如何从铁矿石中提取铁

铁矿石存在于各种地质环境中的火成岩、变质岩或沉积岩中。大多数是沉积物，但许多已被风化改变，因此难以确定其确切来源。分布最广的含铁矿物是氧化物，以及铁矿石主要由赤铁矿，呈红色；磁铁矿，黑色；褐铁矿或沼铁矿，呈褐色；菱铁矿，呈淡褐色。赤铁矿和磁铁矿是迄今为止最常见的矿石类型。

纯磁铁矿含有 72.4% 的铁、69.9% 的赤铁矿、59.8% 的褐铁矿和 48.2% 的菱铁矿，但由于这些矿物不会单独出现，因此真正矿石的金属含量较低。铁含量低于 30% 的矿床在商业上没有吸引力，虽然有些矿石的铁含量高达 66%，但也有很多在 50-60% 的范围内。矿石的质量还受其其他成分的影响，这些成分统称为脉石。二氧化硅和含磷化合物尤其重要，因为它们会影响组成 金属，并在炼钢中造成额外的问题。

开采的铁矿石包含不同大小的块，最大的直径超过 1 米，最小的约 1 毫米。在鼓风炉需要7和25毫米之间结块，所以矿石必须被粉碎以降低最大粒径。粉碎的矿石通过筛子被分成不同的部分，尺寸过小的材料会通过筛子落下。通过这种方式，块状或碎石矿石（尺寸为 7 至 25 毫米）与细粒（小于 7 毫米）分离。如果块矿质量合适，则无需进一步加工即可将其装入高炉。

铁矿石烧结包括加热一层细粉，直到发生部分熔化并且单个矿石颗粒融合在一起。为此，一个采用移动式篦机，燃烧细焦炭在矿石中产生必要的热量。在输送到烧结机之前，将矿石混合物润湿，使细颗粒粘在较大的颗粒上，然后加入适量的焦炭。最初，当混合物在点火罩中的燃烧器下方通过时，床的上表面上的焦炭被点燃，但此后，它的燃烧由抽风机通过材料床吸入的空气维持，因此当烧结物到达机器的末端它已经完全融合了。烧结混合物所在的炉排由一系列铸铁条组成，它们之间有狭窄的空间，以允许空气通过。冷却后，烧结矿被打碎并过筛以产生高炉进料和回收利用的筛下部分。现代烧结厂能够生产多达 25, 每天000吨。烧结机通常以炉膛面积来衡量；最大的机器宽 5 米，长 120 米，有效炉膛面积为 600 平方米。

最早的一种烧制设备是竖炉。紧随其后的是篦窑和移动炉排加起来占世界球团产量的 90% 以上。在竖炉中，炉料在重力作用下向下移动，并被热燃烧气体的逆流加热，但炉排窑系统将水平移动炉排与回转窑和冷却器相结合，使干燥、烧成和冷却分别进行。在移动炉篦工艺中，球团在一端装入并干燥、预热、烧制和冷却，因为它们在从另一端离开之前通过设备的连续部分。移动炉排和炉排窑的产能相似，一台设备每年可生产多达 500 万吨的球团矿。