铁矿石和熔剂.ppt

1、1,课 间 休 息,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)。,5,【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。,6,7,【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

2、。用I表示，单位为t/(m3d)。,8,9,10,原料包括：铁矿石、焦炭和熔剂。 产品包括：生铁、高炉煤气、炉尘和炉渣。,高炉冶炼的燃料,本 次 课 内 容,2.铁矿石和熔剂 2.1铁矿石 2.1.1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。,13,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。,14,.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%

3、。 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吨中含金属克数来表示。,15,.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。,16,2.1.2 铁矿石及分类 【铁矿石】就是能够用于炼铁的矿石。,17,含铁陨石,中华神剑,18,铁元素的特性,磁铁矿（Fe3O4）-magnettie,赤铁矿（Fe2O3）-hematite,褐铁矿（mFe2O3nH2O）-limonite,菱铁矿（FeCO3）-siderite,20,通常将铁矿石分为如下四类： .磁铁矿 化学式为Fe3O4，理论含铁

4、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。,21,.褐铁矿 化学式为nFe2O3mH2O（n=13， m=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

5、 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。,22,.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。,23,2.1.3 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%

6、的矿石，可供高炉使用。,25,.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。,26,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。,27,（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：

7、 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,29,.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935m

8、m，小于5mm的 粉末不能直接入炉。,30,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。 .地下采矿：就是指从隐藏的地下矿场采出有用矿物。,32,.破碎 【破碎】就是指利用设备使矿石破成碎块的过程。,33,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】又称为中和，就是通过“平铺直取”使不同时 间的来料均

9、匀地混合在一起。,35,.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,36,菱铁矿的焙烧，在500900之间分解： 4FeCO3+O2=2Fe2O3+4CO2 褐铁矿的脱水，在250500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，以便磁选。 2Fe2O

10、3+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。,2020/7/27/22:43:07,38,2.1.5 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。,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。,39,.磁力选矿法 又叫磁选法，就是利用有用矿物和脉石的磁性差异， 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。,40,.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。,41,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。,42,43,1.基本概念： .矿石 .矿石品位 .焙烧 .选矿 2