铁矿石基础知识

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1、铁矿石根底知识铁是世界上发现最早，利用最广，用量也是最多的一种金属，其消耗量约占金属总消耗量的 95%左右。铁矿石主要用于钢铁工业，冶炼含碳量不同的生铁含碳量 一般在 2%以上和 钢含碳量一般在 2%以下。生铁通常按用途不同分为炼钢生铁、铸造生铁、合金生铁。 钢按组成元素不同分为碳素钢、合金钢。合金钢是在 碳素钢的根底上，为改善或获得某些 性能而有意参加适量的一种或多种元素的钢，参加钢中的元素种类很多，主要有铬、锰、钒、 钛、镍、钼、硅。此外，铁矿石还 用于作合成氨的催化剂纯磁铁矿，天然矿物颜料赤 铁矿、镜铁矿、褐铁矿)、饲料添加剂磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和名贵药石磁石等， 但用量很少。 钢铁制

2、品广泛用于国民经济各部门和人民生活各个方面，是社会生产和公众 生活所必需的根本材料。铁矿石分类：FeO 31.03%，Fe2O3 68.97%或含 Fe 72.2%，O 27.6%，等轴晶系。单晶体常呈八面体，较少 呈菱形十二面体。在菱形十二面体面上，长对角线方向常现条纹。集合体多呈致密块状和粒 状。颜色为铁黑色、条 痕为黑色，半金属光泽，不透明。硬度5.56.5。比重 4.95.2。具 强磁性。磁铁矿中常有相当数量的 Ti4+以类质同象代替 Fe3+，还伴随有 Mg2+和 V3+等相应地代替 Fe2+和 Fe3+，因而形成一些矿物亚种，即：(1)钛磁铁矿 Fe2+(2+x)Fe3+(2-2x

3、)TixO4(0x1)，含 TiO212%16%。常温下，钛从其中 别离成板状和柱状的钛铁矿及布纹状的钛铁晶石。(2)钒磁铁矿 FeV2O4 或 Fe2+(Fe3+V)O4，含 V2O5 有时高达 68.41%72.04%。(3)钒钛磁铁矿 为成分更为复杂的上述两种矿物的固溶体产物。(4)铬磁铁矿 含 Cr2O3 可达百分之几。(5)镁磁铁矿 含 MgO 可达 6.01%。磁铁矿是岩浆成因铁矿床、接触交代-热液铁矿床、沉积变质铁矿床，以及一系列与火山作 用有关的铁矿床中铁矿石的主要矿物。此外，也常见于砂矿床中。磁铁矿氧化后可变成赤铁矿(假象赤铁矿及褐铁矿)，但仍能保持其原来的晶形。自然界中 F

4、e2O3 的同质多象变种有两种，即 -Fe2O3 和 -Fe2O3。前者在自然条件下稳定， 称为赤铁矿；后者在自然条件下不如 -Fe2O3 稳定，处于亚稳定状态，称之为磁赤铁矿。 赤铁矿：Fe 69.94%，O 30.06%，常含类质同象混入物 Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg 及少量 Ga 和 Co。三方晶系，完好晶体少见。结晶赤铁矿为钢灰色，隐晶质；土状赤铁矿呈红色。 条痕为樱桃红色或鲜猪肝色。金属至半金属光泽。有时光泽暗淡。硬度56。比重 55.3。 赤铁矿的集合体有各种形态，形成一些矿物亚种，即：(1)镜铁矿 为具金属光泽的玫瑰花状或片状赤铁矿的集合体。(2)云母赤铁矿 具金属光

5、泽的晶质细鳞状赤铁矿。(3)鲕状或肾状赤铁矿 形态呈鲕状或肾状的赤铁矿。赤铁矿是自然界中分布很广的铁矿物之一，可形成于各种地质作用，但以热液作用、沉积作用和区域变质作用为主。在氧化带里，赤铁矿可由褐铁矿或纤铁矿、针铁矿经脱水作用形成。 但也可以变成针铁矿和水赤铁矿等。在复原条件下，赤铁矿可转变为磁铁矿，称假象磁铁矿。FeCO3，FeO 62.01%，CO2 37.99%，常含 Mg 和 Mn。三方晶系。常见菱面体，晶面常弯曲。 其集合体成粗粒状至细粒状。亦有呈结核状、葡萄状、土状者。黄色、浅褐黄色(风化后为 深 褐色)，玻璃光泽。硬度 3.54.5，比重 3.96 左右，因 Mg 和 Mn 的

6、含量不同而有所变化。什么是铁矿石品位？矿石品位指单位体积或单位重量矿石中有用组分或有用矿物的含量。一般以重量百分比表示 如铁、铜、铅、锌等矿， 有的用克吨表示如金、银等矿，有的用克立方米表示 如砂金矿等，有的用克升表示如碘、溴等化工原料矿产。矿产品位是衡量矿床经济 价值的主要指标。判定铁矿石品位的因素铁矿石的品位完全是由它所具有的利用价值来评定的。在工业上和商业上评定铁矿石价值的 因素有好几项，分别说明如下：1 铁含量iron content：矿石中铁的含量当然是愈高愈好。含铁量愈高，含有杂质的 脉石Gangue含量就少；于是，在运输的过程中浪费在无用杂质的费用就可 以降低，在 冶炼的过程中浪

7、费在熔融脉石的燃料费用就可以减少。所以，铁矿石中铁的含量对它的价值 影响很大。一般说来，平均含铁量在 50以上的矿石都可以 称为富矿Richore，已经可 以有不必经过处理就直接运输的价值。假设低于此数值那么必须在矿场附近加以富集处理 Concentration，再运输至钢厂当原料。2化学成份Chemical composition：矿石中脉石的化学成份，对于它的价值亦有很大的 影响，因为鼓风炉中别离杂质和铁液的原理是：把矿石熔融之后利用熔铁液和杂质熔 液比 重不同形成上下两个液相Liquid phase而加以别离。所以但凡在熔融状态下，都不希望 脉石中含有可溶解在铁熔液中的有害物质，例如硫S

8、ulpnur、磷Phosphorus及钴Cobalt、 钒Vanadium及铬Chronium的化合物。除了以上所说的之外，其它的，如水份的含 量高及碳酸盐的含量高都会造成 燃料的增加；又如，杂质氧化物多，那么复原剂的耗用量 增加。这些都是在选择矿石时必须要考虑的。3物理性质Physical properties：在鼓风炉中用来复原氧化铁的主要复原剂是气态的一 氧化碳CO，而矿石那么是固体的状态，因此，这个复原反响是发生在气相 gas phase 和固相Solidphase之间；于是乎，两相之间接触面的大小和接触时间的长短都会影响这 个复原反响的速度。原那么上希望相的接触面要 大，两相间接触的

9、时间要久。为了合于这两个要求，对铁矿石就必须考虑下面三个因素：第一，铁矿石的气孔性porosity要高； 因为气孔性高那么外表积 大而且外表吸附力大，对于复原性一氧化碳气体的亲和力大，而 且接触机遇多，有利于复原反响。图二是一个气孔率和复原反响所需时间的关系图、可以看 出气孔率 高那么复原所需时间短。第二，希望铁矿石的粒度Grainsize要适中；本来粒 度愈小那么外表积愈大，应该有利于复原反响，但于由于粒度太小之后，会影 响鼓风炉中 的通气性，而且也容易被热风Hotblast带出，增加炉顶气体Top gas中的尘埃量。所 以，我们对粒度的要求有一个范围，即颗粒之直径在 1030 毫米之间。第

10、三，希望软化点 Softenpoint要高；因为， 假设软化点低那么在尚未到达复原反响温度时外表就软化 而呈半熔融状态，破坏了气孔性使得复原困难。世界铁矿石储量世界铁矿资源丰富，据美国地质调查局报告，截止 2004 年底，世界铁矿石储量为 1600 亿 t，储量根底为 3700 亿 t，铁金属储量为 800 亿 t，储量根底为 1800 亿 t。世界铁矿资源集中在澳大利亚、巴西、俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦、印度、美国、加 拿大、南非等国。世界铁矿石产量2004 年世界铁矿石总产量为 143 亿 t，较 2003 年增长 15。从分布看，亚洲 435 亿 t，南美 315 亿 t，大洋洲 232

11、 亿 t，欧洲 246 亿 t，北美 098 亿 t，非洲 056 亿 t。铁矿石产量最大的四个国家依次为中国 31 亿 t，巴西 28 亿 t，澳大利亚 23 亿 t，印度 12 亿 t， 其总和占世界铁矿石总产量的 67。2021 年全球铁矿石产量将增加 8.7%，至 17.9 亿吨，去年产量增加约 8.2%，至 16.5 亿吨。 2007 年巴西是全球最大的铁矿石生产国，产量为 3.43 亿吨，之后是澳大利亚及中国，产量 分别为 2.991 亿吨及 3.298 亿吨。这三个国家加之前苏联铁矿石总产量占全球产量的 70%。 日本新日铁、三井、住友控制罗布河公司 43%的股份；三井财团在澳大

12、利亚、巴西、印 度及加拿大等国拥有铁矿石资源 4087 万吨/年；JFE 与必和必拓的铁矿 合资公司西澳皮尔 巴拉地区扬迪矿开发 W-4 矿床，按其协议，每年将向 JFE 发运矿石 1600 万吨，期限长达 11 年。铁矿石贸易状况铁矿石进口近 3 年来，随着中国粗钢产量的快速增长，世界铁矿石贸易量也出现明显增加。2004 年 世界铁矿石进口总量为 653 亿 t，其中进口最多的地区集中在亚洲和欧盟 15 国。亚洲进口 铁矿石总量为 411 亿 t，占世界铁矿石贸易量的 63。欧盟 15 国进口铁矿石为 130 亿 t， 占世界铁矿石贸易量的 20。近几年中国进口铁矿石的量急剧增长，我国自19

13、81 年起首度 自国外进口铁矿石，如今已成为全球最大的铁矿石进口国。1995 年进口铁矿石 4115 万 t， 2000 年进口铁矿石 6997 万 t，2004 年达 N208 亿 t，2021 年我国进口铁矿石 4.4366 亿吨， 占全球海运铁矿石的比重约 52%，并且 60%以上的进口量来自全球三大铁矿石供给商。日本进口铁矿石 135 亿 t。中国和日本两国进口铁矿石总量为 343 亿 t，占世界铁矿石贸 易量 525。世界铁矿石的进口主要来源于各大钢铁企业，以下是世界十大钢铁企业和中国十大钢铁 企业：世界主要铁矿石出口商澳大利亚一是 BHP 铁矿，即必和必拓公司。BHP 公司的矿山位

14、于澳大利亚西部皮尔巴拉地区， 分别是纽曼、扬迪和戈德沃斯。这三个矿区的总探明储量约为 29 亿吨，铁矿年产量总和超 过 7000 万吨。在亚里南部，还有未开发的 C 采区，保有储量 45 亿吨。所有矿山生产的铁 矿石都通过长 426 公里的铁路线运输到黑德兰和芬尼康岛的港口混匀，再装船外运到国际铁 矿石市场销售。二是哈默斯利铁矿由力拓公司控股。哈默斯利铁矿是澳大利亚第二大铁矿石生产公司， 在西澳皮尔巴拉地区有五座生产矿山即汤姆普赖斯铁矿、帕拉布杜铁矿、恰那铁矿、马兰杜铁矿、布诺克曼第二矿区，探明储量约为 21 亿吨，公司铁矿年生产能力为 5500 万吨。 预计在建扬迪采矿工程完工后，该公司铁矿

15、年生产能力将到达 6500 万吨以上。该公司所有 生产矿山生产的铁矿石都通过铁路线运输到丹皮尔港口混匀，装船外运国际铁矿石市场销 售。三是罗布河铁矿联合公司。罗布河铁矿联合公司是澳大利亚第三大铁矿石生产公司。该 公司的铁矿资源集中在潘那瓦尼加附近的罗布河谷，矿脉延续近 100 公里，估计褐铁矿储量 30 亿40 亿吨。现生产矿山位于罗布河谷的 MesaJ 矿区，目前公司铁矿年生产能力为 3000 万吨。其建在 MesaJ 矿区的洗选试验厂完成了为生产低 AI0203 的球团料的试验。其在西安 格拉斯矿床有含铁大于 60的铁矿储量 7 亿吨，可作为球团矿的原料，设计的铁矿年生产 能力为 800 万1000 万吨，正在完成可行性研究，有望近期开发建设。巴西一是淡水河谷公司CVRD。该公司是世界第一大铁矿石生产和出口公司。其铁矿资 源集中在“铁四角地区和巴西北部的巴拉州，拥有挺博佩贝铁矿、卡潘尼马铁矿、卡拉加 斯铁矿等，保有铁矿储量约 40 亿吨，年生产能力在 12 亿吨，球团矿生产能力在 2000 万 吨左右。二是巴西联合矿物公司MBR。MBR 是巴西第二大铁矿生产出口公司。该矿山位于 南部的“铁四角地区