乾貨:如何從專業角度認識鐵礦石

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摘要

回顧近幾年的鐵礦石行情，自2014年以來隨著四大礦山不斷擴產，礦石供給端壓力不斷加大，鐵礦石開啟了下跌之路，14、15年兩年的單邊下跌之後，16年隨著鋼材端去產能的開啟，鋼材價格走高，對礦石價格形成一定的支撐，礦石價格有所改善；

17、18年隨著鋼材端去產能任務逐步完成，以及環保限產趨嚴，礦石需求減少，供給端壓力依然較大，港口庫存不斷攀升，礦石價格弱勢調整。

大供給，小需求，致使鐵礦石整體市場難有較大的上漲行情，不同鐵礦石品種間的差異造成的市場偏好將成為目前市場人士把握的重點。

為此，礦易寶特別整理了鐵礦石作為高爐冶煉主要原料的相關資料，帶您了解不同類型，不同物理和化學性能的鐵礦石對冶煉過程的影響，以便大家更好的理解、洞察和把握市場品種間的機會。

高爐煉鐵必備三種原料：鐵礦石、焦炭、石灰石

鐵礦石：主要冶煉對象

焦炭：燃料和還原劑，主要能源

石灰石：助熔，造渣

鐵礦石

高爐煉鐵用的鐵礦石主要分為天然富礦和人造富礦兩大類。含鐵量在50%以上的天然富礦經適當破碎、篩分處理後可直接用於高爐冶煉，天然塊礦統稱為生料。貧鐵礦一般不能直接入爐，需要破碎、富礦並重新造塊，製成人造富礦（燒結礦或球團礦）再入高爐。人造富礦含鐵量一般在55%~65%之間。由於人造富礦事先經過焙燒或者燒結高溫處理，因此又稱為熟料，其冶煉性能遠比天然富礦優越，是現代高爐冶煉的主要原料。

1.天然礦石的分類及特性

天然鐵礦石按其主要礦物分為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等幾種，主要礦物組成及特徵見下表。

常見鐵礦石的組成及特徵

磁鐵礦：還原性比其他鐵礦差，熔融溫度為：1500-1580攝氏度。

赤鐵礦：由於硫、磷含量低，還原性較磁鐵礦好，是優良原料，赤鐵礦熔融溫度為：1580-1640攝氏度。

褐鐵礦：通常指含水氧化鐵的總稱。這類礦石一般含鐵較低，但經過焙燒去除結晶水後，含鐵量顯著上升，硫、磷、砷等有害雜質較多。

菱鐵礦：又稱碳酸鐵礦石，一般含鐵較低，但若受熱分解放出CO2後品位顯著升高，而且組織變得更為疏鬆，很易還原，所以使用這種礦石一般要先經過焙燒處理。

2.鐵礦石質量評價

A．礦石品位

品位即鐵礦石的含鐵量，它決定礦石的開採價值和入爐前的處理工藝。入爐品位越高，越有利於降低焦比和提高產量，從而提高經濟效益。經驗表明，礦石品位提高1%，則焦比降低，產量增加3%，品位提高，意味著酸性脈石減少，冶煉時可少加石灰石造渣，因而渣量大大減少，既節省熱量，又促進爐況順利。

B．脈石成分

礦石中有鹼性脈石和酸性脈石，鹼性脈石如CaO、MgO，酸性脈石如SiO2、Al2O3，一般鐵礦石含酸性脈石者居多。這些酸鹼氧化物脈石單獨存在時熔點都非常高，在高爐條件下不能熔化，只有相互作用才能形成流動性較好的熔渣。因礦石中酸性脈石居多，因此需額外加入CaO、MgO作為助熔劑，形成不熔於生鐵的，二元鹼度w (CaO) / w (SiO2)為1.0左右的爐渣，才能滿足冶煉工藝的需求。脈石中的Al2O3含量也應控制，若Al2O3含量過高，使爐渣中Al2O3濃度超過22%~25%時，爐渣難熔而不易流動，使冶煉造成困難。

C.有害雜質

有害雜質通常指硫、磷、鉛、鋅、砷等，它們的含量越低越好。

鐵礦石中有害雜質的危害及界線含量

硫：使鋼材具有熱脆性，所謂「熱脆」就是硫幾乎不熔於固態鐵而與鐵形成FeS，而FeS與鐵形成的共晶體熔點為988攝氏度，低於鋼材熱加工的開始溫度（1150-1200攝氏度）。熱加工時，分布於晶界的共晶體先行融化而導致開裂。因此礦石含硫越低越好。但硫可以改善鋼材的切削加工性能，易切削鋼中硫可達0.15%~0.3%。高爐煉鐵過程可去除90%以上的硫。但脫硫需要提高爐渣鹼度，導致焦比增加，產量降低。對於高硫礦石，可以通過選礦和燒結的方法降低含硫量。

磷：是鋼材中的有害成分，使鋼具有冷脆性。但含磷鐵水流動性好，對製造畸形複雜鑄件有利。此外，磷可改善鋼的切削性能。礦石中的磷在選礦和燒結過程中不易除去，在高爐冶煉過程中，磷幾乎全部進入生鐵。因此，生鐵含磷量決定於礦石含磷量，要求鐵礦石含磷低。

鉛、鋅、砷：鐵礦石中的鉛、鋅、砷常以硫化物形態存在，如方鉛礦（PbS）、閃鋅礦（ZnS）、毒砂（FeAsS）。燒結過程中很難排除鉛、鋅，對高爐內爐料和爐襯有破壞作用，因此要求含量越低越好。一般要求含鉛、鋅不超過0.1%。燒結過程中能部分去除礦石中的砷，可以採用氯化焙燒方法排除。通常要求鐵礦石含砷不超過0.07%。

銅：在鋼中若不超過0.3%,可增加鋼材抗蝕性；超過0.3%時，則降低其焊接性，並有熱脆現象。銅在燒結中一般不能去除，在高爐中又全部還原進入生鐵，故鋼鐵含銅量決定於原料含銅量。一般鐵礦石允許含銅量不超過0.2%。

D．粒度和強度

入爐鐵礦石應具有適宜的粒度。粒度過大會減少煤氣與鐵礦石的接觸面積，使鐵礦石不易加熱和還原，煤氣利用變差，焦比升高；過小則增加氣流阻力，同時易吹出爐外形成爐塵損失，降低產量；粒度大小不均，則嚴重影響料柱透氣性。因此，大塊應破碎，粉末應篩除，粒度應適宜而均勻。一般要求礦石粒度在5~40mm範圍，並力求縮小上下限粒度差。

鐵礦石的強度是指鐵礦石耐衝擊、耐磨擦的強弱程度。隨著高爐容積不斷擴大，入爐鐵礦石的強度也要相應提高。否則易生成粉末、碎塊，一方面增加爐塵損失，另一方面使高爐料柱透氣性變壞，引起爐況不順。

E. 還原性

鐵礦石還原性是指鐵礦石被還原性氣體CO或H2還原的難易程度，是評價鐵礦石質量的重要指標。礦石還原好，有利於降低焦比，提高產量。改善礦石還原性（或採用易還原礦石）是強化高爐冶煉的重要措施之一。影響鐵礦石還原性的因素主要有礦物組成、礦石結構的緻密程度、粒度和氣孔率等。礦石還原性排序：高鹼度燒結礦、球團礦＞褐鐵礦、菱鐵礦＞赤鐵礦＞磁鐵礦

F. 化學成分穩定性

鐵礦石成分的波動會引起爐溫、爐渣鹼度和性質以及生鐵質量的波動、造成爐況不順，使焦比升高，產量下降。同時，爐況的頻繁波動使高爐自動控制難以實現。因此，必須嚴格控制爐料成分的波動範圍。穩定礦石成分的有效方法是對礦石進行混勻處理。

熔劑

冶煉過程中常用的熔劑有石灰石（CaCO3）、白雲石（CaCO3 MgCO3）

熔劑的作用：與礦石中的酸性脈石（SiO2、Al2O3）、焦炭灰分作用生成低熔點的、不熔於生鐵的，二元鹼度w (CaO) / w (SiO2)為1.0左右的爐渣，提高爐渣的流動性，才能滿足冶煉工藝的需求。目前鹼性熔劑主要在鐵礦粉燒結工序中加入

冶煉過程中對熔劑的要求：

1） 鹼性氧化物（CaO+MgO）含量要高，一般要求石灰石中CaO不低於50%，SiO2+Al2O3含量不超過3.5%

2） 有害雜質S、P少

3） 粒度均勻，粒度範圍為20-50mm

看了這篇文章，您是不是對這段時間以來工廠為什麼如此青睞低鋁礦石有了更近一步的了解？未來或許會因為某種市場因素的變動導致工廠轉換為，對低磷、低硫或者其他什麼礦石更加偏好的時候，您是不是就可以知道個中緣由了？礦易寶會不定期推出類似專業知識型普及帖，我們一起對鐵礦石做更進一步更專業的了解和認識

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圈主簡介

吳瑞娟，礦易寶諮詢有限公司創始人，董事總經理。

鋼鐵從業20年，熟悉煤焦鋼產業鏈結構，對各個緩解熟知，能準確把握市場走勢並在採銷環節中應用。

長期積累了對黑色產業鏈市場渠道、產品結構、金融衍生、期現的交易邏輯和策略的豐富交易經驗；熟知對大宗商品鐵礦石的期貨、現貨以及金融衍生品市場的交易及策略。

能精準對市場預期走勢判斷分析八五，並應用金融工具進行市場的期現套保進行市場風險規避；

歷任中國聯合鋼鐵網原料部副總、亞洲金屬網爐料部總經理、利源好鐵礦事業部、風控部副總；多次牽頭組織行業峰會並做相關報告，接受央視財經頻道《經濟信息聯播》、新華社、《世界金屬導報》、《經濟觀察》、撲克財經等媒體的採訪約稿。

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