鐵礦石的分類

1、For pers onal use only in study and research; not for commercial use鐵礦石的分類：按照礦物組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和采、選、冶及工藝流程等特點(diǎn)，可將鐵礦石分為自然類型和工 業(yè)類型兩大類。1. 自然類型1) 根據(jù)含鐵礦物種類可分為：磁鐵礦石、赤鐵礦石、假象或半假象赤鐵礦石、釩鈦磁鐵礦石、褐 鐵礦石、菱鐵礦石以及由其中兩種或兩種以上含鐵礦物組成的混合礦石。2) 按有害雜質(zhì)(S、P、Cu、Pb、Zn、V、Ti、Co Ni、Sn、F、As)含量的高低，可分為高硫鐵 礦石、低硫鐵礦石、高磷鐵礦石、低磷鐵礦石等。3) 按結(jié)構(gòu)、構(gòu)造可分為浸染狀礦石

2、、網(wǎng)脈浸染狀礦石、條紋狀礦石、條帶狀礦石、致密塊狀 礦石、角礫狀礦石，以及鮞狀、豆?fàn)?、腎狀、蜂窩狀、粉狀、土狀礦石等。4) 按脈石礦物可分為石英型、閃石型、輝石型、斜長(zhǎng)石型、絹云母綠泥石型、夕卡巖型、陽(yáng) 起石型、蛇紋石型、鐵白云石型和碧玉型鐵礦石等。2. 工業(yè)類型1) 工業(yè)上能利用的鐵礦石，即表內(nèi)鐵礦石，包括煉鋼用鐵礦石、煉鐵用鐵礦石、 需選鐵礦石。2) 工業(yè)上暫不能利用的鐵礦石，即表外鐵礦石，礦石含鐵量介于最低工業(yè)品位與邊界品位之間。鐵礦石的主要品種：物鐵礦物種類繁多，目前已發(fā)現(xiàn)的鐵礦物和含鐵礦物約300余種，其中常見(jiàn)的有170余種。但在當(dāng)前技術(shù)條件下，具有工業(yè)利用價(jià)值的主要是磁鐵礦、赤鐵礦

3、、磁赤鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦 和菱鐵礦等。1. 磁鐵礦磁鐵礦(Magnetite )是一種氧化鐵的礦石，主要成份為Fe3O4，是Fe2Q和 FeO的復(fù)合物。FeO 31.03%，F(xiàn)e2Q 68.97%或含F(xiàn)e 72.2%，O 27.6%，等軸晶系。單晶體常呈八面體，較少呈菱 形十二面體。在菱形十二面體面上，長(zhǎng)對(duì)角線方向?，F(xiàn)條紋。集合體多呈致密塊狀和粒狀。顏色為鐵黑色、條痕為黑色，半金屬光澤，不透明。硬度5.56.5,比重4.95.2,無(wú)解理，脈石主要是石英及硅酸鹽。具有強(qiáng)磁性。還原性差，一般含有害雜質(zhì)硫和磷較高。11在選礦(Beneficiation)時(shí)可利用磁選法，處理非常方便；但是由于其結(jié)構(gòu)

4、細(xì)密，故被還原性較差。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)化作用后即變成赤鐵礦。磁鐵礦中常有相當(dāng)數(shù)量的Ti4+以類質(zhì)同象代替Fe3+，還伴隨有 Mg2+和V3+等相應(yīng)地代替Fe2+和Fe3+，因而形成一些礦物亞種，即：(1) 鈦磁鐵礦 Fe2+(2+x)Fe3+(2-2x)TixO4(0 v x v 1 =，含 TiO212%16%。常溫下，鈦從其 中分離成板狀和柱狀的鈦鐵礦及布紋狀的鈦鐵晶石。(2) 釩磁鐵礦 FeV2O4 或 Fe2+(Fe3+V)O4，含有時(shí)高達(dá) 68.41% 72.04%。(3) 釩鈦磁鐵礦 為成分更為復(fù)雜的上述兩種礦物的固溶體產(chǎn)物。(4) 鉻磁鐵礦含Cr2Q可達(dá)百分之幾。(5) 鎂磁鐵礦 含M

5、gO可達(dá)6.01%。磁鐵礦是巖漿成因鐵礦床、接觸交代-熱液鐵礦床、沉積變質(zhì)鐵礦床，以及一系列與火山作用有關(guān)的鐵礦床中鐵礦石的主要礦物。此外，也常見(jiàn)于砂礦床中。在自然純磁鐵礦礦石很少遇到，常常由于地表氧化作用使部分磁鐵礦氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榘爰傧蟪噼F礦和假象赤鐵礦。所謂假象赤鐵礦就是磁鐵礦(FesQ)氧化成赤鐵礦(FezQ)，但仍能保持其原來(lái)的晶形，所以叫做假象赤鐵礦。2. 赤鐵礦赤鐵礦(Hematite )赤鐵礦為無(wú)水氧化鐵礦石，其化學(xué)式為FezQ，理論含鐵量為 70%這種礦石在自然界中經(jīng)常形成巨大的礦床，從埋藏和開(kāi)采量來(lái)說(shuō)， 它都是工業(yè)生產(chǎn)的主要礦石。 由其本身結(jié)構(gòu)狀況的不同又可分成很多類別，如赤色赤

6、鐵礦(Red hematite )、鏡鐵礦(Specularhematite )、云母鐵礦(Micaceous hematite )、粘土質(zhì)赤鐵(Red Ocher )等。赤鐵礦含鐵量一般為50%60%含有害雜質(zhì)硫和磷比較少，還原較磁鐵礦好，因此，赤鐵礦是一種比較優(yōu)良的煉鐵原料。赤鐵礦有原生的， 也有野生的，再生的赤鐵礦的磁鐵礦經(jīng)過(guò)氧化以后失去磁性，但仍保存著磁鐵礦的結(jié)晶形狀的假象赤鐵礦，在假象赤鐵礦中經(jīng)常含有一些殘余的磁鐵礦。有時(shí)赤鐵礦中也含有一些赤鐵礦的風(fēng)化產(chǎn)物，如褐鐵礦(2Fe2O3 - 3H2O)。赤鐵礦具有半金屬光澤，結(jié)晶者硬度為5.56, 土狀赤鐵礦硬度很低，無(wú)解理，相對(duì)密度4.9

7、5.3，僅有弱磁性，脈石為硅酸鹽。自然界中Fe2O3的同質(zhì)多象變種已知有兩種，即a -Fe2O3和丫 -Fe2O3。前者在自然條件下穩(wěn)定，稱為赤鐵礦；后者在自然條件下不如a -Fe 2O3穩(wěn)定，處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，稱之為磁赤鐵礦。赤鐵礦：Fe 69.94%，O 30.06%，常含類質(zhì)同象混入物Ti、Al、Mn Fe2+、Ca、Mg及少量Ga和Co。三方晶系，完好晶體少見(jiàn)。結(jié)晶赤鐵礦為鋼灰色，隱晶質(zhì)；土狀赤鐵礦呈紅色。條痕 為櫻桃紅色或鮮豬肝色。金屬至半金屬光澤。有時(shí)光澤暗淡。硬度56。比重55.3。赤鐵礦的集合體有各種形態(tài)，形成一些礦物亞種，即：(1) 鏡鐵礦為具金屬光澤的玫瑰花狀或片狀赤鐵礦的集

8、合體。(2) 云母赤鐵礦具金屬光澤的晶質(zhì)細(xì)鱗狀赤鐵礦。(3) 鮞狀或腎狀赤鐵礦形態(tài)呈鮞狀或腎狀的赤鐵礦。赤鐵礦是自然界中分布很廣的鐵礦物之一，可形成于各種地質(zhì)作用，但以熱液作用、沉積作用和區(qū)域變質(zhì)作用為主。在氧化帶里，赤鐵礦可由褐鐵礦或纖鐵礦、 針鐵礦(Goethite)經(jīng)脫水作 用形成。但也可以變成針鐵礦和水赤鐵礦等。在還原條件下，赤鐵礦可轉(zhuǎn)變?yōu)榇盆F礦，稱假象磁鐵礦。磁赤鐵礦：丫 -FezQ，其化學(xué)組成中常含有Mg Ti和Mn等混入物。等軸晶系，五角三四面體晶類，多呈粒狀集合體，致密塊狀，常具磁鐵礦假象。顏色及條痕均為褐色，硬度5,比重4.88， 強(qiáng)磁性。磁赤鐵礦主要是磁鐵礦在氧化條件下經(jīng)次

9、生變化作用形成。磁鐵礦中的Fe2+完全為Fe3+所代替(3Fe2+ f 2Fe3+)，所以有1/3Fe2+所占據(jù)的八面體位置產(chǎn)生了空位。另外，磁赤鐵礦可由纖 鐵礦失水而形成，亦有由鐵的氧化物經(jīng)有機(jī)作用而形成的。3. 褐鐵礦褐鐵礦(Limo nite )這是含有氫氧化鐵的礦石，是由其他礦石風(fēng)化后生成的，在自然界中分布得最廣泛，但礦床埋藏量大的并不多見(jiàn)。它是針鐵礦(Goethite ) HFeO2和鱗鐵礦 (Lepidocrocite ) FeO ( OH兩種不同結(jié)構(gòu)礦石的統(tǒng)稱，也有人把它主要成份的化學(xué)式寫(xiě)成mFe2O3 nH2Q呈現(xiàn)土黃或棕色，含有 Fe約62%, O27%, H2O11%，比重

10、約為 3.64.0 ,多 半是附存在其它鐵礦石之中。實(shí)際上并不是一個(gè)礦物種，而是針鐵礦、纖鐵礦、水針鐵礦、水纖鐵礦以及含水氧化硅、泥質(zhì)等的混合物。 褐鐵礦中絕大部分含鐵礦物是以2Fe2O3 - H2O形式存在的?；瘜W(xué)成分變化大，含水量變化也大。一般褐鐵礦石含鐵量為37%55%,有時(shí)含磷較高。褐鐵礦的吸水性很強(qiáng)，一般都吸附著大量的水分，在焙燒或入高爐受熱后去掉游離水和結(jié)晶水， 礦石氣孔率因而增加， 大大改善了礦石的還原性。所以褐鐵礦比赤鐵礦和磁鐵礦的還原性都要好。同時(shí)，由于去掉了水分相應(yīng)地提高了礦石的含鐵量。 針鐵礦 a -FeO(OH)，含F(xiàn)e62.9%。含不定量的吸附水者，稱水針鐵礦HFeO

11、2- NH2O斜方晶系，形態(tài)有針狀、柱狀、薄板狀或鱗片狀。通常呈豆?fàn)睢⒛I狀或鐘乳狀。切面具平行或放射 纖維狀構(gòu)造。有時(shí)成致密塊狀、土狀，也有呈鮞狀。顏色紅褐、暗褐至黑褐。經(jīng)風(fēng)化而成的粉末 狀、赭石狀褐鐵礦則呈黃褐色。針鐵礦條痕為紅褐色，硬度55.5，比重44.3。而褐鐵礦條痕則一般為淡褐或黃褐色，硬度14,比重3.34。（2） 纖鐵礦 丫 -FeO（OH），含F(xiàn)e 62.9%。含不定量的吸附水者，稱水纖鐵礦FeO（OH） NH2O斜方晶系。常見(jiàn)鱗片狀或纖維狀集合體。顏色暗紅至黑紅色。條痕為桔紅色或磚紅色。硬度45,比重 4.01 4.1。4. 菱鐵礦菱鐵礦（Siderite ）是含有碳酸鐵的礦

12、石， 主要成份為FeCO3呈現(xiàn)青灰色，理論含鐵量48.2%, 比重在3.8左右。FeCO3 FeO 62.01%，CO2 37.99%，常含 Mg和Mn。三方晶系。常見(jiàn)菱面體， 晶面常彎曲。其集合體成粗粒狀至細(xì)粒狀。亦有呈結(jié)核狀、葡萄狀、土狀者。黃色、淺褐黃色（風(fēng)化后為深褐色），玻璃光澤。硬度 3.54.5，比重3.96左右，因Mg和Mn的含量不同而有所變 化。在自然界中，有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的菱鐵礦比其他三種礦石都少。菱鐵礦很容易被分解氧化成褐鐵礦。一般含鐵量不高，但受熱分解岀CO2以后，不僅含鐵量顯著提高而且也變得多孔，還原性很好。這種礦石多半含有相當(dāng)多數(shù)量的鈣鹽和鎂鹽。由于碳酸根在高溫約800

13、900 C時(shí)會(huì)吸收大量的熱而放岀二氧化碳，所以我們多半先把這一類礦石加以焙燒之后再加入鼓風(fēng)爐。5. 其他鈦鐵礦（limenite） 其化學(xué)分子式是 FeTiO3，F(xiàn)e 36.8%，Ti 36.6%，O 31.6%。三方晶系。菱 面體晶類。常呈不規(guī)則粒狀、 鱗片狀或厚板狀。 在950 C以上鈦鐵礦與赤鐵礦形成完全類質(zhì)同象。 當(dāng)溫度降低時(shí)，即發(fā)生熔離，故鈦鐵礦中常含有細(xì)小鱗片狀赤鐵礦包體。鈦鐵礦顏色為鐵黑色或鋼灰色。條痕為鋼灰色或黑色。含赤鐵礦包體時(shí)呈褐色或帶褐的紅色條痕。金屬-半金屬光澤。不透明，無(wú)解理。硬度 56.5，比重45。弱磁性。鈦鐵礦主要出現(xiàn)在超基性巖、基性巖、堿 性巖、酸性巖及變質(zhì)巖

14、中。我國(guó)攀枝花釩鈦磁鐵礦床中，鈦鐵礦呈粒狀或片狀分布于鈦磁鐵礦等礦物顆粒之間，或沿鈦磁鐵礦裂開(kāi)面成定向片晶。鐵的硅酸鹽礦（Silicate Iron）此類礦石是一種復(fù)合鹽，沒(méi)有一定的化學(xué)式，成份的變化很大，一般呈現(xiàn)深綠色，比重為 3.8左右，含鐵成份很低，是一種較差的鐵礦石。硫化鐵礦（Sulphide iron ）這種礦石含有 FeS2,含F(xiàn)e只有46.6 %而S的含量達(dá)到53.4 %。呈現(xiàn)灰黃色，比重大約為4.955.10。由于這種礦石常常含有許多其它較貴重的金屬如銅（Copper ）、鎳（Nickel ）、鋅（Zinc ）、金（Gold ）、銀（Silver ）等，所以常被用做他種金屬冶

15、煉工業(yè)的原料；又由于它含有大量的硫，所以常被用來(lái)提制硫磺，鐵反而變成了副產(chǎn)品，所以事實(shí)上已不能稱為鐵礦石矣。鐵礦石與鐵精粉主要區(qū)別：1. 鐵礦石（富含鐵兀素之紅、黑塊礦、菱鐵礦等之統(tǒng)稱）。達(dá)到入爐冶煉要求的礦石，有的品位已經(jīng)相當(dāng)高，比如60%在粒度（SIZE、上相對(duì)鐵精粉來(lái)說(shuō)明顯程粒、塊狀態(tài)。大致在10mm至 100mm之間。但是，鐵礦石塊礦以“紅礦”居多， “黑礦”相對(duì)較少。2. 鐵精粉（主要是“黑礦”）。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工富積，工業(yè)選洗之后的鐵礦石。1） 燒結(jié)粉（Sinter fines），該品種之主要用途為燒結(jié)造塊又達(dá)到入爐要求，而且所含有害元素（如對(duì)鋼材冷熱脆性有較大影響的S、P等已經(jīng)過(guò)磁

16、選、浮選、重選等工序降低至一定含量），粒度上來(lái)說(shuō)，大致在1mm至8mm之間。2）造球粉（Pellet Feed Fines）顯而易見(jiàn)，該品種為進(jìn)一步加工后，對(duì)SiO2,Al2O3,Cu,P,S,MgO+Na2O等有害雜質(zhì)進(jìn)一步除去 后，特別是 SIZE規(guī)格上一般要求-200MESH達(dá)到75%至 85%以配進(jìn)彭潤(rùn)土等粘合劑在高濕或壓 力下制作球團(tuán)礦的用料。鐵礦選礦技術(shù)我國(guó)鐵礦由于貧礦多（占總儲(chǔ)量的97.5 %）和伴（共）生有其他組分的綜合礦多（占總儲(chǔ)量的1/3）,所以在冶煉前絕大部分需要進(jìn)行選礦處理。1996 年全國(guó)入選鐵礦石 21497萬(wàn)t，占全國(guó)產(chǎn)鐵礦石原礦 25228萬(wàn)t的85.2 %。入

17、選鐵礦 石生產(chǎn)鐵精礦粉 8585.7萬(wàn)t，其中重點(diǎn)選礦廠處理原礦 10961萬(wàn)t，生產(chǎn)鐵精礦粉 4158萬(wàn)t , 占全國(guó)鐵精礦粉產(chǎn)量的 48.4 %。（一）礦石破碎我國(guó)選礦廠一般采用粗破、中破和細(xì)破三段破碎流程破碎鐵礦石。粗破多用1.2 m或1.5 m旋回式破碎機(jī)，中破使用2.1 m或2.2 m標(biāo)準(zhǔn)型圓錐式破碎機(jī)，細(xì)破采用2.1 m或2.2 m短頭型圓錐式破碎機(jī)。通過(guò)粗破的礦石，其塊度不大于1m,然后經(jīng)過(guò)中、細(xì)破碎，篩分成礦石粒度小于12mm的最終產(chǎn)品送磨礦槽。（二）磨礦工藝我國(guó)鐵礦磨礦工藝，大多數(shù)采用兩段磨礦流程，中小型選礦廠多采用一段磨礦流程。由于 采用細(xì)篩再磨新工藝，近年來(lái)一些選礦廠已由

18、兩段磨礦改為三段磨礦。采用的磨礦設(shè)備一般比較小,最大球磨機(jī) 3.6 mX 6m，最大棒磨機(jī) 3.2 mX 4.5 m，最大自磨機(jī) 5.5 mX 1.8 m，礫磨機(jī)2.7 mX 3.6 m。磨礦后的分級(jí)基本上使用的是螺旋分級(jí)機(jī)。為了提高效率，部分選礦廠用水力旋流器取代二次螺旋分級(jí)機(jī)。（三）選別技術(shù)1 .磁鐵礦選礦主要用來(lái)選別低品位的“鞍山式”磁鐵礦。由于礦石磁性強(qiáng)、好磨好選，國(guó)內(nèi)磁選廠均采用階段磨礦和多階段磨礦流程，對(duì)于粗粒嵌布的磁鐵礦采用前者（一段磨礦），細(xì)粒、微細(xì)粒嵌布的磁鐵礦采用后者（二段或三段磨礦）（圖3.2.23 ）。我國(guó)自己研制的系列化的永磁化，使磁選機(jī)實(shí)現(xiàn)了永磁化。70年代以后，由

19、于在全國(guó)磁鐵礦選礦廠推廣了細(xì)篩再磨新技術(shù)，使精礦品位 由62%提高到了 66 %左右，實(shí)現(xiàn)了冶金工業(yè)部提岀精礦品位達(dá)到65%的要求。2.弱磁性鐵礦選礦主要用來(lái)選別赤鐵礦、褐鐵礦、鏡鐵礦、菱鐵礦、假象赤鐵礦或混合礦，也就是所謂的“紅 礦”。這類礦石品位低、嵌布粒度細(xì)、礦物組成復(fù)雜，選別困難。80年代后，選礦技術(shù)方面對(duì)焙燒磁選、濕式強(qiáng)磁選、弱磁性浮選和重選等工藝流程、裝備和新品種藥劑的研究不斷改進(jìn)，使精礦品位、金屬回收率不斷提高。如鞍鋼齊大山選礦廠采用弱磁一強(qiáng)磁一浮選的新工藝流程（圖3.2.24），獲得令人鼓舞的成就。3 .多金屬共（伴）生礦選礦這類礦石成分復(fù)雜、類型多樣，因此采用的方法、設(shè)備和流

20、程也各不相同，采用反浮選一多梯度磁選、絮凝浮選、弱磁-反浮選-強(qiáng)磁選、 弱磁-正浮選、的工藝流程，以提高鐵的回收率，并綜合回收稀土氧化物。攀枝花鐵礦通過(guò)磁選獲得 左右的釩鐵精礦， 磁選后的尾礦通過(guò)弱磁掃選-強(qiáng)磁選-重選-浮選-干燥電選，如白云鄂博鐵礦焙燒磁選等不同TFe 53 %獲得鈦精礦和硫鉆精礦，回收鈦和鉆。大冶鐵礦采用弱磁-強(qiáng)磁和浮選，綜合回收鐵、銅和鉆、硫等元素。（四）燒結(jié)球團(tuán)技術(shù)燒結(jié)技術(shù)是我國(guó)人造富礦的主要手段。1996年共生產(chǎn)人造富礦16095.6萬(wàn)t，其中重點(diǎn)企業(yè)9485.9萬(wàn)t，占58.9%，地方國(guó)營(yíng)企業(yè) 6133.7萬(wàn)t，占38.1%。我國(guó)在細(xì)精礦燒結(jié)的技術(shù)上已達(dá)到相當(dāng)水平。

21、鞍鋼早在50年代初就在燒結(jié)機(jī)上成功地把酸性燒結(jié)礦制作方法改為堿性燒結(jié)礦制作方法，在世界上第一個(gè)用消石灰或生石灰作熔劑解決了細(xì)精礦燒結(jié)問(wèn)題。燒結(jié)球團(tuán)的裝備水平也有所提高，全國(guó)共有燒結(jié)機(jī)419臺(tái)，總面積15522m2，其中：130m2級(jí)以上的燒結(jié)機(jī)有22臺(tái)，合計(jì)面積4107 m2; 24129 m2的燒結(jié)機(jī)197臺(tái)，合計(jì)面積9387 m2;小于 24 m2的燒結(jié)機(jī) 200臺(tái)，合計(jì)面積 2028 m2。1994年2月24日在馬鞍山鋼鐵廠投 產(chǎn)的300m2燒結(jié)機(jī)，是我國(guó)除寶鋼外自行設(shè)計(jì)、制造和建設(shè)的規(guī)模最大的現(xiàn)代化燒結(jié)機(jī)。全國(guó)1995年燒結(jié)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為：利用系數(shù)1.36 t/ ( m2h )，

22、燒結(jié)礦品位53.00 %，燒結(jié)機(jī)日歷作業(yè)率80.94 %，燒結(jié)礦合格率為84.92 %，工人勞動(dòng)生產(chǎn)率為2170 t/(ha )。一般工業(yè)鐵礦質(zhì)量要求1. 煉鋼用鐵礦石(原稱平爐富礦)礦石入爐塊度要求：平爐用鐵礦石 50250 mm；電爐用鐵礦石 50100 mm；轉(zhuǎn)爐用鐵礦石1050 mm。直接用于煉鋼的礦石質(zhì)量要求見(jiàn)表3.2.2(適用于磁鐵礦石、赤鐵礦石、褐鐵礦石)。2. 煉鐵用鐵礦石(原稱高爐富礦)礦石入爐塊度要求：一般為840mm煉鐵用鐵礦石，按造渣組分的酸堿度可劃分為：堿性礦石(CaO+MgO)/(SiO2+AI2O3) > 1.2 ;自熔性礦石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.81.2 ;半自熔性礦石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.50.8 ;酸性礦石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3) v 0.5。直接用于高爐煉鐵用鐵礦石質(zhì)量要求見(jiàn)表3.2.3(適用于各種鐵礦石類型塊礦)。酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼生鐵礦石P< 0.03%堿性平爐煉鋼生鐵礦石P< 0.03%0.18%堿性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼生鐵礦石P< 0.2%0.8%托馬斯生鐵礦石 P< 0.8%1.2%普通鑄造生鐵礦石 P< 0.05