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钢铁的重要性在钢铁的部分已经介绍过了，铁矿石作为一种原材料，其价格是影响钢铁价格的主要因素。作为一种大宗商品，铁矿石历来是作为战略资源。为了对钢铁整体的生产、消费情况有一个比较深入的了解，有必要单独对铁矿石进行一番介绍，因为铁矿石也是大宗商品期货的品种之一。 1 铁矿石 凡是含有可经济利用的铁元素的矿石叫做铁矿石。铁矿石的种类很多，用于炼铁的主要有磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）和菱铁矿（FeCO3）等。铁矿石试铁矿石样经盐酸溶解后，其中的铁转化为Fe3+。在强酸性条件下，Fe3+可通过SnCl2还原为Fe2+。Sn2+将Fe3+还原完毕后，甲基橙也可被Sn2+还原成氢化甲基橙而褪色，因而甲基橙可指示Fe3+还原终点。Sn2+还能继续使氢化甲基橙还原成N，N-二甲基对苯二胺和对氨基苯磺酸钠。铁矿石是国际大宗商品，战略物资，属于经济命脉一类的东西。 人类利用铁的历史有多久，铁矿石的历史就有多久，因为自然界中基本上不存在单一的铁，都是以矿石的形式存在。直到炼铁技术的发展，铁矿石才得以被人们所认知。 2 铁矿石评选 不同地区生产的铁矿石所具有的特性差别较大，而不同特性的铁矿石在炼制过程中的成本是不一样的，所练出的钢铁品质也会有所差距。一般来说，评判铁矿石好坏的标准有以下几条： 1）含铁量：含铁量越高，炼铁性越高，如果含量过低，那么开采后的成本就不划算了，而且炼制过程中所需要的中间浪费过多； 2）铁矿石中的化学成分：酸性氧化物越多，价值越低，碱性氧化物越多，价值越高； 3）有害杂质含量：有害杂质包括硫、磷、钾、氟、铜、铅、钠等，含量越高，价值越低。因为去除杂质需要消费大量的能源与材料，且杂质会影响高炉中的反应过程； 4）还原性：矿石还原性高则可以提高能源利用率，降低能耗。其中矿石还原性取决于矿石的矿物组成、结构紧密程度、颗粒以及气孔等。 5）軟熔特性：包括軟熔温度以及軟熔区间（开始熔化到最终熔化的温度区间），軟熔温度越高，軟熔区间越窄，铁矿石的品质越高。 6）矿石的粒度：矿粒越小越好，越均匀越好； 7）矿石的强度：强度越高越好，不容易形成粉尘，有利于作业； 8）化学成分为稳定性：越稳定越好； 9）矿石的热爆裂性能：如果带有结晶水或者碳酸盐，在炼制之前需要粉碎烧结后才能入炉。 3 铁矿石的分类 各种含铁矿物按其矿物组成，主要可分为4大类：磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。由于它们的化学成分、结晶构造以及生成的地质条件不同，因此各种铁矿石具有不同的外部形态和物理特性。 （1）磁铁矿 主要含铁矿物为磁铁矿， 其化学式为Fe3O4，其FeO=31%，Fe2O3=69%，理论含铁量为72.4%。这种矿石有时含有TiO2及V2O5组合复合矿石，分别称为钛磁铁矿或矾钛磁铁矿。 磁铁矿具有强磁性，晶体常成八面体，少数为菱形十二面体。集合体常成致密的块状，颜色条痕为铁黑色，半金属光泽，相对密度4.9～5.2，硬度5.5～6，无解理，脉石主要是石英及硅酸盐。还原性差，一般含有害杂质硫和磷较高。 （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%，含有害杂质硫和磷比较少，还原较磁铁矿好，因此，赤铁矿是一种比较优良的炼铁原料。 （3）褐铁矿 褐铁矿是含水氧化铁矿石，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。其化学式为nFe2O3·mH2O(n=1～3、m=1～4)。褐铁矿实际上是由针铁矿（Fe2O3·H2O）、水针铁矿（2Fe2O3·H2O）和含不同结晶水的氧化铁以及泥质物质的混合物所组成的。褐铁矿中绝大部分含铁矿物是以2Fe2O3·H2O形式存在的。 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。 （4）菱铁矿 菱铁矿为碳酸盐铁矿石，化学式为FeCO3，理论含铁量48.2%。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。 |
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