冶金概论2-高炉冶炼用原料(一).ppt

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1、铁的生产工艺铁的化学性质较为活泼,自然界中以铁的化合物形式存在的。炼铁用的多数是铁的氧化物。炼铁就是从铁矿石中提取铁及有用元素形成生铁的过程。炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。第二章高炉炼铁高炉炼铁是一种古老的冶炼方法，高生产率、低消耗、低成本是它的最大优势，加上不断地吸收新技术，高炉炼铁法仍然不断地在发展。因而可以预见：将来，高炉炼铁仍然是炼铁的主力军。经过了几个世纪的发展，现代高炉技术已经达到非常高的水平。现代巨型高炉的炉容积已有4000～500

2、0m3,年产生铁达250～300万吨。高炉的寿命很多都达到了10～15年。§2.1高炉炼铁用原料高炉冶炼用原料种类四大类：铁矿石（天然富矿和人造富矿）、燃料（焦炭与喷吹燃料）、熔剂（石灰石与白云石等）和鼓风形态的空气。用量冶炼一吨生铁大约需要1.5～2.0t矿石，0.4～0.6t焦炭、0.2～0.4t熔剂。一铁矿石1矿物、矿石及脉石的概念（1）矿物：地壳中具有均一内部结晶结构、化学组成以及一定物理化学性质的天然化合物或自然元素。能够为人类利用的矿物，称为有用矿物。（2）矿石：在现代技术经济条件下，能以工业规模从中提取金属、金属化合物或其它产品的矿物。矿石与

3、岩石都是矿物的集合体，可由单一矿物或多种矿物组成。存在形态：通常都以氧化物、硫化物、碳酸盐等化合物状态存在，许多矿石是多种矿物共存。分类：按所含有用矿物矿石可分为简单矿石和复合矿石两种。简单矿石：从中提取一种有用成分的矿石，如磁铁矿从中只能提取金属铁；复合矿石：从中同时能提取两种或两种以上有用矿物的矿石，如钒钛磁铁矿可从中提取钒、钛和铁等金属。矿石有金属矿石和非金属矿石之分。金属矿石：在现代技术经济条件下可从其中提取金属的矿石，而矿石的名称是以其中所含金属种类来命名的，如铜矿石、铁矿石等。品位：矿石中有用成分的含量，常用百分数表示，如品位40％的铁矿石，就

4、是铁矿石中铁的含量为40％。根据矿石品位的不同，一般分为富矿石和贫矿石。它们之间并没有严格的界限，通常根据各个工业部门及矿区的具体条件而定。高炉富矿：品位在50％以上、可直接入高炉冶炼的矿石。贫矿石：品位太低、需经选矿加工富集的矿石。精矿：经加工处理后获得的高品位矿石。（3）脉石：矿石里除了有用矿物之外的、在工业上几乎没有利用价值的矿物。如磁铁矿石中的石英。2几种常见的铁矿石(1)磁铁矿石。磁铁矿（Fe304），呈黑色金属光泽，磁性强;在自然界中纯磁铁矿矿石较少，常含有TiO2及V205组成复合矿石，即钒钛磁铁矿。Fe全/Fe0≥7.0为假象赤铁矿；7.0

5、>Fe全/Fe0≥3.5为半假象赤矿；Fe全/Fe0＜3.5为磁铁矿。(2)赤铁矿石。呈红色或红褐色，红矿。主要矿物为赤铁矿（Fe2O3），无磁性，但组织疏松易破碎，还原性优于磁铁矿。赤铁矿石广泛分布于自然界中，常形成巨大的矿床，其储量最多（占铁矿石总储量的48.3％），是炼铁的最主要铁矿石资源。(3)褐铁矿石常为含不同分子结晶水的赤铁矿，化学式：mFe2O3·nH2O(m=1～3，n=1～4）。加热时失去结晶水和游离水，使矿石气孔率增加，还原性较好。同时，由于去掉了水分，相应提高了矿石的品位。(4)菱铁矿。它是含铁的碳酸盐。在自然界中，有工业开采价值的菱

6、铁矿比其它三种矿石要少，含铁量不高，但受热分解放出CO2后，不仅含铁量显著提高，而且也变得疏松多孔，易还原。表3-1常用铁矿石的分类、组成及性能矿石名称矿物及化学式密度(t/m3)颜色含Fe量,%强度还原性磁铁矿石Fe3O45.2黑色或灰色40～70坚硬致密难还原赤铁矿石Fe2O34.9～5.3红色至浅灰色55～60软，易破碎易还原褐铁矿石mFe2O3.nH2O(m=1-3,n=1-4)2.5～5.0黄褐暗褐或绒黑色37～55疏松易还原菱铁矿石FeCO33.8灰色带黄褐色30～40易破碎焙烧后易还原我国铁矿石资源丰富，已探明储量为443亿吨，其中工业储量占

7、54％，居世界前列。在华北、东北、华东、西南、中南、西北等地均有储量较大的矿区，如冀东、鞍本、宁芜、攀枝花、大冶、内蒙古等。3我国铁矿石资源的两个特点(1)贫矿多，约占铁矿石总储量的80％左右。因此需大力发展选矿和造块工业。(2)多种元素共生的复合矿石多。如包钢所用白云鄂博铁矿中伴生的稀土元素比世界各国储量的总和还多，攀枝花铁矿中钒也占世界首位，有些矿中还含有铜、铀、银等贵重金属，故应加强矿石综合利用。世界上铁矿石储量丰富的国家有前苏联、澳大利亚、巴西、加拿大和美国等。4对铁矿石的评价对高炉冶炼来说，评价铁矿石的主要指标有品位（含铁量）、脉石成分、杂质元素

8、含量、还原性、矿石高温性能等。(1)铁矿石品位（含铁量）。决定着冶