鐵礦石的基本概念
一、定義
鐵礦石是指在現(xiàn)有的技術條件下，能從中提取鐵金屬之礦物。
二、種類
一般鐵礦石常見的鐵礦物有：赤鐵礦（Fe2O3）、磁鐵礦（Fe3O4）、褐鐵礦（nFe2O3·mH2O,n=1～3，m=1～4）、菱鐵礦（FeCO3）等。
（一）磁鐵礦
含鐵一般在45~70%，S、P高，堅硬，致密難還原。很少直接入爐，大多進行選礦。
（二）赤鐵礦
含鐵一般在55~65%，S、P少，軟易破碎，易還原。
例如：巴西礦、澳礦、國內(nèi)海南鐵礦等。
（三）褐鐵礦
含鐵一般在37~62%，疏松，大部份松軟易還原。例如：揚迪粉、火箭粉、PB粉、MAC粉、國內(nèi)黃梅鐵礦等。
（四）菱鐵礦
含鐵一般在30~40%，S、P少，易破碎，焙燒后易還原 ，朝鮮該礦種較多。
磁鐵礦、赤鐵礦通常按如下區(qū)分：
TFe/FeO＜3.5 為磁鐵礦。 例如：55/18=3.06
TFe/FeO＞7.0 為假象赤鐵礦。例如：55/7=7.86
TFe/FeO=3.5～7.0 為半假象赤鐵礦。 例如：55/10=5.5
鐵礦石是指在現(xiàn)有的技術條件下，能從中提取鐵金屬之礦物。
二、種類
一般鐵礦石常見的鐵礦物有：赤鐵礦（Fe2O3）、磁鐵礦（Fe3O4）、褐鐵礦（nFe2O3·mH2O,n=1～3，m=1～4）、菱鐵礦（FeCO3）等。
（一）磁鐵礦
含鐵一般在45~70%，S、P高，堅硬，致密難還原。很少直接入爐，大多進行選礦。
（二）赤鐵礦
含鐵一般在55~65%，S、P少，軟易破碎，易還原。
例如：巴西礦、澳礦、國內(nèi)海南鐵礦等。
（三）褐鐵礦
含鐵一般在37~62%，疏松，大部份松軟易還原。例如：揚迪粉、火箭粉、PB粉、MAC粉、國內(nèi)黃梅鐵礦等。
（四）菱鐵礦
含鐵一般在30~40%，S、P少，易破碎，焙燒后易還原 ，朝鮮該礦種較多。
磁鐵礦、赤鐵礦通常按如下區(qū)分：
TFe/FeO＜3.5 為磁鐵礦。 例如：55/18=3.06
TFe/FeO＞7.0 為假象赤鐵礦。例如：55/7=7.86
TFe/FeO=3.5～7.0 為半假象赤鐵礦。 例如：55/10=5.5
表1：鐵礦石在冶煉過程中的理化性能
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礦物名稱
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化學式
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理論含量
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列表顏色
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光澤
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條痕
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比重
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硬度
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赤鐵礦
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Fe2O3
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70%
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結晶為鋼灰和鐵黑色，其他為暗紅色
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鏡鐵礦有金屬光澤其他為土色
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櫻紅色
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4.8~5.3
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5.5~6.0
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磁鐵礦
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Fe3O4
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72.4%
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鋼灰色或黑灰色
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較暗的玻璃光澤
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黑色
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4.9~5.2
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5.2~6.5
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褐鐵礦
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nFe2O3·mH2O
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55.2~62.92%
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黃褐色、暗褐色和黑色
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無
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黃色和黃褐色
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3.0~4.2
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1.0~4.0
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菱鐵礦
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FeCO3
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48.2%
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灰色和黃褐色
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玻璃光澤
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灰色和淺黃色
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3.9
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3.5~4.0
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三、高爐冶煉對鐵礦石質(zhì)量的要求
（一）高爐煉鐵生產(chǎn)簡介
高爐冶煉過程是一個連續(xù)的生產(chǎn)過程。爐料從爐頂進入爐腔，在高爐底部的爐缸和爐腹中裝滿焦炭。爐腰和爐身中則是鐵礦石、焦炭等層層相間，一直裝到爐喉。從安裝在爐缸上的風口鼓入大量的、溫度高達1000-1200℃的熱風，爐料中焦炭在風口前燃燒，迅速產(chǎn)生大量的熱，使風口附近爐腔中心溫度高達1800℃以上。全過程是在爐料自上而下，煤氣自下而上，在相互接觸過程中，經(jīng)過一系列物理化學反應完成的。 經(jīng)過兩個過程：一是還原氣體的生成，二是還原氣體逐步還原鐵的氧化物。在高爐冶煉過程中主要有鐵的間接還原和直接還原反應、造渣過程、生鐵的形成等步驟。
（二）鐵礦石質(zhì)量對高爐冶煉的影響
1、鐵礦石品位的影響
鐵礦石品位指的是鐵礦石含鐵的量，鐵礦石含鐵量高，有利于降低高爐焦比和提高產(chǎn)量。
對于褐鐵礦、菱鐵礦的鐵礦石，對含鐵量的要求可以適當降低，原因是褐鐵礦、菱鐵礦在高溫下，結晶水分解及CO2揮發(fā)，鐵品位相對提高。
2、鐵礦石強度和粒度組成
鐵礦石的強度差，在高爐內(nèi)易碎。粉末多，影響高爐爐內(nèi)料柱的透氣性，易引起爐況不順，煤氣利用不好，焦比上升，產(chǎn)量下降。
粒度大，還原速度慢，焦比升高。高爐冶煉要求鐵礦石強度好，粒度小而均勻。一般要求小于6mm及大于40mm的鐵礦石不直接入爐，對于難還原的磁鐵礦粒度上限要求更小些。通常入爐最佳的粒度范圍為15~25mm。
3、鐵礦石的還原性和化學成分的穩(wěn)定性
鐵礦石的還原性好，有利于降低焦比。鐵礦石化學成分波動會引起爐渣成份、爐渣堿度和生鐵質(zhì)量的波動，從而破壞了爐況順行，并使焦比升高，產(chǎn)量降低。因此，高爐冶煉要求鐵礦石化學成分相對穩(wěn)定。
4、脈石化學成分的影響
脈石的化學成份對鐵礦石的冶煉價值影響很大，其中有害元素占據(jù)一定比例，如SiO2含量不同，其冶煉價值也不同。典型的有害元素通常包括硫（S）、磷（P）、鉀（K）、鈉（N a）、鉛（Pb）、Zn（鋅）、As（砷）、Cu等。
四、燒結生產(chǎn)對鐵礦粉的質(zhì)量要求
（一）燒結生產(chǎn)簡介
鐵礦粉燒結，就是將細粒含鐵物料與燃料、熔劑按一定的比例配合，再加水濕潤、混勻和制粒形成混合料，布料于燒結設備上，通過點火、抽風，借助燃料燃燒產(chǎn)生的高溫和一系列物理化學變化，生成部分低熔點物質(zhì)，并軟化熔融產(chǎn)生一定數(shù)量的液相，將鐵礦物顆粒粘結起來，冷卻后，即固結成為具有一定強度的多孔塊狀產(chǎn)品—燒結礦，其經(jīng)歷了固相反應，液相生成和冷凝固結的過程。
（二）燒結對鐵礦粉的質(zhì)量要求
1、燒結礦強度、還原性與鐵礦石自身強度、還原性的關系
燒結礦的強度、還原性與鐵礦石自身的強度、還原性有關。鐵礦石的強度好、還原性好，燒結礦的強度、還原性相對也好。赤鐵礦、磁鐵礦自身強度都較好。褐鐵礦、菱鐵礦強度差，還原性好。燒結礦的氣孔率和還原性的關系，氣孔率大，還原性好，但強度差。
2、鐵礦粉的種類及粒度組成對燒結生產(chǎn)的影響
鐵礦粉的粒度的組成、礦物組成等直接影響燒結礦的質(zhì)量及產(chǎn)能。單種鐵礦粉燒結性能較差，需要不同的礦種組成不同的礦物，具有較好的燒結性能。最佳粒度0～8mm，其中3～6mm達35%以上較好。
3、鐵礦粉成分對燒結生產(chǎn)的影響
（1）堿度和SiO2含量影響
提高堿度（CaO/ SiO2）即提高CaO。
SiO2含量應有一定含量范圍，燒結礦中SiO2含量在4.7%～5.2%較為合適。
（2）MgO含量的影響
通常，鐵礦粉中的MgO是十分有益的，因為鐵礦粉中MgO含量不會高于燒結要求的含量，燒結是需要添加MgO的。
（3）Al2O3含量的影響
Al2O3能加寬針狀鐵酸鈣存在的溫度范圍，針狀鐵酸鈣的生成量與Al2O3/SiO2值有關。但燒結礦中Al2O3過高，會促使Fe2O3還原應力集中和膨脹裂紋擴展，從而會加劇低溫還原粉化。
（一）高爐煉鐵生產(chǎn)簡介
高爐冶煉過程是一個連續(xù)的生產(chǎn)過程。爐料從爐頂進入爐腔，在高爐底部的爐缸和爐腹中裝滿焦炭。爐腰和爐身中則是鐵礦石、焦炭等層層相間，一直裝到爐喉。從安裝在爐缸上的風口鼓入大量的、溫度高達1000-1200℃的熱風，爐料中焦炭在風口前燃燒，迅速產(chǎn)生大量的熱，使風口附近爐腔中心溫度高達1800℃以上。全過程是在爐料自上而下，煤氣自下而上，在相互接觸過程中，經(jīng)過一系列物理化學反應完成的。 經(jīng)過兩個過程：一是還原氣體的生成，二是還原氣體逐步還原鐵的氧化物。在高爐冶煉過程中主要有鐵的間接還原和直接還原反應、造渣過程、生鐵的形成等步驟。
（二）鐵礦石質(zhì)量對高爐冶煉的影響
1、鐵礦石品位的影響
鐵礦石品位指的是鐵礦石含鐵的量，鐵礦石含鐵量高，有利于降低高爐焦比和提高產(chǎn)量。
對于褐鐵礦、菱鐵礦的鐵礦石，對含鐵量的要求可以適當降低，原因是褐鐵礦、菱鐵礦在高溫下，結晶水分解及CO2揮發(fā)，鐵品位相對提高。
2、鐵礦石強度和粒度組成
鐵礦石的強度差，在高爐內(nèi)易碎。粉末多，影響高爐爐內(nèi)料柱的透氣性，易引起爐況不順，煤氣利用不好，焦比上升，產(chǎn)量下降。
粒度大，還原速度慢，焦比升高。高爐冶煉要求鐵礦石強度好，粒度小而均勻。一般要求小于6mm及大于40mm的鐵礦石不直接入爐，對于難還原的磁鐵礦粒度上限要求更小些。通常入爐最佳的粒度范圍為15~25mm。
3、鐵礦石的還原性和化學成分的穩(wěn)定性
鐵礦石的還原性好，有利于降低焦比。鐵礦石化學成分波動會引起爐渣成份、爐渣堿度和生鐵質(zhì)量的波動，從而破壞了爐況順行，并使焦比升高，產(chǎn)量降低。因此，高爐冶煉要求鐵礦石化學成分相對穩(wěn)定。
4、脈石化學成分的影響
脈石的化學成份對鐵礦石的冶煉價值影響很大，其中有害元素占據(jù)一定比例，如SiO2含量不同，其冶煉價值也不同。典型的有害元素通常包括硫（S）、磷（P）、鉀（K）、鈉（N a）、鉛（Pb）、Zn（鋅）、As（砷）、Cu等。
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四、燒結生產(chǎn)對鐵礦粉的質(zhì)量要求
（一）燒結生產(chǎn)簡介
鐵礦粉燒結，就是將細粒含鐵物料與燃料、熔劑按一定的比例配合，再加水濕潤、混勻和制粒形成混合料，布料于燒結設備上，通過點火、抽風，借助燃料燃燒產(chǎn)生的高溫和一系列物理化學變化，生成部分低熔點物質(zhì)，并軟化熔融產(chǎn)生一定數(shù)量的液相，將鐵礦物顆粒粘結起來，冷卻后，即固結成為具有一定強度的多孔塊狀產(chǎn)品—燒結礦，其經(jīng)歷了固相反應，液相生成和冷凝固結的過程。
（二）燒結對鐵礦粉的質(zhì)量要求
1、燒結礦強度、還原性與鐵礦石自身強度、還原性的關系
燒結礦的強度、還原性與鐵礦石自身的強度、還原性有關。鐵礦石的強度好、還原性好，燒結礦的強度、還原性相對也好。赤鐵礦、磁鐵礦自身強度都較好。褐鐵礦、菱鐵礦強度差，還原性好。燒結礦的氣孔率和還原性的關系，氣孔率大，還原性好，但強度差。
2、鐵礦粉的種類及粒度組成對燒結生產(chǎn)的影響
鐵礦粉的粒度的組成、礦物組成等直接影響燒結礦的質(zhì)量及產(chǎn)能。單種鐵礦粉燒結性能較差，需要不同的礦種組成不同的礦物，具有較好的燒結性能。最佳粒度0～8mm，其中3～6mm達35%以上較好。
3、鐵礦粉成分對燒結生產(chǎn)的影響
（1）堿度和SiO2含量影響
提高堿度（CaO/ SiO2）即提高CaO。
SiO2含量應有一定含量范圍，燒結礦中SiO2含量在4.7%～5.2%較為合適。
（2）MgO含量的影響
通常，鐵礦粉中的MgO是十分有益的，因為鐵礦粉中MgO含量不會高于燒結要求的含量，燒結是需要添加MgO的。
（3）Al2O3含量的影響
Al2O3能加寬針狀鐵酸鈣存在的溫度范圍，針狀鐵酸鈣的生成量與Al2O3/SiO2值有關。但燒結礦中Al2O3過高，會促使Fe2O3還原應力集中和膨脹裂紋擴展，從而會加劇低溫還原粉化。
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