铁矿石基础知识培训1.pptx

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1、铁矿石基础知识培训2012版,中世能信息咨询有限公司2012年5月28日,序,钢铁工业是基础产业，自人类开始使用铁器代替青铜器和石器时代以来，钢铁在人们生活中的地位一直十分重要。目前世界每年粗钢产量约15亿吨，其中中国约6.9亿吨。随着现代工业化进展的加快，地球不可再生的资源将会越来越匮乏；就钢铁行业来讲，尽管我国铁矿石原产量有13亿吨/年，我国每年需要进口铁矿石6-7亿吨。为了使得大家更好地做好有关工作，我们编辑了这份初级知识资料。,“十一五”期间，我国钢铁产能快速增长。2010年全国粗钢产量已经达到6.27亿吨，2011年则有望突破7亿吨。在钢铁产能快速增长的同时，行业依然维持较低的盈利水

2、平。 “十二五”钢铁需求迈入8亿吨峰值区，经过数年的快速发展，我国钢铁业正步入峰值，产能过剩问题逐步显现。工信部有关人士指出，“十二五”期间，我国钢铁需求将进入峰值弧顶区，约在8亿吨左右，行业将呈现低增速、低盈利的运行趋势。提高钢铁各项标准，加快产品升级将是“十二五”期间钢铁业的重要任务。 中国钢铁产量早就成为世界第一，但因为铁矿缺乏，还得从国外大量进口，而一些国外铁矿商看准这一点，价格年年涨，中国钢铁企业在进行进口铁矿石价格谈判时，一直处于下风。每年多花的采购成本高达数十亿美元。资源不足和被人卡脖子影响着钢铁业的发展和成本的降低。,全球粗钢产量前十（单位：百万吨）国家 2010年 2009年

3、中国 626.7 573.6日本 109.6 87.5美国 80.6 58.2俄罗斯 67 60印度 66.8 62.8韩国 58.5 48.6德国 43.8 32.7乌克兰 33.6 29.9巴西 32.8 26.5土耳其 29 25.3,铁矿石介绍,铁矿石用途,铁矿石分布,铁合金简介,一,二,三,四,目 录,铁矿石：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（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）和菱铁矿（FeCO3）等。 铁矿石是钢铁生产企业的重要原材料，天然矿石（铁矿石）经过破碎、磨碎、磁选、浮选、重选等程序逐渐选出铁。在理论上来说，凡是含有铁元素或

4、铁化合物的矿石都可以叫做铁矿石；但是，在工业上或者商业上来说，铁矿石和锰矿不同，铁矿石不但是要含有铁的成份，而且必须有利用的价值才行。,磁铁矿：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左右，含Fe72.4，O 27.6，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。原矿一般铁含量在3040之间，属贫矿；经过长期风化作用后即变成赤铁矿。,赤铁矿（Hematite 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

5、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（Specularhematite）、云母铁矿（Micaceous hematite）、粘土质赤铁（Red Ocher）等。原矿铁含量在50%以上，高品位居多，还原性好，有害元素少，可直接入高炉。,褐铁矿（Limonite）这是含有氢氧化铁的矿石。它是针铁矿（Goethite）HFeO2和鳞铁矿（Lepidocrocite）FeO（OH）两种不同结构矿石的统称，也有人把它主要成份的化学式写成mFe2O3nH2O，呈现土黄或棕色，含有Fe约62，O 27，H2O 11，比重约为3.64.

6、0，多半是附存在其它铁矿石之中。原矿铁含量40%以上，还原性好，入炉遇高温后结晶水分离品位提升。,Fe：铁（矿石品位），矿石中铁的含量愈高愈好。含铁量愈高，含有杂质的脉石含量就少；当前市场中铁矿石品位为50-67之间。,（一）铁矿石元素构成-有益元素,Mn：锰是一种强还原剂，能够在铁水或钢水中吸收残余的氧和硫，增加生铁和钢的硬度和强度；Ni：镍是钢铁的合金元素，在冶炼时镍全部还原进入生铁，继而使钢性能提高；Cr:铬(ge，市场中部分人读luo )是钢铁的合金元素，在冶炼时铬大部分还原进入生铁，增加钢的抗腐蚀能力。Ti:钛 有护炉作用。,一 铁矿石简介,（二）铁矿石元素构成-有害元素,S：硫 冶

7、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%。 P：磷 在高炉中全部被还原并大部分进入生铁。含磷多的钢铁在低温加工时易破裂，即所谓“冷脆”。 As：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。 K、Na：钾、钠 常存在于霓石、钠闪石、云石之中。它们的最大危害性是降低铁矿石的软化点，

8、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。,钢 厂,炼铁工艺是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例装入高炉，并由热风炉向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧，原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降。在炉料下降和煤气上升过程中，先后发生传热、还原、溶化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的溶剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气、炉渣两种副产品，高炉渣水淬后全部作为水泥生产原料。 高炉本体系统：是冶炼生铁的主体设备，包括炉基、炉衬、冷却设备、炉壳、支柱及炉顶框架等

9、。在高炉的下部设置有风口、铁口及渣口，上部设置有炉料装入口和煤气导出口。,二 铁矿石用途,装料系统：装料系统的主要任务是将炉料装入高炉并使之分布合理，设备主要包括装料、布料、探料及均压几部分。装料系统主要类型有钟式炉顶、钟阀式炉顶和无料钟炉顶。,球 团,二 铁矿石用途,铁精粉的筛选工艺流程（一）矿石破碎 我国选矿厂一般采用粗破、中破和细破三段破碎流程破碎铁矿石。粗破多用1.2或1.5旋回式破碎机，中破使用2.1或2.2标准型圆锥式破碎机，细破采用2.1或2.2短头型圆锥式破碎机。通过粗破的矿石，其块度不大于1，然后经过中、细破碎，筛分成矿石粒度小于12的最终产品送磨矿槽。,二 铁矿石用途,（二

10、）磨矿工艺 我国铁矿磨矿工艺，大多数采用两段磨矿流程，中小型选矿厂多采用一段磨矿流程。由于采用细筛再磨新工艺，近年来一些选矿厂已由两段磨矿改为三段磨矿。采用的磨矿设备一般比较小，最大球磨机3.66，最大棒磨机3.24.5，最大自磨机5.51.8，砾磨机2.73.6。 磨矿后的分级基本上使用的是螺旋分级机。为了提高效率，部分选矿厂用水力旋流器取代二次螺旋分级机。,二 铁矿石用途,机载破碎机,（三）选别技术 .磁铁矿选矿 主要用来选别低品位的“鞍山式”磁铁矿。由于矿石磁性强、好磨好选，国内磁选厂均采用阶段磨矿和多阶段磨矿流程，对于粗粒嵌布的磁铁矿采用前者（一段矿），细粒、微细粒嵌布的磁铁矿采用后者

11、（二段或三段磨矿）。我国自己研制的系列化的永磁化，使磁选机实现了永磁化。70年代以后，由于在全国磁铁矿选矿厂推广了细筛再磨新技术，使精矿品位由62%提高到了66%左右，实现了冶金工业部提出精矿品位达65%的要求。,二 铁矿石用途,.弱磁性铁矿选矿 主要用来选别赤铁矿、褐铁矿、镜铁矿、菱铁矿、假象赤铁矿或混合矿，也就是所谓的“红矿”。这类矿石品位低、嵌布粒度细、矿物组成复杂，选别困难。80年代后，选矿技术方面对焙烧磁选、湿式强磁选、弱磁性浮选和重选等工艺流程、装备和新品种药剂的研究不断改进，使精矿品位、金属回收率不断提高。如鞍钢齐大山选矿厂采用弱磁强磁浮选的新工艺流程，获得令人鼓舞的成就。,二

12、铁矿石用途,.多金属共（伴）生矿选矿 这类矿石成分复杂、类型多样，因此采用的方法、设备和流程也各不相同，如白云鄂博铁矿采用反浮选多梯度磁选、絮凝浮选、弱磁反浮选强磁选、弱磁正浮选、焙烧磁选等不同的工艺流程，以提高铁的回收率，并综合回收稀土氧化物。攀枝花铁矿通过磁选获得TF53左右的钒铁精矿，磁选后的尾矿通过弱磁扫选强磁选重选浮选干燥电选，获得钛精矿和硫钴精矿，回收钛和钴。大冶铁矿采用弱磁强磁和浮选，综合回收铁、铜和钴、硫等元素。,二 铁矿石用途,三 铁矿石的分布,（一）哈萨克斯坦金属矿业和产业概况 铁矿石：哈萨克斯坦2002年铁矿石的探明储量为83亿吨，储量基础为190亿吨。铁矿石储量位居世界

13、各国第七位。哈萨克斯坦铁矿资源主要集中在图尔盖洼地。卡恰尔矿区、索科洛夫斯克矿区、萨尔拜矿区、科尔仁科尔矿区盛产磁铁矿，阿亚茨克矿区和利萨科夫斯克矿区则以生产沉积褐铁矿而闻名。目前，哈萨克斯坦的铁矿主要产自科斯塔奈州和卡拉干达州。2001年哈萨克斯坦铁矿石产量1414万吨，同比下降5.1%。铁矿石精矿产量13.52万吨，同比增长 5.7%。球团矿产量611万吨，同比下降8%。铁矿石产量下降原因是索科洛夫萨尔拜矿业联合体（SSGPO）的先矿厂在检修。2001年哈萨克斯坦铁矿石产量位居世界第十六位。,三 铁矿石的分布,锰矿：哈萨克斯坦锰矿石储量基础6亿吨，其中A+B+C1级储量4.26亿吨。主要分

14、布在乌卢套、萨雷阿尔克、卡拉套和满格斯套等地，大多数矿床为铁锰共（伴）生，锰矿石含硫、磷低，易选。典型矿床有杰兹达、普罗麦朱。设计原矿生产能力255万吨/年，但实际开工率较低。2000年锰矿石产量113.6万吨，相当于28万吨金属锰，2001年锰矿石产量138.7万吨，相当于35万吨金属锰，同比增长20%。原以为卡拉甘达州的扎伊列姆斯克采矿联合体锰精矿生产只能维持到2001年，但到2002年产量却猛增到100多万吨，同比增长60%，增产原因是有新矿床作接替。扎伊列姆斯克采矿联合体拥有哈萨克斯坦15个锰矿床的采矿许可证。它还与瑞士纳科斯塔公司合资达成协议，准备在未来两年里再上一个5000万美元的

15、新项目以提高产能。2001年哈萨克斯坦锰矿石产量名列世界第七位。 铬铁矿：哈萨克斯坦2002年铬铁矿储量为4.1亿吨，仅次于南非，居世界第二位，最大的矿床是阿克纠宾斯克州的肯皮尔赛矿，该矿曾是原苏联惟一的铬铁矿原料生产基地。主要生产企业是哈萨克斯坦铬公司，包括三个实体：顿河铬铁矿开采联合体、阿克纠宾斯克州铬铁合金厂、巴甫洛达尔州阿克苏铁合金厂，总生产能力可达380万吨。哈萨克斯坦2001年共开采204.6万吨铬铁矿，开采量仅次于南非，居世界第二位。,三 铁矿石的分布,铜矿：哈萨克斯坦2002年铜储量为1400万吨（金属），铜储量基础为2000万吨，储量位居世界第十一位。矿床主要分布于哈萨克斯坦

16、东部、北部和中部地区。东部北滨巴尔喀什地区以斑岩铜矿为主，代表性的矿床有科翁腊德、萨亚克；北部以斑岩铜钼矿床为主，代表性矿床有博谢库利；中部地区以砂页岩型铜矿为主，代表性矿床有杰兹卡兹甘。铜矿开采能力可达51.5万吨/年（金属），冶炼能力48.73万吨/年（金属）。2000年矿山铜产量43万吨，同比增长 16%，增产原因是卡拉甘达州有新矿山投产。哈萨克斯坦2001年铜产量为47.01万吨，比2000年约增长8.5%，产量在独联体排名中仅次于俄罗斯排名第二，在世界排名中居第十位。 铅矿：哈萨克斯坦2002年铅矿已探明储量为500万吨，储量基础为700万吨（金属铅），世界排名第五位，矿床主要集中在

17、阿尔泰和卡拉套地区。代表性矿床有列宁诺戈尔斯克、泽良诺夫斯克、捷克利。铅开采能力20万吨/年，精炼能力25万吨/年（金属铅）。2001年哈萨克斯坦矿山铅产量3.8万吨，比 2000年减少2.6%。产量世界排名第十二位。 锌矿：据美国地质调查所Mineral Commodity Summaries2004报道，哈萨克斯坦2003年锌储量为3000万吨，储量基础为3500万吨，2002年矿山锌产量为39万吨，2003年矿山锌产量为35万吨。哈萨克斯坦的锌产量在世界排名第六，占世界总产量的37%。 钼：哈萨克斯坦2002年钼储量13万吨，占世界总储量560万吨的2.32%，储量基础为20万吨，占世界

18、总量1900万吨的1.05%，居世界第七位。哈萨克斯坦钼资源主要伴（共）生在科翁腊德、博谢库利、萨亚克等斑岩型矿床中。主要生产企业是杰兹卡兹甘州的阿克恰陶矿业联合体、巴尔喀什矿业联合体。2001年，哈萨克斯坦钼产量为200吨，占世界总产量0.15%。,三 铁矿石的分布,钨和锡矿：哈萨克斯坦的钨和锡矿资源在世界上不是很丰富，但在独联体国家中还是名列前茅的，最大的矿床是卡拉干达州的卡拉欧巴钨锡矿床，主要生产企业是阿克扎套矿业联合体。哈萨克斯坦钨和锡矿储量不详，钨每年产量约500吨，锡产量超过20万吨。 铝土矿：在独联体各国中，只有哈萨克斯坦和俄罗斯这两个国家开采铝土矿。哈萨克斯坦铝土矿储量约3亿吨

19、，商品矿品位达42%46%。国内需求量350万吨/年，低品位矿石可够用100多年，高品位矿石可够用10至15年。哈萨克斯坦主铝土矿的探明储量居世界第二十一位（占世界总储量的1%），在独联体国家中居第二位，而从铝土矿的开采量看，哈萨克斯坦位居世界第十位、独联体第二位（次于俄罗斯），2001年共生产367万吨铝土矿。 金矿：哈萨克斯坦是世界上黄金的重要生产国之一。全国黄金储量约1500吨，生产矿山244座，其中大中型矿山约50座。哈萨克斯坦2002年生产黄金为27吨，比2001年的处产量27.1吨减少了0.37%。哈萨克斯坦主要的金矿有其东北部产在含炭质陆缘沉积岩中的巴克尔契克矿床，该矿床有资源量

20、1200吨，北哈萨克斯坦产在花岗闪长岩中的瓦西里科夫斯科依矿床，有金资源量500600吨，南哈萨克斯坦产在火山侵入岩中的阿可巴卡依矿田有金资源量600700吨。另外在阿尔泰黄铁矿型铜多金属矿床中有大量的伴生金。哈萨克斯坦主要生产黄金的州是东哈萨克斯坦州，其次是卡拉干达州。阿克莫拉州、江布尔州、巴甫洛达尔州4) 其它铁合金。除了以上几类铁合金外，还有钨铁、钼铁、钛铁、钒铁、磷铁、硼铁、镍铁、铌铁、锆铁、稀土合金等。,三 铁矿石的分布,（二）朝鲜金属矿业和产业概况 1.矿业概况 朝鲜的铁矿蕴藏量高达数百亿吨，主要有磁铁矿、褐铁矿和赤铁矿，而且大多分布于地表层，易于开采。其中以磁铁矿储量最为丰富，主

21、要分布在咸镜北道、黄海南道、黄海北道、平安南道。朝鲜最大的磁铁矿是咸镜北道的茂山磁铁矿，探明储量30亿吨，远景储量200300亿吨，品位40%。本项目现在正在由“朝鲜贸易省”和“中国商务部”协调“中国五矿”合资。品位最高的铁矿是平安道介川铁矿。茂山铁矿开采的硫铁矿石主要供给金策钢铁集团。黄海南道和北道开采的铁矿石主要供给朝鲜第二钢铁集团。 朝鲜西海岸的大型磁铁矿（Fe3O4）品位：20%以上；已得到朝鲜国家地下资源开发委员会的开采许可证及出口配额。产地：大同江下流地区多年自然沉积形成的大量的碎沙与碎石中提取磁铁矿。运输条件：离南浦港20公里处，出口运输非常方便。朝鲜的矿产品位高埋层浅，很多矿已

22、勘探完毕。由于设备老化或资金限制及历史原因一直未大规模开采。中方投入主要为矿山开采及配套设备，以及少量流动资金（用于人工工资、维修、粮食）并可分期分批投入。合作方式为中朝建立合营公司，中方股份比例为（4951%），中方负责销售。先期，所产矿物70%用于偿还中方投资；而后双方按股份比例分享利润。,2、在矿山开采上，朝鲜希望吸引外资的项目（1）金策制铁所的炼焦炉和高炉全部或部分现代化改建,使生铁年产250万吨，钢220万吨。（2）以茂山铁矿为主的5个矿山进行现代化改扩建,以达到磁铁精矿年产1600万吨，钢铁块矿(钢锭)年产300万吨。投资将可以铁矿石偿还。朝鲜的铁矿石埋藏量为77亿吨以上。 （3）

23、将100万吨产能的镁砂加工厂现代化，增建2.5万吨产能的轻镁土加工、镁砂耐火砖生产工程。如果对港口建设感兴趣，外资还可以投资承建出口镁矿能力达200万吨的港口。（4）全球镁砂的总产量停留在1700万吨。由于矿藏的枯竭，矿砂的生产将逐渐不能满足增大的需求，而朝鲜蕴藏着丰富的菱镁矿，埋藏量约为65亿吨。 （5）将现在有5万吨的精矿生产能力的生产矿场扩建成10万吨能力的现代化精矿生产场，并打算增金属钛生产工程。平壤附近的江西郡秀山里埋藏着3.2亿吨钛矿石。,巴西淡水河谷集团 巴西淡水河谷公司(CVRD)是世界第一大铁矿石生产和出口商，也是美洲最大的采矿业公司,其产量占巴西全国总产量的80%。澳大利亚

24、必和必拓公司 必和必拓公司于2001年由两家巨型矿业公司BHP与英国比利登公司（Billiton）合并而成，现在已经是全球最大的采矿业公司。澳大利亚力拓矿业公司 力拓矿业公司于1962年至2000年间兼并了数家全球有影响力的矿业公司，成为在勘探、开采和加工矿产资源方面的全球佼佼者。,（三）全球三大矿石供应商,铁矿石产量最大的四个国家依次为中国3.1亿t、巴西2.8亿t、澳大利亚2.3亿t、印度1.2亿t。,三 铁矿石的分布,澳 洲 矿 石 典 型 值,三 铁矿石的分布,印 度 矿 石 典 型 值,三 铁矿石的分布,其 他 区 域 矿 石 典 型 值,三 铁矿石的分布,我国进口的铁矿石主要来自澳

25、大利亚、巴西和印度。2011年我国累计进口铁矿石6.86亿吨，其中从澳大利亚进口2.97亿吨，从巴西进口1.43亿吨，从这两个国家进口的数量占我国铁矿石进口总量的2/3左右。最近几年，从澳大利亚进口铁矿石数量所占比重呈逐年递增趋势，而从巴西进口数量则出现了小幅回落。印度作为我国铁矿石第三大进口国，其出口数量也呈现持续下滑态势。,分国别进口数量占总进口量的比重,2007年和2011年分国别进口占总进口量比重对比,三 铁矿石的分布,（一）铁合金的定义和用途 铁合金(英文Ferroalloys ），铁与一种或几种元素组成的中间合金，是炼钢和机械铸造业的主要原料之一，在炼钢和铸造时用作脱氧剂、脱硫剂和

26、合金添加剂。在钢铁工业中一般还把所有炼钢用的中间合金，不论含铁与否（如硅钙合金），都称为“铁合金”。,四 铁合金简介,（二）铁合金分类 1. 硅铁：工业硅铁含硅95%、75%、45%等硅铁 硅铝合金：熔点：75SiFe为1300硅钙合金硅铁就是铁和硅组成的铁合金。 是以焦炭、钢屑、石英(或硅石)为原料，用电炉冶炼制成的铁硅合金。由于硅和氧很容易化合成二氧化硅，所以硅铁常用于炼钢时作脱氧剂，同时由于SiO2生成时放出大量的热，在脱氧的同时，对提高钢水温度也是有利的。同时，硅铁还可作为合金元素加入剂，广泛应用于低合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、耐热钢及电工硅钢之中，硅铁在铁合金生产及化学工业中，常用作

27、还原剂。在炼钢工业中，每生产一吨钢大约消耗35kg75%硅铁。,四 铁合金简介,硅铁在钢工业、铸造工业及其他工业生产中被广泛应用。 钢中添加一定数量的硅，能显著提高钢的强度、硬度和弹性，提高钢的磁导率，降低变压器钢的磁滞损耗。一般钢中含硅0.15%-0.35%，结构钢中含硅0.40%1.75%，工具钢中含硅0.30%1.80%，弹簧钢中含硅0.40%2.80%，不锈耐酸钢中含硅3.40%4.00%，耐热钢中含硅1.00%3.00%，硅钢中含硅2%3%或更高。 高硅硅铁或硅质合金在铁合金工业中用作生产低碳铁合金的还原剂。硅铁加入铸铁中可作球墨铸铁的孕育剂，且能阻止碳化物形成，促进石墨的析出和球化

28、，改善铸铁性能。 此外，硅铁粉在选矿工业中可作悬浮相使用，在焊条制造业中作焊条的涂料；高硅硅铁在电气工业中可用制备半导体纯硅，在化学工业中可用于制造硅酮等。,四 铁合金简介,2. 锰铁：高碳锰铁（含碳为7%） manganese-iron alloy 中碳锰铁（含碳1.01.5%） 低碳锰铁（含碳0.5%） 金属锰 硅锰合金是以锰矿石为原料冶炼而成的合金。冶炼不同类型的锰系铁合金，用于炼钢生铁、含锰生铁、镜铁的矿石，铁含量不受限制，矿石中锰和铁的总含量最好能达到4050。磷在钢铁产品中属有害元素，因而对合金中的磷含量有严格限制，合金中磷来源于锰矿石和焦炭，要求锰矿石中磷愈低愈好，如：锰硅合金即

29、低碳锰铁、中碳锰铁，锰矿石中的P/Mn0.0025；电炉锰铁，锰矿石中的P/Mn0.005；高炉锰铁，锰矿石中的P/Mn0.006。入炉锰矿石的含硫量，一般以不超过1为宜；高硫锰矿石需进行脱硫处理。,四 铁合金简介,(1)锰矿 在现代工业中，锰及其化合物应用于国民经济的各个领域。其中钢铁工业是最重要的领域，用锰量占9095，主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂，以及用来制造合金。其余105的锰用于其他工业领域，如化学工业（制造各种含锰盐类）、轻工业（用于电池、火柴、印漆、制皂等）、建材工业（玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂）、国防工业、电子工业，以及环境保护和农牧业，等等。总之，锰在国民经济中具

30、有十分重要的战略地位。,四 铁合金简介,矿物原料特征锰是元素周期表中第四周期的第七族元素。在自然界中锰有、及价态，其中以和价态最为常见。锰在空气中非常容易氧化。在加热条件下，粉状的锰与氯、溴、磷、硫、硅及碳元素都可以化合。锰在地球岩石圈中以及硅酸盐相的陨石中表现有强烈的亲石性质，但在岩石圈上部则有强烈的亲氧性质，锰与铁在岩石圈中以及陨石中虽有许多相似的化学性质，但锰并不亲铁。,四 铁合金简介,（2）软锰矿（pyrolusite） 组成MnO2,理论含锰量63.19%。 质量标准：锰矿石按工业用途分为冶金锰矿石和化工锰矿石,后者为氧化锰矿中较纯的软锰矿。化工用二氧化锰矿粉质量应符合黑色冶金行业标

31、准YB/T50842005：锰矿粉含量以干矿品位计算，按含MnO275%、70%、65%、60%、55%、50%、45%分别定为特级、一级至六级共七个品级。产品通过0.125mm目筛的筛下重量应占总重量的95%以上,如果需方有不同要求以及对产品的杂质成分及其含量要求，均由供需双方议定。产品的湿存水以供方包装时的检验结果为准,应不大于4%。湿存水以供方包装时的检验结果为准。,四 铁合金简介,软锰矿的成分叫二氧化锰，是一种常见的锰矿物1。软锰矿含锰为63.19%，是重要的锰矿石。软锰矿非常软，还不及人的指甲硬。它的颜色为浅灰到黑，具有金属光泽。如果用手去摸，它会像煤一样弄黑你的手。软锰矿一般为块状

32、或肾状或土状，有时具有放射纤维状形态。有趣的是有些软锰矿还呈现出一种软锰矿 化学资料化学式：MnO 2 ；软锰矿分子质量：86.94 性状：黑色无定形粉末，或黑色斜方晶体 沸点：535 C 分解 熔点：390 C 相对密度：5.026 （水=1 ） 溶解性：不溶于水、硝酸、冷硫酸，溶于冷盐酸而产生氯危险性：强氧化剂，本身不燃烧，但助燃，不要和易燃物放置一起 毒性：急性毒性、慢性中毒、诱变性、致癌性、致畸性。,四 铁合金简介,性质结构MnO2分子质量为86.94；黑色无定形粉末，或黑色斜方晶体；在535C分解；390C溶解；相对密度为5.026（水=1）；不溶于水、硝酸、冷硫酸，溶于冷盐酸而产生

33、氯；强氧化剂，本身不燃烧，但助燃，不要和易燃物放置一起；急性毒性、慢性中毒、诱变性、致癌性、致畸性。二氧化锰是两性氧化物。,软锰矿四方晶系 四方晶系，晶体呈细柱状或针状，通常呈块状、粉末状集合体。颜色和条痕均为黑色。光泽和硬度视其结晶粗细和形态而异，结晶好者呈半金属光泽，硬度较高，而隐晶质块体和粉末状者，光泽暗淡，硬度低，极易污手。比重在5左右。软锰矿主要由沉积作用形成，为沉积锰矿的主要成分之一。在锰矿床的氧化带部分，所有原生低价锰矿物也可氧化成软锰矿。软锰矿在锰矿石中是很常见的矿物，是炼锰的重要矿物原料。,四 铁合金简介,(3)硬锰矿（ Psilomelane massive ） 硬锰矿属于

34、金属矿石，黑色；隐晶-微晶，角砾状构造。主要矿物组成为硬锰矿、方铅矿、黄铁矿、方解石。此图为中国昌化泥鳅垅的角砾状硬锰矿（Brecciated beldongrite）的标本照片，现收藏于中国地质博物馆。,四 铁合金简介,硬锰矿是钡和锰的氧化物，它是提炼锰的重要矿石。与很多在地下形成的矿物不同，硬锰矿是在地表条件下形成的次生矿物，也就是说它原来是另外一种矿物，后来在某种条件下又变成了现在这种东西。它们原来一般是锰的碳酸盐或硅酸盐矿物。硬锰矿深灰到黑色，表面光滑，葡萄或钟乳状块体。,化学组成BaMn2+Mn94+O203H2O,硬锰矿的成份变化很大;有时70%BaO可被CaO+K2O+Na2O+

35、SrO所置换;其中所含的水，类似于沸石水的性质;至于硬锰矿的化学式目前尚未能最后确定下来 。 鉴定特征：以其胶体形态，黑色条痕、较高的硬度和葡萄状的晶态当中，来和其它的氧化锰区别；亦可以从条痕的颜色，来和褐铁矿区别 。 成因产状：主要为外生成因，见于锰矿床的氧化带；是褐锰矿，黑锰矿以及含锰碳酸岩和硅酸盐风化的产物；此外也常见于沉积锰矿床中。,四 铁合金简介,著名产地：世界范围广泛分布；重要的产地有德国Saxony的Schneeberg、法国的Romanechc和中印度的TekraSai等地 。 物理性质 硬度：4-6,比重：4.71g/cm3,无解理,灰黑色至黑色,褐黑至黑色,不透明,半金属光

36、泽至暗淡,单斜晶系，晶体少见，通常呈钟乳状、肾状和葡萄状集合体，亦有呈致密块状和树枝状。颜色和条痕均为黑色。半金属光泽。硬度46，比重4.44.7。硬锰矿主要是外生成因，见于锰矿床的氧化带和沉积锰矿床中，亦是锰矿石中很常见的锰矿物，是炼锰的重要矿物原料。,四 铁合金简介,(4)水锰矿(Manganite) 化学组成：MnO OH,MnO 40.4%，MnO2 49.4%，H2O 10.2%。常含SiO2，Fe2O3以及微量Al2O3，CaO等混入物；鉴定特征：以其晶形，柱面条纹和红棕色条痕为鉴定特征，予以鉴定它和软锰矿不同之处为硬度是4，条痕作红棕色； 成因产状：水锰矿形成于氧化条件不够充分的

37、环境；是碱性的锰氧化物矿物，是次于软锰矿和硬锰矿的可以用来提炼锰的矿石。水锰矿呈暗灰色到黑色，它一般为一束束平行排列的晶束状或纤维状块体，也有呈粒状或钟乳状的；硬度34，比重4.24.3。著名产地：世界著名产地有英国Cornwall和Cumbria、美国Colorado、德国Harz（哈尔茨）山脉的IIfeld、Thuringia（图林根）的Iimenau、英伦的Cornwall（康沃尔）、加拿大的NovaScOtia以及美国Michigan州的Negaunee等地。中国北京市昌平亦有产出。,四 铁合金简介,水锰矿是重要的锰矿石矿物。在现代工业中，水锰矿及其化合物应用于国民经济的各个领域。其中

38、钢铁工业是最重要的领域，用锰量占9095，主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂，以及用来制造合金。其余105的锰用于其他工业领域，如化学工业（制造各种含锰盐类）、轻工业（用于电池、火柴、印漆、制皂等）、建材工业（玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂）、国防工业、电子工业，以及环境保护和农牧业，等等。,四 铁合金简介,(5)黑锰矿 四方晶系，晶体呈四方双锥，通常为粒状集合体。颜色为黑色，条痕呈棕橙或红褐。半金属光泽。硬度5.5，比重4.84。黑锰矿由内生作用或变质作用而形成，见于某些接触交代矿床、热液矿床和沉积变质锰矿床中，与褐锰矿等共生，亦是炼锰的矿物原料之一。,四 铁合金简介,(6)褐锰矿四方晶系

39、，晶体呈双锥状，也呈粒状和块状集合体产出。矿物呈黑色，条痕为褐黑色。半金属光泽。硬度6，比重4.75.0。其他特征与黑锰矿相同。,(7)菱锰矿 三方晶系，晶体呈菱面体，通常为粒状、块状或结核状。矿物呈玫瑰色，容易氧化而转变成褐黑色。玻璃光泽。硬度3.54.5，比重3.63.7。由内生作用形成的菱锰矿多见于某些热液矿床和接触交代矿床；由外生作用形成的菱锰矿大量分布于沉积锰矿床中。菱锰矿是炼锰的重要矿物原料。,四 铁合金简介,(8)硫锰矿 等轴晶系，常见单形有立方体、八面体、菱形十二面体等，集合体为粒状或块状。颜色钢灰至铁黑色，风化后变为褐色，条痕呈暗绿色。半金属光泽。硬度3.54，比重3.94.

40、1。硫锰矿大量出现在沉积变质锰矿床中，是炼锰的矿物原料之一。,四 铁合金简介,3. 铬铁 高碳铬铁（含碳为48%）、中碳铬铁（含碳为0.54%）、低碳铬铁（含碳0.150.50%）、微碳铬铁（含碳为0.06%）、超微碳铬铁（含碳小于0.03%）、金属铬、硅铬合金 铬铁：铬和铁组成的铁合金，是炼钢的重要合金添加剂。冶炼铬铁用的铬铁矿一般要求含Cr2O34050%，铬与铁比值大于 2.8。近年大量生产的含铬50%的“装料级铬铁”，用含Cr2O3和铬与铁比值较低的矿石。,四 铁合金简介,铬是重要的战略物资之一，由于它具有质硬、耐磨、耐高温、抗腐蚀等特性，在冶金产业、耐火材料和化学产业中得到了广泛的应

41、用。 在冶金产业中，铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。铬铁合金作为钢的添加料生产多种高强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢，如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船以及国防产业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少的材料。,四 铁合金简介,铬铁矿（块状、等轴晶系）（Chromite massive Isometric）是岩浆作用的矿物，常产于超基性岩中，与橄榄石共生；也见于砂矿中。外表看来很像磁铁矿，一般呈块状或粒状的集合体。在冶金工业上，铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。铬铁合金

42、作为钢的添加料生产多种高强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢。金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。铬铁矿是短缺矿种，储量少，产量低。 铬铁矿是铬和铁氧化物矿物，它相当坚硬，黑色半金属光泽。铬铁矿是金属铬的主要来源，也可用于高温耐火材料。铬铁矿一般呈块状或粒状的集合体。我国西藏、甘肃和陕西等地有矿产。,四 铁合金简介,铬铁矿是铬和铁的氧化物矿物。有高碳铬铁（含碳为48%）、中碳铬铁（含碳为0.54%）、低碳铬铁（含碳0.150.50%）、微碳铬铁（含碳为0.06%）、超微碳铬铁（含碳小于0.03%）、金属铬、硅铬合金。它相当坚硬，黑色半金属光泽。铬铁矿是金属铬的主要来源，也可用于

43、高温耐火材料。铬铁矿一般呈块状或粒状的集合体。铬铁矿化学成分为FeCr2O4、晶体属等轴晶系的氧化物矿物。成分中的铁常可部分被镁所置换，当以Mg为主时，则名镁铬铁矿（magnesiochromite）。具正常尖晶石型结构。铬铁矿Cr2O3含量67.91%。是工业铬的主要来源，也可用制高温耐火材料，如铬砖。摩斯硬度5.56，比重3.94.8。具弱磁性。铬铁矿仅产于超基性或基性岩中。大型铬铁矿矿床主要产于南非的德兰士瓦、津巴布韦的圭洛附近，俄罗斯的斯维德洛夫斯克地区以及古巴等地。中国铬铁矿的产地有西藏、甘肃和陕西等地。,四 铁合金简介,截至1996年底，中国共探明铬铁矿矿区56处，累计探明铬铁矿矿

44、石储量1314.9万t，其中A+B+C级占43%，为565.2万t。扣除历年开采与损耗，保有铬铁矿矿石储量1077.9万t，其中A+B+C级占34%，为368.4万t。铬铁矿的储量增长还是很快的，1957年累计探明储量只有18.1万t，到1965年增长到223.3万t，1985年为1190.7万t，至19996年达到1314.9万t。铬铁矿资源总量为4400万t，资源潜力为3100万t。1995年世界铬铁矿储量为37亿t，储量基础为74亿t，主要集中在南非（储量30亿t、储量基础55亿t）、津巴布韦（储量1.4亿t、储量基础9.3亿t）、哈萨克斯坦（储量3.2亿t、储量基础3.2亿t）、俄罗斯

45、（储量400万t、储量基础4.6亿t），其他储量比较多的国家还有芬兰、印度、巴西、土耳其等。若以A+B+C级储量与这些国家的储量基础相比，中国远在它们之后。,四 铁合金简介,除了上述成分要求外，用于高炉冶炼碳素铬铁的块度要求为4075mm，电炉冶炼碳素铬铁的块度为4050mm。 冶金级铬铁矿石还可用来冶炼金属铬，目前我国冶炼金属铬的方法有火法和湿法两种。采用湿法冶炼金属铬要求：铬矿石或精矿含Cr2O338%、Cr2O3/FeO2、SiO212%、Al2O310%，此外矿石粒度小于180目的应占80%以上。全国铬铁矿产量无精确统计，大致估计10 多年来，我国铬铁矿矿山产量一直在十几到二十万吨的水

46、平上徘徊。至于消费，我国从19902003年共消费铬铁矿1516万吨（年均消费108万吨），而国内的年产量仅在20 万吨左右。由于供需严重失衡，近几年铬铁矿进口量增长显著，1990年我国进口铬铁矿80.68 万吨，2000年、2001年、2002年我国进口铬矿数量分别为111.79万吨、109.04万吨和114.27万吨，到2003 年进口量已达到177.91万吨，比上年同期增长55.69%，相应的进口依存度由88.3 %上升到2003 年的94.7 %。,工业冶金级铬矿石主要用于冶炼各种铬铁合金。用来冶炼铬铁合金的铬矿石又按不同的冶炼用途分为4个品级：,四 铁合金简介,铬铁矿品位及开采技术指

47、标,我国铬铁矿资源短缺，近期找矿不可能有大的突破。现有的几个矿山的状况是，西藏的罗布莎铬矿经过扩建，开采规模可达10万吨左右，新疆萨尔托海铬矿可能减产到年产成品矿2万吨左右，内蒙古的铬矿生产可维持目前年产2000-3000吨精矿生产水平，甘肃大道尔吉铬矿年产成品矿可达2万吨左右，青海铬矿产量不易稳定。,四 铁合金简介,4.镍铁 镍是一种化学元素。化学符号Ni，原子序数28，原子量58.69，属周期系族。古代埃及、中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨铁制作器物，中国古代云南生产的镍矿中含镍量就很高。1751年瑞典A.F.克龙斯泰德用木炭还原红镍矿制得金属镍，其英文名称来源于德文Kupfernick

48、el，含义是假铜。镍矿在地壳中的含量为0.018，镍矿主要矿物有镍黄铁矿(Ni，Fe)9S8、硅镁镍矿（Ni，Mg）SiO3nH2O、针镍矿或黄镍矿（NiS）、红镍矿（NiAs）等。海底的锰结核中镍的储量很大，是镍的重要远景资源。镍是略带黄色的银白色金属，是一种具有磁性的过渡金属。镍的应用在于镍的抗腐蚀性，合金中添加镍可增强合金的抗腐蚀性能。,四 铁合金简介,不锈钢与合金生产领域是镍最广泛应用领域。全球约2/3的镍用于不锈钢生产，因此不锈钢行业对镍消费的影响居第l位。镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接

49、性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。目前全球有色金属中，镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第5位。,世界上可开采的镍资源有2类，一类是硫化矿床，另一类是氧化镍矿，全球已探明的镍矿储量约230亿吨，平均含矿量为0.97，镍总量大约为2.2亿吨，其中硫化镍矿储量约为105亿吨，平均等级为0.58，镍含量约为6200万吨，约占镍矿总资源量的28；氧化镍矿约为126亿吨，平均等级为1.28；镍含量约为1.6亿吨，约占镍矿总资源的72。 硫化镍矿石按镍含量可分下列三个品级，特富矿石：Ni3；富矿石Ni 13；贫矿石：Ni 0.31。富矿石及贫矿石需经选矿，特富矿石可直接入炉冶炼。

50、 硫化镍矿床普遍含铜，常称含铜硫化镍矿床。在镍矿体中铜无需单独制定指标和圈定矿体，当镍品位达不到指标而铜可单独形成矿体时，其指标为按铜执行。除铜外，一般常伴生有铁、铬、钴、锰、铂族金属、金、银及硒和碲等，这些伴生有用组分的含量要求是：Pt、Pd为0.03g/t；Os、Ru、Rh、Ir为0.02g/t；Au为0.050.1g/t、Ag为1.0g/t、Co为0.01；Se为0.0005；Te为0.0002。 我国镍矿资源主要都是硫化镍矿，氧化镍矿极少。我国镍矿分布就大区来看，主要分布在西北、西南和东北，其保有储量占全国总储量的比例分别为76.8、12.1、4.9。就各省（区）来看，甘肃储量最多，占