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文檔簡介

1、鐵礦石基礎知識鐵是世界上發現最早,利用最廣,用量也是最多的一種金屬,其消耗量約占金屬總消耗量的95%左右。鐵礦石主要用于鋼鐵工業,冶煉含碳量不同的生鐵(含碳量 一般在2%以上)和鋼(含碳量一般在2%以下)。生鐵通常按用途不同分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵、合金生鐵。鋼按組成元素不同分為碳素鋼、合金鋼。合金鋼是在 碳素鋼的基礎上,為改善或獲得某些性能而有意加入適量的一種或多種元素的鋼,加入鋼中的元素種類很多,主要有鉻、錳、釩、鈦、鎳、鉬、硅。此外,鐵礦石還 用于作合成氨的催化劑(純磁鐵礦),天然礦物顏料(赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦)、飼料添加劑(磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦)和名貴藥石(磁石)等,但用量很少。 鋼

2、鐵制品廣泛用于國民經濟各部門和人民生活各個方面,是社會生產和公眾生活所必需的基本材料。鐵礦石分類:1.磁鐵礦FeO 31.03%,Fe2O3 68.97%或含Fe 72.2%,O 27.6%,等軸晶系。單晶體常呈八面體,較少呈菱形十二面體。在菱形十二面體面上,長對角線方向常現條紋。集合體多呈致密塊狀和粒狀。顏色為鐵黑色、條 痕為黑色,半金屬光澤,不透明。硬度5.56.5。比重4.95.2。具強磁性。磁鐵礦中常有相當數量的Ti4+以類質同象代替Fe3+,還伴隨有Mg2+和V3+等相應地代替Fe2+和Fe3+,因而形成一些礦物亞種,即:(1)鈦磁鐵礦 Fe2+(2+x)Fe3+(2-2x)TixO

3、4(0x1),含TiO212%16%。常溫下,鈦從其中分離成板狀和柱狀的鈦鐵礦及布紋狀的鈦鐵晶石。(2)釩磁鐵礦 FeV2O4或Fe2+(Fe3+V)O4,含V2O5有時高達68.41%72.04%。(3)釩鈦磁鐵礦 為成分更為復雜的上述兩種礦物的固溶體產物。(4)鉻磁鐵礦 含Cr2O3可達百分之幾。(5)鎂磁鐵礦 含MgO可達6.01%。磁鐵礦是巖漿成因鐵礦床、接觸交代-熱液鐵礦床、沉積變質鐵礦床,以及一系列與火山作用有關的鐵礦床中鐵礦石的主要礦物。此外,也常見于砂礦床中。磁鐵礦氧化后可變成赤鐵礦(假象赤鐵礦及褐鐵礦),但仍能保持其原來的晶形。2.赤鐵礦自然界中Fe2O3的同質多象變種已知有

4、兩種,即-Fe2O3和-Fe2O3。前者在自然條件下穩定,稱為赤鐵礦;后者在自然條件下不如-Fe2O3穩定,處于亞穩定狀態,稱之為磁赤鐵礦。赤鐵礦:Fe 69.94%,O 30.06%,常含類質同象混入物Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg及少量Ga和Co。三方晶系,完好晶體少見。結晶赤鐵礦為鋼灰色,隱晶質;土狀 赤鐵礦呈紅色。條痕為櫻桃紅色或鮮豬肝色。金屬至半金屬光澤。有時光澤暗淡。硬度56。比重55.3。赤鐵礦的集合體有各種形態,形成一些礦物亞種,即:(1)鏡鐵礦 為具金屬光澤的玫瑰花狀或片狀赤鐵礦的集合體。(2)云母赤鐵礦 具金屬光澤的晶質細鱗狀赤鐵礦。(3)鮞狀或腎狀赤鐵礦 形態呈鮞

5、狀或腎狀的赤鐵礦。 赤鐵礦是自然界中分布很廣的鐵礦物之一,可形成于各種地質作用,但以熱液作用、沉積作用和區域變質作用為主。在氧化帶里,赤鐵礦可由褐鐵礦或纖鐵礦、針鐵礦經脫水作用形成。但也可以變成針鐵礦和水赤鐵礦等。在還原條件下,赤鐵礦可轉變為磁鐵礦,稱假象磁鐵礦。3.褐鐵礦實際上并不是一個礦物種,而是針鐵礦、纖鐵礦、水針鐵礦、水纖鐵礦以及含水氧化硅、泥質等的混合物。化學成分變化大,含水量變化也大。(1)針鐵礦 -FeO(OH),含Fe 62.9%。含不定量的吸附水者,稱水針鐵礦HFeO2NH2O。斜方晶系,形態有針狀、柱狀、薄板狀或鱗片狀。通常呈豆狀、腎狀或鐘乳狀。切面具平行 或放射纖維狀構造

6、。有時成致密塊狀、土狀,也有呈鮞狀。顏色紅褐、暗褐至黑褐。經風化而成的粉末狀、赭石狀褐鐵礦則呈黃褐色。針鐵礦條痕為紅褐色,硬度 55.5,比重44.3。而褐鐵礦條痕則一般為淡褐或黃褐色,硬度14,比重3.34。(2)纖鐵礦 -FeO(OH),含Fe 62.9%。含不定量的吸附水者,稱水纖鐵礦FeO(OH)NH2O。斜方晶系。常見鱗片狀或纖維狀集合體。顏色暗紅至黑紅色。條痕為桔紅色或磚紅色。硬度45,比重4.014.14.菱鐵礦FeCO3,FeO 62.01%,CO2 37.99%,常含Mg和Mn。三方晶系。常見菱面體,晶面常彎曲。其集合體成粗粒狀至細粒狀。亦有呈結核狀、葡萄狀、土狀者。黃色、淺

7、褐黃色(風化后為 深褐色),玻璃光澤。硬度3.54.5,比重3.96左右,因Mg和Mn的含量不同而有所變化。什么是鐵礦石品位?礦石品位指單位體積或單位重量礦石中有用組分或有用礦物的含量。一般以重量百分比表示(如鐵、銅、鉛、鋅等礦), 有的用克噸表示(如金、銀等礦),有的用克立方米表示(如砂金礦等),有的用克升表示(如碘、溴等化工原料礦產)。礦產品位是衡量礦床經濟價值的主要指標。判定鐵礦石品位的因素鐵礦石的品位完全是由它所具有的利用價值來評定的。在工業上和商業上評定鐵礦石價值的因素有好幾項,分別說明如下:(1) 鐵含量(iron content):礦石中鐵的含量當然是愈高愈好。含鐵量愈高,含有雜

8、質的脈石(Gangue)含量就少;于是,在運輸的過程中浪費在無用雜質的費用就可 以降低,在冶煉的過程中浪費在熔融脈石的燃料費用就可以減少。所以,鐵礦石中鐵的含量對它的價值影響很大。一般說來,平均含鐵量在50以上的礦石都可以 稱為富礦(Richore),已經可以有不必經過處理就直接運輸的價值。若低于此數值則必須在礦場附近加以富集處理(Concentration),再運輸至鋼廠當原料。(2)化學成份(Chemical composition):礦石中脈石的化學成份,對于它的價值亦有很大的影響,因為鼓風爐中分離雜質和鐵液的原理是:把礦石熔融之后利用熔鐵液和雜質熔 液比重不同形成上下兩個液相(Liqu

9、id phase)而加以分離。所以凡是在熔融狀態下,都不希望脈石中含有可溶解在鐵熔液中的有害物質,例如硫(Sulpnur)、磷(Phosphorus) 及鈷(Cobalt)、釩(Vanadium)及鉻(Chronium)的化合物。除了以上所說的之外,其它的,如水份的含量高及碳酸鹽的含量高都會造成 燃料的增加;又如,雜質氧化物多,則還原劑的耗用量增加。這些都是在選擇礦石時必須要考慮的。(3)物理性質(Physical properties):在鼓風爐中用來還原氧化鐵的主要還原劑是氣態的一氧化碳(CO),而礦石則是固體的狀態,因此,這個還原反應是發生在氣相 (gas phase)和固相(Solid

10、phase)之間;于是乎,兩相之間接觸面的大小和接觸時間的長短都會影響這個還原反應的速度。原則上希望相的接觸面要 大,兩相間接觸的時間要久。為了合于這兩個要求,對鐵礦石就必須考慮下面三個因素:第一,鐵礦石的氣孔性(porosity)要高;因為氣孔性高則表面積 大而且表面吸附力大,對于還原性一氧化碳氣體的親和力大,而且接觸機遇多,有利于還原反應。圖二是一個氣孔率和還原反應所需時間的關系圖、可以看出氣孔率 高則還原所需時間短。第二,希望鐵礦石的粒度(Grainsize)要適中;本來粒度愈小則表面積愈大,應該有利于還原反應,但于由于粒度太小之后,會影 響鼓風爐中的通氣性,而且也容易被熱風(Hotbl

11、ast)帶出,增加爐頂氣體(Top gas)中的塵埃量。所以,我們對粒度的要求有一個范圍,即顆粒之直徑在1030毫米之間。第三,希望軟化點(Softenpoint)要高;因為, 假如軟化點低則在尚未達到還原反應溫度時表面就軟化而呈半熔融狀態,破壞了氣孔性使得還原困難。世界鐵礦石儲量 世界鐵礦資源豐富,據美國地質調查局報告,截止2004年底,世界鐵礦石儲量為1600億t,儲量基礎為3700億t,鐵金屬儲量為800億t,儲量基礎為1800億t。 世界鐵礦資源集中在澳大利亞、巴西、俄羅斯、烏克蘭、哈薩克斯坦、印度、美國、加拿大、南非等國。 世界鐵礦石產量 2004年世界鐵礦石總產量為143億t,較2

12、003年增長15。從分布看,亞洲435億t,南美315億t,大洋洲232億t,歐洲246億t,北美098億t,非洲056億t。鐵礦石產量最 大的四個國家依次為中國31億t,巴西28億t,澳大利亞23億t,印度12億t,其總和占世界鐵礦石總產量的67。 2008年全球鐵礦石產量將增加8.7%,至17.9億噸,去年產量增加約8.2%,至16.5億噸。2007年巴西是全球最大的鐵礦石生產國,產量為 3.43億噸,之后是澳大利亞及中國,產量分別為2.991億噸及3.298億噸。這三個國家加之前蘇聯鐵礦石總產量占全球產量的70%。     日本新日鐵、三井、住友控

13、制羅布河公司43%的股份;三井財團在澳大利亞、巴西、印度及加拿大等國擁有鐵礦石資源4087萬噸/年;JFE與必和必拓的鐵礦 合資公司西澳皮爾巴拉地區揚迪礦開發W-4礦床,按其協議,每年將向JFE發運礦石1600萬噸,期限長達11年。鐵礦石貿易狀況 鐵礦石進口 近3年來,隨著中國粗鋼產量的快速增長,世界鐵礦石貿易量也出現明顯增加。2004年世界鐵礦石進口總量為653億t,其中進口最多的地區集中在亞洲和歐盟15國。亞洲進口鐵礦石總量為411億t,占世界鐵礦石貿易量的63。歐盟15國進口鐵礦石為130億t,占世界鐵礦石貿易量的20。近幾年中國進口鐵礦石的量急劇增長,我國自1981年起首度自國外進口鐵

14、礦石,如今已成為全球最大的鐵礦石進口國。1995年進口鐵礦石4115萬t,2000年進口鐵礦石6997萬t,2004年達N208億t,2008年我國進口鐵礦石4.4366億噸,占全球海運鐵礦石的比重約52%,并且60%以上的進口量來自全球三大鐵礦石供應商。日本進口鐵礦石135億t。中國和日本兩國進口鐵礦石總量為343億t,占世界鐵礦石貿易量525。 世界鐵礦石的進口主要來源于各大鋼鐵企業,以下是世界十大鋼鐵企業和中國十大鋼鐵企業:世界主要鐵礦石出口商 澳大利亞一是BHP鐵礦有限公司,即必和必拓公司。BHP公司的礦山位于澳大利亞西部皮爾巴拉地區,分別是紐曼、揚迪和戈德沃斯。這三個礦區的總探明儲量

15、約為29億噸,鐵礦年產量總和超過7000萬噸。在亞里南部,還有未開發的C采區,保有儲量45億噸。所有礦山生產的鐵礦石都通過長426公里的鐵路線運輸到黑德蘭和芬尼康島的港口混勻,再裝船外運到國際鐵礦石市場銷售。二是哈默斯利鐵礦有限公司(由力拓公司控股)。哈默斯利鐵礦有限公司是澳大利亞第二大鐵礦石生產公司,在西澳皮爾巴拉地區有五座生產礦山(即湯姆普賴斯鐵礦、帕拉布杜鐵礦、恰那鐵礦、馬蘭杜鐵礦、布諾克曼第二礦區),探明儲量約為21億噸,公司鐵礦年生產能力為5500萬噸。預計在建揚迪采礦工程完工后,該公司鐵礦年生產能力將達到6500萬噸以上。該公司所有生產礦山生產的鐵礦石都通過鐵路線運輸到丹皮爾港口混

16、勻,裝船外運國際鐵礦石市場銷售。三是羅布河鐵礦聯合公司。羅布河鐵礦聯合公司是澳大利亞第三大鐵礦石生產公司。該公司的鐵礦資源集中在潘那瓦尼加附近的羅布河谷,礦脈延續近100公里,估計褐鐵礦儲量30億40億噸。現生產礦山位于羅布河谷的MesaJ礦區,目前公司鐵礦年生產能力為3000萬噸。其建在MesaJ礦區的洗選試驗廠完成了為生產低AI0203的球團料的試驗。其在西安格拉斯礦床有含鐵大于60的鐵礦儲量7億噸,可作為球團礦的原料,設計的鐵礦年生產能力為800萬1000萬噸,正在完成可行性研究,有望近期開發建設。 巴西一是淡水河谷公司(CVRD)。該公司是世界第一大鐵礦石生產和出口公司。其鐵礦資源集中

17、在“鐵四角”地區和巴西北部的巴拉州,擁有挺博佩貝鐵礦、卡潘尼馬鐵礦、卡拉加斯鐵礦等,保有鐵礦儲量約40億噸,年生產能力在12億噸,球團礦生產能力在2000萬噸左右。二是巴西聯合礦物公司(MBR)。MBR是巴西第二大鐵礦生產出口公司。該礦山位于南部的“鐵四角”地區,保有鐵礦儲量約10億噸,公司鐵礦年生產能力2300萬噸。三是弗爾特科礦業公司。其生產礦山在“鐵四角”地區,保有鐵礦儲量3億噸以上,鐵礦年生產能力2000萬噸。四是薩馬爾庫礦業公司。其生產礦山在"鐵四角"地區,保有鐵礦儲量約15億噸,鐵礦年生產能力1200萬噸。 印度一是庫德雷美克鐵礦有限公司。礦山位于卡納塔克邦,距

18、曼加洛爾港67公里,礦山探明鐵礦儲量7億噸,礦石類型為磁赤鐵礦,平均品位TFe為386,礦山規模2060萬噸,可年產含TFe為66567的鐵精礦750萬噸,由一條668公里的管道把精礦輸送到曼加洛爾港。其在港口合資建有球團廠,規模為300萬噸/年。二是拜拉迪爾鐵礦。其礦山位于中央邦南部的巴斯塔爾縣,估計儲量30億噸,其中含鐵達65的礦石6億噸。該礦山采礦綜合生產能力為1100萬噸年,除供國內鋼鐵企業使用外,約400多萬噸經維扎加帕特南港出口。三是多里瑪蘭鐵礦。該礦山位于卡納塔克邦的貝拉里地區,探明儲量155億噸,平均品位TFe為645。該礦石類型為赤鐵礦-針鐵礦-褐鐵礦,采選能力400萬噸/年

19、,礦石運到560公里處的馬德拉斯港出口。四是果阿地區。果阿地區鐵礦分布廣、礦床規模小、含鐵品位高,基本是小型機械化或人工開采,生產礦點較多。年產50萬200萬噸的礦山有丹普、薩爾戈卡、圖道等鐵礦。該地區鐵礦石出口量保持在1100萬1300萬噸的水平,約占印度鐵礦石出口量的三分之一。五是奇里亞鐵礦。其位于比哈爾邦的辛格布姆縣,鐵礦儲量197億噸,含鐵品位TFe為6263,礦石類型為赤鐵礦。該礦沒有大規模開采,產品供國內使用,礦山具有增產潛力,可增加商品礦出口。 南非一是錫興鐵礦。該礦可露天開采的高品位鐵礦石(TFe為6668)還有9億噸左右,鐵礦年生產能力2000萬噸以上,產品8090出口。二是

20、薩巴津比鐵礦。該礦區儲量近5億噸,生產能力為500萬噸年,礦石內銷為主,所出口的鐵礦石通過鐵路線運輸到薩爾丹哈灣港口,裝船外運國際鐵礦石市場銷售。 世界鐵礦石運輸航線鐵礦石運輸采用散雜船,海岬型,巴拿馬型,靈便醒船舶都有。目前我國的鐵礦石海運能力不高,進口的鐵礦石只有20%左右由本國運輸。我國鐵礦石海運現狀:當前全球鐵礦石的運輸船有724條,中國卻只有30條。正因如此,中國在海運費上幾度失去控制權。在這一年中,西澳和巴西至中國的現貨海運費分別上漲 113%和102%。值得注意的問題是,這是在2007年中國進口鐵礦石3.83億噸,同比增17.4%,占全球鐵礦石海運量的49%的情況下出現的。當 前

21、國內企業所運輸的鐵礦石中,中國遠洋所承運的鐵礦石市場份額在20%左右,日本、歐盟企業壟斷了中國絕大部分的海運市場。 分析師賈良群表示,國內航運企業鐵礦石運力的短板,可歸結于兩大原因:中國造船業的發展相對滯后、鐵礦石進口迅速增長而令企業始料未及。 中國2002年造船總量僅為446萬重噸,制造大型鐵礦石運輸船的技術尚不成熟。彼時,中國進口鐵礦石量開始增長,當年進口量1.11億噸,比2001年猛 增20.3%,占全球鐵礦石總進口量的21.8%;2006年中國進口鐵礦石占全球海運貿易量的45.96%,比2001年提高25.49個百分點,對全 球鐵礦石海運貿易的影響越來越大。 鐵礦石的進口幾乎是一夜之間成長起來,中國鋼鐵工業發展,在國際上沒有先例可循,賈良群稱,中國鋼鐵產 業的實際增長,不僅遠遠超出了礦業能夠擴產的速度,也超過了鋼鐵專家們最樂觀的預期。2003年時人們預測中國鋼鐵產量最高能達到2.5

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