铁矿石的基本概念
一、定义
铁矿石是指在现有的技术条件下，能从中提取铁金属之矿物。
二、种类
一般铁矿石常见的铁矿物有：赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、褐铁矿（nFe2O3·mH2O,n=1～3，m=1～4）、菱铁矿（FeCO3）等。
（一）磁铁矿
含铁一般在45~70%，S、P高，坚硬，致密难还原。很少直接入炉，大多进行选矿。
（二）赤铁矿
含铁一般在55~65%，S、P少，软易破碎，易还原。
例如：巴西矿、澳矿、国内海南铁矿等。
（三）褐铁矿
含铁一般在37~62%，疏松，大部份松软易还原。例如：扬迪粉、火箭粉、PB粉、MAC粉、国内黄梅铁矿等。
（四）菱铁矿
含铁一般在30~40%，S、P少，易破碎，焙烧后易还原 ，朝鲜该矿种较多。
磁铁矿、赤铁矿通常按如下区分：
TFe/FeO＜3.5 为磁铁矿。 例如：55/18=3.06
TFe/FeO＞7.0 为假象赤铁矿。例如：55/7=7.86
TFe/FeO=3.5～7.0 为半假象赤铁矿。 例如：55/10=5.5
铁矿石是指在现有的技术条件下，能从中提取铁金属之矿物。
二、种类
一般铁矿石常见的铁矿物有：赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、褐铁矿（nFe2O3·mH2O,n=1～3，m=1～4）、菱铁矿（FeCO3）等。
（一）磁铁矿
含铁一般在45~70%，S、P高，坚硬，致密难还原。很少直接入炉，大多进行选矿。
（二）赤铁矿
含铁一般在55~65%，S、P少，软易破碎，易还原。
例如：巴西矿、澳矿、国内海南铁矿等。
（三）褐铁矿
含铁一般在37~62%，疏松，大部份松软易还原。例如：扬迪粉、火箭粉、PB粉、MAC粉、国内黄梅铁矿等。
（四）菱铁矿
含铁一般在30~40%，S、P少，易破碎，焙烧后易还原 ，朝鲜该矿种较多。
磁铁矿、赤铁矿通常按如下区分：
TFe/FeO＜3.5 为磁铁矿。 例如：55/18=3.06
TFe/FeO＞7.0 为假象赤铁矿。例如：55/7=7.86
TFe/FeO=3.5～7.0 为半假象赤铁矿。 例如：55/10=5.5
表1：铁矿石在冶炼过程中的理化性能
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矿物名称
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化学式
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理论含量
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列表颜色
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光泽
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条痕
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比重
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硬度
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赤铁矿
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Fe2O3
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70%
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结晶为钢灰和铁黑色，其他为暗红色
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镜铁矿有金属光泽其他为土色
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樱红色
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4.8~5.3
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5.5~6.0
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磁铁矿
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Fe3O4
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72.4%
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钢灰色或黑灰色
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较暗的玻璃光泽
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黑色
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4.9~5.2
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5.2~6.5
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褐铁矿
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nFe2O3·mH2O
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55.2~62.92%
|
黄褐色、暗褐色和黑色
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无
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黄色和黄褐色
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3.0~4.2
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1.0~4.0
|
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菱铁矿
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FeCO3
|
48.2%
|
灰色和黄褐色
|
玻璃光泽
|
灰色和浅黄色
|
3.9
|
3.5~4.0
|
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三、高炉冶炼对铁矿石质量的要求
（一）高炉炼铁生产简介
高炉冶炼过程是一个连续的生产过程。炉料从炉顶进入炉腔，在高炉底部的炉缸和炉腹中装满焦炭。炉腰和炉身中则是铁矿石、焦炭等层层相间，一直装到炉喉。从安装在炉缸上的风口鼓入大量的、温度高达1000-1200℃的热风，炉料中焦炭在风口前燃烧，迅速产生大量的热，使风口附近炉腔中心温度高达1800℃以上。全过程是在炉料自上而下，煤气自下而上，在相互接触过程中，经过一系列物理化学反应完成的。 经过两个过程：一是还原气体的生成，二是还原气体逐步还原铁的氧化物。在高炉冶炼过程中主要有铁的间接还原和直接还原反应、造渣过程、生铁的形成等步骤。
（二）铁矿石质量对高炉冶炼的影响
1、铁矿石品位的影响
铁矿石品位指的是铁矿石含铁的量，铁矿石含铁量高，有利于降低高炉焦比和提高产量。
对于褐铁矿、菱铁矿的铁矿石，对含铁量的要求可以适当降低，原因是褐铁矿、菱铁矿在高温下，结晶水分解及CO2挥发，铁品位相对提高。
2、铁矿石强度和粒度组成
铁矿石的强度差，在高炉内易碎。粉末多，影响高炉炉内料柱的透气性，易引起炉况不顺，煤气利用不好，焦比上升，产量下降。
粒度大，还原速度慢，焦比升高。高炉冶炼要求铁矿石强度好，粒度小而均匀。一般要求小于6mm及大于40mm的铁矿石不直接入炉，对于难还原的磁铁矿粒度上限要求更小些。通常入炉最佳的粒度范围为15~25mm。
3、铁矿石的还原性和化学成分的稳定性
铁矿石的还原性好，有利于降低焦比。铁矿石化学成分波动会引起炉渣成份、炉渣碱度和生铁质量的波动，从而破坏了炉况顺行，并使焦比升高，产量降低。因此，高炉冶炼要求铁矿石化学成分相对稳定。
4、脉石化学成分的影响
脉石的化学成份对铁矿石的冶炼价值影响很大，其中有害元素占据一定比例，如SiO2含量不同，其冶炼价值也不同。典型的有害元素通常包括硫（S）、磷（P）、钾（K）、钠（N a）、铅（Pb）、Zn（锌）、As（砷）、Cu等。
四、烧结生产对铁矿粉的质量要求
（一）烧结生产简介
铁矿粉烧结，就是将细粒含铁物料与燃料、熔剂按一定的比例配合，再加水湿润、混匀和制粒形成混合料，布料于烧结设备上，通过点火、抽风，借助燃料燃烧产生的高温和一系列物理化学变化，生成部分低熔点物质，并软化熔融产生一定数量的液相，将铁矿物颗粒粘结起来，冷却后，即固结成为具有一定强度的多孔块状产品—烧结矿，其经历了固相反应，液相生成和冷凝固结的过程。
（二）烧结对铁矿粉的质量要求
1、烧结矿强度、还原性与铁矿石自身强度、还原性的关系
烧结矿的强度、还原性与铁矿石自身的强度、还原性有关。铁矿石的强度好、还原性好，烧结矿的强度、还原性相对也好。赤铁矿、磁铁矿自身强度都较好。褐铁矿、菱铁矿强度差，还原性好。烧结矿的气孔率和还原性的关系，气孔率大，还原性好，但强度差。
2、铁矿粉的种类及粒度组成对烧结生产的影响
铁矿粉的粒度的组成、矿物组成等直接影响烧结矿的质量及产能。单种铁矿粉烧结性能较差，需要不同的矿种组成不同的矿物，具有较好的烧结性能。最佳粒度0～8mm，其中3～6mm达35%以上较好。
3、铁矿粉成分对烧结生产的影响
（1）碱度和SiO2含量影响
提高碱度（CaO/ SiO2）即提高CaO。
SiO2含量应有一定含量范围，烧结矿中SiO2含量在4.7%～5.2%较为合适。
（2）MgO含量的影响
通常，铁矿粉中的MgO是十分有益的，因为铁矿粉中MgO含量不会高于烧结要求的含量，烧结是需要添加MgO的。
（3）Al2O3含量的影响
Al2O3能加宽针状铁酸钙存在的温度范围，针状铁酸钙的生成量与Al2O3/SiO2值有关。但烧结矿中Al2O3过高，会促使Fe2O3还原应力集中和膨胀裂纹扩展，从而会加剧低温还原粉化。
（一）高炉炼铁生产简介
高炉冶炼过程是一个连续的生产过程。炉料从炉顶进入炉腔，在高炉底部的炉缸和炉腹中装满焦炭。炉腰和炉身中则是铁矿石、焦炭等层层相间，一直装到炉喉。从安装在炉缸上的风口鼓入大量的、温度高达1000-1200℃的热风，炉料中焦炭在风口前燃烧，迅速产生大量的热，使风口附近炉腔中心温度高达1800℃以上。全过程是在炉料自上而下，煤气自下而上，在相互接触过程中，经过一系列物理化学反应完成的。 经过两个过程：一是还原气体的生成，二是还原气体逐步还原铁的氧化物。在高炉冶炼过程中主要有铁的间接还原和直接还原反应、造渣过程、生铁的形成等步骤。
（二）铁矿石质量对高炉冶炼的影响
1、铁矿石品位的影响
铁矿石品位指的是铁矿石含铁的量，铁矿石含铁量高，有利于降低高炉焦比和提高产量。
对于褐铁矿、菱铁矿的铁矿石，对含铁量的要求可以适当降低，原因是褐铁矿、菱铁矿在高温下，结晶水分解及CO2挥发，铁品位相对提高。
2、铁矿石强度和粒度组成
铁矿石的强度差，在高炉内易碎。粉末多，影响高炉炉内料柱的透气性，易引起炉况不顺，煤气利用不好，焦比上升，产量下降。
粒度大，还原速度慢，焦比升高。高炉冶炼要求铁矿石强度好，粒度小而均匀。一般要求小于6mm及大于40mm的铁矿石不直接入炉，对于难还原的磁铁矿粒度上限要求更小些。通常入炉最佳的粒度范围为15~25mm。
3、铁矿石的还原性和化学成分的稳定性
铁矿石的还原性好，有利于降低焦比。铁矿石化学成分波动会引起炉渣成份、炉渣碱度和生铁质量的波动，从而破坏了炉况顺行，并使焦比升高，产量降低。因此，高炉冶炼要求铁矿石化学成分相对稳定。
4、脉石化学成分的影响
脉石的化学成份对铁矿石的冶炼价值影响很大，其中有害元素占据一定比例，如SiO2含量不同，其冶炼价值也不同。典型的有害元素通常包括硫（S）、磷（P）、钾（K）、钠（N a）、铅（Pb）、Zn（锌）、As（砷）、Cu等。
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四、烧结生产对铁矿粉的质量要求
（一）烧结生产简介
铁矿粉烧结，就是将细粒含铁物料与燃料、熔剂按一定的比例配合，再加水湿润、混匀和制粒形成混合料，布料于烧结设备上，通过点火、抽风，借助燃料燃烧产生的高温和一系列物理化学变化，生成部分低熔点物质，并软化熔融产生一定数量的液相，将铁矿物颗粒粘结起来，冷却后，即固结成为具有一定强度的多孔块状产品—烧结矿，其经历了固相反应，液相生成和冷凝固结的过程。
（二）烧结对铁矿粉的质量要求
1、烧结矿强度、还原性与铁矿石自身强度、还原性的关系
烧结矿的强度、还原性与铁矿石自身的强度、还原性有关。铁矿石的强度好、还原性好，烧结矿的强度、还原性相对也好。赤铁矿、磁铁矿自身强度都较好。褐铁矿、菱铁矿强度差，还原性好。烧结矿的气孔率和还原性的关系，气孔率大，还原性好，但强度差。
2、铁矿粉的种类及粒度组成对烧结生产的影响
铁矿粉的粒度的组成、矿物组成等直接影响烧结矿的质量及产能。单种铁矿粉烧结性能较差，需要不同的矿种组成不同的矿物，具有较好的烧结性能。最佳粒度0～8mm，其中3～6mm达35%以上较好。
3、铁矿粉成分对烧结生产的影响
（1）碱度和SiO2含量影响
提高碱度（CaO/ SiO2）即提高CaO。
SiO2含量应有一定含量范围，烧结矿中SiO2含量在4.7%～5.2%较为合适。
（2）MgO含量的影响
通常，铁矿粉中的MgO是十分有益的，因为铁矿粉中MgO含量不会高于烧结要求的含量，烧结是需要添加MgO的。
（3）Al2O3含量的影响
Al2O3能加宽针状铁酸钙存在的温度范围，针状铁酸钙的生成量与Al2O3/SiO2值有关。但烧结矿中Al2O3过高，会促使Fe2O3还原应力集中和膨胀裂纹扩展，从而会加剧低温还原粉化。
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