鐵礦石還原性及其性質(zhì)

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1、鐵礦石還原性及其性質(zhì)  鐵在自然界(地殼)分布很廣,但由于鐵很容易與其它元素化合而成各種鐵礦物(化合物)存在,所以地殼層很少有天然純鐵存在。我們所說的鐵礦石還原性是指在現(xiàn)代技術(shù)條件下能冶煉出鐵來而又在經(jīng)濟上合算的鐵礦物。鐵礦石還原性是由一種或幾種含鐵礦物和脈石組成,其中還夾帶一些雜質(zhì)。脈石亦是由一種或幾種礦物(化合物)組成。含鐵礦物和脈石都叫礦物,都是具有一定的化學(xué)組成和結(jié)晶構(gòu)造的化合物?! ∫弧㈣F礦石還原性的種類及其特性  自然界含鐵礦物很多,已被人們認識的就有300多種,但現(xiàn)階段用作煉鐵原料的還只有二十幾種,其中最主要的是磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱

2、鐵礦四種類型?! 。ㄒ唬┐盆F礦  磁鐵礦主要含鐵礦物為四氧化三鐵,其化學(xué)分子式為Fe3O4。理論含鐵量為72.4%,外表顏色通常為炭黑色或略帶有淺蘭的黑色,有金屬光澤,條痕(在表面不平的白瓷板上劃道時板上出現(xiàn)的顏色)黑色。俗稱青礦。這種礦石最突出的特點是具有磁性,這也是它名稱的由來。磁鐵礦一般很堅硬,組織致密,還原性能差。一般磁鐵礦的硬度在5.5~6.5之間,比重在4.6~5.2之間。自然界這種礦石分布很廣,貯量豐富?! ∪欢?,地殼表層純磁鐵礦卻很少見,因為磁鐵礦是鐵的非高價氧化物,所以遇氧或水要繼續(xù)氧化。由于氧化作用使部分磁鐵礦被氧化成赤鐵礦,但仍保

3、持磁鐵礦的結(jié)晶形態(tài),這種礦石我們稱它為假象赤鐵礦和半假象赤鐵礦。通常我們用下面的方法,即為鐵礦石還原性中的全鐵(TFe)與氧化亞鐵(FeO)的比值來劃分,對純磁鐵礦其理論值為2.34,比值越大說明鐵礦石還原性氧化程度越高。  當(dāng)TFe/FeO<3.5為磁鐵礦  TFe/FeO=3.5~7為半假象赤鐵礦  TFe/FeO>7為假象赤鐵礦  這里應(yīng)當(dāng)指出的是,這種劃分只適用于由單一的磁鐵礦和赤鐵礦組成的鐵礦床。如果礦石中含有硅酸鐵(FeO·SiO2)、硫化鐵(FeS)和碳酸鐵(FeCO3)等,由于其中的FeO(或Fe++)不具磁性,如比較時把它們也計算在F

4、eO內(nèi)就會出現(xiàn)假象?! ×硗?,有的磁鐵礦還含有鈦(TiO2)和釩(V2O5)的氧化物,我們把它們分別叫做鈦磁鐵礦、釩磁鐵礦或釩鈦磁鐵礦。也有和黃鐵礦(FeS)共生的則叫做磁黃鐵礦。 ?。ǘ┏噼F礦  赤鐵礦是指不含結(jié)晶水的三氧化二鐵,其化學(xué)分子式為Fe2O3(三氧化二鐵)。純赤鐵礦理論含鐵量為70%。它外表顏色從紅到淺灰,有時為黑色,條痕暗紅色。俗稱“紅礦”。赤鐵礦結(jié)晶組織不一,從非常致密到很分散很松軟的粉狀,因而硬度也不一,前者一般為5.5~6.5之間,后者則很低。一般較磁鐵礦易還原。比重為4.8~5.3之間?! 〕噼F礦在自然界中貯量豐富,但純凈的赤

5、鐵礦較少,常與磁鐵礦、褐鐵礦等共生?! 。ㄈ┖骤F礦  褐鐵礦是含結(jié)晶水的三氧化二鐵,化學(xué)式可用mFe2O3·nH2O表示。它實際上是由針鐵礦(Fe2O3·H2O)、水針鐵礦(2Fe2O3·H2O)、氫氧化鐵和泥質(zhì)物的混合物所組成。自然界中褐鐵礦絕大部分以2Fe2O3·3H2O形態(tài)存在。按結(jié)晶水含量不同,褐鐵礦又可分為水赤鐵礦、針赤鐵礦、褐鐵礦等?! 『骤F礦是由其它鐵礦石還原性風(fēng)化而成,因此其結(jié)構(gòu)比較松軟,比重小,含水量大。  褐鐵礦由于含結(jié)晶水量不同而有不同顏色,由黃褐色至深褐色或黑灰色。條痕黃褐色。褐鐵礦的結(jié)晶水干燥時很容易除掉,褐鐵礦的(脫水后的

6、褐鐵礦)氣孔很多,容易還原。但由于褐鐵礦硬度?。?~4)結(jié)構(gòu)疏松,粉末多,一般都得經(jīng)過造塊后方才適合高爐冶煉?! 。ㄋ模┝忤F礦  菱鐵礦是一種鐵的碳酸鹽,其化學(xué)分子式為FeCO3(碳酸鐵),理論含鐵量為48.2%,含F(xiàn)eO為62.1%,CO2為37.9%?! ∽匀唤缰谐R姷氖菆杂仓旅艿牧忤F礦,外表顏色為灰色和黃褐色,比重3.8,硬度3.5~4之間,無磁性。菱鐵礦在氧和水的作用下易風(fēng)化成褐鐵礦。覆蓋在其表層?! ×忤F礦常夾雜有鎂、錳和鈣等碳酸鹽。菱鐵礦一般含鐵量不高(30~40%),但經(jīng)焙燒后,因分解放出CO2含鐵量顯著增加,礦石也變得多孔,成為還原性良

7、好的礦石?! 《?、鐵礦石還原性的評價  鐵礦石還原性質(zhì)量的主要指標(biāo)是化學(xué)成分和冶金性能。最適宜于冶煉的礦石應(yīng)該是:  1、礦石成分穩(wěn)定,并且有高的含鐵量和低的脈石量,有害雜質(zhì)少?! ?、粒度均勻,并且有良好的還原性、較高的軟化溫度和機械強度、良好的礦物組成?! ≈饕笜?biāo)有: ?。ㄒ唬┖F量  含鐵量是評價鐵礦石還原性最主要的質(zhì)量指標(biāo)。工業(yè)上使用過的鐵礦石還原性含鐵量范圍大約在23~70%之間,通常要求礦石中含鐵量不少于50%才可以直接用于高爐冶煉。根據(jù)礦石中實際含鐵量與理論含鐵量之比將鐵礦石還原性分為三級。  A=礦石中實際含鐵量%/礦石中理論含鐵量%

8、×100%  當(dāng)A=85~90時為一級鐵礦石還原性;  A=75~85時為二級鐵礦石還原性; 

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