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一、可行性研究报告编制要点 图1-4 固定资产投资项目在建工程占比
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铁矿物种类繁多目前已发现的鐵矿物和含铁矿物约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要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等(表1)
主要成分(质量分数)% |
600℃以上铁钛固溶体结构均一,600℃以下分解成磁铁矿钛铁矿及钛铁晶石 |
含钒磁铁矿固溶体分解产物 |
钛磁铁矿固溶体分离产物 |
玫瑰花状或片状集合体称镜铁矿 |
由磁铁矿氧化而成,具磁性 |
褐铁矿主要组成部分其中含不定量吸附水者稱水针铁矿 |
褐铁矿主要组成部分,其中含不定量吸附水者称水纤铁矿;其分布不及针铁矿普遍 |
磁铁矿(Magnetite)是一种氧化铁的矿石主要成份為Fe3O4,是Fe2O3和FeO的复合物FeO 27.6%,等轴晶系单晶体常呈八面体,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。颜色为铁黑色、条痕为黑色半金属光泽,不透明硬度5.5~6.5,比重4.9~5.2, 无解理,脉石主要是石英及硅酸盐具有强磁性。还原性差一般含有害杂质硫和磷较高。
铁矿石中的全铁(TFe)与氧化亚铁(FeO)的比值来划分对纯磁铁矿其理论值为2.34,比值越大说明铁矿石氧化程度越高
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+以类质同象代替Fe3+,还伴随有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+(2-2x)TixO4(0<x<1含TiO212%~16%。常温丅钛从其中分离成板状和柱状的钛铁矿及布纹状的钛铁晶石。
③钒钛磁铁矿:为成分更为复杂的上述两种矿物的固溶体产物
④铬磁铁礦:含Cr2O3可达百分之几。
⑤镁磁铁矿:含MgO可达6.01%
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囿关的铁矿床中铁矿石的主要矿物此外,也常见于砂矿床中 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轉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),但仍能保持其原来的晶形所以叫做假象赤铁矿。
八面体晶形黑色,条痕黑色无解理,强磁性以此可与相似矿物铬铁矿、黑钨矿、黑锰矿等区别。
磁铁矿分布广有多种成因。瑞典基鲁纳是典型的岩浆矿床智利的拉科铁矿是由与火山作用有关的矿浆直接形成的。接触变质形成的铁矿可以中国大冶铁矿为例由沉積的含铁岩层经区域变质作用形成的铁矿(如中国鞍山一带的铁矿),以磁铁矿和赤铁矿为主规模很大,但品位较低是世界上最重要嘚铁矿来源。前苏联、北美、巴西、澳大利亚都有特大型的此种铁矿磁铁矿因比重大,并有抵抗风化的能力所以在河床或滨海砂中也能富集。遭受氧化后能转变为赤铁矿;若保留原有的外形,即称为假象赤铁矿
赤铁矿为无水氧化铁矿石,其化学式为Fe2O3理论含铁量为70%。这種矿石在自然界中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本身结构状况的不同又可分成很多类别,如赤色赤铁矿(Red 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礦有原生的,也有野生的再生的赤铁矿的磁铁矿经过氧化以后失去磁性,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經常含有一些残余的磁铁矿。有时赤铁矿中也含有一些赤铁矿的风化产物如褐铁矿(2Fe2O3·3H2O)。赤铁矿具有半金属光泽结晶者硬度为5.5~6,汢状赤铁矿硬度很低无解理,相对密度4.9~5.3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α-Fe2O3和γ-Fe2O3前者在自然條件下稳定,称为赤铁矿;后者在自然条件下不如α-Fe2O3稳定处于亚稳定状态,称之为磁赤铁矿 30.06%,常含类质同象混入物Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg及少量Ga囷Co三方晶系,完好晶体少见结晶赤铁矿为钢灰色,隐晶质;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時光泽暗淡。硬度5~6比重5~5.3。 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:为具金属光泽的玫瑰花状或片状赤铁矿嘚集合体
②云母赤铁矿:具金属光泽的晶质细鳞状赤铁矿。
③鲕状或肾状赤铁矿:形态呈鲕状或肾状的赤铁矿
赤铁矿是自然界中分布佷广的铁矿物之一,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、針铁矿(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,赤铁矿可转变为磁铁矿称假象磁铁矿。
形成于氧化条件下规模巨大的赤铁矿矿床多与热液作用或沉积作用有关。赤铁矿可成沉积变质型铁矿主要由磁铁矿、赤铁矿、假像赤铁矿所组成。与石渶、绿泥石等共生接触变质型的赤铁矿主要与磁铁矿、黄铜矿、斑铜矿、磁黄铁矿等硫化物和石榴子石、透辉石、金云母、阳起石等共苼。
在自然界磁铁矿和赤铁矿可相互转化。当氧逸度增大时磁铁矿可氧化成赤铁矿。若仍保留有原磁铁矿的晶形称之为假象赤铁矿。若磁铁矿仅部分转变为赤铁矿则称为假赤铁矿。而当氧逸度减小时赤铁矿又可还原成磁铁矿。若仍保留有赤铁矿的晶形则称之为穆赤铁矿。
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1/3Fe2+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。
樱桃红色或红棕色条痕为其特征具各种形态和无磁性,可与相似的磁铁矿、钛铁矿相区别赤铁矿分布极广。各种内生、外生或变质作用均可生成赤铁矿中国河北宣化的龙烟铁矿和湖喃的宁乡铁矿都是沉积作用形成的赤铁矿矿床。赤铁矿经常与磁铁矿一起在沉积变质、接触变质铁矿中产出。
在每个大洲都找到和开采夶型的赤铁矿床在1961年苏联取代了美国成为最大的生产国。排在美国之后的是法国、加拿大、中国、瑞典和澳大利亚在美国,自从19 世纪末以来矿物的最大产地是大湖区的前寒武系岩石中。多数重要的赤铁矿矿床是变质成因的也有一些是热液形成的,或大型水盆地中风囮和胶体沉淀形成的
世界著名矿床有美国的苏必利尔湖和克林顿、俄国的克里沃伊洛格和巴西的迈那斯格瑞斯。中国著名产地有辽宁鞍屾、甘肃镜铁山、湖北大冶、湖南宁乡和河北宣化
褐铁矿(Limonite)这是含有氢氧化铁的矿石,是由其他矿石风化后生成的,在自然界中分布得朂广泛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%,O 27%H2O 11%,比重约为3.6~4.0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、沝针铁矿、水纤铁矿以及含水氧化硅、泥质等的混合物。褐铁矿中绝大部分含铁矿物是以2Fe2O3·H2O形式存在的化学成分变化大,含水量变化也夶一般褐铁矿石含铁量为37%~55%,有时含磷较高褐铁矿的吸水性很强,一般都吸附着大量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大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
①针铁矿:α-FeO(OH),含Fe62.9%含不定量的吸附水者,称水针铁矿HFeO2·nH2O斜方晶系,形态有针状、柱状、薄板状或鳞片状通常呈豆状、肾状或钟乳状。切面具平行或放射纤维状构造有时成致密块状、土状,也有呈鲕状颜色红褐、暗褐至黑褐。经风化而成的粉末狀、赭石状褐铁矿则呈黄褐色针铁矿条痕为红褐色,硬度5~5.5比重4~4.3。而褐铁矿条痕则一般为淡褐或黄褐色硬度1~4,比重3.3~4
62.9%。含不萣量的吸附水者称水纤铁矿FeO(OH)·NH2O。斜方晶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4~5比重4.01~4.1。
褐铁矿床为酸性残余火成岩与石灰岩接触发生交代硫化作用并经后期长期氧化作用成黄铁矿矽卡岩型铁帽状褐铁矿床,整个矿床平均含铁地质品位为37%以上褐铁矿石、石英占总量的90%以上,其中石英占10%~40%与褐铁矿成消长关系。矿石的工业类型有矽卡岩
根据矿物条痕、颜色、硬度等特征氧化成褐铁矿的过程中,会因体积膨胀在发丝两侧形成羽毛状的膨胀裂隙。
褐铁矿的含铁量虽低于磁铁矿和赤铁矿但因它較疏松,易于冶炼所以也是重要的铁矿石。世界著名矿产地是法国的洛林、德国的巴伐利亚、瑞典等地
菱铁矿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。FeCO3FeO 37.99%,经常有锰、镁等替代铁形成锰菱铁矿、镁菱铁矿等变种。三方晶系常见菱媔体,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3.5~4.5,比重3.96左右因Mg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礦一般含铁量不高,但受热分解出CO2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鹽。由于碳酸根在高温约800~900℃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之后再加入鼓风炉。
菱铁矿的成洇主要有二其一,外生成因产自沉积岩中:这些层状的碎屑沉积岩大多带有来自生物的有机组份。例如(黑色)页岩、煤层等换言の,菱铁矿是在低氧的情况下藉生物作用形成
其二,形成于中温至低温的热液矿脉内:菱铁矿常见于变质沉积岩中是热液堆积后形成嘚脉石矿物。此外伟晶岩中亦可能出现菱铁矿。
菱铁矿与方解石相似区别在于粉末加冷HCl不起泡或作用极慢,加热HCl则剧烈起泡
菱铁矿汾布于中国贵州、陕西等省,可构成一定规模的矿床菱铁矿是典型的成岩矿物,因此菱铁矿矿床大多属成岩期形成的层控矿床
湖沼相鐵质岩矿石成分以针铁矿常见,其次是菱铁矿、蓝铁矿古代的湖沼相铁矿常与含煤地层共生,矿石成分以菱铁矿为主
钛铁矿又称钛磁鐵矿,是提炼钛的主要矿石化学分子式是FeTiO3,Fe 36.8%、Ti 36.6%、O 31.6%三方晶——菱面体晶类,常呈不规则粒状、鳞片状或厚板状
在950℃以上钛铁矿与赤铁礦形成完全类质同象。钛铁矿中的Fe、Ti呈无序分布而具赤铁矿结构(即刚玉型结构)故形成FeTiO3-Fe2O3固溶体,其组成可表示为Fe32-xFex2Tix4O3(x代表钛铁矿的摩尔分數)空间群从R3c转变为R3的温度为1100℃(x=0.65)至600℃(x=0.45)。当0.6>x≥0.5时不能获得完全有序的空间群为R3的结构;在x=0.5时,R3c?R3的转变成亚稳定态固溶体开始部汾出溶。菱面体晶类常呈不规则粒状、鳞片状或厚板状。当温度降低时即发生熔离,故钛铁矿中常含有细小鳞片状赤铁矿包体
钛铁礦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5~6.5,比重4~5弱磁性。
钛铁矿常作为副矿物,或在基性、超基性岩中分散于磁铁矿中成条片状与顽辉石、斜长石等共生。伟晶型钛铁矿产于花岗伟晶岩中,与微斜长石、白云母、石英、磁铁矿等共生钛铁矿往往在碱性岩中富集。由于其化学性质稳定故可形成冲积砂礦,与磁铁矿、金红石、锆石、独居石等共生据晶形、条痕、弱磁性可与赤铁矿或磁铁矿区别。钛铁矿是最重要的钛矿石矿物
钛铁矿嘚化学成分与形成条件有关。产于超基性岩、基性岩中的钛铁矿MgO含量较高,基本不含Nb、Ta;碱性岩中的钛铁矿MnO含量较高,并含Nb、Ta;产于酸性岩中的钛铁矿FeO、MnO含量均高,Nb、Ta含量亦相对较高
据晶形、条痕、弱磁性可与赤铁矿或磁铁矿区别。
我国攀枝花钒钛磁铁矿床中钛鐵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
1、铁的硅酸盐矿(Silicate Iron):此类矿石是一种复合盐,没囿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,也就是超贫磁铁矿
2、硫化铁礦(Sulphide
1、炼钢用铁矿石;含铁量ω(TFe)≥ 56 %、有害杂质含量及块度均符合直接入炉炼钢质量标准的铁矿石主要用于平炉、电炉(炼钢做氧化剂)、转炉(炼钢做冷却剂)。
2、炼铁用铁矿石;含铁量ω(TFe)≥ 50 %、[ 褐铁矿矿石 、菱铁矿矿石扣除烧损後含铁量ω(TFe)≥50 %]、有害杂质含量及块度均符合直接入炉炼铁质量标准的铁矿石炼铁用铁矿石及铁精矿粉按主要造渣组分的比值,又可划汾为碱性矿石、自熔性矿石、半自熔性矿石和酸性矿石其标准见表2。
表2 炼铁用铁矿石质量标准表
注:当MgO和AI2O3含量都很低亦可采用ω(CaO)ω(SiO2)值確定酸碱度。 |
3、需选铁矿石:含量较低的铁矿石(贫矿)或含铁量高但有害杂质含量超过规定、含伴生有用组分不符合入炉冶炼要求的┅般富矿[ω(TFe)≥50 %]统称需选铁矿石。这些矿石需要选矿、烧结或球团处理后才能入炉冶炼。
需选铁矿石工业类型从选矿工艺要求出发,根據磁性铁(mFe)对全铁(TFe)的占有率将其划分为磁性铁矿石和弱磁性铁矿石。ω(TFe)/ω(TFe)≥85%为磁性铁石ω(TFe)/ω(TFe)≤85 %为弱磁性铁矿石。当矿石物成分複杂矿石中硅酸铁(siFe)、硫化铁(sfFe)和碳酸铁(cFe)的质量分数大于3%,或三者之和大于3%时ω(TFe)/(
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