铁矿石如何提炼成铁？附废料大用途

详细解答

铁矿石变成铁，乃至到铁制品，要经历一场从破碎、磨粉、选矿、造块、炼铁五个阶段：

阶段一：铁矿石破碎

矿山开采出来的铁矿石，也叫原矿，尺寸从几厘米到一米多不等，没法直接处理，再有就是含铁量不高，需要先经过进行破碎将它变小，为后续磨矿实现“单体解离”做准备。

铁矿石破碎这个过程，一般是分阶段完成的，如常见的“三段一闭”工艺，用颚式破碎机进行初破，再用圆锥破进行二次破碎，短头圆锥破进行三次破碎，经振动筛筛选出符合后续磨机进料粒度的颗粒，不符合要求的返回圆锥进行再次破碎。

阶段二：磨矿

对于铁矿石有个重要的磨矿原则就是“多碎少磨”，在破碎环节尽可能把矿石碎得更小，进而减少后续磨矿能耗(破碎能耗低于磨矿能耗)。磨矿是将铁矿石磨成细粉，让有用矿物和废石实现“单体解离”。

磨矿过程主要采用的设备是球磨机研磨矿石，研磨后的矿石会被送到螺旋分级机或水力旋流器进行“分级”。合格的细粉会被送去选别，不合格的粗颗粒则返回球磨机继续研磨，形成一个“闭路循环”。

阶段三：选矿

磨矿是为了让有用矿物和废石实现“单体解离”，选矿则是利用它们不同的物理化学性质，把铁矿物“淘”出来。比较常见的是磁选、浮选和重选三种方法：

1、磁选：主要用于磁铁矿。利用矿石磁性的差异，通过磁选机将磁性铁矿物吸出，非磁性的尾矿则被抛弃。

2、浮选：主要用于赤铁矿、褐铁矿等弱磁性矿石。利用矿物表面物理化学性质的差异，向矿浆中加入化学药剂，让目标矿物选择性地附着在气泡上并浮到表面，与沉淀的脉石分离。

3、重选：主要用于处理粗粒或含泥多的矿石。利用铁矿物与脉石的密度差异，在水流、风力等介质中使它们分离。

阶段四：造块

造块是炼铁前的重要一步，“造块”简单说，就是把选矿得到的粉末状铁精矿，重新加工成块状的人造矿石，因为选别得到的铁精矿是粉状细料，直接送入高炉会堵住，影响透气性。因此，需要通过造块，主要有两种方法：

1、烧结法：把铁矿粉、燃料和助熔剂混合，点火让物料表面部分熔化。冷却后，它们会像“压在一起的雪球”一样粘成多孔的块状，产出烧结矿。形状不规则，碱性较强。

2、球团法：把更细的精矿粉和粘合剂混合，在圆盘里滚成直径1-2.5厘米的“生球”，再高温焙烧使其硬化，产出球团矿。形状规则的圆球，酸性，强度高且粒度均匀。

阶段四：炼铁

目前95%以上的生铁都采用高炉炼铁法，将铁矿石（烧结矿/球团矿）、焦炭、石灰石从高炉顶部装入，从炉底鼓入热风，焦炭燃烧生成一氧化碳（CO），CO将铁矿石中的氧化铁还原成液态铁。石灰石与矿石中的杂质反应生成低熔点炉渣，从而与铁水分离，铁水沉在炉底，炉渣浮在铁水表面，分别从出铁口和出渣口排出。

炉缸放出铁水除去多余的碳、硅、磷等杂质，根据需要加入镍、铬等元素，制成不锈钢等特种钢。

铁矿中的什么废料

铁矿都有什么废料？在整个生产过程中，会产生不少固体废弃物，如：开采时剥离的、不含铁的废石；选矿后留下的“残渣”尾矿；炼铁时产生的熔融炉渣；炼钢时产生的副产物；除尘设备收集的灰尘。这些废料如果处理不当，会占用大量土地并污染环境，不过它们可回收利用：高炉渣和钢渣可制成水泥、筑路材料或砌块；尾矿中可回收部分铁矿物；某些尾矿可制成土壤改良剂或复合肥。