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赤铁选矿工艺
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铁矿资源的种类和性质、铁矿选矿的基本原理和工艺方法以及不同铁矿石的选矿工艺流程和典型选矿生产实例。其主要内容包括:铁矿物与铁矿石、碎矿与磨矿、铁矿选矿工艺及设备、磁铁矿选矿、赤铁矿选矿、镜铁矿选矿、褐铁矿选矿、菱铁矿选矿、选矿厂取样及金属平衡、铁矿石化学分析等。

     铁矿石的分类及主要特性

高炉冶炼对铁矿石的要求,铁矿石冶炼前的准备和处理,焦碳在高炉炼铁中的作用和对焦碳的质量要求,烧结生产原料准备和烧结生产过程,球团矿生产等。      

一、矿物、矿石和岩石  地壳中的化学元素经过各种地质作用,形成的天然元素和天然化合物称为矿物。它具有较均一的化学成分和内部结晶构造,具有一定的物理性质和化学性质。  矿石和岩石均由矿物所组成,是矿物的集合体。但是,矿石是在目前的技术条件下能经济合理地从中提取金属、金属化合物或有用矿物的物质。因此矿石和岩石的概念是相对的。  矿石又由有用矿物和脉石矿物所组成。矿石中能够被利用的矿物为有用矿物,目前尚不能利用的矿物为脉石矿物。    

二、铁矿石的分类及主要特性      在自然界中,金属状态的铁是极少见的,一般都和其他元素结合成化合物。现在已知道的含铁矿物有300多种,但在目前的工艺条件及技术水平下能够用作炼铁原料的只有20多种。根据含铁矿物的主要性质,按其矿物组成,通常将铁矿石分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿四种类型。


                 磁铁矿

1.磁铁矿:主要成分为Fe3O4,即四氧化三铁,每个Fe3O4分子中有两个+3价的铁原子和1一个+2价的铁原子,即Fe2O3-FeO,氧原子为-2价,其中Fe的质量分数约为72%。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5.5~6.5。比重4.9~5.2。具强磁性。

   磁铁矿主要含铁矿物为磁铁矿,其化学式为Fe3O4,其中FeO=31%,Fe2O3=69%,理论含铁量为72.4%。这种矿石有时含有TiO2及V2O5组合复合矿石,分别称为钛磁铁矿或矾钛磁铁矿。在自然纯磁铁矿矿石很少遇到,常常由于地表氧化作用使部分磁铁矿氧化转变为半假象赤铁矿和假象赤铁矿。所谓假象赤铁矿就是磁铁矿(Fe3O4)氧化成赤铁矿(Fe2O3),但它仍保留原来磁铁矿的外形,所以叫做假象赤铁矿。磁铁矿具有强磁性,晶体常成八面体,少数为菱形十二面体。集合体常成致密的块状,颜色条痕为铁黑色,半金属光泽,相对密度4.9~5.2,硬度5.5~6,无解理,脉石主要是石英及硅酸盐。还原性差,一般含有害杂质硫和磷较高。

               赤铁矿

2.赤铁矿

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5~6。比重5~5.

赤铁矿赤铁矿为无水氧化铁矿石,其化学式为Fe2O3,理论含铁量为70%。这种矿石在自然界中经常形成巨大的矿床,从埋藏和开采量来说,它都是工业生产的主要矿石。

赤铁矿含铁量一般为50%~60%,含有害杂质硫和磷比较少,还原较磁铁矿好,因此,赤铁矿是一种比较优良的炼铁原料。赤铁矿有原生的,也有野生的,再生的赤铁矿的磁铁矿经过氧化以后失去磁性,但仍保存着磁铁矿的结晶形状的假象赤铁矿,在假象赤铁矿中经常含有一些残余的磁铁矿。有时赤铁矿中也含有一些赤铁矿的风化产物,如褐铁矿(2Fe2O3·3H2O)。赤铁矿具有半金属光泽,结晶者硬度为5.5~6,土状赤铁矿硬度很低,无解理,相对密度4.9~5.3,仅有弱磁性,脉石为硅酸盐

               褐铁矿



3.褐铁矿    

褐铁矿是含水氧化铁矿石,是由其他矿石风化后生成的,在自然界中分布得最广泛,但矿床埋藏量大的并不多见。其化学式为nFe2O3·mH2O(n=1~3、m=1~4)。褐铁矿实际上是由针和含不同结晶水的氧化铁以及泥质物质的混合物所组成的。褐铁矿中绝大部分含铁矿物是以2Fe2O3·3H2O形式存在的。一般褐铁矿石含铁量为37%~55%,有时含磷较高。褐铁矿的吸水性很强,一般都吸附着大量的水分,在焙烧或入高炉受热后去掉游离水和结晶水,矿石气孔率因而增加,大大改善了矿石的还原性。所以褐铁矿比赤铁矿和磁铁矿的还原性都要好。同时,由于去掉了水分相应地提高了矿石的含铁量。  

               菱铁矿



4.菱铁矿    

主要成分为FeCO3,即碳酸亚铁,其中Fe的质量分数约为49%,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3.5~4.5,比重3.96左右,因Mg和Mn的含量不同而有所变化。理论含铁量48.2%。在自然界中,有工业开采价值的菱铁矿比其他三种矿石都少。菱铁矿很容易被分解氧化成褐铁矿。一般含铁量不高,但受热分解出CO2以后,不仅含铁量显著提高而且也变得多孔,还原性很好。




    铁矿石是高炉冶炼的主要原料,其质量的好坏,与冶炼进程及技术经济指标有极为密切的关系。决定铁矿石质量的主要因素是化学成分、物理性质及其冶金性能。高炉冶炼对铁矿石的要求是:含铁量高,脉石少,有害杂质少,化学成分稳定,粒度均匀,良好的还原性及一定的机械强度等性能。  一、铁矿石品位  铁矿石的品位即指铁矿石的含铁量,以TFe%表示。品位是评价铁矿石质量的主要指标。矿石有无开采价值,开采后能否直接入炉冶炼及其冶炼价值如何,均取决于矿石的含铁量。

对于含铁量较低或含铁量虽高但有害杂质含量超过规定要求的矿石或含伴生有益组分的铁矿石,均需进行选矿处理,选出的铁精粉经配料烧结或球团处理后才能入炉使用。

赤铁矿选矿方法、赤铁矿选矿工艺、赤铁矿选矿工艺流程:



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