一、铁矿石品种
PB 粉产于澳大利亚,又称皮尔巴拉混合矿,其品位约为 61.5%,部分为褐铁矿,烧结性能较好;PB 块产于澳大利亚,又称皮尔巴拉混合矿,其品位约为 62.5%,属褐铁矿,还原性好,热强度一般。PB 粉和块能够由汤姆普赖斯矿的粉矿混匀而成,也能够由帕拉布杜矿的粉矿混匀而成,还能够由马兰杜矿的粉矿混匀而成,同样能够由布鲁克曼矿的粉矿混匀而成,并且能够由那牟迪矿的粉矿混匀而成,以及能够由西安吉拉斯矿的粉矿混匀而成。
杨迪粉产自澳大利亚,其品位约为 58%,铝含量较低,属于褐铁矿,结晶水较高,在混合制料时所需水分要求较高。由于它结构疏松,所以烧结同化性和反应性较好,因此能够部分替代纽曼山粉矿或巴西粉矿。这两种矿粉含有相对低的 Al2O3,它们比哈默斯利矿粉粗,它们有合理的冶炼性能,不过烧结性能不佳。
MAC 粉的正常品位大概在 61.5%上下。当下供给中国市场的,大多是品位在 58%左右的,其中有部分属于褐铁矿,这类褐铁矿的烧结性能较为良好,含有约 5%的结晶水。在炼铁过程中,烧损比较高,随着其配比的增加,烧结矿的烧成率会逐渐下降。钢厂研究表明,当 MAC 粉配比处于 15%到 20%这个范围时,烧结矿中小于 5mm 级的水平相对较低。并且,在各种配比中,配比为 20%时的烧结成品率是最高的。
纽曼粉、块矿(Fines/Lumps):产自澳大利亚东皮尔巴拉的纽曼镇的纽曼山矿,其矿石为赤铁矿,具有较好的烧结性能。其中,粉的品位约为 62.5%,块的品位约为 65%,由澳大利亚西澳州进行生产。
罗布河粉、块产于澳大利亚;其品位约在 57.5%;含有 3%-5%的复合水;复合水会致使高燃料率及低生产率;它属于褐铁矿;其烧结性能不佳;但它的烧结矿冶炼性能很好。
火箭粉,也被称作 FMG(福蒂斯丘金属集团(metal Group (FMG)))粉,是由澳大利亚第三大铁矿石生产商 FMG 公司生产的。据说它是用作火箭发动机燃料的一种成分,所以被称为火箭粉。它的品位约为 58.5%,硅约为 4,铝约为 1.5,属于褐铁矿,烧结性能较好,储量大且单烧品位高,结晶水约为 8%。FMG 粉矿的造球性能不如扬迪粉。
火箭特粉:FMG 公司生产的,品位约为 57.5%,硅约 5 个,铝约 2 个,其他冶炼性能与火箭粉相同。超特粉的品位比火箭特粉低 1 个品位,约为 56.5%,硅约 6 个,铝约 3 个,结晶水约 8.5%,其他冶炼性能类似。
阿特拉斯粉块是由澳大利亚第四大铁矿石生产商生产的,产自澳大利亚皮尔巴拉矿山。其铁矿石品位为 57.5%,属于褐铁矿,结晶水约 9%,硅含量较高,约 8%。它的物理化学性能以及冶炼性能与火箭粉的超特粉相近。

KMG 粉由澳大利亚私人矿业公司 KMG 生产钢材中的有害元素,其所在矿位于澳大利亚珀斯,是距离中国最近的西澳矿山,并且紧邻西澳最北的港口。该矿山预计在两年内产出 6700 万吨矿,以 58 - 59%的低品位粗粉赤铁矿为主,其中硅含量为 8%,铝含量为 3%,磷含量为 0.08%,硫含量为 0.03%。其性能与火箭特粉类似,但硅含量比火箭特粉高很多。
CSN 粉、块是生产的铁矿石,其铁含量在 65%以上,硅含量在 1%至 2%之间。
SSFT 粉是专门为中国市场配制的烧结粉。它的铁含量大约在 65%左右,硅含量大约在 4.4%左右。
卡拉加斯粉简称卡粉,其英文简称是 SFCJ 粉,全称为 FEED ,铁含量在 65%以上,具体为 65%-67%,硅含量在 1%-2%。这种产于巴西卡拉加斯矿的铁矿石,铝含量约为 1%,磷含量在 0.033%至 0.045%之间,烧损约 1.6%,水分在 8%至 9%。由于该地方的粉矿质量优异,不像南部矿源那样参差不齐,所以在国际市场上很受欢迎,价格也比南部矿源高。
巴西南部粉的矿源位于巴西南部的“铁四角”,它也被称作巴西南部粉。南部矿区的主要矿山有 Mihas 等,这些矿山均处于巴西铁四角地区。南部矿区主要采用露天开采的方式。这一带主要是铁英岩,其中赤铁矿的含量较高,含铁量约为 66%。主要包含以下几种粉:SSFG 粉,它是巴西南部标准烧结粉,铁品位为 65%,硅的含量在 3.2 - 3.8%之间,铝的含量在 1.2 - 1.8%之间,磷的含量在 0.049 - 0.065%之间,锰的含量在 0.25 - 0.40%之间,水的含量在 6.5 - 8.5%之间,烧损约为 1.7%;还有 SFOT 粉等。
巴粗指巴西粗颗粒粉矿,它是巴西粗粉的统称,包含卡粉、SSFT 粉、CSN 粉、南部粉等。这些矿粉的品位在 65%至 58%之间有所不同,其中东南部铁四角生产的矿粉,其冶炼性能是最好的。
印粉指的是印度的细颗粒粉矿,然而它不符合印粗的颗粒度标准。其品位处在 40%至 63.5%之间,属于赤铁矿。高品位的印粉冶炼性能优良,而低品位的印粉硅铝成分较高,不过都具有较高的冶炼价值。
二、铁矿石粒度分类
矿石的粒度大小以及气孔度大小,对高炉冶炼进程影响颇大。若粒度过小,会影响高炉内料柱的透气性,致使煤气上升的阻力增大。而粒度过大的话,又会对炉料的加热以及矿石的还原产生影响。因为粒度大,会减少煤气与矿石的接触面积,导致矿石中心部分难以还原,进而使还原速度降低,焦比升高。
粗粉基本在 0 到 10 毫米这个范围。10 毫米以上的部分一般不超过 10%。0.15 毫米以下的最大含量不超过 35%。

精粉基本是国内生产的,其粒度在 200 目以下。在国内,一般使用的外矿是粗粉,不过现在也会使用进口精粉,像俄罗斯精粉、乌克兰精粉以及巴西 SSFT 粉等。并且要求 0.074mm 以下的精粉不少于 70%。
块矿分为两种。一种是标准块,其粒度为 6 到 40 毫米。另一种是混合块,通常需要经过筛选破碎后才能使用。
原矿是从矿山开采出来的,还未经过选矿或其他技术加工的矿石。并且原矿的粒度最好不要超过 300 毫米。有少数原矿可以直接被应用,然而大多数原矿需要经过选矿或其他技术加工之后才能被利用。在选矿过程中,经过碎磨从而进入分选作业的矿石被称作入选原矿。
粉矿指的是粉末矿,英文名为 fine ore、mine、ore fines 等。它的品位比块矿低,需要经过破碎、磨矿、选别等工序,将块子转变为粉子,以满足品位的要求,通常要求品位在 60 - 67%,而攀钢的品位只需 57%即可。
三、铁矿石冶炼种类
1、酸性烧结矿(acid ):
碱度为(CaO/SiO2)且小于 0.5 的烧结矿,是由铁精矿或富矿粉在不加或少加熔剂的情况下烧结而成的。其含铁矿物有磁铁矿和赤铁矿,主要的黏结相矿物是铁橄榄石(2FeO SiO2)以及钙铁橄榄石。红热状态的酸性烧结矿在冷却过程中不会发生自然粉化现象。它的机械强度比较高,不过 FeO 的含量较高,还原性方面表现不佳,软熔温度也比较低。如果单独使用这种矿投入炉中进行冶炼,就需要加入大量的石灰石。并且由于其还原性差,会使得高炉的产量降低,焦比升高。在现代高炉中,除了某些特殊情况之外,已经不再使用这种烧结矿了。
2、铁精矿 (iron ore ):
贫铁矿经过细磨和精选后能获得铁品位较高的铁矿粉。铁精矿是用于生产人造富矿的钢铁冶金原料。铁精矿依据含铁矿物的不同钢材中的有害元素,有磁铁精矿、赤铁精矿和褐铁精矿这些种类;按照选矿方法的不同,又能分为弱磁精矿、强磁精矿、浮选精矿以及重选精矿等。磁铁精矿通常是通过磁选法处理磁铁矿石而得到的;赤铁精矿是用重选法、浮选法、强磁选法、磁化焙烧--磁选法,或者采用联合流程来处理赤铁矿石从而获得的;褐铁精矿是用重选法、强磁选法或者磁化焙烧--磁选法等方式处理褐铁矿石而得到的。
对铁精矿一般有4点要求:

磁铁精矿的含铁量需在 65%之上,赤铁精矿的含铁量要在 60%之上,褐铁精矿的含铁量应在 50%之上。并且含铁量的波动要小于±0.5%。
水分需保持较低水平。水分对于贮存运输、矿石混匀以及造球等方面都有着显著的影响。通常情况下,磁铁精矿的水分应当低于 10%,而赤铁精矿以及褐铁精矿的水分则应低于 12%。
用于生产球团矿的铁精矿,其粒度需合适。这种铁精矿要求小于 0.074mm 的粒级要占 70%以上,并且比表面积以 1200~/g 为较好的状态。
杂质中如硫、磷、铅、砷、锌、铜等有害元素,其含量越低越好。一般来说,要求硫的含量在 0.10%至 0.19%之间,磷的含量在 0.05%至 0.09%之间,铅的含量不超过 0.1%,砷的含量在 0.04%至 0.07%之间,锌的含量在 0.1%至 0.2%之间,铜的含量在 0.1%至 0.2%之间。
铁精粉(包含铁矿)的酸碱性指的是矿中脉石成分的酸碱度,具体而言是氧化钙与二氧化硅的比值。当 CaO/SiO2 大于 1 时,该矿为碱性矿;当 CaO/SiO2 小于 1 时,该矿为酸性矿。倘若矿中氧化镁、氧化铝含量较高,就会将(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)大于 1 视为碱性矿,反之则为酸性矿。
铁精粉的酸碱度和高炉的炼铁指标存在关联。倘若高炉进行碱性渣熔炼(其目的是更好地脱硫),那么就期望使用碱性矿;倘若高炉进行酸性渣熔炼(目的是提高高炉利用系数以及降低焦耗),则期望使用酸性矿。当下国内的高炉通常会使用碱性矿,也就是希望铁矿的碱度(CaO/SiO2 的数值)能高一些。
铁精粉的酸碱度用下式计算:
(CaO 与 MgO 的和)大于(SiO2 与 Al2O3 的和)乘以 1.2;属于碱性矿石;
(CaO 与 MgO 的和)除以(SiO2 与 Al2O3 的和)的值在 0.8 到 1.2 之间;矿石具有自溶性;
(CaO 与 MgO 的和)除以(SiO2 与 Al2O3 的和)的值在 0.5 到 0.8 之间;矿石处于半自溶状态;
(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)
也可以简化成CaO/SiO2比进行评价。
国内的铁矿大多具有低 CaO 且低 MgO 的特点,同时又具有高 SiO2 且高 Al2O3 的特性,属于酸性矿石。
四、有害元素的影响
有害元素一般指硫(S)、磷(P)、钾(K)、钠(Na)、铅(Pb)、锌(Zn)、砷(As)、铜(Cu)。一般来说,高炉冶炼对铁矿石有以下要求:
Pb 的含量小于 0.1%,Zn 的含量小于 0.1%,As 的含量小于 0.07%,Cu 的含量小于 0.2%,K2O 与 Na2O 的含量之和小于等于 0.25%。
硫对钢材而言是最为有害的成分。它会使钢材出现“热脆性”。倘若铁矿石中的硫含量较高,那么高炉脱硫的成本就会增大。因此,入炉的铁矿石含硫量越少越好。
磷对钢材而言是常见有害元素之一,它会使钢材出现“冷脆性”。在高炉冶炼时,铁矿石中的磷会 100%进入生铁,而烧结过程无法脱磷,控制生铁含磷量主要依靠控制铁矿石含磷量。脱磷工作只能通过炼钢来进行,这增加了炼钢的脱磷成本。所以,铁矿石含磷越低越好。
碱金属主要包含钾和钠。钾和钠对高炉的影响并非呈正比例关系,高炉自身具备一定的排碱能力,在碱金属处于控制范围内时,对高炉的影响不大。然而,若入炉铁矿石中的碱金属含量过多,超出了高炉的排碱能力,便会引发碱金属的富集现象,使得高炉中上部炉料的碱金属含量远远超过入炉料的原始水平。铁矿石含有较多碱金属,这极易导致软化温度降低,使得软熔带上移,不利于间接还原的发展,进而造成焦比升高。球团含有碱金属,会引发球团异常膨胀,导致严重粉化,使料柱透气性恶化。碱金属对焦炭性能的破坏极为严重。此外,在高炉中上部,碱金属化合物会黏附在炉墙上,促使炉墙结厚、结瘤,同时破坏砖衬。所以,铁矿石含碱金属的量越低越好。
铅(Pb):在高炉里,铅几乎能全部被还原。因为它的密度高达 11.34t∕m³,所以会沉在死铁层之下。这样容易破坏炉底砖缝,有可能会导致炉底烧穿。

锌容易气化。锌蒸汽容易进入砖缝。锌蒸汽氧化成为 ZnO 后会膨胀。膨胀会破坏炉身上部耐火砖衬。
砷对钢材而言是有害元素之一。它会使钢材出现冷脆性,从而导致钢材的焊接性能变差。铁矿石中的砷在基本还原后会进入生铁,进而影响生铁的质量。另外,砷在烧结过程中会挥发,对环境产生较大的影响。
铜会导致钢材出现“热脆”现象,使得钢材难以进行轧制和焊接。然而,少量的铜能够提升钢的耐蚀性。在高炉冶炼的过程中,铜会全部被还原并进入生铁当中。
钛具有能改善钢的耐磨性和耐腐蚀性的作用。然而,在高炉冶炼过程中,它会使炉渣的性质变差,大约有 90%的钛会进入炉渣。当钛含量较低时,对炉渣及冶炼过程的影响不大;而当钛含量较高时,会使炉渣变稠,流动性变差,对冶炼过程产生很大影响,并且容易形成炉瘤。钛还具有护炉的作用,因此不少高炉会专门购买钛矿加入高炉来进行护炉。
五、全球铁矿石四大指数简介
在国际市场上有影响力的铁矿石现货指数主要有以下四个。其一,普氏能源资讯()的普氏指数。其二,环球钢讯(SBB)的 TSI 指数。其三,金属导报(MB)的 MBIO 指数。其四,中国铁矿石价格指数。因为这四个指数的编制方法存在差异,所以它们的报价也各不相同,甚至趋势方向也不一样。
普氏指数以矿山、贸易商、钢厂、货运商、金融机构等为询价对象。每天,普氏的编辑人员会与他们取得联系。询问当天的交易情况。询问他们对价格的看法。最终,从这些信息中选出被认为在当天最具竞争力的价格,将其作为“评估价格”。
TSI 指数较为注重每天的实际成交价格。钢厂、矿山以及贸易商都是其询价的对象,且在询价对象中所占比例大致为三三制。他们每天会把实际成交价格进行上传。TSI 的分析师会对这些价格进行整理计算,并给予钢厂、矿山和贸易商相同的权重,最终将其归纳为两种品位(62%和 58%)的进口铁矿石到天津港的到岸价。
MBIO 指数是以中国青岛港(CFR)62%品位的铁矿石作为基准的。它会把所有 56%~68%品位的铁矿石都折合为 62%品位。


