铁矿石的还原性
褐铁矿的性质及应用
褐铁矿的性质及应用褐铁矿是一种富含铁的矿石，其化学成分主要为三氧化二铁(Fe2O3)。
它在自然界中广泛分布并且容易开采，因此是重要的工业原料。
褐铁矿的主要性质和应用如下：一、性质：1. 化学性质：褐铁矿主要由氧化铁组成，因此具有良好的还原性。
在高温条件下，褐铁矿可以被还原为金属铁，同时释放出大量的热能。
这种特性使得褐铁矿成为一种重要的铁矿石资源。
2. 物理性质：褐铁矿的颜色为棕褐色，具有金属光泽。
它的硬度约为5.5-6.5，属于较硬的矿石。
褐铁矿的比重约为4-5.3，密度较大。
二、应用：1. 铁制造：褐铁矿是重要的铁矿石之一。
在高温条件下，褐铁矿可以通过还原反应被转化为金属铁。
这种还原反应可以通过高温炉石还原、渗碳还原或者氢气还原等方法进行。
转化后的金属铁可以用于制造钢铁等产品。
2. 磨料制造：褐铁矿具有较高的硬度和耐久性，因此可以用作磨料材料。
将褐铁矿矿石研磨成粉末后，可用于制造砂纸、砂轮和磨具等工具。
这些工具广泛应用于金属加工、瓷砖制造、玻璃制造等工业领域。
3. 耐火材料制造：褐铁矿在高温条件下具有较好的耐火性能。
利用褐铁矿可以制造耐火砖、耐火涂料和耐火陶土等耐火材料。
这些耐火材料广泛应用于冶金、建筑和化工等行业，用于炉窑、高温设备和热工试验等领域。
4. 土壤改良剂：褐铁矿含有丰富的铁元素和微量元素，对于提供土壤中的养分是非常有益的。
将褐铁矿粉末加入到土壤中，可以改良土壤的结构和肥力。
此外，褐铁矿还可以降低土壤的酸度，提高土壤的pH值，有助于植物生长和作物产量提高。
5. 环境修复：褐铁矿可以吸附多种重金属和有机物质，对于处理废水、重金属污染土壤和矿山废弃物等环境问题具有较好的修复效果。
通过利用褐铁矿对污染物进行吸附和还原等处理，可以达到净化环境、保护生态的目的。
总结起来，褐铁矿是一种重要的铁矿石资源，具有多种应用。
除了被用于铁制造以外，它还可以广泛应用于磨料制造、耐火材料制造、土壤改良剂和环境修复等领域。
高炉炼铁的反应原理
高炉炼铁的反应原理高炉炼铁是指利用高炉设备进行铁矿石的还原冶炼，是铁矿石冶炼的主要方法之一。
在高炉内，铁矿石经过还原反应，最终得到铁水和炉渣两种产物。
高炉炼铁的反应原理涉及多种物理、化学过程，下面将详细介绍其反应原理。
首先，高炉炼铁的反应原理涉及到铁矿石的还原反应。
在高炉内，将煤焦炭和铁矿石一起投入，并加入空气进行燃烧。
在高炉内，煤焦炭经过燃烧产生的一氧化碳和二氧化碳，与铁矿石发生还原反应，将铁矿石中的氧气还原成铁。
还原反应的化学方程式如下：Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2。
其中，Fe2O3代表铁矿石，CO代表一氧化碳，Fe代表铁，CO2代表二氧化碳。
从化学方程式中可以看出，一氧化碳与铁矿石中的氧气发生反应，生成了铁和二氧化碳。
其次，高炉炼铁的反应原理还涉及到炉渣的生成。
在高炉内，煤焦炭燃烧产生的炉渣与铁矿石中的杂质发生化学反应，生成炉渣。
炉渣是一种硅酸盐，其主要成分是SiO2、Al2O3、CaO等。
炉渣的生成有利于将铁矿石中的杂质吸附在炉渣中，从而提高铁的纯度。
此外，高炉炼铁的反应原理还涉及到燃料的燃烧反应。
在高炉内，煤焦炭与空气进行燃烧，产生的热量用于提供高炉的热能。
燃料的燃烧反应主要是碳与氧气发生化学反应，生成二氧化碳和一氧化碳。
燃料的燃烧反应提供了高炉冶炼所需的高温热能。
综上所述，高炉炼铁的反应原理主要涉及到铁矿石的还原反应、炉渣的生成和燃料的燃烧反应。
通过这些物理、化学过程，铁矿石最终被还原成铁，并且炉渣将铁矿石中的杂质吸附，从而得到高纯度的铁水。
高炉炼铁的反应原理是高炉冶炼的基础，了解其原理有利于提高高炉冶炼的效率和质量。
高炉炼铁判断题
三、判断题（1）原燃料部分1.炉料结构合理化不属精料内容。
( )答案：×2.烧结粘结相最好的为铁酸钙粘结相。
( )答案：√3.烧结矿的孔隙度大于球团矿。
( )答案：×4.为改善料柱透气性，除了筛去粉末和小块外，最好采用分级入炉，达到粒度均匀。
( ) 答案：√5.焦炭的粒度相对矿石可略大些，根据不同高炉，可将焦炭分为40~60mm，25~40mm,15~25mm三级，分别分炉使用。
( )答案：√6.入炉料中所含水分对冶炼过程及燃料比不产生明显影响，仅对炉顶温度有降低作用。
（）答案：×7.球团矿还原过程中出现体积膨胀，主要是随着温度升高，出现热胀冷缩现象大造的。
（）答案：×8.洗煤的目的是除去原煤中的煤矸石。
（）答案：×9.高炉所用燃料中，其中 H：C越高的燃料，在同等质量条件下其产生的煤气量也越多。
（）答案：×10.通常将矿石在荷重还原条件下收缩率3～4%时的温度定为软化开始温度，收缩率30～40%时的温度定为软化终了温度。
( )答案：√11.熔化温度低，还原性好的矿石有利于高炉的冶炼。
( )答案：×12.影响矿石软熔性能的因素很多，主要是矿石的渣相数量和它的熔点。
( )答案：√13.焦碳的挥发分主要由碳的氧化物、氢组成，有少量的CH4和O2。
( )答案：×14.焦碳比热容即为单位质量的焦碳温度升高10度所需的热量数值。
( )答案：×15.焦碳化学活性越高，其着火温度越高，采用富氧空气可以提升焦碳着火度。
( ) 答案：×16.一般烧矿中的含铁矿物有：磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)浮氏体(Fe x O)。
( )答案：√17.随着SiO2含量的降低，为满足铁酸钙生成的需要，应不断提高碱度，确保烧结矿冶金性能不断改善。
( )答案：×18.降低RDI的措施是提高FeO含量和添加卤化物。
高炉炉前工技能大赛复习题
高炉炉前工技能大赛复习题一、是非题1、生铁冶炼过程是一个氧化过程。
（×）2、高炉中的还原剂为C、CO和H2。
（√）3、高炉有效容积是指炉底到炉喉上沿之间的炉内容积。
（×）4、炉前出铁主沟的长短应随着出铁速度的增长而加长。
（√）5、在渣沟中设置沉铁坑的作用是沉积渣中带铁，避免在冲水渣时发生爆炸或烧坏渣罐等事故。
（√）6、在出铁过程中，铁口受到一系列高温、机械的破坏作用。
（×）7、有水炮泥和无水炮泥的区别主要是含水的多少。
（×）8、正点出铁是指按规定出铁时间及时打开铁口出铁，并在规定的出铁时间内出完。
（√）9、铁口区域的炉墙砌砖在高炉生产中是靠渣皮来保护。
（×）10、正常的铁口深度等于铁口区整个炉墙的厚度。
（×）11、铁口主要靠堵口时打入的新泥包来保护。
（√）12、铁口角度的大小取决于炉底侵蚀情况。
（√）13、铁口角度固定时，钻杆长度变化，铁口角度无改变。
（×）14、开铁口时，铁口深度正常又无潮泥时，开口机可直接钻到红点，铁口孔道的喇叭口可适当扩大，然后用钎子桶开。
（√）15、为出净渣铁，堵铁口不应过早，可以让铁口过吹一些时间。
（×）16、堵铁口时，打泥电流或油压不准超过规定范围，否则会造成设备事故。
（√）17、修补撇渣器时，捣料层厚度应不小于100毫米为宜。
（×）18、炉凉严重时，每次出铁后放撇渣器残铁，炉温恢复正常时，再闷撇渣器。
（√） 19、炉渣的脱硫效果决定于炉渣碱度的高低。
（×）20、生铁中[Si]的含量与温度有关，温度升高时对[Si]的还原有利。
（√）21、衡量炉前操作指标好坏的主要标志是出铁正点率。
（×）22、使用无水炮泥，正确的钻口方法是正反钻交替进行。
(√ )23、根据高炉强化程度，每次最大可能的出铁量不应超过炉缸安全容铁量。
（√） 24、铁口深度的变化对渣铁出净的程度无明显影响。
低温还原粉化的知识与分析
低温还原粉化性(reduction disintegration property)铁矿石(烧结矿及球团矿)在低温还原过程中发生碎裂粉化的特性。
在高炉炼铁过程中，当铁矿石进入高炉后，炉料下降到400～600℃的区间，在这里受到来自高炉下部的煤气的还原作用，会发生不同程度的碎裂粉化。
严重时则影响高炉上部料柱的透气性，破坏炉况顺行。
铁矿石这种性能的强弱以低温还原粉化指数(RDI)来表示，或称LTB(Low Temperature Break-down)。
粉化原因及影响因素低温还原粉化的根本原因是矿石中的Fe2O3。
在低温(400～600℃)还原时，由赤铁矿变成磁铁矿发生了晶格的变化，前者为三方晶系六方晶格，而后者为等轴晶系立方晶格，还原造成了晶格的扭曲，产生极大的内应力，导致铁矿石在机械力作用下碎裂粉化。
影响铁矿石(烧结矿及球团矿)低温还原粉化性能的因素有矿石的种类、Fe2O3的结晶形态、人造富矿的碱度、还原温度及铁矿石中的其他元素的含量。
矿石的种类以赤铁矿粉为原料的烧结矿RDI，较高；以磁铁矿粉为原料的烧结矿RDI，较低。
例如：烧结原料中澳大利亚赤铁矿配加量由43.5％增加到60.6％时，烧结矿的RDI值由31.36％提高到38.08％。
德国K．格勒勃等研究表明：在烧结矿中碱度、脉石含量及机械应力相同的条件下，烧结矿中Fe。
0。
(包括原始及次生Fe2O3)含量与RDI有密切的关系，Fe2O3含量愈高，则RDI愈高。
Fe2O3的结晶形态Fe2O3结晶形态的差异能引起RDI较大的变化。
结晶良好的天然Fe2O3，RDI一般在30％以下(按日本钢铁厂方法检验，以下同)；天然磁铁矿氧化焙烧成的Fe2O3的结晶，焙烧初期呈线状，RDI为22.4％，焙烧后期呈多晶状，RDI为10.3％；焙烧良好的球团矿，其中的Fe2O3大部分是斑状，RDI较低，酸性球团矿RDI为34.1％，自熔性球团矿为3.1％；烧结矿中的Fe2O3，如斑状结晶体RDI较低，但当磁铁矿原料高温烧结后，在降温初期Fe3O4迅速再氧化成Fe2O3，内部尚包裹着Fe3O4、硅酸盐玻璃质、CaO•Fe2O3，它的晶体外形多为菱形的骸晶状Fe2O3，具有最高的RDI。
二多项选择题(高炉炼铁工)
二多项选择题A级试题1、高炉冶炼使用的含铁矿石有（ ABC ）。
A、赤铁矿B、褐铁矿C、菱铁矿D、白云石2、对钢材质量有害的元素有（ CD ）。
A、锰B、铝C、硫D、磷3、影响矿石还原性的主要因素有（ ABC ）。
A、矿石本身的致密程度B、矿石本身的粒度C、气孔度D、矿石品位4、矿石的软化性包括（ BC ）两个方面。
A、熔化温度B、软化温度C、软化温度区间D、熔化区间5、要求矿石的成分要稳定，是指（ AB ）稳定。
A、ＴFeB、碱度C、SiO2 D、Al2O36、焦炭的灰份含量越高，则：（ AC ）A、渣中SiO2越高B、渣中CaO越高C、有利于Si的还原D、不利于Si的还原7、碱金属危害很大，高炉冶炼可采用哪种炉渣排：（ BCD ）A．高碱度 B．低碱度C．提高渣中MgO含量 D．提高渣中MnO含量8、国内外先进高炉的炼钢生铁含硅量近年来都显著降低，下列有利于低硅冶炼的是：（ ACD ）A．增加烧结矿配比，提高烧结矿品位、碱度和软熔温度，改善烧结矿还原性，采用FeO和SiO2都低含MgO的烧结矿B．降低铁水含锰量C．适当提高炉渣碱度，降低渣中SiO2活度D．搞好上下部调剂，气流分布合理，形成位置的W型软熔带9、铁矿石的还原性与（ ABC ）有关。
A．矿物组成 B．致密度 C．气孔率 D．温度10、下列哪些是烧结过程的料层（ AD ）A．燃烧层 B．负压层 C．平流层 D．过湿层11. 矿石的还原性取决于矿石的哪些因素。
（ B C D ）A 温度 B矿物组成 C粒度 D气孔度12. 下列哪些是矿石的冶金性能。
( ABCD )A还原性 B低温还原粉化性 C荷重还原软化性 D 熔滴性能。
13. 硅砖热风炉操作注意事项有( AC )A 700℃以前的升温必须缓慢平稳 B保温时砌体温度不低于350℃C 烘炉时切忌反复加热 D最好用高炉煤气烘炉14．限制喷煤量的因素主要有（ ABCD ）。
A炉缸热状态 B煤粉燃烧速率 C流体力学 D焦炭的M4015. 在钢材中引起热脆的元素是( AB )。
低温还原粉化特性
低温还原粉化性(reduction disintegration property)铁矿石(烧结矿及球团矿)在低温还原过程中发生碎裂粉化的特性。
在高炉炼铁过程中，当铁矿石进入高炉后，炉料下降到400～600℃的区间，在这里受到来自高炉下部的煤气的还原作用，会发生不同程度的碎裂粉化。
严重时则影响高炉上部料柱的透气性，破坏炉况顺行。
铁矿石这种性能的强弱以低温还原粉化指数(RDI)来表示，或称LTB(Low Temperature Break-down)。
粉化原因及影响因素低温还原粉化的根本原因是矿石中的Fe2O3。
在低温(400～600℃)还原时，由赤铁矿变成磁铁矿发生了晶格的变化，前者为三方晶系六方晶格，而后者为等轴晶系立方晶格，还原造成了晶格的扭曲，产生极大的内应力，导致铁矿石在机械力作用下碎裂粉化。
影响铁矿石(烧结矿及球团矿)低温还原粉化性能的因素有矿石的种类、Fe2O3的结晶形态、人造富矿的碱度、还原温度及铁矿石中的其他元素的含量。
矿石的种类以赤铁矿粉为原料的烧结矿RDI，较高；以磁铁矿粉为原料的烧结矿RDI，较低。
例如：烧结原料中澳大利亚赤铁矿配加量由43.5％增加到60.6％时，烧结矿的RDI值由31.36％提高到38.08％。
德国K．格勒勃等研究表明：在烧结矿中碱度、脉石含量及机械应力相同的条件下，烧结矿中Fe。
0。
(包括原始及次生Fe2O3)含量与RDI有密切的关系，Fe2O3含量愈高，则RDI愈高。
Fe2O3的结晶形态 Fe2O3结晶形态的差异能引起RDI较大的变化。
结晶良好的天然Fe2O3，RDI一般在30％以下(按日本钢铁厂方法检验，以下同)；天然磁铁矿氧化焙烧成的Fe2O3的结晶，焙烧初期呈线状，RDI为22.4％，焙烧后期呈多晶状，RDI为10.3％；焙烧良好的球团矿，其中的Fe2O3大部分是斑状，RDI较低，酸性球团矿RDI为34.1％，自熔性球团矿为3.1％；烧结矿中的Fe2O3，如斑状结晶体RDI较低，但当磁铁矿原料高温烧结后，在降温初期Fe3O4迅速再氧化成Fe2O3，内部尚包裹着Fe3O4、硅酸盐玻璃质、CaO•Fe2O3，它的晶体外形多为菱形的骸晶状Fe2O3，具有最高的RDI。
冶金性能对高炉 的影响
还原软化-熔融特性
软化、熔融性能：炉料的荷重软化、熔融性能反映了炉料在高 炉下部的高温软化和熔化、滴落过程的特性。对高炉软熔带的 形成（位置、形状、厚度）和透气性起着决定性作用。 表征此特性的参数有炉料的软化开始温度、软化终了温度、熔 融温度、软化区间以及熔融区间。 高炉要求矿石具有合适的软化开始温度、熔化开始温度，窄的 软化和熔融温度区间，以使高炉软融带位置既为过高，也不过 低，处于适宜的位置，即能适当增加炉内块状带区域的高度， 利于改善上部透气性。 软熔带位置过低，熔融渣铁或炉墙周围熔化的粘结物易直接进 入炉缸，导致崩、滑料甚至炉凉。炉料的软化熔融温度区间较 宽，表明高炉软熔带较厚，煤气通过软熔带的阻力较大，高炉 透气性较差。
烧结矿冶金性能指标 影响因素及有关问题探讨
2013.11
内容
烧结矿的冶金性能指标 影响冶金性能指标的因素探讨 测定方法
高炉精料要求
入炉品位高，脉 石及杂质含量 低
提高入炉料强 度和粒度组成 合理
改善原燃料 高温冶金性能
烧结矿的冶金性能指标
900℃还原度 550℃低温还原粉化指数 荷重软化性能 软熔-滴落性能
影响因素： 1烧结矿化学成分 2 烧结矿矿相组成 3 工艺条件
再生赤铁矿形成 残余应力增大 区域结构弱化 原生褐铁矿大颗粒 后果： 产生粉末，恶化高炉 上部透气性
磁铁矿直接氧化生成
破坏性大
还原为磁铁矿体积膨胀25%
颗粒状次生赤铁矿 骸晶状赤铁矿
物铁 其 的纹 主 。酸 中 周和 要 钙 夹 围熔 分 和 杂 。蚀 布 磁着 状在 铁玻 残气 矿璃 存孔 等质 原、 矿、 矿裂
MgO含量对低温还原粉化的影响
高炉炼铁工鉴定复习题
18.>高炉操作者俗称碱性渣为长渣，而酸性渣为短渣。 ( )答案：×
19.>高炉大修停炉前应装足够的焦炭，保证停炉后炉缸以上全部是焦炭。 ( )
答案：√
20.>高炉内的直接还原度和铁的直接还原度实际就是一个意思。 ( )答案：×
81.>生铁是由Fe、C、Si、Mn、S、P六个元素组成的。 ( )答案：×
82.>湿分在风口前分解出CO2，加湿相当于增加风量，因此，调整湿分影响鼓风动能。答案：×
83.>湿分在风口前分解出O2，加湿相当于增加风温，因此调整湿分影响鼓风动能。 答案：×
84.>熟料比增加10%，焦比降低10kg。 ( )答案：√
56.>炉料下降的必要条件是在炉内不断存在使其下降的空间。 ( )答案：√
57.>炉热时，料柱透气性指数升高，风压下降，风量自动增加。 ( )答案：×
58.>炉身由上向下逐渐扩大，其作用是使炉料遇热体积膨胀后不致形成料拱。 ( )答案：√
59.>炉外脱硫时，每吨铁加曹达灰4kg～6kg时，硫可降低35%～40%。答案：√
9.>大料批有利于煤气的充分利用，因此料批越大越好。 ( )答案：×
10.>低硅生铁节能增产明显，因此生铁[Si]含量越低越好。 ( )答案：×
11.>滴落带包括炉料开始软化到熔化所占的区域。 ( )答案：×
12.>调剂风量处理炉况：减风时减少炉内煤气量，降低气流速度，改进气流分布，并降低了料速，提高炉温。加风时作用相反。 ( )答案：√
85.>酸性球团矿或烧结矿中硫主要为CaSO4，自熔性烧结矿还有CaS。 ( )答案：×
铁矿石和直接还原铁术语
铁矿石和直接还原铁术语铁矿石是指含有较高铁含量的矿石，是炼铁和冶金行业的重要原料。
常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿等。
直接还原铁是指通过直接还原炉将铁矿石直接还原成铁的过程，是炼铁的一种方法。
下面我们将分别介绍铁矿石和直接还原铁的相关术语。
铁矿石术语：1.赤铁矿：赤铁矿是一种含有较高铁含量的铁矿石，颜色呈红褐色，通常含有70%以上的铁分。
赤铁矿是现代炼铁工业的重要原料之一。
2.磁铁矿：磁铁矿是一种含有铁矿的矿石，常见的成分是氧化铁和磁铁矿。
磁铁矿具有较高的磁性，是一种重要的铁矿石资源。
3.菱铁矿：菱铁矿是一种含有较高铁含量的铁矿石，通常颜色呈现黑色或者浅褐色。
菱铁矿是炼钢和炼铁的重要原料之一。
4.铁矿石矿物：铁矿石中含有很多矿物，比如石英、方铁矿、含铝铁矿等，这些矿物对炼铁的影响很大。
直接还原铁术语：1.直接还原炉：直接还原炉是一种用来进行直接还原铁矿石的设备，包括有固定床直接还原炉、流化床直接还原炉、旋转炉等。
这些炉子能够在高温条件下将铁矿石直接还原成铁。
2.还原气：还原气是直接还原过程中使用的一种气体，通常是一种高温高热值的气体，能够在还原炉内与铁矿石反应，将其还原成铁。
3.还原反应：还原反应是指在高温条件下，将含氧物质（比如铁矿石）与还原剂（比如碳）发生化学反应，释放出氧化还原反应的一种过程。
4.铁矿石粉末：铁矿石粉末是用于直接还原铁的原料，通常需要将铁矿石研磨成较小颗粒的粉末，以便于在直接还原炉中进行还原反应。
总结：铁矿石和直接还原铁是炼铁工业中非常重要的两个概念，其术语涉及到了矿石的成分、矿物、还原炉、还原气、还原反应等内容。
这些术语对于理解炼铁工艺和提高生产效率都具有重要意义。
希望通过对这些术语的了解，能够更好地掌握炼铁工业中的知识和技术。
高炉操作 考试1
炼铁工高级工理论知识复习资料(1)一、判断题（正确的请在括号内打"√"，错误的请在括号内打"×"）1.>一般认为，还原性好的烧结矿有利于降低焦比。
( )2.>为控制生铁含磷量，就得要求铁矿石含磷量愈低愈好。
( )3.>生铁含硫低时铁水表面"油皮"多，凝固过程表面颤动裂纹大，凝固后呈凸状。
( )4.>上渣率一般要求要在70%以上。
( )5.>炉料透气性与煤气流运动极不适应，炉料停止下降的失常现象就是悬料。
( )6.>含硫高的铁水表面有一层"油皮"，在样模中凝固时间较短。
( )7.>高炉铁口角度要相对稳定，不能随意频繁调整，更不能调整过快。
( )8.>高炉出铁次数主要依据高炉的炉缸安全容铁量来确定。
( )9.>高炉操作制度中的送风制度是高炉操作最基本的制度，它是影响和制约其它三个制度的重要因素。
( )10.>高硅高硫时铁水断口呈灰色，但在灰色中布满白色亮点。
( )11.>大修新建的高炉比封炉、中修的高炉开炉、炉前操作困难程度大些。
( )12.>从高炉风口视孔处观看炉内时，若风口愈明亮，愈耀眼，说明高炉炉温愈高。
( )13.>割开供制作残铁口的炉皮，其面积应为800×800mm2。
( )14.>高炉冷却壁分为：光面冷却壁和镶砖冷却壁两种形式。
( )15.>铁口保护板和泥套的作用是使铁口框架不直接与渣铁接触，从而保护铁口框架。
( )16.>水力冲渣时，冲渣质量好坏只与水压、水温有关。
( )17.>空喷渣口的意义在于烧净渣口眼内凝渣。
( )18.>放渣时，渣流越大越容易烧坏渣口套。
( )19.>随着炉底和炉缸的侵蚀，上渣量逐渐增加。
( )20.>渣口大套用铸铁制造，风口大套为铸钢质。
( )21.>渣口各套尺寸主要根据高炉容积的大小来确定。
评价铁矿石的质量标准
评价铁矿石的质量标准
（壹佰钢铁网推荐）铁矿石是钢铁生产企业的重要原材料，是含有铁元素或铁化合物能够经济利用的矿物集合体，主要分为赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、褐铁矿（Fe2O3.nH2O）、菱铁矿（FeCO3）等。
我国铁矿石多为赤铁矿和磁铁矿的复合物，且铁矿石品位相对较多，一般为27-32%。
从工业经济的角度来讲，不如从盛产富铁矿的澳大利亚、巴西等国直接进口。
对于铁矿石质量一般的评价标准是：
1、最重要的指标是含铁量要高。
含铁在55%以上称为富矿。
2、脉石中SiO2、CaO、Al2O3等含量越少越好。
一般情况下SiO2、Al2O3含量高的铁矿石价值低，而CaO、MgO含量高的铁矿石价值高。
3、含P、S、Pb、Zn、K、Na等有害杂质越少越好。
4、铁矿石越容易还原越好。
一般情况下，铁矿石的还原性磁铁矿差，赤铁矿居中，褐铁矿和菱铁矿最好。
5、铁矿石一般都有较高的软化温度，常常大于1100℃，铁矿石软熔特性以软熔温度区间窄的矿石为好。
6、铁矿石粒度约均匀越好。
小于5mm的粒度的矿石比例要低于5%，粒度为5-10mm 的比例要低于30%。
一般要求，磁铁矿粒度要低于40mm，赤铁矿和褐铁矿低于50mm，中小高炉要求粒度在20-35mm。
7、铁矿石成分要温度，要求含铁波动在±0.5%以内、碱度波动在±0.8以内。
8、铁矿石抗爆裂性要好，还原度要高、含结晶水要少。
我国铁矿石矿山多是贫矿，资源储量占到总量的80%。
因此每年会从国外进入大量的高品位的矿石，主要是从澳大利亚和巴西。
（壹佰钢铁网推荐）。
铁矿石的还原性概念
铁矿石的还原性概念铁矿石的还原性是指铁矿石中的含氧化铁还原为金属铁的能力。
铁矿石主要由不同形式的氧化铁组成，例如，铁矿石中常见的氧化铁有赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）等。
还原是一种物质发生氧化状态变化的化学反应过程，其中还原剂接受氧化剂的氧原子，而还原剂自身则发生氧化。
还原反应可以通过供给能量或者通过使用还原剂来实现。
在铁矿石的还原过程中，还原剂常常是碳（如焦炭、煤等）或一些还原性的金属（如氢气）。
还原反应的基本方程式为：Fe2O3 + 3C →2Fe + 3CO该反应表明，当铁矿石中的氧化铁与碳发生反应时，产生金属铁和一氧化碳。
这是一种典型的铁矿石还原反应。
还原反应的进行涉及到物质的热力学性质，特别是反应的自由能变化。
还原性主要与以下因素相关：1. 温度：还原反应的速率和程度受到温度的影响。
通常情况下，较高的温度可以提高还原反应的速率，但过高的温度可能导致反应过程不受控制或产生不良反应。
2. 还原剂的选择：选择适当的还原剂对于促进还原反应至关重要。
碳是常用的还原剂，因为它普遍存在于自然界中，相对便宜且易于获得。
此外，金属还原剂如氢气也可用于还原反应。
3. 氧化铁矿石的结构和形态：不同的氧化铁矿石在结构和形态上存在差异，这会影响其还原性能。
例如，磁铁矿由于其晶体结构和矿石颗粒表面上的磁性作用，对于还原反应更具活性。
因此，在还原性概念中，需要考虑以上因素。
此外，还需注意的是，在实际工业生产中，除了还原性以外，还需要考虑其他因素如操作的经济性、环境因素等。
总之，铁矿石的还原性是指铁矿石中的氧化铁被还原为金属铁的过程和能力。
该过程基于化学反应，可以通过温度、还原剂选择和氧化铁矿石的结构等因素来促进。
铁矿石的还原性是影响铁矿石冶金过程的重要因素之一，对于铁矿石的提取和加工具有重要意义。
高炉用铁矿石 用最终还原度指数表示的还原性的测定-最新国标
目次1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4原理 (1)5取样、制样和试验样的制备 (1)6设备 (1)7试验条件 (2)8试验步骤 (2)9结果表示 (3)10试验报告 (4)11校验 (4)附录 A （规范性附录）试验结果验收流程图 (7)附录 B （资料性附录）最终还原度计算公式的推导 (8)高炉用铁矿石用最终还原度指数表示的还原性的测定1 范围本文件规定了在模拟高炉还原区域的条件下，从铁矿石中分离氧的程度的相对测量方法。
本文件适用于块矿、烧结矿和球团矿。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 6730.70 铁矿石全铁含量的测定氯化亚锡还原滴定法（GB/T 6730.70-2013，ISO 2597-1：2006，MOD）GB/T 6730.5 铁矿石全铁含量的测定三氯化钛还原法（GB/T 6730.5-2022，ISO 2597-2:2019，MOD）GB/T 10322.1 铁矿石取样和制样方法（GB/T 10322.1-2014，ISO 3082:2009，IDT）GB/T 6730.71 铁矿石酸容亚铁含量的测定滴定法（GB/T 6730.71-2014，ISO 9035:1989，MOD) GB/T 20565 铁矿石和直接还原铁术语（GB/T 20565-2022，ISO 11323:2010，IDT）3 术语和定义本文件使用GB/T 20565中的术语和定义。
4 原理用由CO和N2组成的还原气体，在900 ℃的固定床中对试验样进行180 min的恒温还原。
根据180 min后氧的损失量计算最终还原度（R180）。
5 取样、制样和试验样的制备5.1取样和试样的制备取样和试样的制备应符合GB/T 10322.1。
铁矿石还原性及其性质
铁矿石还原性及其性质铁矿石还原性及其性质铁在自然界（地壳）分布很广，但由于铁很容易与其它元素化合而成各种铁矿物（化合物）存在，所以地壳层很少有天然纯铁存在。
我们所说的铁矿石还原性是指在现代技术条件下能冶炼出铁来而又在经济上合算的铁矿物。
铁矿石还原性是由一种或几种含铁矿物和脉石组成，其中还夹带一些杂质。
脉石亦是由一种或几种矿物（化合物）组成。
含铁矿物和脉石都叫矿物，都是具有一定的化学组成和结晶构造的化合物。
一、铁矿石还原性的种类及其特性自然界含铁矿物很多，已被人们认识的就有300多种，但现阶段用作炼铁原料的还只有二十几种，其中最主要的是磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿四种类型。
（一）磁铁矿磁铁矿主要含铁矿物为四氧化三铁，其化学分子式为Fe3O4。
理论含铁量为72.4%，外表颜色通常为炭黑色或略带有浅兰的黑色，有金属光泽，条痕（在表面不平的白瓷板上划道时板上出现的颜色）黑色。
俗称青矿。
这种矿石最突出的特点是具有磁性，这也是它名称的由来。
磁铁矿一般很坚硬，组织致密，还原性能差。
一般磁铁矿的硬度在5.5～6.5之间，比重在4.6～5.2之间。
自然界这种矿石分布很广，贮量丰富。
然而，地壳表层纯磁铁矿却很少见，因为磁铁矿是铁的非高价氧化物，所以遇氧或水要继续氧化。
由于氧化作用使部分磁铁矿被氧化成赤铁矿，但仍保持磁铁矿的结晶形态，这种矿石我们称它为假象赤铁矿和半假象赤铁矿。
通常我们用下面的方法，即为铁矿石还原性中的全铁（TFe）与氧化亚铁（FeO）的比值来划分，对纯磁铁矿其理论值为2.34，比值越大说明铁矿石还原性氧化程度越高。
当TFe/FeO< 3.5为磁铁矿TFe/FeO=3.5～7为半假象赤铁矿TFe/FeO> 7为假象赤铁矿这里应当指出的是，这种划分只适用于由单一的磁铁矿和赤铁矿组成的铁矿床。
如果矿石中含有硅酸铁（FeO· SiO2）、硫化铁（FeS）和碳酸铁（FeCO3）等，由于其中的FeO（或Fe++）不具磁性，如比较时把它们也计算在FeO内就会出现假象。
铁矿石低温还原粉化率的测定资料
• 2.2 内应力 烧结矿是多种矿物的集合体，冷却过程中，由于不 同矿物的冷缩系数不同而产生的应力，往往在烧结矿中强 度较低的部位产生裂纹。温度较低时，烧结矿性脆，还原 过程产生的内应力引起应变，烧结矿耐不住这种应变，边 产生新的裂纹，并使原有的裂纹扩张，致使烧结矿粉碎。
还原过程中内应力主要是由于铁矿石逐级还原时体 积膨胀引起的。赤铁矿逐级还原时体积的变化如下：
3
二 粉化原因及影响因素
• 根本原因 是铁矿石中的Fe2O3,,在低温下（400℃-600℃）还原 时，由赤铁矿变为磁铁矿时发生的晶格变化，前者为三方 晶系六方晶格，而后者为等轴晶系立方晶格，还原造成晶 格的扭曲，产生极大的内应力，导致铁矿石在机械力的作 用下碎裂粉化。
4
• 影响铁矿石(烧结矿及球团矿)低温还原粉化性能的因素有 矿石的种类、Fe2O3的结晶形态、人造富矿的碱度、还原温 度及铁矿石中的其他元素的含量。烧结矿物组成越复杂、 冷却速度越快，则烧结矿的低温还原粉化越严重。
• 3.1 动态法 动态法是将试样直接装入转鼓内，在升温同时通入保 护性气体，以一定速率转动转鼓,当温度升高到500℃左右 时，改用CO、CO2和N2组成的还原性气体恒温还原一定时 间，经冷却后取出，筛分分级，将各级质量与入股总质量 之百分比作为评价标准。
• 动态有以下三种 (1)国际标准化组织检验方法(ISO/DP4697) (2)德国奥特弗莱森(Othfresen)研究协会检验方法 (3)前苏联国家标准检验方法(Г О С Т 19575—84)
17
实验结果计算
低温还原粉化指数的计算 烧结矿低温还原粉化指数RDI用质量百分数表示。 低温还原强度指数：RDI+6.3 = m1/m0×100% 低温还原粉化指数：RDI+3.15 = m2/m0×100% 抗磨指数：RDI-0.5=（m0-m1-m2-m3）/m0×100% 式中：m0——还原后转鼓前的质量，g； m1——留在6.3mm筛上的质量，g； m2——留在3.15mm筛上的质量，g； m3——留在0.5mm筛上的质量，g。
高炉铁矿石还原反应
高炉铁矿石还原反应高炉是一种重要的冶炼设备，常用于将铁矿石转化为高纯度的熔融铁。
铁矿石还原反应是高炉冶炼过程中的关键步骤，它将铁矿石中的氧化铁还原成铁，并释放出大量的热能。
铁矿石还原反应通常分为两个阶段：预处理和主还原。
预处理的目的是去除铁矿石中的杂质，提高还原反应的效率。
常见的预处理方法包括磨矿和矿石烧结。
磨矿可以使矿石颗粒尺寸均匀，并增加矿石表面积，有利于反应进行。
矿石烧结则通过高温热处理，使铁矿石颗粒结合成块，提高了反应的速率和效率。
主还原阶段是铁矿石还原反应的核心过程。
在高炉中，将预处理后的铁矿石和还原剂（常用的还原剂是焦炭）放入炉中，并加热到高温。
在高温下，还原剂中的碳与氧化铁发生反应，产生二氧化碳和熔融的铁。
这个反应被称为直接还原反应，其化学方程式为：Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2。
直接还原反应的进行需要满足一定的条件。
首先，高炉中的温度必须高于还原反应所需的最低温度。
一般来说，铁矿石的还原温度在800°C到1050°C之间，而高炉的工作温度通常在1200°C到1500°C之间。
其次，还原剂的供应必须充足，以确保反应的进行。
焦炭是一种理想的还原剂，因为它燃烧后产生的热量可以不仅提供所需的温度，还可以驱除生成的二氧化碳。
最后，反应过程中需保持一定的气氛，通常是富含CO的还原气体。
这可以通过高炉上部的冷却设备来实现，冷却设备会将煤气冷却和净化，以获得适合还原反应的气氛。
高炉铁矿石还原反应具有重要的指导意义。
首先，它显示了还原反应在提取金属的过程中的重要性。
铁矿石还原反应为我们提供了熔融的铁，是制造钢铁的基础。
其次，该反应为我们认识冶炼过程中的热平衡和物质平衡提供了实践依据。
热平衡可以保证高炉温度的维持，而物质平衡则保证了反应的顺利进行。
最后，该反应也启示了资源的可持续利用。
铁矿石还原反应使得铁资源能够得到循环再利用，减少了资源的浪费。
低温还原粉化特性
低温还原粉化性(reduction disintegration property)铁矿石(烧结矿及球团矿)在低温还原过程中发生碎裂粉化的特性。
在高炉炼铁过程中，当铁矿石进入高炉后，炉料下降到400～600℃的区间，在这里受到来自高炉下部的煤气的还原作用，会发生不同程度的碎裂粉化。
严重时则影响高炉上部料柱的透气性，破坏炉况顺行。
铁矿石这种性能的强弱以低温还原粉化指数(RDI)来表示，或称LTB(Low Temperature Break-down)。
粉化原因及影响因素低温还原粉化的根本原因是矿石中的Fe2O3。
在低温(400～600℃)还原时，由赤铁矿变成磁铁矿发生了晶格的变化，前者为三方晶系六方晶格，而后者为等轴晶系立方晶格，还原造成了晶格的扭曲，产生极大的内应力，导致铁矿石在机械力作用下碎裂粉化。
影响铁矿石(烧结矿及球团矿)低温还原粉化性能的因素有矿石的种类、Fe2O3的结晶形态、人造富矿的碱度、还原温度及铁矿石中的其他元素的含量。
矿石的种类以赤铁矿粉为原料的烧结矿RDI，较高；以磁铁矿粉为原料的烧结矿RDI，较低。
例如：烧结原料中澳大利亚赤铁矿配加量由43.5％增加到60.6％时，烧结矿的RDI 值由31.36％提高到38.08％。
德国K．格勒勃等研究表明：在烧结矿中碱度、脉石含量及机械应力相同的条件下，烧结矿中Fe。
0。
(包括原始及次生Fe2O3)含量与RDI有密切的关系，Fe2O3含量愈高，则RDI愈高。
2O3的结晶形态Fe2O3结晶形态的差异能引起RDI较大的变化。
结晶良好的天然Fe2O3，RDI一般在30％以下(按日本钢铁厂方法检验，以下同)；天然磁铁矿氧化焙烧成的Fe2O3的结晶，焙烧初期呈线状，RDI为22.4％，焙烧后期呈多晶状，RDI为10.3％；焙烧良好的球团矿，其中的Fe2O3大部分是斑状，RDI较低，酸性球团矿RDI为34.1％，自熔性球团矿为3.1％；烧结矿中的Fe2O3，如斑状结晶体RDI较低，但当磁铁矿原料高温烧结后，在降温初期Fe3O4迅速再氧化成Fe2O3，内部尚包裹着Fe3O4、硅酸盐玻璃质、CaO•Fe3，它的晶体外形多为菱形的骸晶状Fe2O3，具有最高的RDI。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
世上无难事，只要肯攀登
铁矿石的还原性
铁矿石(烧结矿和球团矿)中与铁结合的氧被气体还原剂夺取的难易程度。
它是铁矿石的一种重要冶金性能。
通常采用一定粒度和质量的铁矿石试样，加热至一定温度，在一定化学成分和流量的还原气体下进行还原，根据铁矿石试样质量的减重或还原后试样中全铁和氧化亚铁的含量来计算氧的脱除率或脱除速率，作为铁矿石的还原性指数。
世界上现有不少国家的钢铁厂已把铁矿石还原性检验作为常规的检验项目之一，以预测和指导高炉的冶炼操作，改进烧结矿和球团矿的生产。
对高炉冶炼的影响
铁矿石作为高炉炼铁的主要原料，其还原性的好坏直接影响炼铁的经济指
标。
高炉冶炼时，易还原的铁矿石中含氧量大部分在高炉中上部被高炉煤气所还原，称为间接还原，此时焦炭消耗较低；难还原的铁矿石中相当多的含氧量要到高炉下部依靠碳的直接还原来完成，此时焦炭消耗高。
为了降低焦比，应尽可能以间接还原的方式夺取含铁原料中的氧，因此要求入炉铁矿石有良好的还原性。
影响铁矿石还原性的因素粒度、气孔率、矿物组成及结构、脉石成分等是影
响铁矿石还原性的主要因素。
(1)粒度。
在一定还原条件下，粒度细还原速度快。
因为粒度小、比表面积大，而还原速度与矿石的比表面积成正比。
冶炼实践证明，小块矿石还原比大块快，在高炉内间接还原比例较高，节约焦炭消耗。
但矿石粒度过分小，会使料柱透气性变坏。
(2)气孔率。
天然矿石由于成因的不同气孔率也不相同。
磁铁矿结构比较致密，气孔率低，还原性较差。
焙烧时Fe3O4 被氧化成Fe2O3，引起矿块某种程。