铁矿石都有哪些类型矿石、种

异星觉醒22023-05-08  19

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自然类型1)根据含铁矿物种类可分为:磁铁矿石、赤铁矿石、假象或半假象赤铁矿石、钒钛磁铁矿石、褐铁矿石、菱铁矿石以及由其中两种或两种以上含铁矿物组成的混合矿石。2)按有害杂质(S、P、Cu、Pb、Zn、V、Ti、Co、Ni、Sn、F、As)含量的高低,可分为高硫铁矿石、低硫铁矿石、高磷铁矿石、低磷铁矿石等。3)按结构、构造可分为浸染状矿石、网脉浸染状矿石、条纹状矿石、条带状矿石、致密块状矿石、角砾状矿石,以及鲕状、豆状、肾状、蜂窝状、粉状、土状矿石等。4)按脉石矿物可分为石英型、闪石型、辉石型、斜长石型、绢云母绿泥石型、夕卡岩型、阳起石型、蛇纹石型、铁白云石型和碧玉型铁矿石等。2

工业类型1)工业上能利用的铁矿石,即表内铁矿石,包括炼钢用铁矿石、炼铁用铁矿石、需选铁矿石。2)工业上暂不能利用的铁矿石,即表外铁矿石,矿石含铁量介于最低工业品位与边界品位之间。

各种含铁矿物按其矿物组成,主要可分为4大类:磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。由于它们的化学成分、结晶构造以及生成的地质条件不同,因此各种铁矿石具有不同的外部形态和物理特性。

(1)磁铁矿 主要含铁矿物为磁铁矿, 其化学式为Fe3O4,其中FeO=31%,Fe2O3=69%,理论含铁量为724%。 这种矿石有时含有TiO2及V2O5组合复合矿石,分别称为钛磁铁矿或矾钛磁铁矿。 磁铁矿具有强磁性,晶体常成八面体,少数为菱形十二面体。集合体常成致密的块状,颜色条痕为铁黑色,半金属光泽,相对密度49~52,硬度55~6,无解理,脉石主要是石英及硅酸盐。还原性差,一般含有害杂质硫和磷较高。

(2) 赤铁矿 赤铁矿为无水氧化铁矿石,其化学式为Fe2O3,理论含铁量为70%。这种矿石在自然界中经常形成巨大的矿床,从埋藏和开采量来说,它都是工业生产的主要矿石。

赤铁矿含铁量一般为50%~60%,含有害杂质硫和磷比较少,还原较磁铁矿好,因此,赤铁矿是一种比较优良的炼铁原料。

(3)褐铁矿 褐铁矿是含水氧化铁矿石,是由其他矿石风化后生成的,在自然界中分布得最广泛,但矿床埋藏量大的并不多见。其化学式为nFe2O3·mH2O(n=1~3、m=1~4)。褐铁矿实际上是由针铁矿(Fe2O3·H2O)、水针铁矿(2Fe2O3·H2O)和含不同结晶水的氧化铁以及泥质物质的混合物所组成的。褐铁矿中绝大部分含铁矿物是以2Fe2O3·H2O形式存在的。

一般褐铁矿石含铁量为37%~55%,有时含磷较高。褐铁矿的吸水性很强,一般都吸附着大量的水分,在焙烧或入高炉受热后去掉游离水和结晶水,矿石气孔率因而增加,大大改善了矿石的还原性。所以褐铁矿比赤铁矿和磁铁矿的还原性都要好。同时,由于去掉了水分相应地提高了矿石的含铁量。

(3) 菱铁矿 菱铁矿为碳酸盐铁矿石,化学式为FeCO3,理论含铁量482%。在自然界中,有工业开采价值的菱铁矿比其他三种矿石都少。菱铁矿很容易被分解氧化成褐铁矿。一般含铁量不高,但受热分解出CO2以后,不仅含铁量显著提高而且也变得多孔,还原性很好。

(一)矿石类型

抱伦及外围金矿石自然类型可分为2种,含金石英脉型矿石和含金蚀变岩型矿石,而前者为该矿床最主要的矿石类型。根据矿物组合特征的不同,可将石英脉型矿石自然类型进一步划分为含金石英脉型、含金碳酸盐-石英脉型和含金多金属硫化物-石英脉型。矿石化学成分及含量见表3-12。

表3-12 含金石英脉型金矿石化学全分析结果 w(B)/%

1含金石英脉型

脉石矿物主要是浅黑色石英,少量呈乳白色,石英总含量可在90%~95%以上;少量绢云母、金红石和绿泥石;局部含有碳酸盐矿物,呈细脉状或在硫化物细脉的两侧呈镶边状。金属矿物含量低,一般为1%~5%,局部可达10%~15%,主要是硫化物、铋化物和碲化物。硫化物以黄铁矿和磁黄铁矿为主,少量黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂等;铋化物和碲化物种类很多,有自然铋、黑铋金矿、硫金铋矿、辉铋矿、硫铋铅矿、斜方硫铋铅矿、柱硫铋铅矿、卡辉铋铅矿、柱辉铋铅矿、赫碲铋矿、硫碲铋矿、碲铋矿、辉碲铋矿等。呈自形—他形粒状结构、镶嵌结构,浸染状构造、网脉状构造、角砾状构造。

2含金碳酸盐-石英脉型

脉石矿物主要为碳酸盐矿物,可占20%~35%,呈自形—半自形晶,白色到浅粉色,颗粒较粗大;石英含量60%~74%,主要呈乳白色。金属矿物5%左右,局部可达15%~20%,主要是黄铁矿、闪锌矿和方铅矿,少量黄铜矿、磁黄铁矿。

含金碳酸盐-石英脉型矿石中常见微晶簇状或梳状石英,说明生长过程中有自由空间,可能是在张性裂隙中形成的。

3含金多金属硫化物-石英脉型

脉石矿物主要是石英,可达50%~80%;其次为碳酸盐矿物,占10%~25%;少量绢云母、绿泥石、金红石和碳质。金属矿物含量5%~20%,主要为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿,少量毒砂,具交代残留结构、鳞片变晶结构,似条带状构造、片状构造、揉皱状构造等。

4含金蚀变岩型

非金属矿物以绢云母为主,次为石英,金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、自然金、毒砂等,具交代残留结构、鳞片变晶结构,似条带状构造、片状构造、揉皱状构造等。

(二)矿石结构构造

1矿石结构

矿石结构主要有自形不等粒状结构,半自形不等粒状结构,他形不等粒状结构,斑状变晶结构,交代结构,交代残留结构,环状交代结构,筛状结构,包含结构,固溶体分离结构,文象或蠕虫状结构,鳞片变晶结构,扇形(或放射状)变晶结构等。

2矿石构造

矿石构造主要有细脉状或网脉状构造,似条带状构造,稀疏浸染状构造,团块浸染状构造,片状构造,揉皱状构造,劈理构造,晶洞构造,梳状构造,碎裂及碎斑构造等。

(三)矿石组成

1矿物组成

矿石中主要金属矿物最常见的为黄铁矿,其次有磁黄铁矿,少量闪锌矿和方铅矿,微量金属矿物有毒砂、黄铜矿、自然金、银金矿、辉铋矿、自然铋、黑铋金矿、硫金铋矿、硫铋铅矿、斜方硫铋铅矿、卡辉铋铅矿、柱辉铋铅矿、辉锑镍矿、赫碲铋矿、叶碲铋矿和金铋合金等。

图3-25 矿石中Au含量与Bi、Ag和As含量关系图

(数据和样品描述见表3-13)

非金属矿物主要为石英,其次有方解石、白云母、绢云母、绿泥石、金红石及少量粘土类矿物如高岭石和伊利石等。在近地表部位的矿石中常可见到氧化矿物褐铁矿与赤铁矿。

2化学成分

从矿石的矿物组成判断,抱伦金矿床矿石的常量化学成分以SiO2为主,含有少量但不均匀的CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、K2O以及微量的TiO2、MgO和Na2O等。对15个样品的定量光谱分析结果表明,抱伦金矿床的矿石含Ag0043×10-6~044×10-6,Cu8×10-6~82×10-6,Pb10×10-6~30×10-6,Zn6×10-6~84×10-6,Hg0006×10-6~0024×10-6,As35×10-6~6917×10-6,S008%~121%(丁式江等,2000)。

对取自不同矿体不同部位的矿石及近矿围岩进行了Au、Ag、As、Bi含量分析,其Au含量为066×10-6~327×10-6(平均909×10-6),Ag005×10-6~027×10-6(平均011×10-6),As228×10-6~118×10-6(平均425×10-6),Bi018×10-6~16×10-6(平均411×10-6)(表3-13)。图3-25显示矿石中Au含量与Bi、Ag和As含量之间的相关性不很明显,尤其是Au与As之间;尽管如此,Au与Bi和Ag含量之间所具有的一定程度的正相关关系还是可以确定的。结合对矿体边部蚀变矿化围岩的3个样品分析结果(表3-13)看,上述相关关系则显得更加清楚。

李中坚等(2000)曾报告,V1-3主矿体高品位地段矿石中,金含量可高达4700×10-6,同一样品含Ag182×10-6,As520×10-6,Bi419×10-6,Cu117×10-6,Pb1300×10-6,Zn20×10-6,Fe051%,Co125×10-6,Ni17×10-6,Sb227×10-6,Hg0015×10-6,Te124×10-6,S013%(表3-13)。这说明,矿石含金品位与Ag、As、Bi、S以及多种亲硫元素之间具有正相关关系。

抱伦金矿及外围金矿石样品成矿元素及成矿指示元素光谱分析结果如表3-14所示。根据表3-14矿石样品的定量光谱分析结果,矿石伴生有益组分主要有银、铜、铅、锌等,其含量分别为Ag0016×10-6~188×10-6、Cu793×10-6~8279×10-6、Pb1002×10-6~97918×10-6、Zn1646×10-6~1100×10-6,但均因含量低微而无综合利用价值。有害组分主要有汞、砷、硫等,其含量分别为Hg318×10-9~90×10-9,As35×10-6~25449×10-6,S0092%~109%。

表3-13 不同矿体和标高的矿石及近矿围岩Au、Ag、As、Bi含量 w(B)/10-6

注:①据李中坚等,2000;其余由国家地质测试研究中心测试。

综上可见,抱伦金矿床矿石Ag/Au比值较低。与国内外大多数热液型金矿相比,抱伦金矿床的矿石相对富含Bi元素和多达近20种的复杂Bi矿物组合(主要为自然金属类、硫化物类以及硫盐类),这在中(低)温热液脉型金矿床中是比较罕见的现象。因此,抱伦金矿属于较为特殊的富含铋矿物的热液型矿床。

表3-14 含金石英脉金矿石样品光谱分析结果表 w(B)/10-6

注:①C、S单位为%;②Hg单位为10-9。

图3-26 矿石矿物组合显微照片

a—闪锌矿(Sp)与黄铜矿(Chal)固溶体出溶物共生于黄铁矿(Py)中;b—自然金自形晶(Au)散布于黄铁矿(Py)中;c—自然金(Au)呈他形充填于碎裂黄铁矿(Py)之裂隙中;d—自然金(Au)粒度差别悬殊,其形状严格受控于石英(Qz)晶间或微晶洞的空间形态,黄铁矿(Py)则呈自形晶;e—他形自然金(Au)颗粒赋存在闪锌矿(Sp)晶体内部或沿其边缘分布;f—自然金(Au)自形晶产于磁黄铁矿(Pyr)晶体中;g—自然金(Au)呈他形交代毒砂(Aspy)和黄铁矿(Py);h—自然金(Au)和磁黄铁矿(Pyr)晶体被自然铋(Bi)和辉铋铅矿(GnBi)之连晶所穿切;i—赫碲铋矿(BiTe)与自然金(Au)呈连晶并被后者半包裹;j—作为黑铋金矿的分解产物,自然铋(Bi)与自然金(Au)的连晶出现在黑铋金矿(Mal)晶体(照片左侧)内,在照片中心部位可见自然铋被硫铋金矿(AuBiS)包裹的现象;k—沿石英(Qz)微裂隙分布的他形自然铋(Bi)和自然金(Au)颗粒;l—共生自然金(Au)和硫铋金矿(AuBiS)被方铅矿(Gn)交代;m—球粒状自然铋(Bi)颗粒散布于一个自然金(Au)晶体中;n—自然金(Au)颗粒被辉铋矿(Bism)包裹

此外,位于抱伦金矿床北部的戈枕剪切带中的2个热液型大型金矿床,即二甲红甫门岭和不磨金矿床,其矿石也显示有较高的Bi含量,并且前人(饶家光等,1993)研究曾报道发现辉铋矿和辉铅铋矿。据此推断,海南岛西部的热液型金矿床,均应与岩浆活动均有密切的成因联系。另据1:20万和1:5万水系沉积物测量结果,整个海南岛在王五-文教断裂以南的绝大部分地区都存在Bi的地球化学异常。这一现象,一方面反映海南岛的中—南部地区花岗岩类岩浆活动及与其相关的成矿作用非常强烈,另外也可能暗示该地区处于一个Bi的区域地球化学高异常省,这一点与整个华南地区在一定程度上具有相似性。

各种含铁矿物按其矿物组成,主要可分为4大类:磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。由于它们的化学成分、结晶构造以及生成的地质条件不同,因此各种铁矿石具有不同的外部形态和物理特性。铁合金现货网

磁铁矿 主要含铁矿物为磁铁矿, 其化学式为Fe3O4,其中FeO=31%,Fe2O3=69%,理论含铁量为724%。 这种矿石有时含有TiO2及V2O5组合复合矿石,分别称为钛磁铁矿或矾钛磁铁矿。  磁铁矿具有强磁性,晶体常成八面体,少数为菱形十二面体。集合体常成致密的块状,颜色条痕为铁黑色,半金属光泽,相对密度49~52,硬度55~6,无解理,脉石主要是石英及硅酸盐。还原性差,一般含有害杂质硫和磷较高。

赤铁矿 赤铁矿为无水氧化铁矿石,其化学式为Fe2O3,理论含铁量为70%。这种矿石在自然界中经常形成巨大的矿床,从埋藏和开采量来说,它都是工业生产的主要矿石。赤铁矿含铁量一般为50%~60%,含有害杂质硫和磷比较少,还原较磁铁矿好,因此,赤铁矿是一种比较优良的炼铁原料。

褐铁矿 褐铁矿是含水氧化铁矿石,是由其他矿石风化后生成的,在自然界中分布得最广泛,但矿床埋藏量大的并不多见。其化学式为nFe2O3·mH2O(n=1~3、m=1~4)。褐铁矿实际上是由针铁矿(Fe2O3·H2O)、水针铁矿(2Fe2O3·H2O)和含不同结晶水的氧化铁以及泥质物质的混合物所组成的。褐铁矿中绝大部分含铁矿物是以2Fe2O3·H2O形式存在的。

一般褐铁矿石含铁量为37%~55%,有时含磷较高。褐铁矿的吸水性很强,一般都吸附着大量的水分,在焙烧或入高炉受热后去掉游离水和结晶水,矿石气孔率因而增加,大大改善了矿石的还原性。所以褐铁矿比赤铁矿和磁铁矿的还原性都要好。同时,由于去掉了水分相应地提高了矿石的含铁量。

菱铁矿 菱铁矿为碳酸盐铁矿石,化学式为FeCO3,理论含铁量482%。在自然界中,有工业开采价值的菱铁矿比其他三种矿石都少。菱铁矿很容易被分解氧化成褐铁矿。一般含铁量不高,但受热分解出CO2以后,不仅含铁量显著提高而且也变得多孔,还原性很好。

含铁矿物约300余种,其中常见的有170余种。但在当前技术条件下,具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等

铁矿石是指岩石(或矿物)中TFe含量达到最低工业品位要求者。

(一)铁矿石分类

按照矿物组分、结构、构造和采、选、冶及工艺流程等特点,可将铁矿石分为自然类型和工业类型两大类。

1自然类型

1)根据含铁矿物种类可分为:磁铁矿石、赤铁矿石、假象或半假象赤铁矿石、钒钛磁铁矿石、褐铁矿石、菱铁矿石以及由其中两种或两种以上含铁矿物组成的混合矿石。

2)按有害杂质(S、P、Cu、Pb、Zn、V、Ti、Co、Ni、Sn、F、As)含量的高低,可分为高硫铁矿石、低硫铁矿石、高磷铁矿石、低磷铁矿石等。

3)按结构、构造可分为浸染状矿石、网脉浸染状矿石、条纹状矿石、条带状矿石、致密块状矿石、角砾状矿石,以及鲕状、豆状、肾状、蜂窝状、粉状、土状矿石等。

4)按脉石矿物可分为石英型、闪石型、辉石型、斜长石型、绢云母绿泥石型、夕卡岩型、阳起石型、蛇纹石型、铁白云石型和碧玉型铁矿石等。

2工业类型

1)工业上能利用的铁矿石,即表内铁矿石,包括炼钢用铁矿石、炼铁用铁矿石、需选铁矿石。

2)工业上暂不能利用的铁矿石,即表外铁矿石,矿石含铁量介于最低工业品位与边界品位之间。

(二)一般工业质量要求

1炼钢用铁矿石(原称平炉富矿)

矿石入炉块度要求:

平炉用铁矿石50~250 mm;

电炉用铁矿石50~100 mm;

转炉用铁矿石10~50 mm。

直接用于炼钢的矿石质量(适用于磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石)。

2炼铁用铁矿石(原称高炉富矿)

矿石入炉块度要求:一般为8~40mm。

炼铁用铁矿石,按造渣组分的酸碱度可划分为:

碱性矿石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)>12;

自熔性矿石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=08~12;

半自熔性矿石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=05~08;

酸性矿石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)<05。

酸性转炉炼钢生铁矿石P≤003%

碱性平炉炼钢生铁矿石P≤003%~018%

碱性侧吹转炉炼钢生铁矿石P≤02%~08%

托马斯生铁矿石P≤08%~12%

普通铸造生铁矿石P≤005%~015%

高磷铸造生铁矿石P≤015%~06%

3需选铁矿石

对于含铁量较低或含铁量虽高但有害杂质含量超过规定要求的矿石或含伴生有益组分的铁矿石,均需进行选矿处理,选出的铁精粉经配料烧结或球团处理后才能入炉使用。

需经选矿处理的铁矿石要求:

磁铁矿石TFe≥25%,mFe≥20%;

赤铁矿石TFe≥28%~30%;

菱铁矿石TFe≥25%;

褐铁矿石TFe≥30%。

对需选矿石工业类型划分,通常以单一弱磁选工艺流程为基础,采用磁性铁占有率来划分。根据我国矿山生产经验,其一般标准是:

矿石类型mFe/TFe(%)

单一弱磁选矿石≥65

其他流程选矿石<65

对磁铁矿石、赤铁矿石也可采用另一种划分标准:

mFe/TFe≥85磁铁矿石

mFe/TFe85~15混合矿石

mFe/TFe≤15赤铁矿石

金属矿石指含有金属成分的矿石。根据其所含金属种类、品位高低及化学成分等不同,金属矿石可作如下分类: 一、按所含金属种类不同可分为:黑色金属矿石,如铁、锰、铬等;有色金属矿石,如铜、铅、锌、铝、锡、钼、镍、锑、钨等;贵重金属矿石,如金、银、铂等;稀有金属矿石,如铌、钽、铍等。只含一种金属成分的为单一金属矿石,含两种以上金属成分的为多金属矿石。 二、按所含金属品位高低可分为:贫矿和富矿。如以磁铁矿石为例:含铁品位>55%为平炉富矿;含铁品位>50%为高炉富矿;含铁品位30%~50%为贫矿。贫矿石必须经过选矿才能进行冶炼加工。 三、按所含化学成分的组成可分为:自然金属矿石,该类矿石中金属成分以单一元素的形式存在,如金、银、铂、铜等;氧化矿石,是指所含矿物的化学成分为氧化物、碳酸盐和硫酸盐的一类矿石,如磁铁矿(Fe2O4)、亦铁矿(Fe2O3)、白铅矿(PbCO3)、软锰矿(MnO2)等;硫化矿石,指矿石中所含矿物的化学成分为硫化物,如黄铜矿(CuFeS2)、方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS)、辉钼矿(MoS2)等;混合矿石,指矿石中含有前三种矿物中的两种以上的混合物。

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