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1、“冶金工程pptch2课件内容,1、第第2章章高炉冶炼用原料高炉冶炼用原料2.2铁矿石的开采铁矿石的开采2.3铁矿石的富选铁矿石的富选课堂学习课堂学习目标目标2.1铁矿石铁矿石2.4铁矿粉造块铁矿粉造块2.5燃料燃料2.6熔剂熔剂2.7锦矿石及其他含铁原料镒矿石及其他含铁原料2.1铁矿石铁矿石本节主要介绍铁矿石相关概念，其中主要包含矿物、矿石及脉石，同时本节主要介绍铁矿石相关概念，其中主要包含矿物、矿石及脉石，同时介绍铁矿石分类及其特征、对铁矿石的评价，最终介绍铁矿石冶炼前的介绍铁矿石分类及其特征、对铁矿石的评价，最终介绍铁矿石冶炼前的加工处理。加工处理。2.1.1矿物、矿石及脉石的概念矿物、
2、矿石及脉石的概念矿物是指地2、壳中具有固定化学组成和物理性质的自然化合物或自然元素。矿物是指地壳中具有固定化学组成和物理性质的自然化合物或自然元素。矿物分为有用矿物和废石。能够为人类利用的矿物，叫做有用矿物。有矿物分为有用矿物和废石。能够为人类利用的矿物，叫做有用矿物。有用矿物是自然元素的叫做自然矿石。用矿物是自然元素的叫做自然矿石。含有用矿物的矿物集合体，如其中金属的含量在现代技术经济条件下能含有用矿物的矿物集合体，如其中金属的含量在现代技术经济条件下能够回收加以利用时.，这个矿物集合体就叫做矿石。在地壳内或表面上矿够回收加以利用时一，这个矿物集合体就叫做矿石。在地壳内或表面上矿石大量积聚具
3、有开采价值的区域叫做矿床。石大量积3、聚具有开采价值的区域叫做矿床。矿石中除了有用矿物之外，几乎总是含有一些废石矿物，这些矿物称为矿石中除了有用矿物之外，几乎总是含有一些废石矿物,这些矿物称为脉石。所以矿石由两部分构成：有用矿物和脉石。矿石有金属矿石和非脉石。所以矿石由两部分构成：有用矿物和脉石。矿石有金属矿石和非金属矿石之分。矿石的名称是依据从其中得出的金属而确定的，例如：金属矿石之分。矿石的名称是依据从其中得出的金属而确定的，例如：铜矿石、铁矿石等，只产出种金属的叫单金属矿石；而从其中能提取两铜矿石、铁矿石等，只产出种金属的叫单金属矿石；而从其中能提取两种以上金属的矿石称为多金属矿石，如攀
4、枝花的钮钛磁铁矿就是出名的种以上金属的4、矿石称为多金属矿石，如攀枝花的银钛磁铁矿就是出名的多金属矿石。矿石中有用成分的含量叫作矿石品位，常用百分数表示。多金属矿石。矿石中有用成分的含量叫作矿石品位，常用百分数表示。经过选矿处理而获得的高品位矿石叫做精矿。经过选矿处理而获得的高品位矿石叫做精矿。2.1.2铁矿石分类及其特征铁矿石分类及其特征铁矿石主要用于钢铁工业，冶炼含碳量不同的生铁（含碳量一般在铁矿石主要用于钢铁工业，冶炼含碳量不同的生铁（含碳量一般在2%以以上）和钢（含碳量一般在上）和钢（含碳量一般在2%以下）。生铁通常按用途不同分为炼钢生铁、以下）。生铁通常按用途不同分为炼钢生铁、铸造生
5、铁、合金生铁。钢按组成元素不同分为碳素钢、5、合金钢。合金钢铸造生铁、合金生铁。钢按组成元素不同分为碳素钢、合金钢。合金钢是在碳素钢的基础上，为改善或获得某些性能而有意加入适量的一种或是在碳素钢的基础上，为改善或获得某些性能而有意加入适量的一种或多种元素的钢，加入钢中的元素种类许多，主要有铭、镒、机、钛、银、多种元素的钢，加入钢中的元素种类许多，主要有铭、镒、机、钛、银、铝、硅。此外，铁矿石还用于作合成氨的催化剂（纯磁铁矿），自然矿铝、硅。此外，铁矿石还用于作合成氨的催化剂（纯磁铁矿），自然矿物颜料（赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿物颜料（赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿）、饲料添加剂（磁铁矿、赤铁矿、褐、饲料添
6、加剂（磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿）和珍贵药石（磁石6、）等，但用量很少。钢铁制品广泛用于国民经铁矿）和珍贵药石（磁石）等，但用量很少。钢铁制品广泛用于国民经济各部门和人民生活各个方面，是社会生产和公众生活所必需的基本材济各部门和人民生活各个方面，是社会生产和公众生活所必需的基本材料。自从料。自从19世纪中期创造转炉炼钢法逐步形成钢铁工业大生产以来，钢世纪中期创造转炉炼钢法逐步形成钢铁工业大生产以来，钢铁始终是最重要的结构材料，在国民经济中占有极重要的地位，是社会铁始终是最重要的结构材料，在国民经济中占有极重要的地位，是社会进展的重要支柱产业，是现代化工业最重要和应用最多的金属材料。所进展的重要支柱
7、产业，是现代化工业最重要和应用最多的金属材料。所以7、，人们常把钢、钢材的产量、品种、质量作为衡量一个国家工业、农以，人们常把钢、钢材的产量、品种、质量作为衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术进展水平的重要标志。根据矿物组分、结构、构造业、国防和科学技术进展水平的重要标志。根据矿物组分、结构、构造和采、选、冶及工艺流程等特点，可将铁矿石分为自然类型和工业类型和采、选、冶及工艺流程等特点，可将铁矿石分为自然类型和工业类型两大类。两大类。2.1.3对铁矿石的评价对铁矿石的评价评价铁矿石的主要指标是含铁量，脉石含量和成分，有利、有害元素的评价铁矿石的主要指标是含铁量，脉石含量和成分，有利、有害元素
8、的含量，还原性，粒度组成，可选性等。含量，还原性，粒度8、组成，可选性等。（工）铁矿石含铁量高，有利于降低焦比和提高产量。贫矿应经选矿和造）铁矿石含铁量高，有利于降低焦比和提高产量。贫矿应经选矿和造块,成为人造富矿，再行入炉。合理的入炉含铁量应当通过全面的技术块,成为人造富矿，再行入炉。合理的入炉含铁量应当通过全面的技术经济比较后确定。对于褐铁矿、菱铁矿和含经济比较后确定。对于褐铁矿、菱铁矿和含CaO较多的矿石，入炉含铁较多的矿石，入炉含铁量可适当降低要求。量可适当降低要求。（2）铁矿石中脉石碱度O铁矿石中脉石碱度（Ca0Si02比值）高，冶炼时消耗熔剂少，冶比值）高，冶炼时消耗熔剂少，冶炼价
9、值高。矿石中含有较多的炼价值高。矿石中含有较多的Mgo9、Al0、Ti02CaF2时，会影响时，会影响炉渣性能，甚至难以进行冶炼。所以应当依据炉渣中这些化合物的合适炉渣性能，甚至难以进行冶炼。所以应当依据炉渣中这些化合物的合适含量确定其在矿石中的允许含量。假如上述化合物超过允许含量，应通含量确定其在矿石中的允许含量。假如上述化合物超过允许含量，应通过选矿或配矿加以掌握。中国已胜利地在炉渣含过选矿或配矿加以掌握。中国已胜利地在炉渣含Ti02为为2530的条件的条件下，用高炉冶炼生铁。下，用高炉冶炼生铁。（3）铁矿石含有硫、磷、铅、碑、锌、钾、钠等有害元素时，会使冶炼）铁矿石含有硫、磷、铅、碑、锌
10、、钾、钠等有害元素时，会使冶炼发生困难，或影响所产10、生铁加工成的产品的质量。硫可使铸铁和钢材热发生困难，或影响所产生铁加工成的产品的质量。硫可使铸铁和钢材热脆；磷可使钢材冷脆；铅和锌会破坏炉衬和引起高炉内结瘤脆；磷可使钢材冷脆；铅和锌会破坏炉衬和引起高炉内结瘤;钾、钠会破钾、钠会破坏焦炭强度并引起高炉内结瘤；碑可降低钢的焊接性。钢中含少量铜可坏焦炭强度并引起高炉内结瘤;碑可降低钢的焊接性。钢中含少量铜可提高抗腐蚀性；但含铜过多则会降低钢的焊接性。含有有价元素的共生提高抗腐蚀性；但含铜过多则会降低钢的焊接性。含有有价元素的共生铁矿,应当考虑综合利用O铁矿，应当考虑综合利用。2.1.4铁矿石冶
11、炼前的加工处理铁矿石冶炼前的加工处理矿山开采的铁矿石尚不11、适于直接入高炉冶炼，要经过破裂、筛分、选矿、矿山开采的铁矿石尚不适于直接入高炉冶炼，要经过破裂、筛分、选矿、造块、混匀等预备处理，以品位高,成分、粒度匀称稳定的状态供应高造块、混匀等预备处理，以品位高，成分、粒度匀称稳定的状态供应高炉。富铁矿一般在矿山通过破裂、筛分,得到粒度合乎规格的块矿。贫炉。富铁矿一般在矿山通过破裂、筛分，得到粒度合乎规格的块矿。贫铁矿和含有共生矿物的铁矿在破裂之后，还须进行细磨富选提高品位，铁矿和含有共生矿物的铁矿在破裂之后，还须进行细磨富选提高品位，回收有用成分，去除有害物质，取得铁精矿粉。选矿工艺流程应依
12、据矿回收有用成分，去除有害物质，取得铁精矿粉。选矿工艺流程应根12、据矿石的详细条件，通过试验确定。对精矿品位要求越高,选矿费用就越大，石的详细条件，通过试验确定。对精矿品位要求越高，选矿费用就越大，铁的回收率有时还可能降低。合理的精矿品位当通过全面的技术经济比铁的回收率有时还可能降低。合理的精矿品位当通过全面的技术经济比较来确定。较来确定。高炉原料场接受运来的各种铁矿石及其他原料后，分别露天堆存，一般高炉原料场接受运来的各种铁矿石及其他原料后,分别露天堆存，一般堆存堆存45天以上的用量。在原料场上还进行炉料的整粒和混匀处理。整粒天以上的用量。在原料场上还进行炉料的整粒和混匀处理。整粒是对入炉
13、块状原料主要是富铁矿进行破裂、筛分，使粒度匀称和含粉末是对入炉块状原13、料主要是富铁矿进行破裂、筛分，使粒度匀称和含粉末少。现代钢铁厂要求的铁矿石粒度为少。现代钢铁厂要求的铁矿石粒度为825毫米，烧结矿粒度为毫米，烧结矿粒度为550毫毫米，含粉率在米，含粉率在5以下（烧结矿和焦炭的整粒，一般在烧结厂和炼焦厂分以下（烧结矿和焦炭的整粒，一般在烧结厂和炼焦厂分别进行）。别进行）。混匀目的是为高炉供应成分稳定的矿石，如使含铁量的波动幅度在混匀目的是为高炉供应成分稳定的矿石，如使含铁量的波动幅度在0.5以内。现代化钢铁厂基本上都采纳以内。现代化钢铁厂基本上都采纳配料配料和和平铺直取平铺直取两个工序组
14、成的两个工序组成的混匀工艺。混匀料堆均以两堆为一组，一堆平铺，另一14、堆直取；每堆供混匀工艺。混匀料堆均以两堆为一组，一堆平铺，另一堆直取；每堆供料不低于料不低于7天之用。高炉入炉块矿和烧结用粉矿的混匀工作分别在各自的天之用。高炉入炉块矿和烧结用粉矿的混匀工作分别在各自的混匀料堆组中进行。混匀料堆组中进行。2.2铁矿石的开采铁矿石的开采采矿的生产环境和生产过程与其他工业相比较，具有以下特点:采矿的生产环境和生产过程与其他工业相比较，具有以下特点：（1）采掘加工的主要原料是自然赋存的矿体。矿址不能自由选择，矿床的工业储量不能输）采掘加工的主要原料是自然赋存的矿体。矿址不能自由选择,矿床的工业储
15、量不能输入，也不能再生。矿山的生产力量、服务年限和经济效益亲密相关。每15、个矿山都要经受建入，也不能再生。矿山的生产力量、服务年限和经济效益亲密相关。每个矿山都要经受建矿、投产、正常生产、减产和闭矿的历程。矿、投产、正常生产、减产和闭矿的历程。（2）采矿设备和人员常常随采矿进程和加工对象转移，没有固定的加工车间。被开采的矿）采矿设备和人员常常随采矿进程和加工对象转移，没有固定的加工车间。被开采的矿体必需掘进一系列巷道，进行采矿预备工作（采准），才能开头回采。开拓、采准和回采体必需掘进一系列巷道，进行采矿预备工作（采准），才能开头回采。开拓、采准和回采工作相互协调，才能保证矿山正常生产。否则就
16、会造成采剥失调或采掘失调，迫使矿山减工作相互协调，才能保证矿山正常生产。否则16、就会造成采剥失调或采掘失调，迫使矿山减产。产。（3）开采工作总的趋势是采掘条件愈来愈差，采出矿石的品位渐渐降低，随之成本可能增）开采工作总的趋势是采掘条件愈来愈差，采出矿石的品位渐渐降低，随之成本可能增高。由于岩石的混入会使矿石贫化，降低质量，还有部分矿石不能采出，而损失于地下。高。由于岩石的混入会使矿石贫化，降低质量,还有部分矿石不能采出，而损失于地下。因此要不断改进采矿和选矿技术，开展综合利用，以降低成本。降低贫化率和损失率是采因此要不断改进采矿和选矿技术，开展综合利用，以降低成本。降低贫化率和损失率是采矿生产中重要的质量管理工作，具有很大的经济潜力。矿生产中重要的质量管理工作，具有很大的17、经济潜力。（4）矿体赋存条件和外形简单，品位分布不均。工业储量在开采过程中可能会有较大变化，）矿体赋存条件和外形简单，品位分布不均。工业储量在开采过程中可能会有较大变化，使采矿设计难于标准化，加之
