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2.1 铁矿石 磁铁矿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，理论含铁量72.4％，具有磁性。在选矿时可利用磁选法，处理非常方便，但是由于其结构细密，故被还原性较差。 ⑴ 处理铁矿石的目的 ① 为了将优良的矿石选出，达到提高品位的目的。 ② 为了把本来因为粒度太小而不适合使用的粉矿，以及因含有不易在高炉中除去的杂质的不良矿石加以利用。 ⑵ 物理处理法：这种处理方法通常是用在品位较高的矿石为了达到第一个目的而实施的，在处理过程中有下列几个步骤 筛分：把不同粒度的矿石分开。 破碎：把颗粹大的矿石打碎到希望的粒度。 选矿：把矿石中有用的成份选出；这种选择的方法很多如重选法、水洗法、浮选法、磁选法等。 ⑶ 化学处理法：这种处理方法通常是为达到前面所说的第二项目的而实施的，由于它不但可以扩大低品位矿石的适用性，而且又可以提高鼓风炉的生产效率，所以日趋重要。 ① 团矿化：此种方法就是利用打煤球的原理，把粉矿在高压下压成固定大小及形状的团矿。 ② 粒矿化：按照一定的比例和速率把粉矿、煤粉及煤焦油加入一个倾斜的转动炉内，加火燃烧使炉内温度接近矿石软化点；于是由于表面的粘合力，粉矿就自动结合在一起成为粒矿。 ③ 球结化(球团矿)：这种方法就是利用搓汤圆的原理把粉矿磨得很细，粒度小于10um，加入适当的水份及凝结剂，在一个圆形转盘中搓结成圆球，然后再放在加热炉内，在1100℃左右的温度下干燥和硬化成为球结。 ④ 烧结：到目前为止烧结仍是一种最重要而且是最经济的粉矿块状化方法；它不但有块状化的功能，而且有煅烧的作用。其主要的原理是把粉矿和煤粉混合均匀后，铺置在一个向前移动的链状炉床上，在上方点火，而且在链状炉床下方抽风，让空气由上往下流动，于是燃烧点渐渐由上向下移动，其中所含的煤粉在燃烧时所放出的热使得粉矿成半熔融状态，于是由于表面扩散的作用而粘结在一起，最后将它冷却后，打碎，筛选到希望的粒度。幻灯片 12 2.2 铁矿粉造块 2.2.1 铁矿石烧结生产 ⑴ 原料 整个烧结过程是在9.8～16kPa负压抽风下，自上而下进行的，在烧结机上取某一烧结断面。料层从上而下依次为烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、湿料层。 烧结矿层 即成矿层，主要变化是液相凝固，析出新矿物，预热空气。表 层受冷空气剧冷作用，温度低，矿物来不及析晶，故表层强度 较差。 燃烧层 位于烧结矿层下面，燃料燃烧温度可达1100～1500℃。混合 料软化、熔融及形成液相，此层厚度为50mm，它对烧结过程 和烧结矿质量影响较大。料层过厚，透气性差，导致产量降 低；料层过薄，烧结温度低，液相不足，烧结矿固结不好，强 度低。 预热层 混合料被燃烧层下来的热废气预热到燃料的着火点(700～800℃)，料层内发生分解、氧化、脱硫以及不同矿物间的固相反应 2.4 熔剂2.4.1 熔剂的作用 2.4.2熔剂的种类 2.3.2 喷吹燃料及其它代用燃料 高炉喷吹所用燃料目前主要有固体(无烟煤与烟煤粉)、液体(重油、煤焦油)、气体(天然气或焦炉煤气)等燃料。 我国80％以上高炉喷吹无烟煤粉，并开始逐步扩大喷吹其它含挥发分较高的烟煤等。 在高炉冶炼条件下，脉石和灰分是不能熔化的，必须加入助熔剂(即熔剂)使其与脉石、灰分作用生成低熔点化合物和共熔体(即熔渣)。这种熔渣在高炉冶炼温度下可以完全熔化为液体，并具有良好的流动性，然后借助铁水与熔渣密度不同而实现分离。除此之外，在使用碱性熔剂时，还可以去除有害杂质硫，改善生铁质量。 * * 2.1.1 铁矿石的分类及其特征 铁矿石种类较多，在自然界中已发现的有300多种含铁矿物。目前世界上常用的铁矿石，主要有磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石和菱铁矿石等。 作业：铁矿石的分类？ ⑴ 磁铁矿 ⑵ 赤铁矿 赤铁矿主要成份为Fe2O3，呈暗红色，理论含铁量70％，是最主要的铁矿石。 ⑶ 褐铁矿 褐铁矿是含有氢氧化铁的矿石。化学式mFe2O3·nH2O，呈现土黄或棕色，理论含铁量55～62 ％，多半是附存在其它铁矿石之中。实际上并不是一个矿物种，而是针铁矿、纤铁矿、水针铁矿、又含水氧化硅、泥质等的混合物。化学成分变化大，含水量变化也大。 ⑷ 菱铁矿 菱铁矿是含有碳酸铁的矿石，主要成份为FeCO3，呈现青灰色，这种矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。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。 铁矿石的处理方法 2.1.2 铁矿石冶炼前的加工处理 粉矿造块方法种类很多，应用最广泛的是烧结法和球 团法。烧结矿和球团矿，统称为人造富矿或熟料，具 有优于天然富矿的冶金性能。 人造富矿或熟料的优点： ① 还