鐵礦石基礎(chǔ)常識(shí)[資料]

1、鐵礦石基礎(chǔ)知識(shí)基本概念礦石是礦物集合體。在現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，能以工業(yè)規(guī)模從礦物中加工 提取金屬或其他產(chǎn)品。原先是指從金屬礦床中開(kāi)采出來(lái)的固體物質(zhì)，現(xiàn)已擴(kuò)犬到 形成后堆積在母巖中的硫黃、螢石和重晶石z類非金屬礦物。礦石屮有用成分(元索或礦物)重量和礦石重量之比稱為礦石品位，金、 鈉等貴金屬礦石用克/噸表示，其他礦石常用百分?jǐn)?shù)表示。常用礦石品位來(lái)衡量 礦石的價(jià)值，但同樣有效成分礦石中脈石(礦石中的無(wú)用礦物或有用成分含量甚 微而不能利用的礦物)的成分和有害雜質(zhì)的多少也影響礦右價(jià)值。分類一般分為貧礦石、普通礦石和富礦石。有時(shí)僅分為貧礦石和富礦石，這種 劃分沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一般每個(gè)工業(yè)部門和礦區(qū)都有各

2、自的計(jì)算范圍。按所含有 用礦物性質(zhì)和利用的特征分為金屬礦石和非金屬礦石兩大類。礦石的主耍品種物鐵礦物種類繁多，目前已發(fā)現(xiàn)的鐵礦物和含鐵礦物約300余種，其中常 見(jiàn)的有170余種。但在當(dāng)前技術(shù)條件下，具有工業(yè)利用價(jià)值的主耍是磁鐵礦、 赤鐵礦、磁赤鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。1磁鐵礦磁鐵礦(magnetite)是一種氧化鐵的礦石，主要成份為fe3o4, 是 fe2o3 和 feo 的復(fù)合物。feo 31.03%, fe2o3 68.97%或含 fe 72.2%, 0 27.6%,等軸品系。單品體常呈八面體，較少呈菱形十二面體。在菱形十二面 體面上，長(zhǎng)對(duì)角線方向?，F(xiàn)條紋。集合體多呈致密塊狀和粒狀

3、。顏色為鐵黑色、 條痕為黑色，半金屬光澤，不透明。碩度5.565,比重4.95.2,無(wú)解理，脈 石主要是石英及硅酸鹽。具有強(qiáng)磁性。述原性差，一般含有害雜質(zhì)硫和磷較高。 在選礦(beneficiation)時(shí)可利用磁選法，處理非常方便；但是由于其結(jié)構(gòu)細(xì)密, 故被還原性較差。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)化作用后即變成赤鐵礦。磁鐵礦中常有相當(dāng)數(shù)量 的ti4+以類質(zhì)同彖代替fe3+,述伴隨冇mg2+和v3+等相應(yīng)地代替fe2+和fe3+,因而形成一些礦物亞種，即：(1)鈦磁鐵礦fe2+(2+x)fe3+(22x)tixo4(0 <x<l = ,含tio212%16%。常溫下，鈦從其中分離成板狀和柱狀的鈦鐵礦

4、 及布紋狀的鈦鐵晶石。(2)飢磁鐵礦fev2o4或fe2+(fe3+v)o4,含v2o5有 時(shí)高達(dá)68.41%72.04%。(3并凡鈦磁鐵礦為成分更為復(fù)雜的上述兩種礦物的 固溶體產(chǎn)物。(4)珞磁鐵礦 含cr2o3可達(dá)百分z幾。(5)鎂磁鐵礦 含mgo可 達(dá)6.01%o磁鐵礦是巖漿成因鐵礦床、接觸交代-熱液鐵礦床、沉積變質(zhì)鐵礦床, 以及一系列與火山作用有關(guān)的鐵礦床中鐵礦石的主要礦物。此外，也常見(jiàn)于砂礦 床屮。在自然純磁鐵礦礦石很少遇到，常常由于地表氧化作用使部分磁鐵礦氧 化轉(zhuǎn)變?yōu)榘爰傧蟪噼F礦和假象赤鐵礦。所謂假象赤鐵礦就是磁鐵礦(fe3o4)氧 化成赤鐵礦(fe2o3),但仍能保持英原來(lái)的品形，

5、所以叫做假彖赤鐵礦。2赤鐵礦 赤鐵礦(hematite)赤鐵礦為無(wú)水氧化鐵礦石，其化學(xué)式為 fe2o3,理論含鐵量為70%o這種礦石在自然界屮經(jīng)常形成巨大的礦床，從埋 藏和開(kāi)采量來(lái)說(shuō)，它都是工業(yè)生產(chǎn)的主要礦石。由其木身結(jié)構(gòu)狀況的不同又可分 成很多類別，如赤色赤鐵礦(red hematite)、鏡鐵礦(specularhematite)、 云母鐵礦(micaceous hematite)、粘土質(zhì)赤鐵(red ocher)等。赤鐵礦含鐵 量一般為50%60%,含有害雜質(zhì)硫和磷比較少，還原較磁鐵礦好，因此，赤 鐵礦是一種比較優(yōu)良的煉鐵原料。赤鐵礦有原生的，也冇野生的，再生的赤鐵礦 的磁鐵礦經(jīng)過(guò)氧化以

6、后失去磁性，但仍保存著磁鐵礦的結(jié)晶形狀的假象赤鐵礦， 在假象赤鐵礦中經(jīng)常含冇一些殘余的磁鐵礦。冇時(shí)赤鐵礦中也含冇一些赤鐵礦的 風(fēng)化產(chǎn)物，如褐鐵礦(2fe2o33h2o)。赤鐵礦具有半金屬光澤，結(jié)晶者硬度 為5.56, 土狀赤鐵礦硬度很低，無(wú)解理，相對(duì)密度4.95.3,僅有弱磁性， 脈石為硅酸鹽。自然界中fe2o3的同質(zhì)多象變種已知有兩種，即a-fe2o3和y-fe203o前者在然 條件下穩(wěn)定，稱為赤鐵礦；后者在自然條件下不如a-fe2o3穩(wěn)定，處于亞穩(wěn)定 狀態(tài)，稱之為磁赤鐵礦。赤鐵礦：fe 69.94%, 0 30.06%,常含類質(zhì)同象混入 物ti、al、mn、fe2+、ca、mg及少量ga和

7、co。三方晶系，完好晶體少見(jiàn)。 結(jié)品赤鐵礦為鋼灰色，隱品質(zhì)；土狀赤鐵礦呈紅色。條痕為櫻桃紅色或鮮豬肝色。 金屬至半金屬光澤。有時(shí)光澤喑淡。硬度56。比重55.3。赤鐵礦的集合體 有各種形態(tài)，形成一些礦物亞種，即：(1)鏡鐵礦為具金屬光澤的玫塊花狀或 片狀赤鐵礦的集合體。(2)云母赤鐵礦具金屬光澤的晶質(zhì)細(xì)鱗狀赤鐵礦。(3) 鯽狀或腎狀赤鐵礦 形態(tài)呈鯽狀或腎狀的赤鐵礦。赤鐵礦是自然界中分布很廣的 鐵礦物z-,可形成于各種地質(zhì)作用，但以熱液作用、沉積作用和區(qū)域變質(zhì)作用 為主。在氧化帶里，赤鐵礦可由褐鐵礦或纖鐵礦、針鐵礦(goethite)經(jīng)脫水作用 形成。但也可以變成針鐵礦和水赤鐵礦等。在還原條件下

8、，赤鐵礦可轉(zhuǎn)變?yōu)榇盆F 礦，稱假象磁鐵礦。磁赤鐵礦：y-fe2o3,其化學(xué)組成屮常含有mg、ti和mn 等混入物。等軸晶系，五角三四面體晶類，多呈粒狀集合體，致密塊狀，常具磁 鐵礦假象。顏色及條痕均為褐色，碩度5,比重4.88,強(qiáng)磁性。磁赤鐵礦主要 是磁鐵礦在氧化條件下經(jīng)次生變化作用形成。磁鐵礦中的fe2+完全為fe3+所 代替(3fe2+-2fe3+),所以有l(wèi)/3fe2+所占據(jù)的八面體位置產(chǎn)生了空位。另外, 磁赤鐵礦可由纖鐵礦失水而形成，亦有由鐵的氧化物經(jīng)有機(jī)作用而形成的。3褐鐵礦 褐鐵礦(limonite)這是含有氫氧化鐵的礦石'是出其他礦石風(fēng)化 后生成的，在自然界屮分布得最廣泛，

9、但礦床埋藏量大的并不多見(jiàn)。它是針鐵礦(goethite) hfeo2和鱗鐵礦(lepidocrocite) feo (oh)兩種不同結(jié)構(gòu)礦石的 統(tǒng)稱，也冇人把它主要成份的化淫式寫成mfe2o3. nh2o,呈現(xiàn)土黃或棕色， 含有fe約62%, 0 27%, h20 11%,比重約為3.64.0,多半是附存在其它 鐵礦石之中。實(shí)際上并不是一個(gè)礦物種，而是針鐵礦、纖鐵礦、水針鐵礦、水 纖鐵礦以及含水氧化硅、泥質(zhì)等的混合物。褐鐵礦屮絕大部分含鐵礦物是以 2fe2o3h20形式存在的?；瘜W(xué)成分變化大，含水量變化也大。一般褐鐵礦石含 鐵量為37%55%,冇時(shí)含磷較高。褐鐵礦的吸水性很強(qiáng)，一般都吸附著大量

10、 的水分，在焙燒或入高爐受熱后去掉游離水和結(jié)晶水，礦石氣孔率因而增加，大 犬改善了礦石的還原性。所以褐鐵礦比赤鐵礦和磁鐵礦的還原性都要好。同時(shí)， 由于去掉了水分相應(yīng)地提高了礦石的含鐵量。針鐵礦a-feo(oh),含 fe62.9%0含不定量的吸附水者，稱水針鐵礦hfeo2nh2o。斜方晶系，形態(tài) 冇針狀、柱狀、薄板狀或鱗片狀。通常呈豆?fàn)睢⒛I狀或鐘乳狀。切而具平行或放 射纖維狀構(gòu)造。有時(shí)成致密塊狀、土狀，也有呈魴狀。顏色紅褐、暗褐至黑褐。 經(jīng)風(fēng)化而成的粉末狀、赭石狀褐鐵礦則呈黃褐色。針鐵礦條痕為紅褐色，駛度5 5.5,比重44.3。而褐鐵礦條痕則一般為淡褐或黃褐色，硬度14,比重3.3 4。(2

11、)纖鐵礦y-feo(oh),含fe 62.9%。含不定量的吸附水者，稱水纖鐵礦 feo(oh)nh2o。斜方品系。常見(jiàn)鱗片狀或纖維狀集合體。顏色暗紅至黑紅色。 條痕為桔紅色或磚紅色。硬度45,比重4.014.1。4菱鐵礦 菱鐵礦(siderite)是含有碳酸鐵的礦石，主要成份為feco3, 呈現(xiàn)青灰色，理論含鐵量48.2%,比重在3.8左右。feco3, feo 62.01%, c02 37.99%,常含mg和mn。三方晶系。常見(jiàn)菱面體，晶面常彎曲。其集合體成粗 粒狀至細(xì)粒狀。亦有呈結(jié)核狀、葡萄狀、土狀者。黃色、淺褐黃色(風(fēng)化后為深 褐色)，玻璃光澤。硬度3.54.5,比重3.96左右，因mg

12、和mn的含量不同而 有所變化。在自然界中，有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的菱鐵礦比其他三種礦石都少。菱鐵礦 很容易被分解氧化成褐鐵礦。一般含鐵量不高，但受熱分解出c02以后，不僅 含鐵量顯著提高而且也變得多孔，還原性很好。這種礦石多半含有相當(dāng)多數(shù)量的 鈣鹽和鎂鹽。由于碳酸根在高溫約800900°c時(shí)會(huì)吸收人量的熱而放出二氧化 碳，所以我們多半先把這一類礦石加以焙燒之后再加入鼓風(fēng)爐。其他 鈦鐵礦(ilmenite)其化學(xué)分子式是fetio3, fe 36.8%, ti 36.6%, 0 31.6%o三方晶系。菱面體晶類。常呈不規(guī)則粒狀、鱗片狀或厚板狀。在950°c 以上鈦鐵礦與赤鐵礦形成完全

13、類質(zhì)同象。當(dāng)溫度降低時(shí)，即發(fā)生熔離，故鈦鐵礦 屮常含有細(xì)小鱗片狀赤鐵礦包體。鈦鐵礦顏色為鐵黑色或鋼灰色。條痕為鋼灰色 或黑色。含赤鐵礦包體時(shí)呈褐色或帶褐的紅色條痕。金屬-半金屬光澤。不透明, 無(wú)解理。硬度56.5,比重45。弱磁性。飲鐵礦主耍出現(xiàn)在超基性巖、基性 巖、堿性巖、酸性巖及變質(zhì)巖中。我國(guó)攀枝花帆鈦磁鐵礦床中，鈦鐵礦呈粒狀或 片狀分布于鈦磁鐵礦等礦物顆粒之間，或沿鈦磁鐵礦裂開(kāi)面成定向片晶。鐵的 硅酸鹽礦(silicate iron)此類礦石是一種復(fù)合鹽，沒(méi)有一定的化學(xué)式，成份的 變化很大，一般呈現(xiàn)深綠色，比重為3.8左右，含鐵成份很低，是一種較差的鐵 礦右。硫化鐵礦(sulphide

14、iron)這種礦石含冇fes2,含fe只冇46.6%而s 的含量達(dá)到53.4%o呈現(xiàn)灰黃色，比重大約為4.955.10o由于這種礦石常常 含有許多其它較貴重的金屬如銅(copper)、銀(nickel)、鋅(zinc)、金(gold)、 銀(silver)等，所以常被用做他種金屬冶煉工業(yè)的原料；又由于它含有大量的 硫，所以常被用來(lái)提制硫磺，鐵反而變成了副產(chǎn)品，所以事實(shí)上己不能稱為鐵礦 石。鐵礦石的常識(shí)鐵都是以化合物的狀態(tài)存在于自然界屮，尤其是以氧化鐵的狀態(tài)存在的量特 別多?，F(xiàn)在將兒種比較重要的鐵礦石提岀來(lái)說(shuō)明：(1) 磁鐵礦(magnetite)是一種氧化鐵的礦石，主要成份為fe3o4,是fe

15、2o3 和feo 的復(fù)合物，呈黑灰色，比重大約5.15左右，含fe724%, 0 27.6%, 具有磁性。在選礦(beneficiation)時(shí)可利用磁選法，處理非常方便；但是曲于 其結(jié)構(gòu)細(xì)密，故被還原性較差。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)化作用后即變成赤鐵礦。(2) 赤鐵礦(hematite)也是一種氧化鐵的礦石，主要成份為fe2o3,呈暗 紅色，比重大約為5.26,含fe70%, 0 30%,是最主要的鐵礦石。由其本身結(jié) 構(gòu)狀況的不同又可分成很多類別，如赤色赤鐵礦(red hematite)、鏡鐵礦(specularhematite)云母鐵礦(micaceous hematite)、粘十.質(zhì)赤鐵(red oc

16、her) 等。(3) 褐鐵礦(limonite)這是含有氫氧化鐵的礦石。它是針鐵礦(goethite) hfeo2和鱗鐵礦(lepidocrocite) feo (oh)兩種不同結(jié)構(gòu)礦石的統(tǒng)稱，也有 人把它主要成份的化學(xué)式寫成mfe2o3. nh2o,呈現(xiàn)土黃或棕色，含有fe約 62%, 0 27%, h20 11%，比重約為3.64.0,多半是附存在其它鐵礦石之中。(4) 菱鐵礦(siderite)是含有碳酸鐵的礦石，主要成份為fec03,呈現(xiàn)青 灰色，比重在3.8左右。這種礦石多半含有相當(dāng)多數(shù)量的鈣鹽和鎂鹽。由于碳酸 根在高溫約800900°c時(shí)會(huì)吸收大量的熱而放出二氧化碳，所以我們多半先把 這一類礦石加以焙燒z后再加入鼓風(fēng)爐。(5) 鐵的硅酸鹽礦(silicate iron)此類礦石是一種復(fù)合鹽，沒(méi)有一定的化學(xué) 式，成份的變化很大，一般呈現(xiàn)深綠色，比重為3.8左右，含鐵成份很低，是一 種較差的鐵礦石。(6) 硫化鐵礦(sulphide iron)這種礦石含有fes2,含fe只冇46.6%而s 的含量達(dá)到53.4%o呈現(xiàn)灰黃色，比重大約為4.955.10o由于這種礦石常常 含有許多其它較貴重的金屬如銅(copper)、鐮(nickel)、鋅(zinc)、金(gold)、 銀(silver)等，所以常被用做他種金屬冶煉工業(yè)的原料；又由