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（一）黑色金屬礦產(chǎn)（鋼鐵基本原料） 鐵 一、性質(zhì)和用途 鐵為銀灰色的金屬。常見鐵的化合物主要為正二價(jià)、正三價(jià)，個(gè)別為正六價(jià)，其中以正三價(jià)的化合物最穩(wěn)定。鐵的熔點(diǎn)為1535℃，沸點(diǎn)3000℃，單質(zhì)鐵是具有光澤的白色金屬，有鐵磁性是最重要的基本結(jié)構(gòu)材料，其化學(xué)性質(zhì)為中等活潑的金屬，在高溫下易和氧、硫、氯等非金屬發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，易溶于稀的無機(jī)酸溶液和濃鹽酸溶液中，金屬鐵能被濃堿溶液侵蝕。 鐵是鋼鐵工業(yè)的基本原料，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門和人民日常生活的各個(gè)方面。鐵礦石可冶煉成生鐵、熟鐵、鐵合金、炭素鋼、合金鋼、特種鋼等。純磁鐵礦還可作合成氮的催化劑。 二、主要礦物 鐵在自然界中，大多呈鐵的氧化物、硫化物和含鐵碳酸鹽及含鐵硅酸鹽等礦物，但在當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下具有工業(yè)利用價(jià)值的礦物主要有以下幾種： 磁鐵礦 Fe3O4 含F(xiàn)e 72.4% 赤鐵礦 Fe2O3 含F(xiàn)e 70.0% 鏡鐵礦 Fe2O3 含F(xiàn)e 70.0% 菱鐵礦 FeCO3 含F(xiàn)e 48.2% 褐鐵礦 Fe2O3.nH2O 含F(xiàn)e 48-62.9% 針鐵礦 Fe2O3.H2O 含F(xiàn)e 62.9% 三、一般工業(yè)要求 (一)煉鋼用鐵礦石(原稱平爐富礦) 礦石類型 Tfe(%) SiO2(%) S（%） P（%） Cu（%） Pb、Zn、As、Sn（%） 磁鐵礦石或 赤鐵礦石 ≥56-60 ≤8-13 ≤0.1-0.15 ≤0.1-0.15 ≤0.2 均≤0.04 礦石入爐塊度： 平爐一般為25—250毫米； 轉(zhuǎn)爐一般為10—50毫米。 （二）煉鐵用鐵礦石（原稱高爐富礦） 礦 石 類 型 Tfe（%） SiO2（%） S（%） P（%） 其它有害雜質(zhì)（%） 磁鐵礦石、赤鐵礦石 ≥50 ≤0.3 ≤0.25 Cu≤0.1-0.2 Pb≤0.1 褐鐵礦石、菱鐵礦石① ≥50 ≤0.3 ≤0.25 Zn≤0.05-0.1 Sn≤0.08 自熔性礦石 ≥40 ≤10 ≤0.3 ≤0.25 F≤1.0 A≤0.04-0.07 注：煉鐵用鐵礦石入爐塊度：一般為8—40毫米。①表中所列組分的含量，是指扣除燒損折算后的含量 按所煉生鐵品種的不同，對鐵礦石含磷另有不同要求: 酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼生鐵 ≤0.03% 堿性平爐煉鋼生鐵 0.03—0.18% 堿性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼生鐵 0.2—0.8% 托馬斯生鐵 0.8—1.2% 普通鑄造生鐵 0.05—0.15% 高磷鑄造生鐵 0.15—0.6% 煉鐵用鐵礦石及鐵精礦粉按造渣組分的酸堿度可劃分為： 堿性礦石 （CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）＞1.2 自熔生礦石 （CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=0.8—1.2 半自熔性礦石 （CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=0.5—0.8 酸性礦石 （CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）＜0.5 屬于造渣組分的還有：K2O、Na2O、TiO2、BaO，由于其含量一般很低，因而計(jì)算比例時(shí)沒有加入。在地質(zhì)勘探階段，對提供直接入爐使用的礦石，都要查明造渣組分含量。當(dāng)?shù)V石中MgO、Al2O3都很低時(shí)，可以采用CaO/SiO2來確定酸堿度。 （三）需選礦石 礦 石 工 業(yè) 類 型 TFe （%） 邊 界 品 位 工 業(yè) 品 位 磁 鐵 礦 石 20 25 赤 鐵 礦 石 25 28—30 菱 鐵 礦 石 20 25 褐 鐵 礦 石 25 30 1．如果礦石易采、易選，經(jīng)濟(jì)效果好，或含有可以綜合回收的伴生組分時(shí)，則全鐵（TFe）品位要求可以低些，如果礦石中硅酸鐵、硫化鐵、鐵白云石含量較高時(shí)，其全鐵（TFe）品位要求則應(yīng)適當(dāng)提高； 2．礦石工業(yè)類型均以鐵礦石中含水量鐵量占全鐵（TFe）85%以上的某種含鐵礦物來命名； 3．磁鐵礦石、赤鐵礦石采用磁性鐵（MFe）對全鐵（TFe）占有率進(jìn)行劃分，其標(biāo)準(zhǔn)為： MFe/Tfe ≥85% 磁鐵礦石 MFe/Tfe ≥85—15% 混合礦石 MFe/Tfe ≤15% 赤鐵礦石 4．如礦床中礦石物質(zhì)成分比較簡單，鐵礦石中硅酸鐵、硫化鐵及鐵白云石等含鐵量＜3%，主要鐵礦物為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦，也可以采用傳統(tǒng)的磁性率法，即用TFe/FeO比值來劃分礦石工業(yè)類型。TFe/FeO≤2.7為磁鐵礦石。 由于某些礦石中的半假象赤鐵礦在弱磁選時(shí)也可被選出，其TFe/FeO比值雖＞2.7，磁選效果仍較好，故亦可將其劃歸屬磁鐵礦石類型之中。因此，要求在采用TFe/FeO比值劃分礦石類型時(shí)，還要用磁性鐵占有率方法進(jìn)行檢驗(yàn)。 對于可采厚度及夾石剔除厚度的要求，目前大、中型露天鐵礦生產(chǎn)要求，可采厚度為2—4米，夾石剔除厚度為1—2米，甚至還要大一些；地下開采要求可采厚度為1—2米，夾石剔除厚度1米。 有害雜質(zhì)會影響生鐵、鋼的質(zhì)量或妨礙生產(chǎn)效率。因此，對直接入爐冶煉的富礦，需限制其含量。當(dāng)有害雜質(zhì)超過要求時(shí)，需選礦使用或做配礦用。 二氧化硅（SiO2）：含量高時(shí)增加渣量和粘度。SiO2每增高1%，焦比將增加1—1.2%，產(chǎn)量降低1.2—1.5%。 硫（S）：是鋼中最有害的元素，使鋼產(chǎn)生“熱脆性”，減少鋼的韌性和塑性。 磷（P）：能使的強(qiáng)度和硬度增加，在冷加工中易于斷裂，稱“冷脆性”。 砷（As）：能使鋼產(chǎn)生“熱脆”和“冷脆”，給軋鋼生產(chǎn)帶來困難。高爐逸出的砷蒸氣污染環(huán)境。 錫（Sn）：高爐條件下易被還原。熔于鋼中后，因錫熔點(diǎn)低，熱軋時(shí)，鋼材表面易產(chǎn)生裂紋。 鉛鋅（Pb、Zn）：鉛的滲透能力強(qiáng)，對爐底有破壞作用，鉛蒸氣遇冷于爐襯結(jié)瘤，影響高爐冶煉的順行，還污染環(huán)境；鋅在低于400℃時(shí)冷凝堆積而成氧化鋅爐瘤，還能使?fàn)t襯產(chǎn)生裂紋，縮短爐體壽命。 銅（Cu）：銅的有害作用是在加熱中產(chǎn)生“熱脆性”。當(dāng)?shù)V石中含銅大于0。2%時(shí)需選礦處理，綜合回收。 四、礦床實(shí)例 上述一般工業(yè)指標(biāo)是近幾年根據(jù)礦山、冶煉方面的實(shí)際資料總結(jié)出來的，已用于新近勘探的一些鐵礦區(qū)。而現(xiàn)在生產(chǎn)的老礦山仍沿用原指標(biāo)，現(xiàn)選擇一些分列如下 （一）河北中關(guān)、西郝莊、崔石門接觸交代型磁鐵礦床 礦 石 類 型 TF≥ （%） 有害雜質(zhì)允許含量≤（%） 塊度（毫米） 邊界品位 工業(yè)品位 S P SiO2 平爐富礦 55 58 0.15 0.15 12 ≥20 高爐低硫富礦 40 45 0.3 0.2 — — 高爐高硫富礦 40 45 ＞0.3 0.2 — — 低硫自熔礦石 30 35 0.3 0.2 — — 高硫自熔礦石 30 35 ＞0.3 0.2 — — 貧 礦 15 20 — — — — 可采厚度：富礦、貧礦均≥0.5米 夾石剔除厚度：0.5米（有的區(qū)段為1米） 依據(jù)（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）的比值確定礦石類型，當(dāng)比值大于1.2為堿性礦石；比值為0.8—1.2的為自熔性礦石；比值為0.5—0.8的為半自熔性礦石。 硅酸鐵大于2—3%時(shí)，要相應(yīng)提高全鐵要求。 （二）遼寧弓長嶺受變質(zhì)沉積鐵礦床 礦石類型 TFe≥（%） 有害雜質(zhì)允許含量≤（%） 備 注 邊界品位 塊段平均品位 S P SiO2 平爐富礦 52 58 0.05 0.15 12 煉鋼用鐵礦石 高爐富礦① 40 45 0.3 0.2 磁鐵貧礦 20 28—30 赤鐵貧礦 25 29—32 ①現(xiàn)稱煉鐵用礦石，表中所列TFe品位要求是未扣除燒損的。 可采厚度： 富礦1米，貧礦2米 夾石剔除厚度：富礦1米，貧礦2米 （三）河北水廠受變質(zhì)沉積鐵礦床 礦石品級 邊界品位（SFe%） 塊段品位（SFe%） 原生礦（磁鐵礦） 20 25 氧化礦（赤鐵礦） 20 28 原生礦與氧化礦的劃分標(biāo)準(zhǔn)暫采用磁性率3。5，待取得選礦試驗(yàn)結(jié)果后，再最后確定。 由于礦石S、P普遍很低，且需經(jīng)選礦方能利用，所以指標(biāo)中對S、P、SiO2均未提限量要求。 最小可采厚度：2米， 夾石剔除厚度：1米 （四）湖北長陽馬鞍山沉積鐵礦床 可采厚度： 富礦≥0.7米， 貧礦≥0.75米 夾石剔除厚度：0.3米 互層礦： 富礦主礦層＞0.6米， 各層合并厚度＞0.8米 夾石剔除厚度：＜1米 貧礦主礦層： ＞0.6米 各層合并厚度：＞1米 夾石累積厚度：＜1米 礦 石 類 型 TFe≥（%） 有害雜質(zhì)允許含量≤（%） 邊界品位 塊段平均品位 S P SiO2 赤鐵礦 高爐富礦 40 45 0.3 — 貧 礦 25 30 0.3 — 菱鐵礦 高爐富礦 30 35 0.2 0.15 貧 礦 20 30 0.2 0.15 （五）江西永平鐵帽型鐵礦床 邊界品位： TFe≥25% 工業(yè)品位(指單工程)： TFe≥30% 可采厚度： 1米 夾石剔除厚度：2米 按上列指標(biāo)圈礦體，凡塊段平均品位≥40%者列為富礦；≤40%列為貧礦。 （六）貴州爐山鐵礦苦李井礦段沉積結(jié)核狀菱鐵礦床 礦石品級 TF≥（%） P（%） S（%）（指精礦） 邊界品位 塊段平均品位 ＜0．15 ＜0．2 富 礦 30 35 貧 礦 20 25 （七）陜西大西溝鐵礦床 礦石種類 礦 石 類 型 TFe（%） 劃分標(biāo)準(zhǔn) TFe/FeO 類 型 名 稱 邊界品位 工業(yè)品位 菱 鐵 礦 ＜0.95 菱鐵型貧礦 ≥18 ≥25 0.95—1.81 磁鐵—菱鐵型貧礦 ≥18 ≥25 ＞1.81 磁鐵型貧礦 ≥18 ≥25 可采厚度： 2米 夾石剔除厚度： 2米不同 菱鐵礦層中分采厚度： 4米 （八）廣東大寶山礦區(qū)一號礦體 礦石類型 品 級 TFe（%） 邊界品位 塊段平均品位 殘積褐鐵礦 富 礦 ≥40 ≥42 貧 礦 ≥25 ≥30 土狀礦 ≥25 ≥30 坡積褐鐵礦： TFe＞40% 含礦率： ＞25% 菱鐵礦（富礦）： TFe≥30% （貧礦） TFe≥20% 可采厚度； ≥4米 夾石剔除厚度： ≥4米 （九）四川攀枝花釩鈦磁鐵礦床 高品位： TFe≥45% 中品位： TFe≥30% 低品位： TFe≥20% 表外礦石： TFe≥15—20% 礦石可采厚度：≥2米 夾石剔除厚度：≥2米 五、綜合評價(jià) 鐵礦床中常伴生有釩、鈦、鈷、銅、鎳、鉛、鋅、錫、鉻、鉬、硫、磷、鎵、鍺、硼、鉑族元素、稀有、稀土元素及鈾等。不同的礦床伴生有不同的組分，一些組分當(dāng)其超過一定限量時(shí)，成為有害組分，但若這些有害組分通過選、冶途徑可以分離出來綜合回收時(shí)，它又變成了有用組分。因此，在鐵礦勘探過程中需要查明伴生組分的含量，賦存狀態(tài)分布規(guī)律，綜合利用途徑、回收的難易程度等，以便作出確切的評價(jià)。 鐵礦床中的伴生元素達(dá)到下表的含量要求時(shí)，即應(yīng)注意綜合評價(jià)。 當(dāng)某些礦床中的伴生組分，其含量雖低于下表的要求，但在選礦后的尾礦中能高度富集時(shí)，也應(yīng)進(jìn)行評價(jià)。 元素或組分 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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