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铁矿
    发布时间: 2019-01-05 14:30    

铁矿



1 概述



中国钢铁2018年生铁产能保守估计在7亿吨以上,占世界生铁产能的60%以上。生铁的冶炼形式主要有高炉、直接还原铁等形式,其中,高炉炼铁在中国占据绝对优势。高炉消耗铁矿石量巨大,因为中国铁矿石的特点是品位低、富矿少、分布分散、开采成本高,这也是中国每年进口巨量铁矿的原因。

全球铁矿石贸易量在逐年整张,尤其是中国铁矿石进口量每年都在增加。在2015年铁口进口量中,中国进口铁矿石9.5亿吨,世界铁矿石交易量13.8,亿吨,前者占比68.84%。所以,在国际铁矿石贸易中,中国市场占据绝对的份额。

很多从事于钢铁行业的技术人员,对于钢铁流程很熟悉,但对于矿石的了解非常有限。本文主要为您介绍铁矿石的基础知识以及分布情况。



2 铁矿石品种


1、PB粉、块(Pb Fines/Pb Lumps):

产于澳大利亚,又称皮尔巴拉混合矿(必和必拓公司经营),粉的品位在61.5%左右,部分褐铁矿,烧结性能较好;块的品位在62.5%左右,属褐铁矿,还原性好,热强度一般。PB粉和块可由汤姆普赖斯矿、帕拉布杜矿、马兰杜矿、布鲁克曼矿、那牟迪矿和西安吉拉斯矿等矿山的粉矿混匀成。

2、杨迪粉(Yandi Fines):

产于澳大利亚(必和必拓公司经营),品位在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,因此可部分替代纽曼山粉矿或巴西粉矿。含相对低的Al2O3,而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。

3、麦克粉(Mac Fines):

MAC粉的正常品位在61.5%左右,目前供给中国市场多为58%左右的品位,部分属褐铁矿,烧结性能较好,含有5%左右的结晶水,炼铁时烧损较高,随其配比加大,烧结矿的烧成率逐步下降。经钢厂研究,MAC粉配比在15%-20%时烧结矿小于5mm级水平较低,配比为20%的烧结成品率最高。

4、纽曼粉、块矿(Newman Fines/Newman Lumps):

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,粉的品位在62.5%左右,块的品位在65%左右,由澳大利亚西澳州必和必拓公司生产。

5、罗布河粉、块(Robe River Fines/Robe River Lumps):

产于澳大利亚的罗布河铁矿联合公司;品位在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。

6、火箭粉:

又称FMG(福蒂斯丘金属集团(Fortescue metal Group (FMG)))粉,由澳大利亚第三大铁矿石生产商FMG公司生产;据说用作火箭发动机燃料的一种成分,故称火箭粉,其品位在58.5%左右,硅4左右,铝1.5左右,属于褐铁矿,烧结性能较好,储量大且单烧品位高,结晶水在8%左右。FMG粉矿化学成分优于扬迪粉,但烧结性能和造球性能不如扬迪粉。

7、火箭特粉:

由FMG公司生产的品位57.5%左右的火箭粉,硅5个左右,铝2个左右,其它冶炼性能同火箭粉。超特粉的品位低于火箭特粉1个品位,在56.5%左右,硅6左右,铝3个左右,结晶水在8.5%左右,其它冶炼性能类似。

8、阿特拉斯粉块:

由澳大利亚第四大铁矿石生产商Atlas Iron公司生产的位于澳大利亚皮尔巴拉矿山的铁矿石,品位在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。

9、KMG粉:

由澳大利亚私人矿业公司KMG生产,该矿位于澳大利亚珀斯,是距离中国最近的西澳矿山,紧邻西澳最北的港口??笊皆ぜ屏侥昴诓?700万吨,为58-59%的低品位粗粉赤铁矿为主,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。

10、CSN粉、块:

巴西CSN公司(全称为巴西国有黑色金属公司)生产的铁矿石,铁含量在65%以上,硅含量在1%-2%。

11、SSFT粉:

巴西淡水河谷公司专门为中国市场配制的烧结粉,SSFT的铁含量在65%左右,硅含量在4.4%左右。

12、卡粉:

卡拉加斯粉的简称,英文简称SFCJ粉,全称SINTER FEED Carajas,铁含量在65%以上(65-67%),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,因为该地方的粉矿的质量优异,不会像南部矿源那样参差,所以在国际市场上十分受欢迎,价格也高于南部矿源。

13、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,南部矿区主要矿山有Itabira、Mariana、Mihas Centrals、Paraopebal、Vargem Grande、Itabiritos,均处于巴西铁四角地区,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SSFG粉(巴西南部标准烧结粉,铁品位65%,硅3.2-3.8%,铝1.2-1.8%,磷0.049-0.065%,锰0.25-0.40%,水6.5-8.5%,烧损1.7%左右),SFOT粉等。

14、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。品位从65%-58%不等,其中东南部铁四角生产的矿粉冶炼性能最好。

15、印粉:

指印度细颗粒粉矿,但不符合印粗的颗粒度标准。品位从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。

 



3 铁矿石粒度分类


1、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。

2、粗粉:

基本在0-10毫米,但10毫米以上一般不超过10%,0.15毫米以下最大不超过35%。

3、精粉:

基本是国内产,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,如俄罗斯精粉、乌克兰精粉和巴西SSFT粉等。精粉要求0.074mm以下的不少于70%。

4、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以使用。 

5、原矿(raw ore):

原矿从矿山开采出来未经选矿或其他技术加工的矿石,但原矿粒度最好不超过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。

6、粉矿:

粉末矿,英文名称:fine ore; mine smalls; ore fines; smalls;其品位低于块矿,需要通过破碎磨矿选别,把块子变成粉子,以达到品位的要求,一般要求60-67%,攀钢的品位57%即可。

 


4 铁矿石冶炼种类


1、酸性烧结矿(acid sinter):

碱度(CaO/SiO2)小于0.5的烧结矿,由铁精矿或富矿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,主要黏结相矿物为铁橄榄石(2FeO?SiO2),钙铁橄榄石(CaOFeOSiO2)。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FeO高,还原性差,软熔温度低;单独使用此种矿入炉冶炼,需加入大量石灰石;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,已不使用此种烧结矿。

2、铁精矿 (iron ore concentrates):

贫铁矿经过细磨、精选获得的铁品位较高的铁矿粉。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石而获得。

对铁精矿一般有4点要求:

(1)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。含铁量的波动小于±0.5%。

(2)水分要低。水分对贮存运输、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的水分应低于12%。

(3)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。

(4)杂质(如硫、磷、铅、砷、锌、铜等有害元素)的含量越低越好,一般要求s≤0.10%~0.19%,P≤0.05%~0.09%,Pb≤0.1%,As≤0.04%~0.07%,Zn≤0.1%~0.2%,Cu≤0.1%~0.2%。

铁精粉(包括铁矿)的酸碱性是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,CaO/SiO2大于1则为碱性矿,CaO/SiO2小于1则为酸性矿。如果矿中氧化镁、氧化铝含量较高,也有将(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)大于1作为碱性矿,反之则为酸性矿。

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(为了更好地脱硫)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。目前国内高炉一般使用碱性矿,即希望铁矿的碱度(CaO/SiO2的数值)高一些。

铁精粉的酸碱度用下式计算:

(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)>1.2;碱性矿石;

(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.8~1.2;自溶性矿石;

(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.5~0.8;半自溶矿石;

(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)<0.5;酸性矿石;


也可以简化成CaO/SiO2比进行评价。国内的铁矿大多是低CaO、MgO,高SiO2、Al2O3的酸性矿石



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