采矿业
铁矿
采选
铁矿采选


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简介

铁矿(英文Iron ore)为铁的原料,铁矿系指含铁矿物,可用于提炼单质生铁、炼钢等诸多用途。常见铁矿都为铁氧化物,大多呈暗灰色、亮黄色、深紫色或铁锈色。

行业范围

指对铁矿石的采矿、选矿活动。包括对下列铁矿的采选活动(不包括硫铁矿采选):

铁矿石原矿采选

磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、多金属矿;

铁矿石成品矿采选

炼钢块矿、炼铁块矿、铁富粉矿、铁精矿;

人造富铁矿(已烧结铁矿)采选

烧结铁矿、球团铁矿、其他人造富铁矿。

中低品位铁矿、伴生矿综合开发利用

铁矿种类

主要含铁矿物种类及其主要成分:

磁铁矿

化学式:Fe3O4

主要成分为Fe3O4,即四氧化三铁,每个Fe3O4分子中有两个+3价的铁原子和1一个+2价的铁原子,即Fe2O3-FeO,氧原子为-2价,其中Fe的质量分数约为72.3597945571%。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。具强磁性。

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%。常温下,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。 (2)钒磁铁矿FeV2O4或Fe2+(Fe3+V)O4,含V2O5有时高达68.41%~72.04%。 (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)铬磁铁矿含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有关的铁矿床中铁矿石的主要矿物。此外,也常见于砂矿床中。 磁铁矿氧化后可变成赤铁矿(假象赤铁矿及褐铁矿),但仍能保持其原来的晶形。

赤铁矿

化学式:Fe2O3

赤铁矿中主要成分为Fe2O3,即氧化铁。自然界中Fe2O3的同质多象变种已知有两种,即α-Fe2O3和γ-Fe2O3,其中Fe的质量分数约为69.9433034300%。前者在自然条件下稳定,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。 常含类质同象混入物Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg及少量Ga和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。有时光泽暗淡。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)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很广的铁矿物之一,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、针铁矿经脱水作用形成。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。

褐铁矿

化学式:FeO(OH)

褐铁矿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。化学成分变化大,含水量变化也大。

(1)针铁矿 α-FeO(OH),含Fe 62.9%。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。经风化而成的粉末状、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。 (2)纤铁矿γ-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。

钛铁矿

化学式:FeTiO3

主要成分为FeTiO3,即钛酸亚铁,其中Fe的质量分数约为36.8031410549%。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℃以上钛铁矿与赤铁矿形成完全类质同象。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5~6.5,比重4~5。弱磁性。钛铁矿主要出现在超基性岩、基性岩、碱性岩、酸性岩及变质岩中。我国攀枝花钒钛磁铁矿床中,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。

菱铁矿

化学式:FeCO3

主要成分为FeCO3,即碳酸亚铁,其中Fe的质量分数约为49.0504689248%,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3.5~4.5,比重3.96左右,因Mg和Mn的含量不同而有所变化。

黄铁矿

化学式:FeS2

主要成分为FeS2,即过硫化亚铁,其中Fe的质量分数约为46.5519684580%,黄铁矿因其浅黄铜的颜色和明亮的金属光泽,常被误认为是黄金。晶体属等轴晶系的硫化物矿物。成分中通常含钴、镍和硒,具有NaCl型晶体结构。常有完好的晶形,呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。立方体晶面上有与晶棱平行的条纹,各晶面上的条纹相互垂直。集合体呈致密块状、粒状或结核状。浅黄(铜黄)色,条痕绿黑色,强金属光泽,不透明,无解理,参差状断口。摩氏硬度较大,达6-6.5,小刀刻不动。比重4.9―5.2。在地表条件下易风化为褐铁矿。

黄铁矿是铁的二硫化物。一般将黄铁矿作为生产硫磺和硫酸的原料,而不是用作提炼铁的原料,因为提炼铁有更好的铁矿石,且炼制过程当中会产生大量SO2,造成空气污染。黄铁矿分布广泛,在很多矿石和岩石中包括煤中都可以见到它们的影子。一般为黄铜色立方体样子。黄铁矿风化后会变成褐铁矿或黄钾铁矾。

铁矿分布


中国铁矿资源有两个特点:一是贫矿多,贫矿储量占总储量的80%;二是多元素共生的复合矿石较多。此外矿体复杂;有些贫铁矿床上部为赤铁矿,下部为磁铁矿。

东北地区铁矿

东北地区铁矿主要是鞍山矿区,它是目前中国储量开采量最大的矿区,大型矿体主要分布 在辽宁省的鞍山(包括大弧山、樱桃园、东西鞍山、弓长岭等)、本溪(男芬、歪头山、通远堡等),部分矿床分布在吉林省通化附近。鞍山矿区是鞍钢、本钢的主要原料基地。 鞍山矿区矿石的主要特点:

  • 除极少富矿外,约占储量的98%为贫矿,含铁量20-40%,平均30%左右。必须经过选矿处理,精选后含铁量可达60%以上。
  • 矿石矿物以磁铁矿和赤铁矿为主,部分为假象赤铁矿和半假象赤铁矿。其结构致密坚硬,脉石分布均匀而致密,选矿比较困难,矿石的还原性较差。
  • 脉石矿物绝大部分是由石英石组成的,SiO2在40-50%。但本溪通远堡铁矿为自溶性矿石,其碱度(Ca+Mg/SiO2)在1以上。且含锰1.29-7.5%可代替锰矿使用。
  • 矿石含S、P杂质很少,本溪男芬铁矿含P很低,是冶炼优质生铁的好原料。

华北地区铁矿

主要分布在河北省宣化、迁安和邯郸、邢台地区的武安、矿山村等的地区以及内蒙和山西各地。是首钢、包钢、太钢和邯郸、宣化及阳泉等钢铁厂的原料基地。 迁滦矿区矿石为鞍山式贫磁铁矿,含酸性脉石,S、P杂质少,矿石的可选性好。 邯邢矿区主要是赤铁矿和磁铁矿,矿石含铁量在40%-55%之间,脉石中含有一定的碱性氧化物,部分矿石S高。

中南地区铁矿

中南地区铁矿以湖北大冶铁矿为主,其他如湖南的湘潭,河南省的安阳、舞阳,江西和广东省的海南岛等地都有相当规模的储量,这些矿区分别成为武钢、湘钢及本地区各大中型高炉的原料供应基地。 大冶矿区是中国开采最早的矿区之一,主要包括铁山、金山店、成潮、灵乡等矿山,储量比较丰富。矿石主要是铁铜共生矿,铁矿物主要为磁铁矿,其次是赤铁矿,其他还有黄铜矿和黄铁矿等。矿石含铁量40-50%,最高的达54-60%。脉石矿物有方解石、石英等,脉石中含SiO28%左右,有一定的溶剂性(CaO/SiO2为0.3左右),矿石含P低,(一般0.027%),含S高且波动很大(0.01-1.2%),并含有Cu(0.2-1.0%)和Co(0.013%-0.025%)等含有色金属。矿石的还原性较差,矿石经烧结、球团造块后入高炉冶炼。

华东地区铁矿

华东地区铁矿产区主要是自安徽省芜湖至江苏南京一带的凹山,南山、姑山、桃冲、梅山、凤凰山等矿山。此外还有山东的金岭镇等地也有相当丰富的铁矿资源储藏,是马鞍山钢铁公司及其他一些钢铁企业原料供应基地。 芜宁矿区铁矿石主要是赤铁矿,其次是磁铁矿,也有部分硫化矿如黄铜矿和黄铁矿。铁矿石品位较高,一部分富矿(含Fe50%-60%)可直接入炉冶炼,一部分贫矿要经选矿精选、烧结造块后供高炉使用。矿石的还原性较好。脉石矿物为石英、方解石、磷灰石和金红石等,矿石中含S、P杂质较高(含P一般为0.5%,最高可达1.6%,梅山铁矿含S平均可达2%-3%),矿石有一定的溶剂性(如凹山及梅山的富矿中平均碱度可达0.7-0.9),部分矿石含V,Ti及Cu等有色金属。

其他地区铁矿

除上述各地区铁矿外,中国西南地区、西北地区各省,如四川、云南、贵州、甘肃、新疆、宁夏等地都有丰富的不同类型的铁矿资源,分别为攀钢、重钢和昆钢等大中型钢铁厂高炉生产的原料基地。

评判标准

铁矿石是指岩石(或矿物)中TFe含量达到最低工业品位要求者。 铁矿石分类 按照矿物组分、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两大类。

1.自然类型

1)根据含铁矿物种类可分为:磁铁矿石、赤铁矿石、假象或半假象赤铁矿石、钒钛磁铁矿石、褐铁矿石、菱铁矿石以及由其中两种或两种以上含铁矿物组成的混合矿石。 2)按有害杂质(S、P、Cu、Pb、Zn、V、Ti、Co、Ni、Sn、F、As)含量的高低,可分为高硫铁矿石、低硫铁矿石、高磷铁矿石、低磷铁矿石等。 3)按结构、构造可分为浸染状矿石、网脉浸染状矿石、条纹状矿石、条带状矿石、致密块状矿石、角砾状矿石,以及鲕状、豆状、肾状、蜂窝状、粉状、土状矿石等。 4)按脉石矿物可分为石英型、闪石型、辉石型、斜长石型、绢云母绿泥石型、夕卡岩型、阳起石型、蛇纹石型、铁白云石型和碧玉型铁矿石等。

2.工业类型

1)工业上能利用的铁矿石,即表内铁矿石,包括炼钢用铁矿石、炼铁用铁矿石、需选铁矿石。 2)工业上暂不能利用的铁矿石,即表外铁矿石,矿石含铁量介于最低工业品位与边界品位之间。

工业质量要求

1.炼钢用铁矿石(原称平炉富矿) 矿石入炉块度要求: 平炉用铁矿石50~250 mm; 电炉用铁矿石50~100 mm; 转炉用铁矿石10~50 mm。 直接用于炼钢的矿石质量(适用于磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石)。

2.炼铁用铁矿石(原称高炉富矿) 矿石入炉块度要求:一般为8~40mm。 炼铁用铁矿石,按造渣组分的酸碱度可划分为: 碱性矿石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)>1.2; 自熔性矿石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.8~1.2; 半自熔性矿石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.5~0.8; 酸性矿石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)<0.5。 酸性转炉炼钢生铁矿石P≤0.03% 碱性平炉炼钢生铁矿石P≤0.03%~0.18% 碱性侧吹转炉炼钢生铁矿石P≤0.2%~0.8% 托马斯生铁矿石P≤0.8%~1.2% 普通铸造生铁矿石P≤0.05%~0.15% 高磷铸造生铁矿石P≤0.15%~0.6%

3.需选铁矿石 对于含铁量较低或含铁量虽高但有害杂质含量超过规定要求的矿石或含伴生有益组分的铁矿石,均需进行选矿处理,选出的铁精粉经配料烧结或球团处理后才能入炉使用。 需经选矿处理的铁矿石要求: 磁铁矿石TFe≥25%,mFe≥20%; 赤铁矿石TFe≥28%~30%; 菱铁矿石TFe≥25%; 褐铁矿石TFe≥30%。 对需选矿石工业类型划分,通常以单一弱磁选工艺流程为基础,采用磁性铁占有率来划分。根据我国矿山生产经验,其一般标准是: 矿石类型mFe/TFe(%) 单一弱磁选矿石≥65 其他流程选矿石<65

对磁铁矿石、赤铁矿石也可采用另一种划分标准: mFe/TFe≥85磁铁矿石 mFe/TFe85~15混合矿石 mFe/TFe≤15赤铁矿石

原材料

主料

辅料

可选原料

铁矿开采

露天采矿

地下采矿

采矿机械

采矿中使用重型机械来勘探和开发场地,清除和储存覆盖层,破碎和去除各种硬度和韧性的岩石,处理矿石,并在矿山关闭后进行填海工程。挖掘土地需要推土机,钻机,炸(敏感词)药和卡车。在砂矿开采的情况下,未固结的砾石或冲积层被送入由料斗和摇动筛或滚筒筛组成的机器中,该筛选器从废砂砾中释放出所需的矿物质。然后使用水闸或夹具浓缩矿物质。

大型钻头用于下沉井,挖掘采场,并获取样品进行分析。有轨电车用于运输矿工,矿物和废物。升降机将矿工带入矿井进出矿井,并将矿石和矿石移出地下矿井。在露天采矿中使用巨大的卡车,铲子和起重机来移动大量的覆盖层和矿石。加工厂利用大型破碎机,碾磨机,反应釜,烘烤机和其他设备来固结富含矿物质的材料,并从矿石中提取所需的化合物和金属。

矿石加工

矿物加工涉及四种操作:粉碎 - 粒度减小; 筛选 - 通过筛选或分类分离粒度; 浓缩-利用物理和表面化学性质进行浓缩 ; 和脱水 - 固/液分离

粉碎

过筛

选矿

重力分选

磁力分选

在众多的矿物中,有些矿物具有被磁铁吸引的性质(即是具有磁性),其被吸引之强度是受到矿物本身的性质、磁铁的强度以及两者相距之距离所支配。用矿物磁性之有无而分选矿物之方法称为磁力选矿法。 磁选主要用来分选或精选磁铁矿、磁硫铁矿以及钛铁矿等强磁性矿物也可用强磁磁选机分选含镍矿物、氧化锰矿等。工业矿物中所含少量 铁矿物或含铁矿物之去除也是磁选的主要应用之一。 另外由于强磁磁选机之不断开发,将来有可能利用反磁性物之性质进行磁选分离。

浮选

矿物的可浮性与其“对水的亲和力大小”有关。亲和力大,则矿物容易为水所润湿,因此难附着在气泡上。相反的,亲和力小,亦即表面为疏水性,易与气泡黏结而上浮。此等因矿物表面性质而造成颗粒上浮的难易称之为“可浮性”。大部分的矿物均为亲水性,仅少部分的矿物如:石墨、硫磺辉钼矿、金刚石、滑石、煤等为天然浮起性矿物。浮选即为利用矿物表面性质与气泡黏附之差异性而达到分选的目的。

脱水

生产线分工

资产与负债

资产

固定资产

非固定资产

负债

库存

设计和规划

位置与环境

投资与评估

规模与功能

风格与形式

组织结构

成本

税费

目前我国铁矿山企业承担的主要税费总类约25种,税金主要有资源税、增值税、营业税、所得税、土地使用税、车船使用税、房产税、印花税、城建税、燃油税、契税等,费用有资源补偿费、采矿权费、探矿权费、环境治理保证金、水资源费、水土流失补偿费、土地损失补偿费、育林基金、排污费、排水设施费、人防费、清淤费、占河费、河道维护费、教育费附加、价格调整基金等。

华北地区销售税费负担平均为24.35%,东北地区22.54%,华东地区25.33%,中南地区28.11%,西南地区23.93%。全国铁矿企业销售税费负担率在15%~35%之间,平均销售税费负担率为25%。

金融成本

原材料成本

房租成本

能耗成本

人工成本

设备折旧

收益管理

客流曲线

时间分布

空间分布

目标群体

容量控制

风险控制

行业

国际市场

2015年铁矿开采量(百万吨)

国家产量
中国1380
澳大利亚824
巴西428
印度129
俄国112
南非 80
世界总计3320

中国市场

2009年我国主要生产矿山的原矿产量是:首钢1114万吨,河钢矿业2063万吨,邯局660万吨 ,太钢矿业1383万吨,包钢集团1733万吨,鞍钢矿业4386万吨,本钢矿业1682万吨,梅山 330万吨,鲁中236万吨,攀钢1804万吨,马钢957万吨,武钢506万吨,海南矿业481万吨, 酒钢622万吨,首云铁矿255万吨,通钢442万吨,山钢302万吨。

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4 人

私奔的小猫, lenlee, 林风, 法国就是培根

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