的集合 体。 • 2、云母赤铁矿 具金属光泽的晶质细鳞状赤铁矿。 • 3、肾状赤铁矿 形态呈肾状的赤铁矿。
铁矿石中的有害元素
• （2）磷（P） • 磷也是钢材的有害成分。以Fe2P、Fe3P形态
溶于铁水。因为磷化物是脆性物质，冷凝 时聚集于钢的晶界周围，减弱晶粒间的结 合力，使钢材在冷却时产生很大的脆性， 从而造成钢的冷脆现象。由于磷在选矿和 烧结过程中不易除去，在高炉冶炼中又几 乎全部还原进入生铁。所以控制生铁含磷 的惟一途径就是控制原料的含磷量。
• b.对铸造生铁，会降低铁水的流动性，阻止Fe3C分解，使 铸件产生气孔、难于切削并降低其韧性。
铁矿石中的有害元素
• c.会显著地降低钢材的焊接性，抗腐蚀性和 耐磨性。
• 国家标准对生铁的含硫量有严格规定，炼 钢生铁，最高允许含硫质量分数不能超过 0.07％，铸造铁不超过0.06％。虽然高炉冶 炼可以去除大部分硫，但需要高炉温、高 炉渣碱度，对增铁节焦是不利的。因此矿 石中的硫含量必须小于0.3％。