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铁矿中常见的有害成分的种类及技术要求

更新时间 :2014-12-12    浏览次数:97次

    有很多客户在矿物选别的时候,不知道有害物质有哪些,要达到什么要求?今天中厚磁选设备厂来给大家总结铁矿石中的有害物质成分以及控制要求。铁矿石中常见的有害杂质为硫和磷的化合物,我国南方的铁矿中还含有As、Cu、Pb等,其他的有害杂质还有碱金属氧化物、锌等。具体的种类危害和技术要求如下:

1、硫(S)矿石中硫以黄铁矿(FeS2)、磁黄铁矿(FeS)、石膏(CaSO4.2H2O)、重晶石(BaSO4)等形式存在。烧结过程中绝大部分硫化物中的硫(98%-99%)被除掉,而硫酸盐中的硫仅有50%-70%被除掉。冶炼时硫被还原进入生铁中。硫对钢铁性能有极大危害,含硫高的钢在高温时强度很低,轧制或锻造时易产生“热脆”,所以应在高炉中尽量想办法除去硫,这就要求有高的炉温、高的炉渣碱度(CaO/SiO2)。含硫多会高炉冶炼带来很多困难,因此矿石含硫愈少愈好。对含硫高的矿石必须经过处理之后才能使用,一般要求铁精矿的含量在(0.2~0.4)以下。
2、磷(P)铁矿石中的磷以磷灰石和氯磷灰石3[3CaO.P2O5]CaF4、3[3CaO.P2O5]CaCl2和蓝铁矿Fe3[PO4]2.8H2O等形式存在。在烧结过程和高炉冶炼中,矿石的全部磷转入烧结矿及生铁中,用来炼钢,会使钢的强度和硬度增加,塑性下降,导致在冷加工中易于断裂,即产生所谓的“冷脆”。一般要求铁精矿中的磷的含量在0.1%以下。
3、砷(As)砷在铁矿石中以毒砂(砷黄铁矿FeAsS)、雌黄(AsS)、雌黄(As2S3)、臭葱石(FeAsO4.2H2O)等形式存在。砷降低金属的焊接性能,恶化其物理力学性能。此外,砷有剧毒性,食品工业使用的金属制品(罐头盒、炊具等)中,微量的砷也是不允许的。砷在冶炼过程中大部分进入生铁。它对钢的质量影响很大,当钢中砷的含量超过0.1%以上时,就会使钢冷脆,并使钢的焊接性变坏。当用砷多的矿石冶炼时必须与含砷少的矿石掺和使用。矿石中含砷一般来说是很少的(0.05%~0.2%),但是在高炉冶炼中原料内的砷会被全部还原进入生铁中。因此,一般要铁矿石中砷含量在0.04%以下。

四川平武铁矿:

4、锌(Zn)在矿石中常以闪锌矿(ZnS)状态存在,锌不溶于生铁,故在高炉冶炼时锌不进入生铁中,不影响生铁的质量,但它也是一种极有害的杂质,因为锌在炉内还原后蒸发并在炉子上部被氧化成Zn0,而沉积在炉墙上结成炉瘤,导致高炉崩料、悬料、铁水温度降低、炉渣变稠,从而提高焦比、降低产品的质量和产量;同时也可能沉积在砖缝里破坏炉衬,有时使砖膨胀,也可能引起炉壳的破裂。因此,矿石中锌含量愈少愈好。一般矿石含锌限制在0.1%~0.2%以下,含锌多的矿石必须与含锌少的矿石配合使用。
5、铅(Pb)铅在矿石中是很少有的,它常以方铅矿(PbS)状态存在。虽然铅不溶或微溶于生铁,但铅在高炉内很容易被还原,还原出来的铅由于本身密度很大(与铁相比),沉在炉缸中铁水的下面,并且渗到炉底的砖缝中,破坏炉底砖的完整,有时还在炉衬中形成铅瘤,影响高炉冶炼。所以,要求矿石中铅愈少愈好,一般要求矿石中含铅在0.1%以下。
6、铜(Cu)铁矿石中,常见的含铜矿物有黄铜矿、班铜矿、辉铜矿、孔雀石、铜蓝等。在高炉冶炼中铜很容易被还原而进入生铁中,炼钢时则进入钢中。少量的铜(0.2%~0.3%)在钢中能改善钢的性质,提高钢的强度极限、屈服极限、冲击韧性和耐腐蚀性。但含量太多时就能引起钢的热脆。因此,矿石中的铜含量不宜过高,一般要求在0.1%~0.2%以下。
7、锡(Sn)在铁矿石中,锡多以锡石状态存在。在冶炼时,锡进入生铁和钢中,由于锡的密度和铁近似,两者极易混合。当锡溶解于钢中后,因锡的溶点低,在热加工轧制时,钢材表面易产生裂纹,一般不适合做桥梁钢用。
8、氟(F)铁矿石中主要含氟矿物为萤石。氟对炉子的腐蚀性强、且对人体有害。矿石中含氟低于1%时无害,超过4%~5%时破坏作用明显,须增加碱度来控制炉渣的流动性。
9、钛(Ti)铁矿石中,钛常以钛铁矿、钛磁铁矿、钛铁晶石等状态存在。根据矿石性质不同,TiOᴤ允许含量也不同,有的TiOᴤ可达15%~16%,有的只允许7%~8%。在冶炼时,钛能使炉渣性能变差,在冶炼中有90%的钛进入炉渣中。

朝鲜黄铁矿原矿:

10、二氧化硅(SiO2)入炉矿石中二氧化硅高,会使炉渣变稠。为了稀释炉渣,则需加入大量的石灰石,从而增加渣量和焦炭消耗量。在高炉炼铁中,1KgSiO2在高炉内要形成2kg炉渣,每吨生铁消耗的含铁矿石中,每增加1%SiO2,将使炉渣增加35~40kg,这不仅使炉焦比升高,而且还降低了软溶带和滴落带的透气性和透液性,影响高炉顺行和喷吹燃料。因此,相同铁含量的矿石,应优先使用低SiO2的,SiO2含量过高的矿石甚至没有使用价值。
11、氧化钾(KᴤO)、氧化钠(NaᴤO)钾钠化合物主要以各种硅酸盐的形态进入高炉,随炉料下降到高温区后,被碳还原成金属钾与钠。由于其汽化温度低(钾766℃,钠890℃)还原后立即变成蒸气而进入煤气流,气态的金属钾、钠在上升过程中与其他物质反应形成氰化物、硅酸盐、碳酸盐及少量硫酸盐化合物,并且分别以固态或液态沉积在炉料的表面与孔隙中;或被软熔炉料所吸收形成初渣。炉渣中KᴤO、NaᴤO含量一般为0.2%左右,高达可达2%以上,含钾、钠的炉渣在炉内产生循环富集,破坏炉料强度,堵塞料层孔隙度,恶化料柱透气性。因此,钾、钠含量过高对于烧结和炼铁是不利的,一般要求铁精矿中KᴤO+NaᴤO≤0.25%。

     具体的矿石中的杂质要根据原矿试验结果来确定,然后选择合理的磁选生产线选矿技术流程

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