凡是含有可经济利用的铁元素的矿石叫做铁矿石。
铁矿石的种类很多,用于炼铁的主要有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)和菱铁矿(FeCO3)等。 铁矿石试样经盐酸溶解后,其中的铁铁矿石 转化为Fe3+。 在强酸性条件下,Fe3+可通过SnCl2还原为Fe2+。
Sn2+将Fe3+还原完毕后,甲基橙也可被Sn2+还原成氢化甲基橙而褪色,因而甲基橙可指示Fe3+还原终点。
Sn2+还能继续使氢化甲基橙还原成N,N-二甲基对苯二胺和对氨基苯磺酸钠。
可以直接投入炼钢炉炼钢的铁矿石旧称“平炉富矿”,可以直接用于炼铁的铁矿石旧称“高炉富矿”,都带个“富”字。 这些富矿是磁铁矿和赤铁矿,它们的含铁量都在70%以上。
贫矿,或者是有害杂质较多的铁矿,则需要先经过选矿,成本一下子上去了。 磁铁矿 (MagnetITe)是一种氧化铁的矿石,主要成份为Fe3O4,是Fe2O3和FeO的复合物,呈黑灰色,比重大约5.15 磁铁矿左右,含Fe72.4%,O 27.6%,具有磁性。 在选矿(Beneficiation)时可利用磁选法,处理非常方便;但是由于其结构细密,故被还原性较差。 赤铁矿(Hematite)也是一种氧化铁的矿石,主要成份为Fe2O3,呈暗红色,比重大约为5.26,含Fe70%,O 30%,是最主要的铁矿石。
由其本身结构状况的不同又可分成很多类别,如赤色赤铁矿(Red hematite)、镜铁矿(SPEcularhematite)、云母铁矿(Micaceous hematite)、粘土质赤铁(Red Ocher)等。 3 (Limonite)这是含有氢氧化铁的矿石。 菱铁矿(Siderite)是含有碳酸亚铁的矿石,主要成份为FeCO3,呈现青灰色,比重在3.8左右。 由于碳酸根在高温约800~900℃时会吸收大量的热而放出二氧化碳,所以我们多半先把这一类矿石加以焙烧之后再加入鼓风炉。 编辑本段品位要求铁矿石的品位指的是铁矿石中铁元素的质量分数,通俗来 铁矿石说是含铁量。 1.有害杂质(元素) 指影响选冶的杂质。
常见和最主要的有害杂质有:硫、磷、砷、钾、钠、氟等。 (1)磷磷在矿石中一般以磷灰石(3CaO?P2O5)状态存在,也有以蓝铁矿(3FeO?As3O5)状态存在。 含磷多的钢铁在低温加工时易破裂,即所谓“冷脆”。 (2)硫 2硫在矿石中主要以黄铁矿(FeS2)存在,也有以黄铜矿(FeS?、CuS)或硫酸盐(CaSO4.2H2O\BaSO4)状态存在。 冶炼时硫部分被还原进入生铁,钢铁中含硫在其热加工时易产生“热脆”。 高炉冶炼时虽然可以脱硫,但却要多消耗焦碳(提高炉温)和石灰石(提高炉渣碱度),以至提高生产成本,因此入炉铁矿石要求含硫应 0.15%。 (3)钾、钠常存在于霓石、钠闪石、云石之中。
它们的危害性是降低铁矿石的软化点,常常因此造成高炉结瘤。 含钾、钠高的矿石往往容易影响高炉冶炼的顺行。 (4)砷砷在一般铁矿石中很少,但在褐铁矿中比较常见,它以毒砂(FeAs2S)或其它氧化物(As2O3、As3O5)的形态存在,砷在冶炼时大部分进入生铁,当钢中砷含量超过0.1%时会使钢冷脆冷脆,并影响钢的焊接性能。 2.(杂质)铁矿石中有些元素对冶炼过程不一定带来好处,但是它们却往往能改善产品的某些性能,象这些元素我们称它为有益元素。 1.硫铁矿矿石的主要有益伴生元素中国硫铁矿床中,除部分沉积变质型矿床矿石组分比较单一、以硫铁矿为主、其他有用组分较少外,大多数矿床都含有多种有益组分。 据统计,在硫铁矿矿石及其氧化矿石内含有的有益伴生组分将近有15种,有:铜、金、银、镓、碲、钴、镉、锗、铊、锰等,有利于硫铁矿床的综合开发利用。 2.硫铁矿矿石的主要有害组分及影响 硫铁矿在制硫酸时的主要有害组分有:砷、氟、铅、锌、碳、钙、镁、碳酸盐等。 砷:在硫酸生产中,砷会使触媒中毒,生成氧化砷结晶,使转化率下降,并堵塞管道,造成清理困难,还容易使人中毒;排出的污水中含砷会造成环境污染。 氟:焙烧时大部分以氟化氢存在,小部分为四氟化硅。 氟化氢能使触媒粉碎;四氟化硅能使触媒结块,导致触媒阻力升高,转化率降低。 在酸洗流程中,生成的氢氟酸,会腐蚀砖衬里和磁环;在水洗流程中,因氟的溶解度大,大部分随污水排出,会污染饮用水和影响农作物生长。 铅锌;焙烧过程中熔点较低,易使焙烧炉产生结疤现象。 碳:含量较多时,在焙烧过程中发热很高,炉温不易控制,还要消耗较多的氧,生成一氧化碳或二氧化碳,影响转化。 钙、镁碳酸盐:硫铁矿石中的钙、镁碳酸盐脉石(白云石、方解石)使硫铁矿在焙烧过程中分解出二氧化碳气体,稀释了炉气中二氧化硫的浓度。 同时,氧化钙和氧化镁还吸收部分二氧化硫形成硫酸钙和硫酸镁,降低了硫的利用率,使设备的生产能力下降。 而且新形成的钙、镁硫酸盐残留在硫铁矿石的烧渣中,影响综合利用。 在制造二硫化碳人造纤维时,硫铁矿石中的沥青和砷是有害杂质。