铁矿石和熔剂.ppt

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1、同学们下午好!冶金概论辽宁冶金职业技术学院第 三 讲2 铁矿石和熔剂3基本概念：.高炉有效容积利用系数.焦比 基本流程：高炉炼铁生产工艺流程 4基本问题：.高炉内部分为哪几段？.高炉冶炼的原料和产品有哪些？(3)高炉冶炼的燃料有哪些？【高炉有效容积利用系数】就是指在规定的工作时间 内，高炉每立方米有效容积平均每昼夜（d）生产 的合格生铁量。用V表示，单位为t/(m3d)。【焦比】又叫入炉焦比或净焦比，就是指冶炼每吨 生铁所消耗的干焦量。用K表示，单位为kg/t。7【冶炼强度】就是指每昼夜每立方米高炉有效容积 消耗的干焦量。用I表示，单位为t/(m3d)。8910原料包括：铁矿石、焦炭和熔剂。产

2、品包括：生铁、高炉煤气、炉尘和炉渣。高炉冶炼的燃料一 天然矿物二铁矿石及分类三高炉冶炼对铁矿石的要求四铁矿石的准备处理五选矿 2.铁矿石和熔剂 2.1铁矿石天然矿物.矿物【矿物】就是指地壳中的化学元素经各种地质作用（自 然的物理化学作用或生物作用）所形成的自然元 素或化合物。天然石墨（C）天然黄铁矿（FeS2）.矿石【矿石ore】就是指在现有经济技术条件下能从中提取金 属或金属化合物的矿物。.矿石品位【矿石品位】就是指矿石中有用成分的含量，常用质量 百分数表示。例如：品位40%的铁矿石，就是铁矿石中金属铁的含 量为40%。注意：对于贵金属，由于它们的含量一般都很低，所以 矿石品位常以每1吨中含

3、金属克数来表示。.富矿和贫矿 在钢铁冶炼中，若铁矿石中的含铁量超过其理论含铁量的70%，就称该矿石为富矿；而品位较低，需经选矿加工富集的铁矿石称为贫矿。2.1.2 铁矿石及分类【铁矿石】就是能够用于炼铁的矿石。含铁陨石 中华神剑相 对 原 子质量熔 点/沸 点/密 度/g/cm3丰 度（%）同 位 素地 球 宇 宙55.845 1535 2750 7.874 7.07 910-5Fe54(5.845%)Fe56(91.754%)Fe57(2.119%)Fe58(0.282%)铁元素的特性磁铁矿（Fe3O4）-magnettie赤铁矿（Fe2O3）-hematite褐铁矿（mFe2O3nH2O）

4、-limonite 菱铁矿（FeCO3）-siderite 通常将铁矿石分为如下四类：.磁铁矿 化学式为Fe3O4，理论含铁量（质量分数）为72.4%，实际富磁铁矿石含铁量为40%70%。密度为5.2t/m3，结构致密，晶粒细小，颜色和条痕均为黑色，有强磁性，S、P含量高，还原性差。.赤铁矿 俗称“红矿”，它是无水氧化铁矿石，化学式为Fe2O3，理论含铁量为70.0%，实际富赤铁矿石含铁量为55%60%。密度为4.95.3t/m3，颜色、条痕均为樱红色，有半金属光泽，具有弱磁性。与磁铁矿相比，结构较软，较易破碎。S、P量一般较低，还原性好。.褐铁矿 化学式为nFe2O3mH2O（n=13，m=

5、14），理论含铁量为55.2%66.1%，实际富褐铁矿含铁量为37%55%。自然界中的褐铁矿绝大部分以2Fe2O33H2O的形态存在。颜色为黑色到褐色，无磁性或磁性微弱，有害杂质S、P、As含量一般较高，焙烧后还原性比赤铁矿好。.菱铁矿 菱铁矿是铁的碳酸盐，化学式为FeCO3，理论含铁理为48.2%，密度为3.8t/m3，实际富菱铁矿含铁量为30%40%。颜色为灰色带黄褐色，具有玻璃光泽，无磁性，S、P含量低，焙烧后易还原。名称 成分理论含铁量性质 冶炼性能磁铁矿Fe3O472.4%结构致密，晶粒细小，颜色和条痕黑色，强磁性S、P含量高，还原性差赤铁矿Fe2O370%结构较软，较易破碎，颜色和

6、条痕樱红色，弱磁性S、P含量较低，还原性好褐铁矿n Fe2O3.mH2O55.2-66.1%黑色到褐色，无磁性，S、P、As含量较高，焙烧后还原性好菱铁矿FeCO348.2%灰色带黄褐色，无磁性焙烧后疏松多孔，易破碎，S、P含量低，还原性好 2.1.3 高炉冶炼对铁矿石的要求.含铁量高；例如：矿石品位提高1%，焦比可降低2%，产量可提高3%。一般将矿石中铁的质量分数高于65%，S、P等杂质含量少的矿石，供直接还原法和熔融还原法使用。而铁的质量分数介于50%65%的矿石，可供高炉使用。.脉石少；脉石就是铁矿石中除了铁氧化物以外的物质，其成分多数为SiO2、Al2O3、CaO和MgO，并以酸性氧化

7、物SiO2为主。.有害杂质少；主要指矿石中所含的S、P、Pb、Zn、As、K、Ka等元素。硫的危害主要表现在以下几个方面：a.当钢中的硫含量超过一定量（0.02%）时，会使钢材具有热脆性。b.对铸造生铁，硫会降低铁水的流动性，阻止碳化铁Fe3C分解，使铸件产生气孔、难于切削并降低其韧性。c.硫会显著地降低钢材的焊接性、抗蚀性和耐磨性。（2）磷的危害主要表现在以下几个方面：磷以Fe2P、FeP形态溶于铁水。双重影响：磷化物是脆性物，低温降低钢材韧性，造成钢的冷脆现象。磷高降低钢的焊接性、冷弯性和塑性。延长凝固时间，改善流动性，利于铸造复杂件。由于磷在选矿和烧结过程中不易除去，在高炉冶炼中又几乎全

8、部还原进入生铁。所以控制生铁含磷的唯一途径就是控制原料的含磷量。.成分稳定；高炉冶炼要求炉料成分波动范围为：含铁原料TFe0.51.0%；w(SiO2)0.2%0.3%；烧结矿的碱度为0.030.10。.还原性好；磁铁矿，赤铁矿，褐铁矿和菱铁矿，烧结矿和球团矿 各种铁矿石的还原性.软化温度高而软化温度区间窄；铁矿石的软化性.机械强度高并且粒度均匀。一般规定：入炉矿石的粒度为935mm，小于5mm的粉末不能直接入炉。采矿 破碎 筛分 富矿 混匀天然块矿贫矿磨矿焙烧筛分 选矿造矿人造富矿高炉铁矿石处理工艺流程.采矿【采矿】就是指把地壳中的矿物开采出来。.露天采矿：就是指从敞露的地表矿场采出有用矿物

9、。.地下采矿：就是指从隐藏的地下矿场采出有用矿物。.破碎【破碎】就是指利用设备使矿石破成碎块的过程。破碎阶段 粒度/mm 破碎设备给料 产品粗碎1000300 350100 颚式 圆锥破碎机中碎350100 10040 颚式 圆锥破碎机细碎10040 2012 锤式破碎机粗磨2012 10.3球磨、棒磨机细磨10.3-0.1球磨、棒磨机常用破碎机械与磨矿机械的类型 压碎：大多用于脆性、坚硬物料的粗碎。劈碎：对物料的破碎最为有利。击碎：主要用于脆性物料的破碎。磨碎：多用于小块物料的细磨。.筛分【筛分】就是通过单层或多层筛面，将颗粒大小不同的 混合料分成若干不同粒度级别的过程。.混匀【混匀】又称为

10、中和，就是通过“平铺直取”使不同时 间的来料均匀地混合在一起。.焙烧【焙烧】就是指在专门的设备中通过控制适宜的气氛（还 原或氧化气氛），将铁矿石加热到低于其软化温度 200300，使铁矿石在固态下发生一系列物理化学 变化的过程。铁矿石的焙烧方法有如下三种：.氧化焙烧.还原磁化焙烧.氯化焙烧 菱铁矿的焙烧，在500 900 之间分解：4FeCO3+O2=2Fe2O3+4CO2 褐铁矿的脱水，在250 500 之间发生反应：2Fe2O33H2O=2Fe2O3+3H2O 氧化焙烧可使矿石中的硫氧化：3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2 还原焙烧是使贫赤铁矿中的Fe2O3转变为具有磁性的Fe3O4

11、，以便磁选。2Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 2Fe2O3+H2=2Fe3O4+H2O 氯化焙烧是为了回收铁矿中的有色金属如锌、铜、砷等，或去除其他有害杂质。2.1.5 选矿【选矿】就是依据矿石的性质，采用适当的方法，把有 用矿物和脉石机械地分开，从而使有用矿物富集的 过程。目前认为铁精矿含铁65%68%是最佳品位，这主要是对酸性铁矿石而言。/16:33:25 常用的选矿方法有如下三种：.重力选矿法 又叫重选法，就是利用不同密度或粒度的矿粒在选矿介质中具有不同沉降速度的特性，将在介质中运动的矿粒混合物进行选别，从而使被选矿物与脉石分离的过程。.磁力选矿法 又叫磁选法，就是利用有用矿物和

12、脉石的磁性差异，在不均匀的磁场中，磁性矿物被磁选机的磁极吸引，而非磁性矿物则被磁极排斥，从而使被选矿物与脉石分离的过程。.浮游选矿法 又叫浮选法，就是利用矿物表面不同的亲水性，选择性地将疏水性强的矿物用泡沫浮到矿浆表面，而亲水性矿物则留在矿浆中，从而实现有用矿物与脉石分离的过程。矿石经过选别可得到如下三种产品：a.精矿：就是选矿后得到的有用矿物含量较高的产 品。b.中矿：就是选矿过程的中间产品，需进一步选矿 处理。c.尾矿：就是经选矿后留下的废弃物。1.基本概念：.矿石.矿石品位.焙烧.选矿 2.基本流程：铁矿石处理工艺流程 本次课小结 3.基本问题：.通常将铁矿石分为哪四类？.各种铁矿石的还原性是怎样的？.高炉冶炼对铁矿石的要求有哪些？作业：复习思考题（教材 P12）26铁矿石混匀的目的是什么？何谓“平铺直取”法？27何谓“选矿”，常用的选矿方法有哪些？作 业47 47