有关铁矿石的基本构成、铁矿石的物理化学成分以及基本概念

2014年3月29日16:03:00
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摘要

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(

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
表1:铁矿石在冶炼过程中的理化性能
矿物名称
化学式
理论含量
列表颜色
光泽
条痕
比重
硬度
赤铁矿
Fe2O3
70%
结晶为钢灰和铁黑色,其他为暗红色
镜铁矿有金属光泽其他为土色
樱红色
4.8~5.3
5.5~6.0
磁铁矿
Fe3O4
72.4%
钢灰色或黑灰色
较暗的玻璃光泽
黑色
4.9~5.2
5.2~6.5
褐铁矿
nFe2O3·mH2O
55.2~62.92%
黄褐色、暗褐色和黑色
黄色和黄褐色
3.0~4.2
1.0~4.0
菱铁矿
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。

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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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物资人
  • 本文由 发表于 2014年3月29日16:03:00
匿名

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