凡是含有鐵元素或鐵化合物的礦石都可以叫做鐵礦石;鐵礦石是鋼鐵工業的基本原料,比重超過98%,地球上含鐵化合物有300多種,但具有工業價值的只有四種,即磁鐵礦,赤鐵礦、鐵的氫氧化物(以褐鐵礦為主)、菱鐵礦,不同的鐵礦的含鐵量各不同。
(1)磁鐵礦(Magnetite):是一種氧化鐵的礦石,主要成份為Fe3O4,是Fe2O3和FeO的複合物,呈黑灰色,比重大約5.15左右,含Fe72.4%,O 27.6%,具有磁性。在選礦(Beneficiation)時可利用磁選法,處理非常方便;但是由於其結構細密,故被還原性較差。經過長期風化作用後即變成赤鐵礦。
(2)赤鐵礦(Hematite):也是一種氧化鐵的礦石,主要成份為Fe2O3,呈暗紅色,比重大約為5.26,含Fe70%,O 30%,這種礦石在自然界中經常形成巨大的礦床, 從埋藏和開採量來說,它都是工業生產的主要礦石,是最主要的鐵礦石。由其本身結構狀況的不同又可分成很多類別,如赤色赤鐵礦(Red hematite)、鏡鐵礦(SPEcularhematite)、雲母鐵礦(Micaceous hematite)、粘土質赤鐵(Red Ocher)等。赤鐵礦含鐵量一般為50%~60%,含有害雜質硫和磷比較少,還原較磁鐵礦好,因此,赤鐵礦是一種比較優良的煉鐵原料。
(3)褐鐵礦(Limonite):褐鐵礦是含水氧化鐵礦石,是由其他礦石風化後生成的,多半是附存在其他鐵礦石之中,在自然界中分佈得最廣泛,但礦床埋藏量大的並不多見。其化學式為nFe2O3·mH2O(n=1~3、m=1~4)。褐鐵礦實際上是由針鐵礦(Fe2O3·H2O)、水針鐵礦(2Fe2O3·H2O)和含不同結晶水的氧化鐵以及泥質物質的混合物所組成的。
一般褐鐵礦石含鐵量為37%-55%,有時含磷較高。褐鐵礦的吸水性很強,一般都吸附著大量的水分,在焙燒或入高爐受熱後去掉游離水和結晶水,礦石氣孔率因而增加,大大改善了礦石的還原性。所以褐鐵礦比赤鐵礦和磁鐵礦的還原性都要好。同時,由於去掉了水分相應地提高了礦石的含鐵量。
(4)菱鐵礦(Siderite):是碳酸鹽鐵礦石,主要成份為FeCO3,呈現青灰色,比重在3.8左右。這種礦石多半含有相當多數量的鈣鹽和鎂鹽。在自然界中,有工業開採價值的菱鐵礦比其他三種礦石都少。菱鐵礦很容易被分解氧化成褐鐵礦。一般含鐵量不高,但受熱分解出CO2以後,不僅含鐵量顯著提高而且也變得多孔,還原性很好。
依照直徑大小及其價值來分:
(1)粉礦(150微米-6.8毫米):市場的基礎產品,其他產品概據粉礦來定價。放進熔爐使用前,把粉礦於鋼廠的燒結設備結成卵石大小的礦石球,過程中包括把粉礦與助熔劑及烘烤劑混合。粉礦的操作成本比塊礦、球團礦相對較低。
(2)塊礦(6.8毫米-15毫米):不能從磁鐵礦礦石提取,可直接注入熔爐,呈不規則塊狀,可使鋼廠避免燒結鐵礦石粉的成本,售價比粉礦高。
(3)顆粒礦(10毫米):大小及成份統一,為熔爐提供效益最高的產品、且價值最高。由於其需由製球設備把團礦附聚而成,因此溢價必須扣除製球成本。
(4)直接還原級顆粒礦(10毫米):含有低於2%的混合二氧化矽、氧化鋁,更容易轉化成直接還原鐵,比傳統顆粒礦的售價高出5-10%。
(5)團礦(60微米-150微米):團礦需要製球過程生產成可用的顆粒礦,而製球過程的成本比粉礦燒結過程的成本高,因此為價值最低的鐵礦石產品。生產一噸顆粒礦大約需要1.02噸團礦。
(6)精礦:礦場內經過精煉的物質。
鐵礦石的產地
(1)中國大陸境內
中國大陸鐵礦分佈主要集中在遼寧、四川、河北、北京、山西、內蒙古、山東、河南、湖北、雲南、安徽等、吉林、黑龍江、上海、江蘇、浙江、福建、江西、湖南、廣東、廣西、海南、貴州、西藏、陝西、甘肅、青海、寧夏和新疆等29個省、市、自治區。
中國鋼鐵工業協會宣佈,編製「中國鐵礦石價格指數」,規劃2011年8月試運行,10月正式運行,按週發佈,中鋼協表示,編製此指數,目的是為了真實反映鐵礦砂行情。
(2)國外市場
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。巴西的淡水河谷(CVRD), 澳洲的力拓(RIO TINTO)和BHP是全世界前三大的鐵礦石大廠。
鐵礦石的需求
鐵礦石總使用量最高的國家,依產品分:
(1)顆粒礦:中國大陸、獨立國協、美國、中東、印度、墨西哥、加拿大、東歐、非洲其他國家、德國等。
(2)塊礦:中國大陸、印度、日本、韓國、巴西、南非、台灣、委內瑞拉、阿根廷、澳洲等。
(3)燒結/直接環原鐵粉礦:中國大陸、獨立國協、日本、印度、韓國、巴西、德國、法國、台灣、東歐等。
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