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（一）黑色金属矿产（钢铁基本原料） 铁 一、性质和用途 铁为银灰色的金属。常见铁的化合物主要为正二价、正三价，个别为正六价，其中以正三价的化合物最稳定。铁的熔点为1535℃，沸点3000℃，单质铁是具有光泽的白色金属，有铁磁性是最重要的基本结构材料，其化学性质为中等活泼的金属，在高温下易和氧、硫、氯等非金属发生强烈反应，易溶于稀的无机酸溶液和浓盐酸溶液中，金属铁能被浓碱溶液侵蚀。 铁是钢铁工业的基本原料，广泛应用于国民经济的各个部门和人民日常生活的各个方面。铁矿石可冶炼成生铁、熟铁、铁合金、炭素钢、合金钢、特种钢等。纯磁铁矿还可作合成氮的催化剂。 二、主要矿物 铁在自然界中，大多呈铁的氧化物、硫化物和含铁碳酸盐及含铁硅酸盐等矿物，但在当前的技术经济条件下具有工业利用价值的矿物主要有以下几种： 磁铁矿 Fe3O4 含Fe 72.4% 赤铁矿 Fe2O3 含Fe 70.0% 镜铁矿 Fe2O3 含Fe 70.0% 菱铁矿 FeCO3 含Fe 48.2% 褐铁矿 Fe2O3.nH2O 含Fe 48-62.9% 针铁矿 Fe2O3.H2O 含Fe 62.9% 三、一般工业要求 (一)炼钢用铁矿石(原称平炉富矿) 矿石类型 Tfe(%) SiO2(%) S（%） P（%） Cu（%） Pb、Zn、As、Sn（%） 磁铁矿石或 赤铁矿石 ≥56-60 ≤8-13 ≤0.1-0.15 ≤0.1-0.15 ≤0.2 均≤0.04 矿石入炉块度： 平炉一般为25—250毫米； 转炉一般为10—50毫米。 （二）炼铁用铁矿石（原称高炉富矿） 矿 石 类 型 Tfe（%） SiO2（%） S（%） P（%） 其它有害杂质（%） 磁铁矿石、赤铁矿石 ≥50 ≤0.3 ≤0.25 Cu≤0.1-0.2 Pb≤0.1 褐铁矿石、菱铁矿石① ≥50 ≤0.3 ≤0.25 Zn≤0.05-0.1 Sn≤0.08 自熔性矿石 ≥40 ≤10 ≤0.3 ≤0.25 F≤1.0 A≤0.04-0.07 注：炼铁用铁矿石入炉块度：一般为8—40毫米。①表中所列组分的含量，是指扣除烧损折算后的含量 按所炼生铁品种的不同，对铁矿石含磷另有不同要求: 酸性转炉炼钢生铁 ≤0.03% 碱性平炉炼钢生铁 0.03—0.18% 碱性侧吹转炉炼钢生铁 0.2—0.8% 托马斯生铁 0.8—1.2% 普通铸造生铁 0.05—0.15% 高磷铸造生铁 0.15—0.6% 炼铁用铁矿石及铁精矿粉按造渣组分的酸碱度可划分为： 碱性矿石 （CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）＞1.2 自熔生矿石 （CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=0.8—1.2 半自熔性矿石 （CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=0.5—0.8 酸性矿石 （CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）＜0.5 属于造渣组分的还有：K2O、Na2O、TiO2、BaO，由于其含量一般很低，因而计算比例时没有加入。在地质勘探阶段，对提供直接入炉使用的矿石，都要查明造渣组分含量。当矿石中MgO、Al2O3都很低时，可以采用CaO/SiO2来确定酸碱度。 （三）需选矿石 矿 石 工 业 类 型 TFe （%） 边 界 品 位 工 业 品 位 磁 铁 矿 石 20 25 赤 铁 矿 石 25 28—30 菱 铁 矿 石 20 25 褐 铁 矿 石 25 30 1．如果矿石易采、易选，经济效果好，或含有可以综合回收的伴生组分时，则全铁（TFe）品位要求可以低些，如果矿石中硅酸铁、硫化铁、铁白云石含量较高时，其全铁（TFe）品位要求则应适当提高； 2．矿石工业类型均以铁矿石中含水量铁量占全铁（TFe）85%以上的某种含铁矿物来命名； 3．磁铁矿石、赤铁矿石采用磁性铁（MFe）对全铁（TFe）占有率进行划分，其标准为： MFe/Tfe ≥85% 磁铁矿石 MFe/Tfe ≥85—15% 混合矿石 MFe/Tfe ≤15% 赤铁矿石 4．如矿床中矿石物质成分比较简单，铁矿石中硅酸铁、硫化铁及铁白云石等含铁量＜3%，主要铁矿物为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿，也可以采用传统的磁性率法，即用TFe/FeO比值来划分矿石工业类型。TFe/FeO≤2.7为磁铁矿石。 由于某些矿石中的半假象赤铁矿在弱磁选时也可被选出，其TFe/FeO比值虽＞2.7，磁选效果仍较好，故亦可将其划归属磁铁矿石类型之中。因此，要求在采用TFe/FeO比值划分矿石类型时，还要用磁性铁占有率方法进行检验。 对于可采厚度及夹石剔除厚度的要求，目前大、中型露天铁矿生产要求，可采厚度为2—4米，夹石剔除厚度为1—2米，甚至还要大一些；地下开采要求可采厚度为1—2米，夹石剔除厚度1米。 有害杂质会影响生铁、钢的质量或妨碍生产效率。因此，对直接入炉冶炼的富矿，需限制其含量。当有害杂质超过要求时，需选矿使用或做配矿用。 二氧化硅（SiO2）：含量高时增加渣量和粘度。SiO2每增高1%，焦比将增加1—1.2%，产量降低1.2—1.5%。 硫（S）：是钢中最有害的元素，使钢产生“热脆性”，减少钢的韧性和塑性。 磷（P）：能使的强度和硬度增加，在冷加工中易于断裂，称“冷脆性”。 砷（As）：能使钢产生“热脆”和“冷脆”，给轧钢生产带来困难。高炉逸出的砷蒸气污染环境。 锡（Sn）：高炉条件下易被还原。熔于钢中后，因锡熔点低，热轧时，钢材表面易产生裂纹。 铅锌（Pb、Zn）：铅的渗透能力强，对炉底有破坏作用，铅蒸气遇冷于炉衬结瘤，影响高炉冶炼的顺行，还污染环境；锌在低于400℃时冷凝堆积而成氧化锌炉瘤，还能使炉衬产生裂纹，缩短炉体寿命。 铜（Cu）：铜的有害作用是在加热中产生“热脆性”。当矿石中含铜大于0。2%时需选矿处理，综合回收。 四、矿床实例 上述一般工业指标是近几年根据矿山、冶炼方面的实际资料总结出来的，已用于新近勘探的一些铁矿区。而现在生产的老矿山仍沿用原指标，现选择一些分列如下 （一）河北中关、西郝庄、崔石门接触交代型磁铁矿床 矿 石 类 型 TF≥ （%） 有害杂质允许含量≤（%） 块度（毫米） 边界品位 工业品位 S P SiO2 平炉富矿 55 58 0.15 0.15 12 ≥20 高炉低硫富矿 40 45 0.3 0.2 — — 高炉高硫富矿 40 45 ＞0.3 0.2 — — 低硫自熔矿石 30 35 0.3 0.2 — — 高硫自熔矿石 30 35 ＞0.3 0.2 — — 贫 矿 15 20 — — — — 可采厚度：富矿、贫矿均≥0.5米 夹石剔除厚度：0.5米（有的区段为1米） 依据（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）的比值确定矿石类型，当比值大于1.2为碱性矿石；比值为0.8—1.2的为自熔性矿石；比值为0.5—0.8的为半自熔性矿石。 硅酸铁大于2—3%时，要相应提高全铁要求。 （二）辽宁弓长岭受变质沉积铁矿床 矿石类型 TFe≥（%） 有害杂质允许含量≤（%） 备 注 边界品位 块段平均品位 S P SiO2 平炉富矿 52 58 0.05 0.15 12 炼钢用铁矿石 高炉富矿① 40 45 0.3 0.2 磁铁贫矿 20 28—30 赤铁贫矿 25 29—32 ①现称炼铁用矿石，表中所列TFe品位要求是未扣除烧损的。 可采厚度： 富矿1米，贫矿2米 夹石剔除厚度：富矿1米，贫矿2米 （三）河北水厂受变质沉积铁矿床 矿石品级 边界品位（SFe%） 块段品位（SFe%） 原生矿（磁铁矿） 20 25 氧化矿（赤铁矿） 20 28 原生矿与氧化矿的划分标准暂采用磁性率3。5，待取得选矿试验结果后，再最后确定。 由于矿石S、P普遍很低，且需经选矿方能利用，所以指标中对S、P、SiO2均未提限量要求。 最小可采厚度：2米， 夹石剔除厚度：1米 （四）湖北长阳马鞍山沉积铁矿床 可采厚度： 富矿≥0.7米， 贫矿≥0.75米 夹石剔除厚度：0.3米 互层矿： 富矿主矿层＞0.6米， 各层合并厚度＞0.8米 夹石剔除厚度：＜1米 贫矿主矿层： ＞0.6米 各层合并厚度：＞1米 夹石累积厚度：＜1米 矿 石 类 型 TFe≥（%） 有害杂质允许含量≤（%） 边界品位 块段平均品位 S P SiO2 赤铁矿 高炉富矿 40 45 0.3 — 贫 矿 25 30 0.3 — 菱铁矿 高炉富矿 30 35 0.2 0.15 贫 矿 20 30 0.2 0.15 （五）江西永平铁帽型铁矿床 边界品位： TFe≥25% 工业品位(指单工程)： TFe≥30% 可采厚度： 1米 夹石剔除厚度：2米 按上列指标圈矿体，凡块段平均品位≥40%者列为富矿；≤40%列为贫矿。 （六）贵州炉山铁矿苦李井矿段沉积结核状菱铁矿床 矿石品级 TF≥（%） P（%） S（%）（指精矿） 边界品位 块段平均品位 ＜0．15 ＜0．2 富 矿 30 35 贫 矿 20 25 （七）陕西大西沟铁矿床 矿石种类 矿 石 类 型 TFe（%） 划分标准 TFe/FeO 类 型 名 称 边界品位 工业品位 菱 铁 矿 ＜0.95 菱铁型贫矿 ≥18 ≥25 0.95—1.81 磁铁—菱铁型贫矿 ≥18 ≥25 ＞1.81 磁铁型贫矿 ≥18 ≥25 可采厚度： 2米 夹石剔除厚度： 2米不同 菱铁矿层中分采厚度： 4米 （八）广东大宝山矿区一号矿体 矿石类型 品 级 TFe（%） 边界品位 块段平均品位 残积褐铁矿 富 矿 ≥40 ≥42 贫 矿 ≥25 ≥30 土状矿 ≥25 ≥30 坡积褐铁矿： TFe＞40% 含矿率： ＞25% 菱铁矿（富矿）： TFe≥30% （贫矿） TFe≥20% 可采厚度； ≥4米 夹石剔除厚度： ≥4米 （九）四川攀枝花钒钛磁铁矿床 高品位： TFe≥45% 中品位： TFe≥30% 低品位： TFe≥20% 表外矿石： TFe≥15—20% 矿石可采厚度：≥2米 夹石剔除厚度：≥2米 五、综合评价 铁矿床中常伴生有钒、钛、钴、铜、镍、铅、锌、锡、铬、钼、硫、磷、镓、锗、硼、铂族元素、稀有、稀土元素及铀等。不同的矿床伴生有不同的组分，一些组分当其超过一定限量时，成为有害组分，但若这些有害组分通过选、冶途径可以分离出来综合回收时，它又变成了有用组分。因此，在铁矿勘探过程中需要查明伴生组分的含量，赋存状态分布规律，综合利用途径、回收的难易程度等，以便作出确切的评价。 铁矿床中的伴生元素达到下表的含量要求时，即应注意综合评价。 当某些矿床中的伴生组分，其含量虽低于下表的要求，但在选矿后的尾矿中能高度富集时，也应进行评价。 元素或组分 Co Cu Ni Pb Zn Mo S V2O5 P2O5 U Sn TiO2 含量（%） 0.02 0.1-0.2 0.1-0.2 0.2 0.5 0.02 2-4 0.15-0.20 1-2 0.005 0.1 5 |
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