一、綜述
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。自從19世紀中期發明轉爐煉鋼法逐步形成鋼鐵工業大生產以來,鋼鐵一直是最重要的結構材料,在國民經濟中占有極重要的地位,是社會發展的重要支柱產業,是現代化工業最重要和應用最多的金屬材料。所以,人們常把鋼、鋼材的產量、品種、質量作為衡量一個國家工業、農業、國防和科學技術發展水平的重要標志。
二、礦物原料特點
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物鐵礦物種類繁多,目前已發現的鐵礦物和含鐵礦物約300余種,其中常見的有170余種。但在當前技術條件下,具有工業利用價值的主要是磁鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。
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,F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5.5~6.5。比重4.9~5.2。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)TixO4(0<x<1),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。
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