建立铁矿石质量和价值评价体系、.ppt
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1、建立铁矿石质量和价值评价体系、建立铁矿石质量和价值评价体系、优化铁矿石科学合理贸易优化铁矿石科学合理贸易许满兴许满兴许满兴许满兴(北京科技大学)(北京科技大学)(北京科技大学)(北京科技大学)摘要:本文介绍了铁矿石质量的概念和具体内容,介绍了铁矿石价值的概念和评价铁矿石价值的几种实用方法,对每种方法例举实例计算并加以分析说明,以建立铁矿石质量和价值评价体系,实现铁矿石的科学合理贸易。关键词:铁矿石质量、价值评价、科学合理贸易。1、铁矿石种类和质量概念、铁矿石种类和质量概念1-1、天然、天然铁矿铁矿石的种石的种类类和特征和特征 用于高炉用于高炉炼铁炼铁的的铁矿铁矿石分天然石分天然铁矿铁矿和人造富
2、和人造富矿矿两大两大类类,常,常见见并用于并用于烧烧结结球球团团和高炉和高炉炼铁炼铁生生产产的天然的天然铁矿铁矿石又主要分四种,它石又主要分四种,它们们的分的分类类和特征列和特征列于表于表1。表1 天然天然铁矿铁矿石的种石的种类类及主要特征及主要特征铁矿铁矿石石名称名称化学分子化学分子式式理理论论含含铁铁量量密度密度(t/m3t/m3)颜颜色色实际实际含含铁铁量量有害有害杂质杂质强强度度还还原原性性磁磁铁铁石石FeFe3 3O O4 472.472.45.25.2黑色黑色45457070S.PS.P高高坚坚硬致硬致密密低低赤赤铁铁石石FeFe2 2O O3 370.070.04.94.95.3
3、5.3红红色色55556060S.PS.P低低易碎易碎高高褐褐铁铁石石mFemFe2 2O O3 3nHnH2 2O O606066663.03.05.05.0黄褐色黄褐色37375555S.PS.P高低不高低不等等疏松疏松高高菱菱铁矿铁矿FeCOFeCO3 348.248.26.86.8灰色灰色带带黄褐黄褐色色30304040S S低低P P高高易碎易碎易易褐褐铁矿铁矿的分子式有:的分子式有:FeFe2 2O O3 3H H2 2O O,2Fe2Fe2 2O O3 3H H2 2O O,2Fe2Fe2 2O O3 33H3H2 2O O,3Fe3Fe2 2O O3 34H4H2 2O O。1
4、-2、人造富、人造富矿矿分分类类和特征和特征名称名称CaO/SiOCaO/SiO2 2主要粘主要粘结结相相主要冶金性能主要冶金性能酸性酸性烧结矿烧结矿自然碱度自然碱度0.80.8FeOFeOSiOSiO2 2难还难还原,原,软软熔温度低熔温度低自熔性自熔性烧结矿烧结矿1.01.01.51.5CaOCaOFeOFeOSiOSiO2 2还还原由原由难难随碱度提高随碱度提高高碱度高碱度烧结矿烧结矿1.81.82.52.5CaOCaOFeFe2 2O O3 3还还原性好,原性好,软软熔性能熔性能优优良良超高碱度超高碱度烧结矿烧结矿2.502.50CaOCaOFeFe2 2O O3 32CaO2CaOF
5、eFe2 2O O3 3冶金性能会略有下降冶金性能会略有下降2)球球团矿团矿:球:球团矿团矿有酸性球有酸性球团矿团矿(碱度由自然碱度到(碱度由自然碱度到0.3)和熔)和熔剂剂性球性球团矿团矿(碱度(碱度0.8),它它们们的的矿矿物物组组成主要成主要为为Fe2O3和和CaO Fe2O3,冶金性冶金性能随碱度提高有所改善,酸性球能随碱度提高有所改善,酸性球团矿团矿的冶金性能稍差。的冶金性能稍差。1)烧结矿:烧结矿按碱度(烧结矿:烧结矿按碱度(CaO/SiO2)可分为四种,它们的主要特征列)可分为四种,它们的主要特征列于表于表2表2 烧结矿的种类及特征烧结矿的种类及特征1-3、铁矿石质量的概念、铁矿
6、石质量的概念 铁矿铁矿石的石的质质量由化学成分、物理性能和冶金性能三个部分量由化学成分、物理性能和冶金性能三个部分组组成,它成,它们们三三者之者之间间的关系化学成分是基的关系化学成分是基础础,物理性能是保,物理性能是保证证,冶金性能是关,冶金性能是关键键。1-3-1、铁矿铁矿石化学成分:石化学成分:铁矿铁矿石的化学成分由含石的化学成分由含铁铁元素、脉石和有害元素、脉石和有害杂质杂质三部分三部分组组成。成。1)有价成分:有价成分:Fe(Fe3O4、Fe2O3、FeO、FeCO3,CaO,MgO(B2O3)2)负负价成分(酸性脉石):价成分(酸性脉石):SiO2.Al2O3;3)有害有害杂质杂质:
7、S、P、K2O+Na2O、Pb、Zn、Cu、As、Cl、(TiO2)。高炉高炉炼铁对铁矿炼铁对铁矿石有害石有害杂质杂质的限量要求列于表的限量要求列于表3表表3 铁矿铁矿石有害石有害杂质杂质限量要求限量要求(%)有害元素有害元素S SP PK K2 2O+O+NaNa2 2O OPbPbZnZnCuCuAsAsCl(TiO(TiO2 2)限量要求限量要求0.30.30.050.050.120.120.200.200.10.10 00.10.10 00.200.200.070.070.0010.0010.50.51-3-2、铁矿石物理性能、铁矿石物理性能铁矿铁矿石的物理性能包括粒度和粒度石的物理性
8、能包括粒度和粒度组组成,成,强强度和度和热热爆裂指数,爆裂指数,对块铁矿对块铁矿和球和球团矿团矿的物理性能要求列于表的物理性能要求列于表4.表表4 对块铁矿对块铁矿和球和球团矿团矿的物理性能要求的物理性能要求矿矿种种转转鼓指数鼓指数(Ti+6.3mm%)热热爆裂指数爆裂指数(Di-6.3mm%)粒度和粒度粒度和粒度组组成成(+31.5mm%)(-6.3mm%),),块铁矿块铁矿85.085.05.05.05.0 5.05.0 5.0球球团矿团矿90.090.0(+15mm%)(-5.0mm%)5.0 5.05.0 5.0对对用于用于烧结烧结生生产产的粉的粉矿矿要求粒度:要求粒度:+8mm55%
9、,+0.251.0mm的准的准颗颗粒粒22.0%。对对用于球用于球团矿团矿生生产产的的铁铁精粉要求粒度精粉要求粒度-0.074mm82%。铁矿铁矿石的冶金性能包括石的冶金性能包括900的的还还原性(原性(RI),),500低温低温还还原粉化原粉化指数(指数(RDI+3.15RDI+3.15),球),球团矿团矿的的还还原膨原膨胀胀指数(指数(RSIRSI)对块铁矿对块铁矿和球和球团团矿矿的冶金性能要求列于表的冶金性能要求列于表5.5.表表5 5 对块铁矿对块铁矿和球和球团矿团矿的冶金性能要求的冶金性能要求矿矿种种900还还原性原性(RI%RI%)500低温低温还还原粉化原粉化(RDI+3.15%
10、RDI+3.15%)900还还原膨原膨胀胀指数指数(RSI%RSI%)块铁矿块铁矿65.065.07575球球团矿团矿65.065.020.020.0对对粉粉矿虽矿虽然没有冶金性能的要求,然没有冶金性能的要求,买买方可根据已掌握的各种方可根据已掌握的各种铁矿铁矿粉粉的的烧结烧结基基础础特性(同化性、粘特性(同化性、粘结结相相强强度、液相流度、液相流动动性、生成性、生成铁铁酸酸钙钙能能力和固相力和固相连连晶能力)或晶能力)或烧结烧结反反应应性(利用系数和性(利用系数和强强度是反映度是反映烧结烧结反反应应性的主要指性的主要指标标)去衡量它)去衡量它们们的的质质量状况。量状况。1-3-3、铁矿石的冶
11、金性能、铁矿石的冶金性能2、铁矿石价值评价方法、铁矿石价值评价方法 进入新世纪以来,由于中国钢铁工业的快速发展,造成铁矿石严重进入新世纪以来,由于中国钢铁工业的快速发展,造成铁矿石严重短缺,从而引起铁矿石市场发生很大变化,价格从短缺,从而引起铁矿石市场发生很大变化,价格从2001年的每吨年的每吨27.11美美元剧涨到元剧涨到2010年的每吨年的每吨128.39美元,上涨了美元,上涨了3.74倍,进入倍,进入2011年以来,年以来,价格又上涨到每吨价格又上涨到每吨170美元以上,比美元以上,比2001年剧涨了年剧涨了6.27倍,而质量反而降倍,而质量反而降低了很多,低了很多,2001年前,铁矿石
12、国际市场常见的十八种铁矿粉,质量差的年前,铁矿石国际市场常见的十八种铁矿粉,质量差的要算是澳大利亚的罗泊河矿了,品位在要算是澳大利亚的罗泊河矿了,品位在58%左右,扣去烧损实际品位能达左右,扣去烧损实际品位能达到到63.7%,Al2O3含量不过含量不过2.8%左右,目前铁矿石市场,含铁品位低的还左右,目前铁矿石市场,含铁品位低的还不足不足50%,SiO2含量高达含量高达11%以上,以上,Al2O3含量高达含量高达6%以上,价格高低以上,价格高低不等差别特别大,面对铁矿石市场质量和价位特别大的差别,如何评价铁不等差别特别大,面对铁矿石市场质量和价位特别大的差别,如何评价铁矿石的价值,如何按质论价
13、,过去仅按品位论价的方法已很不适用了。因矿石的价值,如何按质论价,过去仅按品位论价的方法已很不适用了。因此,科学合理的评价铁矿石的价值已成为铁矿石贸易势在必行的问题了。此,科学合理的评价铁矿石的价值已成为铁矿石贸易势在必行的问题了。本文将对几种铁矿石价值评价方法作具体介绍,并举实例计算和分本文将对几种铁矿石价值评价方法作具体介绍,并举实例计算和分析说明,以探索和寻求一个科学合理,简单实用的铁矿石价值评价法。析说明,以探索和寻求一个科学合理,简单实用的铁矿石价值评价法。2-1、铁矿石品位综合评价法、铁矿石品位综合评价法 所谓铁矿石品位综合评价法是不仅考虑铁矿石的品位,同时兼顾铁矿所谓铁矿石品位综
14、合评价法是不仅考虑铁矿石的品位,同时兼顾铁矿石的有价成分和负价成分,即碱性脉石的价值和酸性脉石的影响,具体表达石的有价成分和负价成分,即碱性脉石的价值和酸性脉石的影响,具体表达式依炉渣的二元碱度(式依炉渣的二元碱度(R2)还是四元碱度()还是四元碱度(R4)列为两式:)列为两式:TFe(R2综综)=TFe100+2R2(SiO2+Al2O3)-2(CaO+MgO)-1100%1 TFe(R4综综)=TFe100+2R4(SiO2+Al2O3)-2(CaO+MgO)-1100%2式中R2、R4分别为二元和四元炉渣碱度,分别为二元和四元炉渣碱度,SiO2、Al2O3、CaO和和MgO均均为铁矿石的
15、化学成分含量(为铁矿石的化学成分含量(%)。)。该两个表达式可说明铁矿石的实际品位,既考虑了碱性脉石该两个表达式可说明铁矿石的实际品位,既考虑了碱性脉石(CaO+MgO)的作用,又扣除了酸性脉石()的作用,又扣除了酸性脉石(SiO2+Al2O3)作为渣量的源头)作为渣量的源头对品位造成的影响,这就是铁矿石的实际品位。这种综合评价法所不足的是对品位造成的影响,这就是铁矿石的实际品位。这种综合评价法所不足的是尚没有考虑有害杂质对品位造成的影响,下面以表达式尚没有考虑有害杂质对品位造成的影响,下面以表达式2举举2个实例作计个实例作计算和分析说明。算和分析说明。例例1 1:宝:宝钢进钢进口巴西的高品位
16、低口巴西的高品位低SiO2低低Al2O3矿矿的的实际综实际综合品位分析。合品位分析。进进口口铁矿铁矿粉和炉渣(宝粉和炉渣(宝钢钢1#高炉)的化学成分列于下表高炉)的化学成分列于下表项项目目TFeTFeSiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3CaOCaOMgOMgOFeOFeOCaO/CaO/SiO SiO2 2铁矿铁矿粉粉67.567.50.700.700.740.740.010.010.020.02-0.140.141#1#炉渣炉渣-33.9633.9614.2514.2541.6441.647.837.830.170.171.0261.026(四元(四元R R)将表中数据代入表中数据代
17、入2 2式得式得:TFe(R4综综)=67.5100+21.026(0.7+0.74)-2(0.01+0.02)-1100%=67.5100+2.955-0.06-1 =67.5/102.9100%=65.60%例例2:沿海某:沿海某钢铁钢铁企企业进业进口印度低品位,高口印度低品位,高SiO2高高Al2O3矿矿的的实际综实际综合品合品位分析。位分析。进进口口铁矿铁矿粉和炉渣的化学成分列于下表粉和炉渣的化学成分列于下表项项目目TFeTFeSiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3CaOCaOMgOMgOFeOFeOCaO/CaO/SiO SiO2 2铁矿铁矿粉粉60.060.06.06.04.
18、04.00.200.200.100.10-0.030.03炉渣炉渣-32.2332.2318.9818.9835.0535.0510.3810.38-0.8870.887将表中数据代入将表中数据代入2 2式得:式得:TFe(R4综综)=60.0100+20.887(6.0+4.0)-2(0.2+0.10)-1100%=60.0100+17.74-0.6-1 =60.0/117.14100%=51.22%实例分析:由以上两个实例可以说明,铁矿石的脉石含量对其实际实例分析:由以上两个实例可以说明,铁矿石的脉石含量对其实际品位有直接影响。在宝钢条件下,进口铁矿石的综合品位仅比标出品位有直接影响。在宝
19、钢条件下,进口铁矿石的综合品位仅比标出品位低不足品位低不足2.0%:Tfe=标出品位一综合品位标出品位一综合品位=67.5%-65.6%=1.9%。而对沿海某企业的高。而对沿海某企业的高SiO2高高Al2O3矿而言,情况就大矿而言,情况就大不一样,不一样,Tfe=60.0%-51.22%=8.78%因此购买铁矿石必须考虑脉因此购买铁矿石必须考虑脉石的含量,特别要注意酸性脉石石的含量,特别要注意酸性脉石(SiO2+Al2O3)对综合品位的影响,对综合品位的影响,达到合理的性价比。正因为矿石的达到合理的性价比。正因为矿石的Al2O3含量会影响炉渣含量会影响炉渣Al2O3和和MgO含量,因此计算应考
20、虑炉渣的四元碱度,而非二元碱度,故建含量,因此计算应考虑炉渣的四元碱度,而非二元碱度,故建议应采用计算式议应采用计算式2作为铁矿石品位综合评价法。作为铁矿石品位综合评价法。这一评价法是前苏联这一评价法是前苏联M.A.巴甫洛夫院士提出的铁矿石冶金价值的计算巴甫洛夫院士提出的铁矿石冶金价值的计算方法(公式):方法(公式):P1=(Ff)(p-CP2-cP3-g)3 式中:式中:P1为铁矿石的价值(元为铁矿石的价值(元/t)F为铁矿石的品位(为铁矿石的品位(%)f为生铁的含铁量(为生铁的含铁量(%)P为生铁车间成本(元为生铁车间成本(元/t)C为焦比(为焦比(t/t)P2为焦炭价格(元为焦炭价格(元
21、/t)c为生铁熔剂消耗(为生铁熔剂消耗(t/t)P3为熔剂价格(元为熔剂价格(元/t)g为炼铁车间加工费(元为炼铁车间加工费(元/t)M.A.巴甫洛夫院士提出的上一计算公式,是上世纪四十年代的事,当巴甫洛夫院士提出的上一计算公式,是上世纪四十年代的事,当时铁矿石的品种很单一,主要是天然块矿入炉,当时高炉炼铁远没有喷煤,时铁矿石的品种很单一,主要是天然块矿入炉,当时高炉炼铁远没有喷煤,有害杂质对矿石冶炼价值的影响,也不如当代认识的突出,因此是一个很有有害杂质对矿石冶炼价值的影响,也不如当代认识的突出,因此是一个很有水平的铁矿石价值计算公式,它既考虑了铁矿石的品位,同时考虑焦比和熔水平的铁矿石价值
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