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有关铁矿石一些基础知识

2019/10/9

  根据物理形态不同,铁矿石分为原矿、块矿、粉矿、精矿和烧结矿、球团矿等。块矿是可直接入炉的高品位矿,粉矿和精矿需要人工造块后才能投入高炉。其中,粉矿是生产烧结矿的主要原料,精矿是生产球团矿的主要原料。

  铁矿石品种

  PB粉、块:产于澳大利亚,又被称作皮尔巴拉混合矿,粉的品味在61.5%左右,部分褐铁矿,烧结性能好,块的品味在62.5%左右,属褐铁矿,还原性好,热强度一般.

  杨迪粉:产于澳大利亚,品味在58%左右。铝含量低,属褐铁矿,结晶水较高,混合制料所需水分要求较高,因其结构疏松,烧结同化性和反应性较好,因此可替代部分纽曼山粉矿或巴西粉矿。含相对低的三氧化二铝,且这两种矿粉都比哈默斯利矿粉粗,它们都有合理的冶炼性能,但烧结性能不佳。

  纽曼粉,块矿:产于澳大利亚的东皮尔巴拉的纽曼镇的纽曼山矿,属赤铁矿,烧结性能较好,粉的品味在62.5%左右,块的品味在65%左右。

  罗布河粉、块:产于澳大利亚的罗布河铁矿联合公司,品味在57.5%左右,含3-5%的复合水,这会导致高燃料率及低生产率,属于褐铁矿,烧结性能不好,但其烧结矿的冶炼性能很好。

  火箭粉:据说是火箭发动机燃料的一种成分,称作火箭粉,其品味在58.5%左右,硅4左右,铝1.5左右,属于褐铁矿,烧结性能较好,储量大且单烧品味高,结晶水在8%左右。

  火箭特粉:公司生产的品味57.5%左右的火箭粉,硅5个左右,铝2个左右,其他冶炼性能同火箭粉。超特粉的品味低于火箭特粉1个品味,在56.5%左右,硅6左右,铝3个左右,结晶水在8.5%左右,其他冶炼性能相似。

  阿特拉斯粉块:品味在57.5%,属褐铁矿,结晶水在9%左右,硅含量高,在8%左右,物理化学性能和冶炼性能跟火箭粉的超特粉相近。

  KMG粉:该矿位于澳大利亚珀斯,距离中国最近的西澳矿山,紧邻西澳北边的港口。矿山预计两年内产矿6700万吨,为58-59%的低品位粗粉赤铁矿位置,硅8%,铝3%,磷0.08%,硫0.03%。性能类似于火箭特粉,但比火箭特粉的硅高很多。

  CSN粉、块:公司生产的铁矿石,铁含量在65%以上,硅含量在1-2%。

  SSFT粉:巴西淡水河公司专门为中国市场配制得烧结粉,SSFT的铁含量在65%左右,硅含量在4.4%左右。

  卡粉:卡拉加斯粉的简称。铁含量在65%以上,硅含量在1-2%。铝1%左右,磷0.033-0.045%,烧损1.6%左右,水分8-9%,产于巴西卡拉加斯矿的铁矿石,因为该地方的粉矿质量优异,不会像南部矿那样参差,所以在国际市场上十分受欢迎,价格也高于南部矿源。

  巴西南部粉:该矿位于巴西有南部矿源铁四角,又称巴西南部粉。南部矿区主要开采方式为露天开采。这一带以铁英岩为主,赤铁矿含量较高,含铁量在66%左右,主要包括准烧结粉,铁品味65%,硅3.2-3.8%,铝1.2-1.8%等等。

  巴粗:指巴西粗颗粒粉矿,是巴西粗粉的统称,包括卡粉、SSFT粉、CSN粉、南部粉等。品味从65%-58%不等,其中东南部铁四角生产的矿粉冶炼性能好。

  印粉:指印度细颗粒粉矿,但不符合粗的颗粒度标准。品味从40%-63.5%不等,属赤铁矿,高品位冶炼性能优良,低品位硅铝成分较高,具有较高的冶炼价值。

  铁矿石粒度分类

  矿石的粒度:矿石的粒度和气孔度的大小,对高炉冶炼的进程影响很大。粒度太小时影响高炉内料柱的透气性,使煤气上升阻力增大。粒度过大又将影响炉料的加热和矿石的还原。由于粒度大,减少了煤气和矿石的接触面积,使矿石中心部分不易还原,从而使还原速度降低、焦比升高。

  粗粉:基本在0-10毫米,但10毫米以上一般不超过10%,0.15毫米以下不超35%。

  精粉:基本是国内产,但在200目以下。国内一般用外矿都是粗粉,现在也用进口精粉的。精粉要求0.074mm以下的不少于70%。

  块矿:有两种,一种是标准块,粒度6-40毫米。另外一种是混合块,混合块一般需要筛选破碎后才可使用。

  原矿:原矿是从矿山开采出来未经选矿或其他技术加工的矿石,但原矿粒度不好超过300毫米、少数原矿可直接应用,大多数原矿需经选矿或其他技术加工后才能利用。在选矿中,经过碎磨进入分选作业的矿石称作入选原矿。

  粉矿:粉末矿,其品味低于块矿,需要通过破碎磨矿选别,已达到品味的要求。一般要求60-67%,攀钢的品味57%即可。

  铁矿石冶炼种类:碱度小于0.5的烧结矿,由铁精矿或富集粉不加或少加熔剂烧结而成。它的含铁矿物为磁铁矿、赤铁矿,主要粘结相矿物为铁橄榄石,钙铁橄榄石。红热的酸性烧结矿在冷却过程中不发生自然粉化。它的机械强度较高,但氧化铁高,还原性差,软熔温度低,单独使用此种矿入炉冶炼,需加入少量石灰石,而且还原性差,导致高炉产量低、焦比高。现代高炉除某些特殊情况外,已不适用此种烧结矿。

  铁精矿

  贫铁矿经过细磨、精选获得的铁品味较高的铁矿粉。铁精矿是生产人造富矿的钢铁冶金原料。铁精矿按含铁矿物的不同,有磁铁精矿、赤铁精矿和褐铁精矿之分。按照选矿方法的不同,又可分为弱磁精矿、强磁精矿、浮选精矿以及重选精矿等。通常磁铁精矿是采用磁选法处理磁铁矿石所得,赤铁精矿是用重选法、浮选法、强磁选法,磁化焙烧-磁选法,或采用联合流程处理赤铁矿石所得,褐铁精矿则是用重选法、强磁选法或磁化焙烧-磁选法等处理褐铁矿是而获得。

  对铁精矿一般有4点要求:

  含铁量要高。磁铁精矿含铁量要在65%以上,赤铁精矿在60%以上,褐铁精矿应在50%以上。含铁量波动小于±0.5%。

  水分要低。水分对储存运输、矿石混匀、造球等都有很大影响。一般磁铁精矿的水分应低于10%,赤铁精矿及褐铁精矿额水分应低于12%。

  粒度合适。用于生产球团矿的铁精矿,要求小于0.074mm的粒级占70%以上,比表面积以1200-2000cm2/g为好。

  杂质比如:磷、硫、铅、砷、锌、铜等元素含量越低越好。

  铁精粉包括铁矿的酸碱性指矿中脉石成分的酸碱度,具体是指氧化钙与二氧化硅的比值,如果矿中氧化镁、氧化铝含量较高,也有将大于1作为碱性矿,反之为酸性矿。

  铁精粉的酸碱度与高炉的炼铁指标有关,如果高炉采用碱性渣熔炼(为更好额脱硫)则希望使用碱性矿。如果高炉采用酸性渣熔炼(为了提高高炉利用系数和降低焦耗)则希望使用酸性矿。目前国内高炉一般用碱性矿,希望铁矿的碱度高一些。国内的铁矿大多是低氧化钙、氧化镁,高二氧化硅、三氧化铝的酸性矿石。

  有害元素的影响

  有害元素通常指的是硫、磷、钾、钠、铅、锌、砷、铜。通常高炉冶炼对铁矿石要求如下:

  硫:硫对钢材是非常有害的成分,能使钢产生热脆性。铁矿石中硫含量高,高炉脱硫成本增大,所以入炉铁矿石含硫越少越好。

  碱金属:碱金属主要有钾和钠。钾、钠对高的影响不是正比例性质,高炉本身有一定排碱能力,碱金属在控制范围内对高炉影响不大。但是入炉铁矿石碱金属含量太多,超过高炉排碱能力,就会形成碱金属富集,导致高炉中上部炉料碱金属含量大大超过入炉料原始水平。铁矿石含有较多的碱金属很容易造成软化温度降低,软熔带上移,不利于发展间接还原,造成焦比升高。球团含有碱金属会造成球团异常膨胀引起严重粉化,恶化料柱透气性。碱金属对焦炭性能破坏也很严重。另外,高炉中上部碱金属化合物粘附在炉墙上,促使炉墙结厚破坏砖衬。因此,铁矿石含碱金属越低越好。

  铅:铅在高炉中几乎全部被还原,故沉于死铁层之下,易破坏炉底砖缝,有可能造成炉底烧穿。

  锌:锌很容易气化,锌蒸汽容易进入砖缝,氧化成氧化锌后膨胀,破坏炉身上部耐火砖衬。

  砷:砷对钢材来说也是有害元素之一,它使钢材产生冷脆性,使得钢材焊接性能变差。铁矿石中砷基本还原进入生铁,影响生铁质量。此外砷在烧结过程中挥发,对环境影响较大。

  铜:铜会使钢材热脆,钢材不易轧制和焊接。少量铜能改善钢的耐蚀性。在高炉冶炼中,铜全部还原进入生铁中。

  钛:能改善钢的耐磨性和耐腐蚀性。但在高炉冶炼时,会使炉渣性质变坏,约有90%的钛进入炉渣。钛含量低时对炉渣及冶炼过程影响不大,含量高时,会使炉渣变稠,流动性差,对冶炼影响很大,易结炉瘤。钛有护炉作用,不少高炉买钛加入高炉护炉。

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