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關于鐵礦石的基礎知知識 快來閱讀收藏吧

日期:2018-08-17 11:32 人氣:
        干貨分享,這些你必須了解的礦石分分類與基礎知識。
一、鐵礦石品種
 
1、PB粉、塊(Pb Fines/Pb Lumps):產于澳大利亞,又稱皮爾巴拉混合礦(必和必拓公司經營),粉的品位在61.5%左右,部分褐鐵礦,燒結性能較好;塊的品位在62.5%左右,屬褐鐵礦,還原性好,熱強度一般。PB粉和塊可由湯姆普賴斯礦、帕拉布杜礦、馬蘭杜礦、布魯克曼礦、那牟迪礦和西安吉拉斯礦等礦山的粉礦混勻成。
 
2、楊迪粉(Yandi Fines):產于澳大利亞(必和必拓公司經營),品位在58%左右,鋁含量低,屬褐鐵礦,結晶水較高,混合制料所需水分要求較高,因其結構疏松,燒結同化性和反應性較好,因此可部分替代紐曼山粉礦或巴西粉礦。含相對低的Al2O3,而且這兩種礦粉都比哈默斯利礦粉粗,它們都有合理的冶煉性能,但燒結性能不佳。
 
3、麥克粉(Mac Fines):MAC粉的正常品位在61.5%左右,目前供給中國市場多為58%左右的品位,部分屬褐鐵礦,燒結性能較好,含有5%左右的結晶水,煉鐵時燒損較高,隨其配比加大,燒結礦的燒成率逐步下降。經鋼廠研究,MAC粉配比在15%-20%時燒結礦小于5mm級水平較低,配比為20%的燒結成品率最高。
 
4、紐曼粉、塊礦(Newman Fines/Newman Lumps):產于澳大利亞的東皮爾巴拉的紐曼鎮的紐曼山礦,屬赤鐵礦,燒結性能較好,粉的品位在62.5%左右,塊的品位在65%左右,由澳大利亞西澳州必和必拓公司生產。
 
5、羅布河粉、塊(Robe River Fines/Robe River Lumps):產于澳大利亞的羅布河鐵礦聯合公司;品位在57.5%左右,含3%-5%的復合水,這會導致高燃料率及低生產率;屬于褐鐵礦,燒結性能不好,但其燒結礦的冶煉性能很好。
 
6、火箭粉:又稱FMG(福蒂斯丘金屬集團(Fortescue metal Group (FMG)))粉,由澳大利亞第三大鐵礦石生產商FMG公司生產;據說用作火箭發動機燃料的一種成分,故稱火箭粉,其品位在58.5%左右,硅4左右,鋁1.5左右,屬于褐鐵礦,燒結性能較好,儲量大且單燒品位高,結晶水在8%左右。FMG粉礦化學成分優于揚迪粉,但燒結性能和造球性能不如揚迪粉。
 
7、火箭特粉:由FMG公司生產的品位57.5%左右的火箭粉,硅5個左右,鋁2個左右,其它冶煉性能同火箭粉。超特粉的品位低于火箭特粉1個品位,在56.5%左右,硅6左右,鋁3個左右,結晶水在8.5%左右,其它冶煉性能類似。
  
8、阿特拉斯粉塊:由澳大利亞第四大鐵礦石生產商Atlas Iron公司生產的位于澳大利亞皮爾巴拉礦山的鐵礦石,品位在57.5%,屬褐鐵礦,結晶水在9%左右,硅含量高,在8%左右,物理化學性能和冶煉性能跟火箭粉的超特粉相近。
  
9、KMG粉:由澳大利亞私人礦業公司KMG生產,該礦位于澳大利亞珀斯,是距離中國最近的西澳礦山,緊鄰西澳最北的港口。礦山預計兩年內產礦6700萬噸,為58-59%的低品位粗粉赤鐵礦為主,硅8%,鋁3%,磷0.08%,硫0.03%。性能類似于火箭特粉,但比火箭特粉的硅高很多。
  
10、CSN粉、塊:巴西CSN公司(全稱為巴西國有黑色金屬公司)生產的鐵礦石,鐵含量在65%以上,硅含量在1%-2%。
  
11、SSFT粉:巴西淡水河谷公司專門為中國市場配制的燒結粉,SSFT的鐵含量在65%左右,硅含量在4.4%左右。
 
12、卡粉:卡拉加斯粉的簡稱,英文簡稱SFCJ粉,全稱SINTER FEED CArajas,鐵含量在65%以上(65-67%),硅含量在1%-2%。鋁1%左右,磷0.033-0.045%,燒損1.6%左右,水分8-9%,產于巴西卡拉加斯礦的鐵礦石,因為該地方的粉礦的質量優異,不會像南部礦源那樣參差,所以在國際市場上十分受歡迎,價格也高于南部礦源。
  
13、巴西南部粉:該礦位于巴西有南部礦源“鐵四角”,又稱巴西南部粉,南部礦區主要礦山有Itabira、Mariana、Mihas Centrals、ParaopeBAl、VarGEm Grande、Itabiritos,均處于  巴西鐵四角地區,南部礦區主要開采方式為露天開采。這一帶以鐵英巖為主,赤鐵礦含量較高,含鐵量在66%左右。主要包括SSFG粉(巴西南部標準燒結粉,鐵品位65%,硅3.2-3.8%,鋁1.2-1.8%,磷0.049-0.065%,錳0.25-0.40%,水6.5-8.5%,燒損1.7%左右),SFOT粉等。
  
14、巴粗:指巴西粗顆粒粉礦,是巴西粗粉的統稱,包括卡粉、SSFT粉、CSN粉、南部粉等。品位從65%-58%不等,其中東南部鐵四角生產的礦粉冶煉性能最好。
  
15、印粉:指印度細顆粒粉礦,但不符合印粗的顆粒度標準。品位從40%-63.5%不等,屬赤鐵礦,高品位冶煉性能優良,低品位硅鋁成分較高,具有較高的冶煉價值。
二、鐵礦石粒度分類
 
1、礦石的粒度:礦石的粒度和氣孔度的大小,對高爐冶煉的進程影響很大。粒度太小時影響高爐內料柱的透氣性,使煤氣上升阻力增大。粒度過大又將影響爐料的加熱和礦石的還原。由于粒度大,減少了煤氣和礦石的接觸面積,使礦石中心部分不易還原,從而使還原速度降低,焦比升高。
 
2、粗粉:基本在0-10毫米,但10毫米以上一般不超過10%,0.15毫米以下最大不超過35%。
 
3、精粉:基本是國內產,在200目以下。國內一般用外礦都是粗粉,現在也用進口精粉的,如俄羅斯精粉、烏克蘭精粉和巴西SSFT粉等。精粉要求0.074mm以下的不少于70%。
 
4、塊礦:有兩種,一種是標準塊,粒度6-40毫米。另外一種是混合塊,混合塊一般需要篩選破碎后才可以使用。
 
5、原礦:原礦從礦山開采出來未經選礦或其他技術加工的礦石,但原礦粒度最好不超過300毫米。少數原礦可直接應用,大多數原礦需經選礦或其他技術加工后才能利用。在選礦中,經過碎磨進入分選作業的礦石稱作入選原礦。
 
6、粉礦:粉末礦,英文名稱:fine ore; mine smalls; ore fines; smalls;其品位低于塊礦,需要通過破碎\磨礦\選別,把塊子變成粉子,以達到品位的要求,一般要求60-67%,攀鋼的品位57%即可。
 
三、鐵礦石冶煉種類
 
1、酸性燒結礦(acid sinter):
堿度(CaO/SiO2)小于0.5的燒結礦,由鐵精礦或富礦粉不加或少加熔劑燒結而成。它的含鐵礦物為磁鐵礦、赤鐵礦,主要黏結相礦物為鐵橄欖石(2FeO SiO2),鈣鐵橄欖石(CaOFeOSiO2)。紅熱的酸性燒結礦在冷卻過程中不發生自然粉化。它的機械強度較高,但FeO高,還原性差,軟熔溫度低;單獨使用此種礦入爐冶煉,需加入大量石灰石;而且還原性差,導致高爐產量低、焦比高。現代高爐除某些特殊情況外,已不使用此種燒結礦。
 
2、鐵精礦 (iron ore concentrates):
貧鐵礦經過細磨、精選獲得的鐵品位較高的鐵礦粉。鐵精礦是生產人造富礦的鋼鐵冶金原料。鐵精礦按含鐵礦物的不同,有磁鐵精礦、赤鐵精礦和褐鐵精礦之分;按選礦方法的不同,又可分為弱磁精礦、強磁精礦、浮選精礦以及重選精礦等。通常磁鐵精礦是采用磁選法處理磁鐵礦石所得;赤鐵精礦是用重選法、浮選法、強磁選法、磁化焙燒--磁選法,或采用聯合流程處理赤鐵礦石所得;褐鐵精礦則是用重選法、強磁選法或磁化焙燒--磁選法等處理褐鐵礦石而獲得。
 
對鐵精礦一般有4點要求:
 
(1)含鐵量要高。磁鐵精礦含鐵量要在65%以上,赤鐵精礦在60%以上,褐鐵精礦應在50%以上。含鐵量的波動小于±0.5%。
(2)水分要低。水分對貯存運輸、礦石混勻、造球等都有很大影響。一般磁鐵精礦的水分應低于10%,赤鐵精礦及褐鐵精礦的水分應低于12%。
(3)粒度合適。用于生產球團礦的鐵精礦,要求小于0.074mm的粒級占70%以上,比表面積以1200~2000cm2 /g為好。
(4)雜質(如硫、磷、鉛、砷、鋅、銅等有害元素)的含量越低越好,一般要求s≤0.10%~0.19%,P≤0.05%~0.09%,Pb≤0.1%,As≤0.04%~0.07%,Zn≤0.1%~0.2%,Cu≤0.1%~0.2%。
 
鐵精粉(包括鐵礦)的酸堿性是指礦中脈石成分的酸堿度,具體是指氧化鈣與二氧化硅的比值,CaO/SiO2大于1則為堿性礦,CaO/SiO2小于1則為酸性礦。如果礦中氧化鎂、氧化鋁含量較高,也有將(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)大于1作為堿性礦,反之則為酸性礦。
 
鐵精粉的酸堿度與高爐的煉鐵指標有關,如果高爐采用堿性渣熔煉(為了更好地脫硫)則希望使用堿性礦;如果高爐采用酸性渣熔煉(為了提高高爐利用系數和降低焦耗)則希望使用酸性礦。目前國內高爐一般使用堿性礦,即希望鐵礦的堿度(CaO/SiO2的數值)高一些。
 
鐵精粉的酸堿度用下式計算:
(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)>1.2;堿性礦石;
(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.8~1.2;自溶性礦石;
(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.5~0.8;半自溶礦石;
(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)<0.5;酸性礦石;
也可以簡化成CaO/SiO2比進行評價。
國內的鐵礦大多是低CaO、MgO,高SiO2、Al2O3的酸性礦石
四、有害元素的影響
 
有害元素通常指硫(S)、磷(P)、鉀(K)、鈉(Na)、鉛(Pb)、Zn(鋅)、As(砷)、Cu。通常高爐冶煉對鐵礦石要求如下:
 
1)、Pb<0.1%、Zn<0.1%、As<0.07%、Cu<0.2%、K2O+Na2O≤0.25%。
 
2)、硫(S):硫對鋼材是最為有害的成份,它使鋼材產生“熱脆性”。鐵礦石中硫含量高,高爐脫硫成本增大,所以入爐鐵礦石含硫愈少愈好。
 
3)、磷(P):磷對鋼材來說也是常見有害元素之一,它使鋼材產生“冷脆性”。鐵礦石中的磷,在高爐冶煉時100%進入生鐵,燒結也不能脫磷,控制生鐵含磷量主要是靠控制鐵礦石含磷量。脫磷只能通過煉鋼來進行,增加了煉鋼的脫磷成本。因此,鐵礦石含磷越低越好。
 
3)、堿金屬:堿金屬主要有鉀和鈉。鉀、鈉對高爐的影響不是正比例性質,高爐本身有一定的排堿能力,堿金屬在控制范圍內對高爐影響不大。但是入爐鐵礦石堿金屬含量太多,超過高爐排堿能力,就會形成堿金屬富集,導致高爐中上部爐料堿金屬含量大大超過入爐料原始水平。鐵礦石含有較多的堿金屬極易造成軟化溫度降低,軟熔帶上移,不利于發展間接還原,造成焦比升高。球團含有堿金屬會造成球團異常膨脹引起嚴重粉化,惡化料柱透氣性。堿金屬對焦炭性能破壞也很嚴重。另外,高爐中上部堿金屬化合物黏附在爐墻上,促使爐墻結厚、結瘤并破壞磚襯。因此,鐵礦石含堿金屬越低越好。
 
4)、鉛(Pb):鉛在高爐中幾乎全部被還原,由于密度高達11.34t∕m3,故沉于死鐵層之下,易破壞爐底磚縫,有可能會造成爐底燒穿。
 
5)、鋅(Zn):鋅很容易氣化,鋅蒸汽容易進入磚縫,氧化成為ZnO后膨脹,破壞爐身上部耐火磚襯。
 
6)、砷(As):砷對鋼材來說也是有害元素之一,它使鋼材產生冷脆性,使得鋼材焊接性能變差。鐵礦石中砷基本還原進入生鐵,影響生鐵質量。此外砷在燒結過程中揮發,對環境影響較大。
 
7)、銅(Cu):銅會使鋼材“熱脆”,鋼材不易軋制和焊接。少量銅能改善鋼的耐蝕性。在高爐冶煉中,銅全部還原進入生鐵中。
 
8)、鈦(鈦):能改善鋼的耐磨性和耐腐蝕性。但在高爐冶煉時,會使爐渣性質變壞,約有90%的鈦進入爐渣。鈦含量低時對爐渣及冶煉過程影響不大,含量高時,會使爐渣變稠,流動性差,對冶煉過程影響很大,而且易結爐瘤。鈦有護爐作用,不少高爐專門買鈦礦加入高爐護爐。
 
五、全球鐵礦石四大指數簡介
 
在國際市場上有影響力的鐵礦石現貨指數主要有四個,一是普氏能源資訊(Platts)的普氏指數,二是環球鋼訊(SBB)的TSI指數,三是金屬導報(MB)的MBIO指數,四是中國鐵礦石價格指數。由于四個指數的編制方法不同,報價也就不盡相同,甚至趨勢方向也不一樣。
 
普氏指數是將礦山、貿易商、鋼廠、貨運商、金融機構等作為詢價對象,每天普氏的編輯人員都會與他們聯系,詢問當天的交易情況和對價格怎么看,最終選出被認為在當天最有競爭力的價格作為“評估價格”。
 
TSI指數則更加重視每天的實際成交價格,鋼廠、礦山和貿易商都是他們的詢價對象,并且占比基本三三制,他們每天將實際成交價格上傳,TSI的分析師通過整理計算和給予鋼廠、礦山和貿易商同樣的權重,最終歸納成兩種品位(62%和58%)的進口鐵礦石到天津港的到岸價。
 
MBIO指數則是以中國青島港(CFR)62%品位鐵礦石為基準,將所有56%~68%品位鐵礦石折合為62%品位。