铁矿石基础常识[资料]

1、铁矿石基础知识基本概念矿石是矿物集合体。在现代技术经济条件下，能以工业规模从矿物中加工 提取金属或其他产品。原先是指从金属矿床中开采出来的固体物质，现已扩犬到 形成后堆积在母岩中的硫黄、萤石和重晶石z类非金属矿物。矿石屮有用成分(元索或矿物)重量和矿石重量之比称为矿石品位，金、 钠等贵金属矿石用克/吨表示，其他矿石常用百分数表示。常用矿石品位来衡量 矿石的价值，但同样有效成分矿石中脉石(矿石中的无用矿物或有用成分含量甚 微而不能利用的矿物)的成分和有害杂质的多少也影响矿右价值。分类一般分为贫矿石、普通矿石和富矿石。有时仅分为贫矿石和富矿石，这种 划分没有统一的标准，一般每个工业部门和矿区都有各

2、自的计算范围。按所含有 用矿物性质和利用的特征分为金属矿石和非金属矿石两大类。矿石的主耍品种物铁矿物种类繁多，目前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种，其中常 见的有170余种。但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主耍是磁铁矿、 赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。1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。feo 31.03%, fe2o3 68.97%或含 fe 72.2%, 0 27.6%,等轴品系。单品体常呈八面体，较少呈菱形十二面体。在菱形十二面 体面上，长对角线方向常现条纹。集合体多呈致密块状和粒状

3、。颜色为铁黑色、 条痕为黑色，半金属光泽，不透明。硕度5.565,比重4.95.2,无解理，脉 石主要是石英及硅酸盐。具有强磁性。述原性差，一般含有害杂质硫和磷较高。 在选矿(beneficiation)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。经过长期风化作用后即变成赤铁矿。磁铁矿中常有相当数量 的ti4+以类质同彖代替fe3+,述伴随冇mg2+和v3+等相应地代替fe2+和fe3+,因而形成一些矿物亚种，即：(1)钛磁铁矿fe2+(2+x)fe3+(22x)tixo4(0 <x<l = ,含tio212%16%。常温下，钛从其中分离成板状和柱状的钛铁矿

4、 及布纹状的钛铁晶石。(2)飢磁铁矿fev2o4或fe2+(fe3+v)o4,含v2o5有 时高达68.41%72.04%。(3并凡钛磁铁矿为成分更为复杂的上述两种矿物的 固溶体产物。(4)珞磁铁矿 含cr2o3可达百分z几。(5)镁磁铁矿 含mgo可 达6.01%o磁铁矿是岩浆成因铁矿床、接触交代-热液铁矿床、沉积变质铁矿床, 以及一系列与火山作用有关的铁矿床中铁矿石的主要矿物。此外，也常见于砂矿 床屮。在自然纯磁铁矿矿石很少遇到，常常由于地表氧化作用使部分磁铁矿氧 化转变为半假象赤铁矿和假象赤铁矿。所谓假象赤铁矿就是磁铁矿(fe3o4)氧 化成赤铁矿(fe2o3),但仍能保持英原来的品形，

5、所以叫做假彖赤铁矿。2赤铁矿 赤铁矿(hematite)赤铁矿为无水氧化铁矿石，其化学式为 fe2o3,理论含铁量为70%o这种矿石在自然界屮经常形成巨大的矿床，从埋 藏和开采量来说，它都是工业生产的主要矿石。由其木身结构状况的不同又可分 成很多类别，如赤色赤铁矿(red hematite)、镜铁矿(specularhematite)、 云母铁矿(micaceous hematite)、粘土质赤铁(red ocher)等。赤铁矿含铁 量一般为50%60%,含有害杂质硫和磷比较少，还原较磁铁矿好，因此，赤 铁矿是一种比较优良的炼铁原料。赤铁矿有原生的，也冇野生的，再生的赤铁矿 的磁铁矿经过氧化以

6、后失去磁性，但仍保存着磁铁矿的结晶形状的假象赤铁矿， 在假象赤铁矿中经常含冇一些残余的磁铁矿。冇时赤铁矿中也含冇一些赤铁矿的 风化产物，如褐铁矿(2fe2o33h2o)。赤铁矿具有半金属光泽，结晶者硬度 为5.56, 土状赤铁矿硬度很低，无解理，相对密度4.95.3,仅有弱磁性， 脉石为硅酸盐。自然界中fe2o3的同质多象变种已知有两种，即a-fe2o3和y-fe203o前者在然 条件下稳定，称为赤铁矿；后者在自然条件下不如a-fe2o3稳定，处于亚稳定 状态，称之为磁赤铁矿。赤铁矿：fe 69.94%, 0 30.06%,常含类质同象混入 物ti、al、mn、fe2+、ca、mg及少量ga和

7、co。三方晶系，完好晶体少见。 结品赤铁矿为钢灰色，隐品质；土状赤铁矿呈红色。条痕为樱桃红色或鲜猪肝色。 金属至半金属光泽。有时光泽喑淡。硬度56。比重55.3。赤铁矿的集合体 有各种形态，形成一些矿物亚种，即：(1)镜铁矿为具金属光泽的玫塊花状或 片状赤铁矿的集合体。(2)云母赤铁矿具金属光泽的晶质细鳞状赤铁矿。(3) 鲫状或肾状赤铁矿 形态呈鲫状或肾状的赤铁矿。赤铁矿是自然界中分布很广的 铁矿物z-,可形成于各种地质作用，但以热液作用、沉积作用和区域变质作用 为主。在氧化带里，赤铁矿可由褐铁矿或纤铁矿、针铁矿(goethite)经脱水作用 形成。但也可以变成针铁矿和水赤铁矿等。在还原条件下

8、，赤铁矿可转变为磁铁 矿，称假象磁铁矿。磁赤铁矿：y-fe2o3,其化学组成屮常含有mg、ti和mn 等混入物。等轴晶系，五角三四面体晶类，多呈粒状集合体，致密块状，常具磁 铁矿假象。颜色及条痕均为褐色，硕度5,比重4.88,强磁性。磁赤铁矿主要 是磁铁矿在氧化条件下经次生变化作用形成。磁铁矿中的fe2+完全为fe3+所 代替(3fe2+-2fe3+),所以有l/3fe2+所占据的八面体位置产生了空位。另外, 磁赤铁矿可由纤铁矿失水而形成，亦有由铁的氧化物经有机作用而形成的。3褐铁矿 褐铁矿(limonite)这是含有氢氧化铁的矿石'是出其他矿石风化 后生成的，在自然界屮分布得最广泛，

9、但矿床埋藏量大的并不多见。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，也冇人把它主要成份的化淫式写成mfe2o3. nh2o,呈现土黄或棕色， 含有fe约62%, 0 27%, h20 11%,比重约为3.64.0,多半是附存在其它 铁矿石之中。实际上并不是一个矿物种，而是针铁矿、纤铁矿、水针铁矿、水 纤铁矿以及含水氧化硅、泥质等的混合物。褐铁矿屮绝大部分含铁矿物是以 2fe2o3h20形式存在的。化学成分变化大，含水量变化也大。一般褐铁矿石含 铁量为37%55%,冇时含磷较高。褐铁矿的吸水性很强，一般都吸附着大量

10、 的水分，在焙烧或入高炉受热后去掉游离水和结晶水，矿石气孔率因而增加，大 犬改善了矿石的还原性。所以褐铁矿比赤铁矿和磁铁矿的还原性都要好。同时， 由于去掉了水分相应地提高了矿石的含铁量。针铁矿a-feo(oh),含 fe62.9%0含不定量的吸附水者，称水针铁矿hfeo2nh2o。斜方晶系，形态 冇针状、柱状、薄板状或鳞片状。通常呈豆状、肾状或钟乳状。切而具平行或放 射纤维状构造。有时成致密块状、土状，也有呈鲂状。颜色红褐、暗褐至黑褐。 经风化而成的粉末状、赭石状褐铁矿则呈黄褐色。针铁矿条痕为红褐色，駛度5 5.5,比重44.3。而褐铁矿条痕则一般为淡褐或黄褐色，硬度14,比重3.3 4。(2

11、)纤铁矿y-feo(oh),含fe 62.9%。含不定量的吸附水者，称水纤铁矿 feo(oh)nh2o。斜方品系。常见鳞片状或纤维状集合体。颜色暗红至黑红色。 条痕为桔红色或砖红色。硬度45,比重4.014.1。4菱铁矿 菱铁矿(siderite)是含有碳酸铁的矿石，主要成份为feco3, 呈现青灰色，理论含铁量48.2%,比重在3.8左右。feco3, feo 62.01%, c02 37.99%,常含mg和mn。三方晶系。常见菱面体，晶面常弯曲。其集合体成粗 粒状至细粒状。亦有呈结核状、葡萄状、土状者。黄色、浅褐黄色(风化后为深 褐色)，玻璃光泽。硬度3.54.5,比重3.96左右，因mg

12、和mn的含量不同而 有所变化。在自然界中，有工业开采价值的菱铁矿比其他三种矿石都少。菱铁矿 很容易被分解氧化成褐铁矿。一般含铁量不高，但受热分解出c02以后，不仅 含铁量显著提高而且也变得多孔，还原性很好。这种矿石多半含有相当多数量的 钙盐和镁盐。由于碳酸根在高温约800900°c时会吸收人量的热而放出二氧化 碳，所以我们多半先把这一类矿石加以焙烧之后再加入鼓风炉。其他 钛铁矿(ilmenite)其化学分子式是fetio3, fe 36.8%, ti 36.6%, 0 31.6%o三方晶系。菱面体晶类。常呈不规则粒状、鳞片状或厚板状。在950°c 以上钛铁矿与赤铁矿形成完全

13、类质同象。当温度降低时，即发生熔离，故钛铁矿 屮常含有细小鳞片状赤铁矿包体。钛铁矿颜色为铁黑色或钢灰色。条痕为钢灰色 或黑色。含赤铁矿包体时呈褐色或带褐的红色条痕。金属-半金属光泽。不透明, 无解理。硬度56.5,比重45。弱磁性。饮铁矿主耍出现在超基性岩、基性 岩、碱性岩、酸性岩及变质岩中。我国攀枝花帆钛磁铁矿床中，钛铁矿呈粒状或 片状分布于钛磁铁矿等矿物颗粒之间，或沿钛磁铁矿裂开面成定向片晶。铁的 硅酸盐矿(silicate iron)此类矿石是一种复合盐，没有一定的化学式，成份的 变化很大，一般呈现深绿色，比重为3.8左右，含铁成份很低，是一种较差的铁 矿右。硫化铁矿(sulphide

14、iron)这种矿石含冇fes2,含fe只冇46.6%而s 的含量达到53.4%o呈现灰黄色，比重大约为4.955.10o由于这种矿石常常 含有许多其它较贵重的金属如铜(copper)、银(nickel)、锌(zinc)、金(gold)、 银(silver)等，所以常被用做他种金属冶炼工业的原料；又由于它含有大量的 硫，所以常被用来提制硫磺，铁反而变成了副产品，所以事实上己不能称为铁矿 石。铁矿石的常识铁都是以化合物的状态存在于自然界屮，尤其是以氧化铁的状态存在的量特 别多。现在将儿种比较重要的铁矿石提岀来说明：(1) 磁铁矿(magnetite)是一种氧化铁的矿石，主要成份为fe3o4,是fe

15、2o3 和feo 的复合物，呈黑灰色，比重大约5.15左右，含fe724%, 0 27.6%, 具有磁性。在选矿(beneficiation)时可利用磁选法，处理非常方便；但是曲于 其结构细密，故被还原性较差。经过长期风化作用后即变成赤铁矿。(2) 赤铁矿(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%, 0 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)、镜铁矿(specularhematite)云母铁矿(micaceous hematite)、粘十.质赤铁(red oc

16、her) 等。(3) 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mfe2o3. nh2o,呈现土黄或棕色，含有fe约 62%, 0 27%, h20 11%，比重约为3.64.0,多半是附存在其它铁矿石之中。(4) 菱铁矿(siderite)是含有碳酸铁的矿石，主要成份为fec03,呈现青 灰色，比重在3.8左右。这种矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。由于碳酸 根在高温约800900°c时会吸收大量的热而放出二氧化碳，所以我们多半先把 这一类矿石加以焙烧z后再加入鼓风炉。(5) 铁的硅酸盐矿(silicate iron)此类矿石是一种复合盐，没有一定的化学 式，成份的变化很大，一般呈现深绿色，比重为3.8左右，含铁成份很低，是一 种较差的铁矿石。(6) 硫化铁矿(sulphide iron)这种矿石含有fes2,含fe只冇46.6%而s 的含量达到53.4%o呈现灰黄色，比重大约为4.955.10o由于这种矿石常常 含有许多其它较贵重的金属如铜(copper)、镰(nickel)、锌(zinc)、金(gold)、 银(silver)等，所以常被用做他种金属冶炼工业的原料；又由