（一）黑色金屬礦產(chǎn)（鋼鐵基本原料）
鐵
一、性質(zhì)和用途
鐵為銀灰色的金屬。常見(jiàn)鐵的化合物主要為正二價(jià)、正三價(jià)，個(gè)別為正六價(jià)，其中以正三價(jià)的化合物最穩(wěn)定。鐵的熔點(diǎn)為1535℃，沸點(diǎn)3000℃，單質(zhì)鐵是具有光澤的白色金屬，有鐵磁性是最重要的基本結(jié)構(gòu)材料，其化學(xué)性質(zhì)為中等活潑的金屬，在高溫下易和氧、硫、氯等非金屬發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，易溶于稀的無(wú)機(jī)酸溶液和濃鹽酸溶液中，金屬鐵能被濃堿溶液侵蝕。
鐵是鋼鐵工業(yè)的基本原料，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)和人民日常生活的各個(gè)方面。鐵礦石可冶煉成生鐵、熟鐵、鐵合金、炭素鋼、合金鋼、特種鋼等。純磁鐵礦還可作合成氮的催化劑。
二、主要礦物
鐵在自然界中，大多呈鐵的氧化物、硫化物和含鐵碳酸鹽及含鐵硅酸鹽等礦物，但在當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下具有工業(yè)利用價(jià)值的礦物主要有以下幾種：
磁鐵礦 Fe3O4 含F(xiàn)e 72.4%
赤鐵礦 Fe2O3 含F(xiàn)e 70.0%
鏡鐵礦 Fe2O3 含F(xiàn)e 70.0%
菱鐵礦 FeCO3 含F(xiàn)e 48.2%
褐鐵礦 Fe2O3.nH2O 含F(xiàn)e 48-62.9%
針鐵礦 Fe2O3.H2O 含F(xiàn)e 62.9%
三、一般工業(yè)要求
(一)煉鋼用鐵礦石(原稱(chēng)平爐富礦)
礦石類(lèi)型 Tfe(%) SiO2(%) S（%） P（%） Cu（%） Pb、Zn、As、Sn（%）
磁鐵礦石或
赤鐵礦石 ≥56-60 ≤8-13 ≤0.1-0.15 ≤0.1-0.15 ≤0.2 均≤0.04
礦石入爐塊度：
平爐一般為25—250毫米；
轉(zhuǎn)爐一般為10—50毫米。
（二）煉鐵用鐵礦石（原稱(chēng)高爐富礦）
礦 石 類(lèi) 型 Tfe（%） SiO2（%） S（%） P（%） 其它有害雜質(zhì)（%）
磁鐵礦石、赤鐵礦石 ≥50 ≤0.3 ≤0.25 Cu≤0.1-0.2 Pb≤0.1
褐鐵礦石、菱鐵礦石① ≥50 ≤0.3 ≤0.25 Zn≤0.05-0.1 Sn≤0.08
自熔性礦石 ≥40 ≤10 ≤0.3 ≤0.25 F≤1.0 A≤0.04-0.07
注：煉鐵用鐵礦石入爐塊度：一般為8—40毫米。①表中所列組分的含量，是指扣除燒損折算后的含量
按所煉生鐵品種的不同，對(duì)鐵礦石含磷另有不同要求:
酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼生鐵 ≤0.03%
堿性平爐煉鋼生鐵 0.03—0.18%
堿性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼生鐵 0.2—0.8%
托馬斯生鐵 0.8—1.2%
普通鑄造生鐵 0.05—0.15%
高磷鑄造生鐵 0.15—0.6%
煉鐵用鐵礦石及鐵精礦粉按造渣組分的酸堿度可劃分為：
堿性礦石 （CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）＞1.2
自熔生礦石 （CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=0.8—1.2
半自熔性礦石 （CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=0.5—0.8
酸性礦石 （CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）＜0.5
屬于造渣組分的還有：K2O、Na2O、TiO2、BaO，由于其含量一般很低，因而計(jì)算比例時(shí)沒(méi)有加入。在地質(zhì)勘探階段，對(duì)提供直接入爐使用的礦石，都要查明造渣組分含量。當(dāng)?shù)V石中MgO、Al2O3都很低時(shí)，可以采用CaO/SiO2來(lái)確定酸堿度。
（三）需選礦石
礦 石 工 業(yè) 類(lèi) 型 TFe （%）
邊 界 品 位 工 業(yè) 品 位
磁 鐵 礦 石 20 25
赤 鐵 礦 石 25 28—30
菱 鐵 礦 石 20 25
褐 鐵 礦 石 25 30
1．如果礦石易采、易選，經(jīng)濟(jì)效果好，或含有可以綜合回收的伴生組分時(shí)，則全鐵（TFe）品位要求可以低些，如果礦石中硅酸鐵、硫化鐵、鐵白云石含量較高時(shí)，其全鐵（TFe）品位要求則應(yīng)適當(dāng)提高；
2．礦石工業(yè)類(lèi)型均以鐵礦石中含水量鐵量占全鐵（TFe）85%以上的某種含鐵礦物來(lái)命名；
3．磁鐵礦石、赤鐵礦石采用磁性鐵（MFe）對(duì)全鐵（TFe）占有率進(jìn)行劃分，其標(biāo)準(zhǔn)為：
MFe/Tfe ≥85% 磁鐵礦石
MFe/Tfe ≥85—15% 混合礦石
MFe/Tfe ≤15% 赤鐵礦石
4．如礦床中礦石物質(zhì)成分比較簡(jiǎn)單，鐵礦石中硅酸鐵、硫化鐵及鐵白云石等含鐵量＜3%，主要鐵礦物為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦，也可以采用傳統(tǒng)的磁性率法，即用TFe/FeO比值來(lái)劃分礦石工業(yè)類(lèi)型。TFe/FeO≤2.7為磁鐵礦石。
由于某些礦石中的半假象赤鐵礦在弱磁選時(shí)也可被選出，其TFe/FeO比值雖＞2.7，磁選效果仍較好，故亦可將其劃歸屬磁鐵礦石類(lèi)型之中。因此，要求在采用TFe/FeO比值劃分礦石類(lèi)型時(shí)，還要用磁性鐵占有率方法進(jìn)行檢驗(yàn)。
對(duì)于可采厚度及夾石剔除厚度的要求，目前大、中型露天鐵礦生產(chǎn)要求，可采厚度為2—4米，夾石剔除厚度為1—2米，甚至還要大一些；地下開(kāi)采要求可采厚度為1—2米，夾石剔除厚度1米。
有害雜質(zhì)會(huì)影響生鐵、鋼的質(zhì)量或妨礙生產(chǎn)效率。因此，對(duì)直接入爐冶煉的富礦，需限制其含量。當(dāng)有害雜質(zhì)超過(guò)要求時(shí)，需選礦使用或做配礦用。
二氧化硅（SiO2）：含量高時(shí)增加渣量和粘度。SiO2每增高1%，焦比將增加1—1.2%，產(chǎn)量降低1.2—1.5%。
硫（S）：是鋼中最有害的元素，使鋼產(chǎn)生“熱脆性”，減少鋼的韌性和塑性。
磷（P）：能使的強(qiáng)度和硬度增加，在冷加工中易于斷裂，稱(chēng)“冷脆性”。
砷（As）：能使鋼產(chǎn)生“熱脆”和“冷脆”，給軋鋼生產(chǎn)帶來(lái)困難。高爐逸出的砷蒸氣污染環(huán)境。
錫（Sn）：高爐條件下易被還原。熔于鋼中后，因錫熔點(diǎn)低，熱軋時(shí)，鋼材表面易產(chǎn)生裂紋。
鉛鋅（Pb、Zn）：鉛的滲透能力強(qiáng)，對(duì)爐底有破壞作用，鉛蒸氣遇冷于爐襯結(jié)瘤，影響高爐冶煉的順行，還污染環(huán)境；鋅在低于400℃時(shí)冷凝堆積而成氧化鋅爐瘤，還能使?fàn)t襯產(chǎn)生裂紋，縮短爐體壽命。
銅（Cu）：銅的有害作用是在加熱中產(chǎn)生“熱脆性”。當(dāng)?shù)V石中含銅大于0。2%時(shí)需選礦處理，綜合回收。
四、礦床實(shí)例
上述一般工業(yè)指標(biāo)是近幾年根據(jù)礦山、冶煉方面的實(shí)際資料總結(jié)出來(lái)的，已用于新近勘探的一些鐵礦區(qū)。而現(xiàn)在生產(chǎn)的老礦山仍沿用原指標(biāo)，現(xiàn)選擇一些分列如下
（一）河北中關(guān)、西郝莊、崔石門(mén)接觸交代型磁鐵礦床
礦 石 類(lèi) 型 TF≥ （%） 有害雜質(zhì)允許含量≤（%） 塊度（毫米）
邊界品位 工業(yè)品位 S P SiO2
平爐富礦 55 58 0.15 0.15 12 ≥20
高爐低硫富礦 40 45 0.3 0.2 — —
高爐高硫富礦 40 45 ＞0.3 0.2 — —
低硫自熔礦石 30 35 0.3 0.2 — —
高硫自熔礦石 30 35 ＞0.3 0.2 — —
貧 礦 15 20 — — — —
可采厚度：富礦、貧礦均≥0.5米
夾石剔除厚度：0.5米（有的區(qū)段為1米）
依據(jù)（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）的比值確定礦石類(lèi)型，當(dāng)比值大于1.2為堿性礦石；比值為0.8—1.2的為自熔性礦石；比值為0.5—0.8的為半自熔性礦石。
硅酸鐵大于2—3%時(shí)，要相應(yīng)提高全鐵要求。
（二）遼寧弓長(zhǎng)嶺受變質(zhì)沉積鐵礦床
礦石類(lèi)型 TFe≥（%） 有害雜質(zhì)允許含量≤（%） 備 注
邊界品位 塊段平均品位 S P SiO2
平爐富礦 52 58 0.05 0.15 12 煉鋼用鐵礦石
高爐富礦① 40 45 0.3 0.2
磁鐵貧礦 20 28—30
赤鐵貧礦 25 29—32
①現(xiàn)稱(chēng)煉鐵用礦石，表中所列TFe品位要求是未扣除燒損的。
可采厚度： 富礦1米，貧礦2米
夾石剔除厚度：富礦1米，貧礦2米
（三）河北水廠受變質(zhì)沉積鐵礦床
礦石品級(jí) 邊界品位（SFe%） 塊段品位（SFe%）
原生礦（磁鐵礦） 20 25
氧化礦（赤鐵礦） 20 28
原生礦與氧化礦的劃分標(biāo)準(zhǔn)暫采用磁性率3。5，待取得選礦試驗(yàn)結(jié)果后，再最后確定。
由于礦石S、P普遍很低，且需經(jīng)選礦方能利用，所以指標(biāo)中對(duì)S、P、SiO2均未提限量要求。
最小可采厚度：2米， 夾石剔除厚度：1米
（四）湖北長(zhǎng)陽(yáng)馬鞍山沉積鐵礦床
可采厚度： 富礦≥0.7米， 貧礦≥0.75米
夾石剔除厚度：0.3米
互層礦： 富礦主礦層＞0.6米， 各層合并厚度＞0.8米
夾石剔除厚度：＜1米
貧礦主礦層： ＞0.6米
各層合并厚度：＞1米
夾石累積厚度：＜1米
礦 石 類(lèi) 型 TFe≥（%） 有害雜質(zhì)允許含量≤（%）
邊界品位 塊段平均品位 S P SiO2
赤鐵礦 高爐富礦 40 45 0.3 —
貧 礦 25 30 0.3 —
菱鐵礦 高爐富礦 30 35 0.2 0.15
貧 礦 20 30 0.2 0.15
（五）江西永平鐵帽型鐵礦床
邊界品位： TFe≥25%
工業(yè)品位(指單工程)： TFe≥30%
可采厚度： 1米
夾石剔除厚度：2米
按上列指標(biāo)圈礦體，凡塊段平均品位≥40%者列為富礦；≤40%列為貧礦。
（六）貴州爐山鐵礦苦李井礦段沉積結(jié)核狀菱鐵礦床
礦石品級(jí) TF≥（%） P（%） S（%）（指精礦）
邊界品位 塊段平均品位 ＜0．15 ＜0．2
富 礦 30 35
貧 礦 20 25
（七）陜西大西溝鐵礦床
礦石種類(lèi) 礦 石 類(lèi) 型 TFe（%）
劃分標(biāo)準(zhǔn) TFe/FeO 類(lèi) 型 名 稱(chēng) 邊界品位 工業(yè)品位
菱 鐵 礦 ＜0.95 菱鐵型貧礦 ≥18 ≥25
0.95—1.81 磁鐵—菱鐵型貧礦 ≥18 ≥25
＞1.81 磁鐵型貧礦 ≥18 ≥25
可采厚度： 2米
夾石剔除厚度： 2米不同
菱鐵礦層中分采厚度： 4米
（八）廣東大寶山礦區(qū)一號(hào)礦體
礦石類(lèi)型 品 級(jí) TFe（%）
邊界品位 塊段平均品位
殘積褐鐵礦 富 礦 ≥40 ≥42
貧 礦 ≥25 ≥30
土狀礦 ≥25 ≥30
坡積褐鐵礦： TFe＞40%
含礦率： ＞25%
菱鐵礦（富礦）： TFe≥30%
（貧礦） TFe≥20%
可采厚度； ≥4米
夾石剔除厚度： ≥4米
（九）四川攀枝花釩鈦磁鐵礦床
高品位： TFe≥45%
中品位： TFe≥30%
低品位： TFe≥20%
表外礦石： TFe≥15—20%
礦石可采厚度：≥2米
夾石剔除厚度：≥2米
五、綜合評(píng)價(jià)
鐵礦床中常伴生有釩、鈦、鈷、銅、鎳、鉛、鋅、錫、鉻、鉬、硫、磷、鎵、鍺、硼、鉑族元素、稀有、稀土元素及鈾等。不同的礦床伴生有不同的組分，一些組分當(dāng)其超過(guò)一定限量時(shí)，成為有害組分，但若這些有害組分通過(guò)選、冶途徑可以分離出來(lái)綜合回收時(shí)，它又變成了有用組分。因此，在鐵礦勘探過(guò)程中需要查明伴生組分的含量，賦存狀態(tài)分布規(guī)律，綜合利用途徑、回收的難易程度等，以便作出確切的評(píng)價(jià)。
鐵礦床中的伴生元素達(dá)到下表的含量要求時(shí)，即應(yīng)注意綜合評(píng)價(jià)。
當(dāng)某些礦床中的伴生組分，其含量雖低于下表的要求，但在選礦后的尾礦中能高度富集時(shí)，也應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
元素或組分 Co Cu Ni Pb Zn Mo S V2O5 P2O5 U Sn TiO2
含量（%） 0.02 0.1-0.2 0.1-0.2 0.2 0.5 0.02 2-4 0.15-0.20 1-2 0.005 0.1 5
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