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鐵是世界上發(fā)現(xiàn)最早,利用最廣,用量也是最多的一種金屬,其消耗量約占金屬總消耗量的95%左右。鐵礦石主要用于鋼鐵工業(yè),冶煉含碳量不同的生鐵(含碳量一般在2%以上)和鋼(含碳量一般在2%以下)。此外,鐵礦石還用于作合成氨的催化劑(純磁鐵礦),天然礦物顏料(赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦)、飼料添加劑(磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦)和名貴藥石(磁石)等,但用量很少。
鐵礦石分類
磁鐵礦:FeO 31.03%,F(xiàn)e2O3 68.97%或含F(xiàn)e 72.2%,O27.6%,等軸晶系。單晶體常呈八面體,較少呈菱形十二面體。在菱形十二面體面上,長對角線方向?,F(xiàn)條紋。集合體多呈致密塊狀和粒狀。顏色為鐵黑色、條痕為黑色,半金屬光澤,不透明,具強磁性。
磁鐵礦中常有相當數(shù)量的Ti4+以類質(zhì)同象代替Fe3+,還伴隨有Mg2+和V3+等相應(yīng)地代替Fe2+和Fe3+,因而形成一些礦物亞種,即:
(1)鈦磁鐵礦 Fe2+(2+x)Fe3+(2-2x)TixO4(0<x<1),含TiO212%?16%。常溫下,鈦從其中分離成板狀和柱狀的鈦鐵礦及布紋狀的鈦鐵晶石。
(2)釩磁鐵礦 FeV2O4或Fe2+(Fe3+V)O4,含V2O5有時高達68.41%?72.04%。
(3)釩鈦磁鐵礦 為成分更為復雜的上述兩種礦物的固溶體產(chǎn)物。
(4)鉻磁鐵礦 含Cr2O3可達百分之幾。
(5)鎂磁鐵礦 含MgO可達6.01%。
磁鐵礦是巖漿成因鐵礦床、接觸交代-熱液鐵礦床、沉積變質(zhì)鐵礦床,以及一系列與火山作用有關(guān)的鐵礦床中鐵礦石的主要礦物。此外,也常見于砂礦床中。
磁鐵礦氧化后可變成赤鐵礦(假象赤鐵礦及褐鐵礦),但仍能保持其原來的晶形。
赤鐵礦:自然界中Fe2O3的同質(zhì)多象變種已知有兩種,即α-Fe2O3和γ-Fe2O3。前者在自然條件下穩(wěn)定,稱為赤鐵礦;后者在自然條件下不如α-Fe2O3穩(wěn)定,處于亞穩(wěn)定狀態(tài),稱之為磁赤鐵礦。赤鐵礦可以直接進高爐冶煉。
赤鐵礦:Fe 69.94%,O 30.06%,常含類質(zhì)同象混入物Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg及少量Ga和Co。三方晶系,完好晶體少見。結(jié)晶赤鐵礦為鋼灰色,隱晶質(zhì);土狀赤鐵礦呈紅色。條痕為櫻桃紅色或鮮豬肝色。金屬至半金屬光澤。有時光澤暗淡。
赤鐵礦的集合體有各種形態(tài),形成一些礦物亞種,即:
(1)鏡鐵礦 為具金屬光澤的玫瑰花狀或片狀赤鐵礦的集合體。
(2)云母赤鐵礦 具金屬光澤的晶質(zhì)細鱗狀赤鐵礦。
(3)鮞狀或腎狀赤鐵礦 形態(tài)呈鮞狀或腎狀的赤鐵礦。
赤鐵礦是自然界中分布很廣的鐵礦物之一,可形成于各種地質(zhì)作用,但以熱液作用、沉積作用和區(qū)域變質(zhì)作用為主。在氧化帶里,赤鐵礦可由褐鐵礦或纖鐵礦、針鐵礦經(jīng)脫水作用形成。但也可以變成針鐵礦和水赤鐵礦等。在還原條件下,赤鐵礦可轉(zhuǎn)變?yōu)榇盆F礦,稱假象磁鐵礦。
褐鐵礦:實際上并不是一個礦物種,而是針鐵礦、纖鐵礦、水針鐵礦、水纖鐵礦以及含水氧化硅、泥質(zhì)等的混合物?;瘜W成分變化大,含水量變化也大。
(1)針鐵礦 α-FeO(OH),含F(xiàn)e62.9%。含不定量的吸附水者,稱水針鐵礦HFeO2?NH2O。斜方晶系,形態(tài)有針狀、柱狀、薄板狀或鱗片狀。通常呈豆狀、腎狀或鐘乳狀。切面具平行或放射纖維狀構(gòu)造。有時成致密塊狀、土狀,也有呈鮞狀。顏色紅褐、暗褐至黑褐。經(jīng)風化而成的粉末狀、赭石狀褐鐵礦則呈黃褐色。針鐵礦條痕為紅褐色,而褐鐵礦條痕則一般為淡褐或黃褐色。
(2)纖鐵礦 γ-FeO(OH),含F(xiàn)e 62.9%。含不定量的吸附水者,稱水纖鐵礦FeO(OH)?NH2O。斜方晶系。常見鱗片狀或纖維狀集合體。顏色暗紅至黑紅色。條痕為桔紅色或磚紅色。
鐵礦石粒度分類
礦石的粒度:礦石的粒度和氣孔度的大小,對高爐冶煉的進程影響很大。粒度太小時影響高爐內(nèi)料柱的透氣性,使煤氣上升阻力增大。粒度過大又將影響爐料的加熱和礦石的還原。由于粒度大,減少了煤氣和礦石的接觸面積,使礦石中心部分不易還原,從而使還原速度降低,焦比升高。
粗粉: 基本在 0-10 毫米, 但 10 毫米以上一般不超過 10%, 0.15 毫米以下最大不超過 35%。
精粉:基本是國內(nèi)產(chǎn),在 200 目以下。國內(nèi)一般用外礦都是粗粉,現(xiàn)在也用進口精粉的,如俄羅斯精粉、烏克蘭精粉和巴西 SSFT 粉等。精粉要求 0.074mm 以下的不少于 70%。
塊礦:有兩種,一種是標準塊,粒度 6-40 毫米。另外一種是混合塊,混合塊一般需要篩選破碎后才可以使用。
原礦(raw ore):原礦從礦山開采出來未經(jīng)選礦或其他技術(shù)加工的礦石,但原礦粒度最好不超過 300 毫米。少數(shù)原礦可直接應(yīng)用,大多數(shù)原礦需經(jīng)選礦或其他技術(shù)加工后才能利用。在選礦中,經(jīng)過碎磨進入分選作業(yè)的礦石稱作入選原礦。
粉礦:粉末礦,英文名稱:fine ore? mine smalls;ore fines;smalls;其品位低于塊礦,需要通過破碎磨礦選別,把塊子變成粉子,以達到品位的要求,一般要求 60--67%,攀鋼的品位 57%即可。