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矿床地质我国低品位铁矿资源特征研究*王岩，邢树文**，马玉波，张增杰（中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037）本文低品位铁矿指矿石中有用组分铁的品位在最低工业品位之下、边界品位之上的铁矿资源。
在技术上，低品位铁矿可理解为因矿石的品位低，现有的开采技术条件复杂及选矿技术不成熟提炼困难，尚未充分利用的矿产资源；在经济上，低品位铁矿指因矿石的品位低，或选矿技术条件复杂限制，使得开发利用经济效益较差的矿产资源（王岩等，2012）。
据09全国储量数据库入库数据分析，我国铁矿石原矿累计查明资源储量约333亿吨。
其中品位大于50%可直接入炉冶炼的富矿累计查明资源储量仅占全部铁矿石原矿查明资源储量的18.73%，储量约16.2亿吨；绝大多数铁矿石原矿品位在30%~50%之间，占我国铁矿石原矿查明资源储量的60.37%，储量约140.4亿吨；品位介于20%~30%之间的低品位矿石比例为19.6%，这部分低品位矿石含多种有用组分和有害组分，需要通过选矿工艺使其人为富集成为富矿后予以利用，储量约173.3亿吨；而品位达不到现行铁矿地质勘查规范边界品位要求，在当前技术经济条件下仍然进行开发利用的含铁矿石占1.73%，储量约3.4亿吨，主要分布在河北、辽宁等地，且大多为鞍山式沉积变质型，有用矿物以磁铁矿为特征，因此被称为超贫磁铁矿资源（图1）。
图1 我国铁矿石原矿品位-吨位模型（据09全国储量数据库）我国低品位铁矿资源现状及特点如下：1 分布广泛，相对集中我国低品位铁矿资源分布广泛，据09全国储量数据库入库数据分析，在全国近17个省（区）均探明*本文得到中国地质调查局地调项目：我国低品位、难选冶矿产可利用性评价（1212011220806）的资助第一作者简介王岩，女，1983年生，黑龙江省讷河市人。
博士，助理研究员，构造地貌与矿床地质专业。
Email：wangyan11@通讯作者邢树文，男，教授级高工，研究员，矿产勘查与研究专业。
常见铁矿品种及典型指标铁矿石是炼铁的主要原料，根据其物理性质和化学成分的不同，可以分为多种不同品种的铁矿石。
以下是常见的铁矿石品种及其典型指标的介绍：1.高品位磁铁矿（高级矿）：-化学成分：含有较高的铁含量（通常超过65％Fe）和低的杂质含量。
-低杂质含量：硅含量低于2％，磷含量低于0.075％，锰含量低于0.10％。
-磁性强：可以通过磁力选矿方法进行提取。
2.低品位磁铁矿（中低级矿）：-较低的铁含量：通常在50％到65％之间。
-化学成分可变性较大：杂质含量较高，比如硅、铝、磷、锰等。
-使用较多的矿石类型之一，需要通过磁力选矿或其他方法进行提纯。
3.赤铁矿（高温烧结型矿）：-化学成分：通常含有60％到67％的铁含量。
-必要的烧结性能：能够在高温下烧结形成高强度的球团矿。
4.褐铁矿（低温烧结型矿）：-化学成分：铁含量通常在50％到60％之间。
-低温烧结性能：较低的熔点和烧结性能，可以在较低的温度下成团。
5.胶结矿（球团矿）：-由其他较低品位的铁矿石经烧结工艺形成的球状颗粒。
-化学成分：通常铁含量为55％到65％，杂质含量较高。
-特点：球团矿在炼铁过程中熔点低，易于熔化，并具有良好的焦炭比。
6.粉矿（细粉状铁矿石）：-特点：颗粒细小且均匀，易于矿石的混合和炼铁过程中的熔化反应。
-化学成分：根据需要可通过混合不同品种的矿石来调整铁含量和杂质含量。
铁矿石的典型指标包括化学成分、物理性质和炼铁特性等：1.化学成分：-铁（Fe）含量：以Fe2O3计，高品位磁铁矿通常超过65％，低品位磁铁矿通常在50％到65％之间。
-硅（SiO2）含量：通常作为杂质来计算，高品位磁铁矿低于2％，低品位磁铁矿较高。
-磷（P）含量：通常作为炼铁过程中的有害杂质来计算，高品位磁铁矿低于0.075％，低品位磁铁矿较高。
-锰（Mn）含量：通常作为杂质来计算，高品位磁铁矿低于0.10％，低品位磁铁矿较高。
2.物理性质：-粒度：粉矿通常细粉状，粒径在0.15毫米以下。
利用低品位铁矿资源的技术研究随着我国经济的不断发展，对于铁矿石产品的需求也在逐年增加。
不过，我国的铁矿石资源整体处于中低品位状态，仅有少量高品位铁矿石资源，这对于我国钢铁生产企业来说造成了一定的压力。
因此，如何利用低品位铁矿石资源已成为我国矿业工作者需要重点研究的问题。
本文将探讨目前利用低品位铁矿石资源所应用的技术和存在的问题。
一、利用低品位铁矿资源的技术1. 磁选磁选指的是将磁性物质和非磁性物质通过磁场的作用区分开来的技术。
在低品位铁矿的处理过程中，磁选工艺得到了广泛的应用，由于铁矿石中含有一定量的磁性物质（如磁铁矿、赤铁矿等），通过针对这些磁性物质的磁选工艺，能够有效地提高铁矿石的品位和铁的回收率。
2. 浮选浮选是一种广泛应用于湿法矿石选矿的物化技术，其原理是利用不同物质在水中的亲水性和疏水性区分开来的方法。
浮选的基本流程是把矿物颗粒浸泡在药剂水溶液中，通过搅拌和掺气将颗粒吸附在气泡上，然后将气泡浮出矿浆，并与冷沉淀相分离。
浮选技术应用时可不断地往矿浆中掺入药剂，从而达到良好的分离效果。
3. 贫矿焙烧贫矿焙烧是一种普遍应用在低品位铁矿石选矿中的技术，其原理是通过加热铁矿精矿，使铁、硫化物、水等挥发掉，达到提高铁精矿品位的目的。
针对一些低品位铁矿，通过焙烧工艺，可以将其转化成更高品位的铁精矿，在提高铁矿石品位的过程中起到了至关重要的作用。
二、存在的问题1. 能耗高低品位铁矿石一般含有较高的杂质，在进行选矿过程中需要不断地进行加热、磁选、浮选等过程，而这些过程的能耗非常高，同时也会显著增加生产成本。
因此，如何降低低品位铁矿石选矿的能耗，是当前矿业工作者需要重点研究的问题。
2. 尾矿处置难题在低品位铁矿的选矿过程中，由于针对矿石进行不断的处理、磨碎等过程，会产生大量的废弃尾矿。
这些尾矿中含有大量的杂质和有害成分，如何处理这些尾矿成为当前低品位铁矿石资源开发的难题之一。
三、结语利用低品位铁矿资源是我国矿业工作者需要重点关注的问题，通过不断地磁选、浮选、焙烧等工艺的不断梳理和完善，可以提高铁矿石的品位，降低生产成本，使得我国钢铁生产能够稳步发展。
科学评价低品位铁矿石
近年来，中国钢铁工业处于高速发展阶段，钢产量的年增幅在20％以上。
2009年全国产铁5.437亿t，占世界铁产量的60％以上。
2009年我国进口铁矿石6.27亿t，铁矿石对外依存度已超过60％。
国外铁矿石价格在上涨，但质量在不断劣化，对中国钢铁工业产生了较大的负面影响。
为降低生产成本，一些钢铁企业采购劣质矿石，以降低企业生产成本。
个别钢铁企业甚至购买含铁品位低于52％的铁矿石，给中国钢铁工业的发展，带来了较大的不利影响。
对此，我们要用科学发展观来进行分析，用冶金学基本原理和高炉生产实践来验证，我们购买铁矿石的科学合理思路。
这里存在技术性和经济性两个方面的问题，同时也有环境保护方面的问题。
1、炼铁学的基本原理
国内外炼铁界均公认，高炉炼铁是以精料为基础。
炼铁精料技术的内容包括：高、熟、稳、均、少、好等内容。
高是指高炉入炉矿含铁品位要高，炉料转鼓强度要高，要使用高碱度烧结矿（碱度在1.8倍～2.0倍）。
精料技术的核心是要提高炼铁入炉矿含铁品位。
高炉炼铁用铁矿石的含铁品位效应是：入炉矿含铁品位降低1％，高炉燃料比会升高1.5％，产量下降2.5％，吨铁渣量增加30kg/t，高炉要少喷吹煤粉15kg/t。
近年来，国内外铁矿石含铁品位均呈下降的趋势。
主要是供需矛盾突出，矿石价格不断攀升的结果。
一些国外铁矿石供应商也不再提供高品位铁矿，实行混合矿石再销售。
甚至出现把过去剥岩的低品位铁矿卖给中国的现象，这些属于垃圾矿。
北京科学大学孔令坛教授曾说过：低于50％品位的铁矿石无冶炼价值，白给也不能要。
因为高炉是炼铁，不是炼炉渣！
2、铁矿石下降对高炉的影响
表1是以入炉矿含铁品位在58％为基准，通过计算得出因品位下降造成燃料比、焦比、煤比的变化量。
冶炼1t铁，如果我们使用含铁品位在50％的炉料（因精矿粉在造块过程中会使品位下降约5％，实际使用的精矿粉含铁品位在55％左右），会使燃料比升高60kg/t，其中焦比升高49.20kg/t，煤比升高16.80kg/t，多消耗铁矿石275.85kg/t。
表1 入炉矿品位下降对高炉的影响
3、铁矿石品位下降后，对高炉生产成本的影响
当前，国内焦炭价格约1800元/t，煤粉约1600元/t，河北迁安地区66％品位的铁矿价格在1300元/t，印度63.5％品位铁矿石价格140美元（合人民币945元/t）。
表2为铁矿石品位波动对燃料费用的影响（以58％品位铁矿石为基准）。
从表2可看出，如果高炉入炉矿品位从58％降到50％，就会使炼铁燃料比升高49.20kg/t，相应燃料的费用也要升高105.36元/t铁，污染物排放会增加10％左右。
使用低品位矿后，高炉冶炼1t生铁要多消耗铁矿石，多使用石灰石。
增加渣量，进而增加运输费用等。
入炉矿品位下降8％，会使高炉产量下降20％，会给钢铁企业生产带来较大的影响，影响企业的整体经济利益。
4、铁品位下降对环境保护的负面影响不能忽视
从表1、表2可以看出，高炉入炉矿含铁品位的下降，会使炼铁燃料比升高，导致燃料费用的增加。
钢铁企业长流程生产每吨钢要排放 2.0t CO2，其中高炉炼铁排放的CO2要占总量的73.60％。
在钢铁工业中，高炉是排放CO2的大户。
钢铁企业生产过程污染物排放主要是因燃煤所引起的。
大气中CO2、SO2、NOx等污染物质的产生量，约有80％左右是因燃煤引起的。
所以说，要消减污染物的产生，主要是要消减燃煤量。
高炉炼铁使用低品位铁矿石，肯定是要增加燃料消耗，也会增加生产过程的污染物排放。
这与国家提出的节能减排方针相违背。
钢铁企业为降低生产成本，使用低品位铁矿石要有个度。
不能一味强调企业降低成本（实际上在一个范围内，对企业是不起降低生产成本的作用），而增加污染物排放。
5、结论
使用低品位铁矿石炼铁要有个度，要用技术经济、系统工程的方法进行科学分析。
不鼓励企业采购低于60％品位的铁矿石。
一方面要认真贯彻国家节能减排的基本国策，另一方面要努力减少我国进口铁矿石的总量，以抑制矿价的不断攀升。
要承认高炉炼铁是以精料为基础的基本原理，要认真贯彻精料方针。
当前，我国高炉生产的主要矛盾是炉料成分的不稳定。
