含碳2%以下的铁碳合金称为钢。碳素钢中的五元素是指化学成份中的主要组成物,即 C、Si、Mn、S、P(碳、硅、锰、硫、磷)。其次是在炼钢过程中不可避免地会混入气体,含O、H、N(氧、氢、氮)。此外,用铝—硅脱氧镇静工艺中,必然在钢水中含有 Al,当Als(酸溶铝)≥0。020%时,还有细化晶粒的作用。
铁精粉
天然矿石经过破碎、磨碎、选矿等加工处理成矿粉叫精矿粉。精矿粉按照选矿方法的不同分为多种精矿粉,如磁选、浮选、重选等精矿粉。
球团矿
把 精矿粉和石灰石粉混匀后,滚成或压成直径10-30mm的生球,经过干燥和高温焙烧,使颗粒固结。这种球状矿料叫球团矿。球团矿粒度均匀、透气性和还原性 好。但对球团焙烧的温度控制比烧结的严格。球团矿还要求原料粒度细,矿粉含水量低。球团矿有氧化球团和金属化球团两种
烧结矿
是将铁矿粉(铁精粉)掺入一定的粘合剂经高温烧结为块状料进高炉,烧结厂也就是将铁矿粉做成可供高炉使用的块状料,这样的话高炉有一定的透气性,料还不能被吹走。烧结厂使用的是烧结台车和带冷机。
球团矿是将铁矿粉掺入一定的粘合剂造成球形状经高温烘烧后进高炉,这样的话高炉的透气性更好,还能调节高炉的酸碱度。球团厂使用的是链篦机、回转窑和环冷机
我国矿产资源既有优势,也有劣势。优劣并存的基本态势主要表现在以下几个方面:1、矿产资源总量丰富,人均资源相对不足;2、矿产品种齐全配套,资源风度不一;3、矿产质量贫富不均,贫矿多,富矿少;4、超大型矿床少,中小型矿床多;5、共生伴生矿多,单矿种矿床少.
铁是世界上发现最早,利用最广,用量也是最多的一种金属,其消耗量约占金属总消耗量的95%左右。铁矿石主要用于钢铁工业,冶炼含碳量不同的生铁(含碳量一般在2%以上)和钢(含碳量一般在2%以下)。生铁通常按用途不同分为炼钢生铁、铸造生铁、合金生铁。钢按组成元素不同分为碳素钢、合金钢。合金钢是在碳素钢的基础上,为改善或获得某些性能而有意加入适量的一种或多种元素的钢,加入钢中的元素种类很多,主要有铬、锰、钒、钛、镍、钼、硅。此外,铁矿石还用于作合成氨的催化剂(纯磁铁矿),天然矿物颜料(赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿)、饲料添加剂(磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿)和名贵药石(磁石)等,但用量很少。钢铁制品广泛用于国民经济各部门和人民生活各个方面,是社会生产和公众生活所必需的基本材料。自从19世纪中期发明转炉炼钢法逐步形成钢铁工业大生产以来,钢铁一直是最重要的结构材料,在国民经济中占有极重要的地位,是社会发展的重要支柱产业,是现代化工业最重要和应用最多的金属材料。所以,人们常把钢、钢材的产量、品种、质量作为衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术发展水平的重要标志
赤铁矿
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。
赤铁矿:Fe 69.94%,O 30.06%,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
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
矿石破碎
我国选矿厂一般采用粗破、中破和细破三段破碎流程破碎铁矿石。粗破多用1.2m或1.5m旋回式
破碎机,中破使用2.1m或2.2m标准型圆锥式破碎机,细破采用2.1m或2.2m短头型圆锥式破碎机。通过粗破的矿石,其块度不大于1m,然后经过中、细破碎,筛分成矿石粒度小于12mm的最
终产品送磨矿槽。
磨矿工艺
我国铁矿磨矿工艺,大多数采用两段磨矿流程,中小型选矿厂多采用一段磨矿流程。由于采用细
筛再磨新工艺,近年来一些选矿厂已由两段磨矿改为三段磨矿。采用的磨矿设备一般比较小,最大
球磨机3.6m×6m,最大棒磨机3.2m×4.5m,最大自磨机5.5m×1.8m,砾磨机2.7m×3.6m。
磨矿后的分级基本上使用的是螺旋分级机。为了提高效率,部分选矿厂用水力旋流器取代二次螺
旋分级机。
2003年以来,中国的钢铁销售量逐步增加,铁精矿粉的需求量也随之不断上升。由于需求量的增加,中国较多不同档次水平的选矿厂应运而生。在2005年初 受国家钢铁宏观调控的限制,铁精矿粉的价格急剧下滑。较多铁选矿厂因为自己没有矿山,选矿工艺落后、设备陈旧粗糙、企业规模小,精矿品位低、销售价格低、 销售困难等原因,使这种类型选矿厂处于薄利与亏损的边缘。如何使这类企业有所发展,有利可图,有竞争能力,是摆在这类选矿厂领导面前的重要课题。
原材料破碎和磨矿系统存在的问题
小规模选矿厂的磨前破碎矿石粒度,在25mm左右,这使磨机的磨矿效率大大下降。因为磨机是细磨设备,由于磨机的粗破碎效率低,当把25毫米(mm)的矿 石,磨碎到80微米(um)以下时的磨矿效率是很低的。这时1吨中等硬度的矿石,需要耗电在25KWH左右。先进的破碎工艺,已经把矿石破碎到10mm以 下的粒度,这时磨机磨1吨矿石的耗电量只在13KWH左右。其方法是在原料粗破碎系统上,增加一台细碎破碎机,使磨机前矿石的粒度由25mm降到 10mm,细破碎机破碎1吨矿石需要耗电量5KWH。改为磨前用细破碎设备对矿石进行细破碎,这样破碎和磨矿两个系统1吨矿石的耗电量可下降7KWH。并 且磨前细破碎设备消耗的锤头衬板的消耗费用,要明显低于球磨机钢球和衬板的消耗费用。一个年处理矿石10万吨的选矿厂,在破碎磨矿工艺流程中采用先进的技 术,就可以节省电费和材料消耗40万元。
选择节能、高产的破碎设备
矿石的细破碎设备较多,用户可选择的理想的设备较少,据主要用户所反映的缺点是,破碎机内的锤头和衬板消耗量、更换频繁,台时产量低、耗电高,维护维修困 难、时间长,设备运转率低。比如锤式破碎机,不管是立轴式锤式破碎机,还是卧式锤式破碎机,都存在锤头使用寿命短,最短的有三五天更换一次的,最长的才半 个月更换一次。锤头和衬板的消耗,1吨矿石需要1元之多,破碎1吨矿石的电耗需要7KWH。这里他们给用户推荐一种磨损件消耗低、使用时间长、产量高、排 料粒度稳定、电耗小的节能型轴承圆锥破,电耗可以由其它细碎机7KWH/吨矿石,下降到5KWH/吨矿石。衬板消耗材料的使用周期,由一周可以提高到半年 时间,破碎1吨矿石消耗的衬板、锤头等耐磨钢材0.2公斤/吨矿石左右,下降到0.01公斤/吨矿石,下降了将近二十倍之多。如要了解该设备的详细情况, 请参阅《节能型轴承圆锥破碎机》的使用说明书。
选择节能、高产的磨矿设备
1、目前市场上使用的普通式磨矿球磨机,主轴承都是巴氏合金瓦轴承,运转阻力大、耗油量高,大型磨机的轴承还需配备润滑站,维修保养困难,磨1吨矿石的电 耗在25千瓦时(KWH)左右;现在节能型球磨机主轴承采用的滚动轴承,磨1吨矿石的电耗在18KWH左右。采用干油润滑,年节省润滑油80%以上。大型 磨机去掉了主轴承的润滑站,维修保养一年只需一次,设备运转率可以达到100%。
2、普通式球磨机的衬板,采用的是条形、阶梯形、大波浪型,这几种衬板的缺点是衬板磨损到一定厚度时,就产生弯曲、变形,导致不能使用;另一个缺点是衬板 的表面形状简单,钢球与衬板的接触面积小,研磨能力不够,磨矿效率低,致使磨机的产量低。这里推荐用户采用双U型衬板,这种衬板的优点是沿磨机筒体圆周方 向有波纹;沿磨机轴线方向有沟槽。磨机在运转时,使研磨体提升高度大,与衬板之间的接触面多提高了研磨效率,这种衬板比普通磨机会提高产量在6%以上。
提高精矿粉磨后的分级性能,减少过磨现象,提高精矿粉品位
有些选矿厂经细磨后的矿粉,直接进入磁选机进行磁选。球磨的矿粉不经过分级直接进行磁选,结果该矿粉的粒度粗细不均。粗颗粒的矿粉品位低;过细的矿粉品位 虽高,但是磁场强度低,吸附能力差。随着水流进入尾矿,使铁精矿粉的品位低,跑尾现象严重。提示这种选矿工艺的厂家,磨后的物料一定要经过分级筛选,再进 行磁选。因为不同的矿石,有它所不同的品位最高时的单体解离粒度。粒度过粗,矿石中的杂质分离不出去,会出现矿石的品位过低;如果粒度磨的过细,主要会浪 费磨机的磨矿能力和磨矿时间。因为10μm以下的矿石粒度,在矿粉中每增加1%,其磨矿时间就要增加2%,电耗和钢球衬板的磨损,都相应增加2%;因此, 千方百计降低过磨矿物的含量,是提高磨机产量、降低电耗提高铁精粉回收率的最有效方法。采用分组筛分措施之后,使粒度未达要求的矿物回到磨机进行再磨,粒 度达到要求的矿物及时送去选分,这样既提高了精矿品位,又提高了磨机的磨矿效率。
矿物分级的方法较多,其中螺旋分级机是最原始的分级设备。分组方法简单,分级精度略差,一般应用于一段磨矿排矿产物的分级。在要求铁精矿最终产品粒度负 80μm筛下量达到100%时,第一段分级可采用螺旋分级机;二段分级可以采用高频细筛。如果要求铁精矿粉最终产品粒度负80μm含量低于100%时,其 大颗粒的矿粒所占比例比较少,对高频筛的筛片磨损不严重的前提下,可采用高频震动筛进行分级,筛下的中矿进行磁选;筛上的粗矿,回到磨机重磨。还有一种分 级设备是水力旋流器。现在有较多的大型选矿厂,去掉了一段、二加气混凝土砌块段磨机后的螺旋分级机设备,改用了水力旋流器。这种方法是既起到了对矿粉的粗细分级,又提高了磁选前的矿浆浓度,减少了一级脱水设备。该设备还用在无磁矿粉复选前矿浆的烘干机分级浓缩,起到了良好的效果。如何选用分级筛选设备,请参阅有关选矿设备手册和公司的分级机、高频筛、水力旋流器的使用说明书。
综上所述,低水平的制沙设备 选矿厂通过进行工艺技术改造,使产品的品位提高66.5%以上,使其得到一个良好的销售价格。再通过设备技术改造,使矿山机械 其生产电耗下降25%以上,产量提高30%左右。衬板、锤头、钢球等钢材的消制砖机械 耗量降低15%以上,使综合经济指标达到国内先进水平,提高了企业经济效益,增加了企业的竞争能力,为企业今后的不断发展和壮大,创造了良好的条件。