Podstawowe pojęcia rudy żelaza
Ruda jest zbiorem minerałów. W nowoczesnych warunkach technicznych i ekonomicznych metale lub inne produkty mogą być przetwarzane i wydobywane z minerałów na skalę przemysłową. Pierwotnie określany jako materiał stały wydobywany ze złóż metali, teraz rozszerzył się na niemetaliczne minerały, takie jak siarka, fluoryt i baryt osadzone w macierzystej skale po utworzeniu.
Stosunek masy użytecznych składników (pierwiastków lub minerałów) w rudy i masy rudy nazywa się gatunkiem rudy. Rudy metali szlachetnych, takie jak złoto i platyna, są wyrażone w gramach na tonę, a inne rudy są zwykle wyrażane w procentach. Gatunek rudy jest powszechnie stosowany do pomiaru wartości rudy, ale skład gangue (bezużyteczny minerał w rudy lub minerału o mało użytecznej zawartości, która nie może być wykorzystana), a ilość szkodliwych zanieczyszczeń wpływa również na wartość rudy.
Klasyfikacja rudy żelaza
Ogólnie podzielone na rudy chudego, zwykłej rudy i bogatej rudy. Czasami jest on podzielony tylko na rudę chudego i bogatą rudę. Nie ma jednolitego standardu dla tego podziału. Ogólnie rzecz biorąc, każdy sektor przemysłowy i obszar górniczy ma swój własny zakres obliczeń. W zależności od charakteru i właściwości wykorzystania zawartych minerałów, jest on podzielony na dwie kategorie: rudy metali i rudy niemetaliczne.
Główne odmiany rudy żelaza
Istnieje wiele rodzajów minerałów żelaza. Istnieje ponad 300 rodzajów minerałów żelaza i minerałów żelaznych, wśród których istnieje ponad 170 rodzajów. Jednak w obecnych warunkach technicznych głównymi z przemysłowych wartości wykorzystania są magnetyt, hematyt, maghemite, ilmenit, limonit i siderite.
1. Magnetyt
Magnetyt (Magnetyt) jest rudą tlenku żelaza, głównym składnikiem jest Fe3O4, jest kompozytem Fe2O3 i FeO. FeO 31.03%, Fe2O3 68.97% lub zawierające Fe 72.2%, O 27.6%, system kryształów równorzędnych. Pojedyncze kryształy są często oktahedralne, mniej w kształcie rombu dodecahedron. Na powierzchni rombowego dodecahedronu paski często pojawiają się w kierunku długiej przekątnej. Agregaty są w większości gęste i granulowane. Kolor jest żelazny czarny, smuga jest czarna, półmetaliczny połysk, nieprzezroczysty. Twardość 5,5 ~ 6,5, ciężar właściwy 4,9 ~ 5,2, brak rozszczepienia, gangue to głównie kwarc i krzemian. Z silnym magnetyzmem. Słaba redukcjalność, zazwyczaj zawiera szkodliwe zanieczyszczenia, takie jak siarka i fosfor. W przetwórstwie mineralnym (Beneficiation) można zastosować metodę separacji magnetycznej, a przetwarzanie jest bardzo wygodne; ale ze względu na jego cienką strukturę, jest słabo zmniejszona. Staje się hematytem po długotrwałym wietrzeniu. Często istnieje znaczna ilość Ti4 + w magnetycie, który zastępuje Fe3 + quasi-homomorfizmem, i towarzyszy im odpowiednie zamienniki Mg2 + i V3 + dla Fe2 + i Fe3 +, tworząc w ten sposób niektóre podgatunki mineralne, a mianowicie:
(1) Magnetyt tytanowy Fe2 + (2 + x) Fe3 + (2-2x) TixO4 (0
(2) Magnetyt wanadowy FeV2O4 lub Fe2 + (Fe3 + V) O4, zawierający V2O5 czasami do 68,41% ~ 72,04%.
(3) Magnetyt tytanowo-tytanowy jest stałym roztworem powyższych dwóch minerałów o bardziej złożonym składzie.
(4) Magnetyt chromowany zawiera cr2O3 do kilku procent. (www.gangcai.com sieci stalowej)
(5) Magnetyt magnezowy zawiera MgO do 6,01%. Magnetyt jest głównym minerałem rudy żelaza w złożach żelaza magmatycznego, kontaktowych złożach metasomatyczno-hydrotermalnych żelaza, osadowych złożach żelaza metamorficznych oraz serii złóż żelaza związanych z wolkanizmem. Ponadto, jest to również powszechne w złożach piasku. Rzadko spotyka się go w naturalnej czystej rudy magnetytu, a część magnetytu jest często przekształcana w pół-fałszywy hematyt i fałszywy hematyt z powodu utleniania powierzchni. Tak zwany fałszywy hematyt jest magnetytem (Fe3O4) utlenionym do hematytu (Fe2O3), ale nadal może utrzymać swoją pierwotną postać kryształu, więc nazywa się fałszywym hematytem.
2. Hematyt
Hematyt hematytowy jest bezwodną rudą tlenku żelaza o wzorze chemicznym Fe2O3 i teoretycznej zawartości żelaza 70%. Ten rodzaj rudy często tworzy ogromne złoża w przyrodzie. Pod względem ilości pochówku i wydobycia jest to główna ruda produkcji przemysłowej. Można go podzielić na wiele kategorii w zależności od różnych warunków strukturalnych, takich jak czerwony hematyt, hematyt specularny, hematyt mikaceous i czerwony Ocher. Zawartość żelaza w hematycie wynosi zazwyczaj od 50% do 60% i zawiera mniej szkodliwych zanieczyszczeń, takich jak siarka i fosfor, a redukcja jest lepsza niż magnetyt. Dlatego hematyt jest stosunkowo dobrym surowcem do produkcji żelaza. Hematyt jest rodzimy i dziki. Zregenerowany magnetyt hematytu traci magnetyzm po utlenianiu, ale nadal zachowuje krystaliczny kształt magnetytu. Fałszywy hematyt, który jest często zawarty w fałszywym hematytem Niektóre resztki magnetytu. Czasami hematyt zawiera również niektóre produkty do wietrzenia hematytu, takie jak limonit (2Fe2O3 · 3H2O). Hematyt ma półmetaliczny połysk, twardość kryształu wynosi 5,5 do 6, twardość ziemistego hematytu jest bardzo niska, nie ma rozszczepienia, gęstość względna wynosi od 4,9 do 5,3, tylko słaby magnetyczny, a kuria jest krzemianem.
Istnieją dwa rodzaje homopolorficznych wariantów Fe2O3 w przyrodzie, a mianowicie α-Fe2O3 i γ-Fe2O3. Ten pierwszy jest stabilny w warunkach naturalnych i nazywa się hematytem; ten ostatni jest mniej stabilny niż α-Fe2O3 w warunkach naturalnych i jest w stanie meta-stabilnym, zwanym maghemitem. Hematyt: Fe 69.94%, O 30.06%, często zawierające quasi-jednorodne mieszaniny Ti, Al, Mn, Fe2 +, Ca, Mg i niewielką ilość systemu kryształów Ga i Co Trigonal, nienaruszone kryształy są rzadkie. Hematyt krystaliczny jest stalowy szary i kryptokrystaliczny; ziemisty hematyt jest czerwony. Smugi są wiśniowe lub świeże wątroby wieprzowej. Metalowy do półmetalicznych połysku. Czasami połysk jest matowy. Twardość 5 ~ 6. Proporcja wynosi 5 ~ 5,3. Agregaty hematytu mają różne formy, tworząc niektóre podgatunki mineralne, a mianowicie:
(1) Ruda żelaza lustrzanego. Jest to kolekcja rozety lub hematytu blachy z metalicznym połyskiem.
(2) Hematyt miki. Krystaliczny hematyt o cienkiej skali z metalowym połyskiem.
(3) Hematyt oolityczny lub nerkowy. Hematyt o owalnym kształcie nerki.
Hematyt jest jednym z szeroko rozpowszechnionych minerałów żelaza w przyrodzie i może powstawać w różnych procesach geologicznych, ale głównie hydrotermalnych, osadowych i regionalnych metamorfizmów. W strefie utleniania hematyt może powstać poprzez odwodnienie limonitu lub wurtzite lub goethite. Ale można go również przekształcić w goetyt i hematyt wodny. W warunkach redukujących hematyt może zostać przekształcony w magnetyt, zwany fałszywym magnetytem. Maghemite: γ-Fe2O3, jego skład chemiczny często zawiera Mg, Ti i Mn mieszane w. System kryształów izometrycznych, pięciokątne kryształy trójtrahedralne, głównie granulowane agregaty, gęste bloki, często z iluzją magnetytu. Kolor i smuga są brązowe, twardość 5, ciężar właściwy 4,88, silny magnetyzm. Maghemite powstaje głównie w wyniku wtórnych zmian magnetytu w warunkach utleniania. Fe2 + w magnetycie jest całkowicie zastąpiony przez Fe3 + (3Fe2 + → 2Fe3 +), więc pozycje ośmiodezynowe zajmowane przez 1 / 3Fe2 + generują wakaty. Ponadto maghemite może powstać przez utratę wody z lepidolite, a także utworzone przez organiczne działanie tlenków żelaza.
3. Limonit
Limonit jest rudą zawierającą wodorotlenek żelaza. Jest produkowany przez wietrzenie innych rud. Jest to najbardziej szeroko rozpowszechniony charakter, ale nie jest rzadkością w przypadku dużych złóż. Jest to ogólna nazwa dwóch różnych rud struktury Goethite HFeO2 i Lepidocrocite FeO (OH). Niektórzy piszą również wzór chemiczny jego głównego składnika jako mFe2O3. nH2O, pokazując żółtawo-brązowy lub brązowy, zawiera około 62% Fe, 27% O i 11% H2O, i ma ciężar właściwy około 3,6 do 4,0. Większość z nich jest przymocowana do innych rud żelaza. W rzeczywistości nie jest to gatunek mineralny, ale mieszanina goetytu, lepidolitu, goetytu wodnego, lepidolitu wodnego i krzemionki wodnej, błotnistego itp. Większość minerałów żelazo-łożyskowych w limonitu występuje w postaci 2Fe2O3 · H2o. Skład chemiczny znacznie się zmienia, podobnie jak zawartość wody. Ogólnie rzecz biorąc, zawartość żelaza w limonitu wynosi od 37% do 55%, a czasami zawartość fosforu jest stosunkowo wysoka. Limonit jest bardzo higroskopijny i zazwyczaj pochłania dużą ilość wody. Po paleniu lub ogrzewaniu w wielkim piecu usuwa się wolną wodę i wodę krystalizacyjną, a porowatość rudy wzrasta, co znacznie poprawia redukcję rudy. Dlatego limonit jest lepszy w redukcji niż hematyt i magnetyt. W tym samym czasie, ze względu na usunięcie wody, odpowiednio zwiększa się zawartość żelaza w rudy.
(1) Goethite α-FeO (OH), zawierający 62,9% Fe. Osoby z nieilościową wodą adsorbową nazywane są wodą goethite HFeO2 · NH2O. System kryształów ortoromicznych ma kształty przypominające igłę, kolumnowe, cienką płytkę lub skalę. Zwykle fasola jak, nerek, jak lub stalaktyt jak. Wycięte maski są równoległe lub promieniujące struktury włókniste. Czasami jest gęsty, gleba, lub ooliform. Kolor jest czerwonawo-brązowy, ciemnobrązowy do ciemnobrązowego. Wyblakły sypki i ochry-jak limonit jest żółtawobrązowy. Smugi goethite są czerwonawo-brązowe, o twardości od 5 do 5,5 i ciężarze właściwej od 4 do 4,3. Smugi limonitowe są na ogół jasnobrązowe lub żółtawobrązowe, o twardości od 1 do 4 i ciężarze właściwej 3,3 do 4.
(2) Wurtenite γ-FeO (OH), zawierający 62,9% Fe. Osoby z pewną ilością wody adsorbowanej nazywane są rudy żelaza z włókna wodnego FeO (OH) · NH2O. System orthorhombic. Często łuszczące się lub włókniste agregaty. Kolor jest ciemnoczerwony do czarnego czerwonego. Smugi są pomarańczowo-czerwone lub ceglano-czerwone. Twardość 4 ~ 5, ciężar właściwy 4,01 ~ 4,1.
4. Wartość boczna
Siderite (Siderite) jest rudą zawierającą węglan żelaza. Głównym składnikiem jest FeCO3, który jest niebieskawy szary, teoretyczna zawartość żelaza wynosi 48,2%, a ciężar właściwy wynosi około 3,8. FeCO3, FeO 62.01%, CO2 37.99%, często zawiera system kryształów Mg i Mn. Trigonal. Wspólna rombohedral, płaszczyzna kryształu jest często zakrzywiona. Kruszywo jest gruboziarniste do drobnoziarnistych. Istnieją również guzki, winogrona i gleby. Żółty, jasnobrązowy żółty (ciemnobrązowy po wietrzenie), połysk szkła. Twardość wynosi 3,5 ~ 4,5, a ciężar właściwy około 3,96. Różni się w zależności od zawartości Mg i Mn. W przyrodzie jest mniej z boku o wartości górnictwa przemysłowego niż pozostałe trzy rudy. Siderite jest łatwo rozłożony i utlenione do limonitu. Ogólnie rzecz biorąc, zawartość żelaza nie jest wysoka, ale po rozkładaniu CO2 przez ogrzewanie, zawartość żelaza jest nie tylko znacznie zwiększona, ale także staje się porowata, a redukcjalność jest bardzo dobra. Większość tej rudy zawiera znaczną ilość soli wapnia i magnezu. Ponieważ węglan pochłania dużo ciepła i emituje dwutlenek węgla w wysokiej temperaturze około 800 ~ 960 °C, pieczemy głównie ten rodzaj rudy przed dodaniem go do wielkiego pieca.
5. Inne
Ilmenite (Ilmenite) jego wzór chemiczny jest FeTiO3, Fe 36.8%, Ti 36.6%, O 31.6%. System kryształów trigonalnych. Kryształy rhombohedral. Często jest to nieregularne ziarno, skala lub gruba płytka. Powyżej 950 ° C, ilmenit i hematyt tworzą całkowicie jednorodną homologię. Gdy temperatura jest obniżona, topnienie występuje, więc ilmenit często zawiera drobne skale jak wtrącenia hematytu. Kolor ilmenitu jest czarny żelazny lub stalowy szary. Smugi są stalowe szare lub czarne. Wtrącenia zawierające hematyt to brązowe lub brązowawo-czerwone smugi. Metaliczny półmetaliczny połysk. Nie przezroczysty, bez dekoltu. Twardość 5 ~ 6,5, ciężar właściwy 4 ~ 5. Słaby magnetyczny. Ilmenit występuje głównie w skałach ultrabasic, skałach podstawowych, skałach alkalicznych, skałach kwaśnych i skałach metamorficznych. W złożu magnetytu Panzhihua vanadium-tytan w Chinach ilmenit jest rozprowadzany w postaci granulowanej lub płatkowej między tytanamagnetykitem a innymi cząstkami mineralnymi lub zorientowaną lameli wzdłuż podzielonej powierzchni tytanometanitu. Ruda krzemianu żelaza (Żelazo krzemianowe) Ten rodzaj rudy jest solą złożoną. Nie ma pewnej formuły chemicznej. Skład jest bardzo zróżnicowany. Ogólnie pokazuje ciemnozielony kolor o ciężarze właściwej około 3,8. Zawartość żelaza jest bardzo niska. Słaba ruda żelaza. Siarczek żelaza (siarczku żelaza) Ten rodzaj rudy zawiera FeS2, zawierający tylko 46,6% Fe i S zawartość 53,4%. Pojawia się szaro-żółty, o ciężarze właściwej około 4,95 ~ 5,10. Ponieważ ten rodzaj rudy często zawiera wiele innych metali szlachetnych, takich jak miedź, nikiel, cynk, złoto, srebro itp., jest często stosowany w innych przemyśle wytapiania metali Surowce; ponieważ zawiera dużą ilość siarki, jest często używany do ekstrakcji siarki, ale żelazo stało się produktem ubocznym, więc nie można go już nazwać rudą żelaza
