Concepts de base du minerai de fer
Le minerai est une collection de minéraux. Dans des conditions techniques et économiques modernes, les métaux ou autres produits peuvent être transformés et extraits de minéraux à l’échelle industrielle. À l’origine appelé matière solide extraite de gisements métalliques, elle s’est maintenant étendue à des minéraux non métalliques comme le soufre, la fluorite et le barite déposés dans la roche mère après formation.
Le rapport du poids des composants utiles (éléments ou minéraux) dans le minerai et le poids du minerai est appelé la teneur en minerai. Les minerais de métaux précieux tels que l’or et le platine sont exprimés en grammes par tonne, et d’autres minerais sont généralement exprimés en pourcentage. La teneur en minerai est couramment utilisée pour mesurer la valeur du minerai, mais la composition du gangue (le minéral inutile dans le minerai ou le minéral avec peu de contenu utile qui ne peut pas être utilisé) et la quantité d’impuretés nocives affectent également la valeur du minerai.
Classification du minerai de fer
Généralement divisé en minerai maigre, minerai ordinaire et minerai riche. Parfois, il est seulement divisé en minerai maigre et minerai riche. Il n’y a pas de norme uniforme pour cette division. En général, chaque secteur industriel et chaque zone minière a sa propre gamme de calcul. Selon la nature et les caractéristiques d’utilisation des minéraux contenus, il est divisé en deux catégories : le minerai métallique et le minerai non métallique.
Les principales variétés de minerai de fer
Il existe de nombreux types de minéraux de fer. Il existe plus de 300 types de minéraux de fer et de minéraux fer à repasser, parmi lesquels il existe plus de 170 sortes. Cependant, dans les conditions techniques actuelles, les principaux ayant une valeur d’utilisation industrielle sont la magnétite, l’hématite, la maghemite, l’ilménite, la limonite et le siderite.
1. Magnétite
La magnétite (Magnétite) est un minerai d’oxyde de fer, le composant principal est Fe3O4, est un composite de Fe2O3 et FeO. FeO 31,03%, Fe2O3 68,97% ou contenant Fe 72,2%, O 27,6%, système cristallisé. Les cristaux simples sont souvent octatéraux, moins en forme de diamant dodécaèdre. À la surface du dodécaèdre rhombique, les rayures apparaissent souvent dans la direction de la longue diagonale. Les agrégats sont pour la plupart denses et granulaires. La couleur est noir de fer, la strie est noire, lustre semi-métallique, opaque. Dureté 5.5 - 6.5, gravité spécifique 4.9 - 5.2, pas de clivage, gangue est principalement quartz et silicate. Avec un magnétisme fort. Une mauvaise réductibilité, contient généralement des impuretés nocives telles que le soufre et le phosphore. Dans le traitement minéral (Beneficiation), la méthode de séparation magnétique peut être utilisée, et le traitement est très pratique; mais en raison de sa structure fine, il est mal réduit. Il devient hématite après des intempéries à long terme. Il y a souvent une quantité considérable de Ti4- dans la magnétite qui remplace Fe3 - par quasi-homomorphisme, et s’accompagne de substitutions correspondantes de Mg2 et V3 pour Fe2 et Fe3 , formant ainsi quelques sous-espèces minérales, à savoir:
(1) Magnétite de titane Fe2 ( 2 x) Fe3 ( 2-2x) TixO4 (0
(2) Vanadium magnétite FeV2O4 ou Fe2 O4, contenant V2O5 parfois jusqu’à 68,41% - 72,04%.
(3) La magnétite Vanadium-titanium est un produit de solution solide des deux minéraux ci-dessus avec une composition plus complexe.
(4) La magnétite Chrome contient Cr2O3 jusqu’à quelques pour cent. (Steel Network www.gangcai.com)
(5) La magnétite de magnésium contient mgO jusqu’à 6,01%. La magnétite est le principal minéral du minerai de fer dans les dépôts de fer magmatique, les dépôts de fer méta-hydrothermal de contact, les dépôts métamorphiques sédimentaires de fer, et une série de dépôts de fer liés au volcanisme. En outre, il est également commun dans les dépôts de sable. Il est rarement rencontré dans le minerai naturel de magnétite pure, et une partie de la magnétite est souvent convertie en hématite semi-faux et faux hématite en raison de l’oxydation de surface. La soi-disant fausse hématite est magnétite (Fe3O4) oxydé à l’hématite (Fe2O3), mais il peut encore maintenir sa forme cristalline d’origine, de sorte qu’il est appelé fausse hématite.
2. Hématite
L’hématite (hématite) est un minerai d’oxyde de fer anhydre avec une formule chimique de Fe2O3 et une teneur théorique en fer de 70%. Ce type de minerai forme souvent d’énormes dépôts dans la nature. En termes d’enfouissement et de volume minier, c’est le minerai principal pour la production industrielle. Il peut être divisé en plusieurs catégories en fonction de ses différentes conditions structurelles, telles que l’hématite rouge, l’hématite spéculaire, l’hématite micaceous, et ocher rouge. La teneur en fer de l’hématite est généralement de 50% à 60%, et il contient des impuretés moins nocives telles que le soufre et le phosphore, et la réduction est meilleure que la magnétite. Par conséquent, l’hématite est une matière première de fabrication de fer relativement bonne. L’hématite est indigène et sauvage. La magnétite régénérée d’hématite perd son magnétisme après l’oxydation, mais conserve toujours la forme cristalline de la magnétite. La fausse hématite, qui est souvent contenue dans le faux hématite Certains magnétite résiduelle. Parfois, l’hématite contient également des produits d’altilage des hématites, comme la limonite (2Fe2O3 à 3H2O). L’hématite a un lustre semi-métallique, la dureté du cristal est de 5,5 à 6, la dureté de l’hématite terrestre est très faible, aucun clivage, la densité relative est de 4,9 à 5,3, seulement faible magnétique, et le gangue est silicate.
Il existe deux types de variantes homopolymorphes de Fe2O3 dans la nature, à savoir 'Fe2O3 et 'Fe2O3. Le premier est stable dans des conditions naturelles et est appelé hématite; ce dernier est moins stable que le Fe2O3 dans des conditions naturelles et se trouve dans un état méta-stable, appelé maghemite. Hématite: Fe 69.94%, O 30.06%, contenant souvent des mélanges quasi homogènes Ti, Al, Mn, Fe2 , Ca, Mg et une petite quantité de système de cristal Ga et Co Trigonal, cristaux intacts sont rares. L’hématite cristalline est gris acier et cryptocrystalline; l’hématite terreuse est rouge. Les stries sont rouge cerise ou foie de porc frais. Métal à lustre semi-métallique. Parfois, le lustre est terne. Dureté 5 à 6. La proportion est de 5 à 5,3. Les agrégats d’hématite ont diverses formes, formant certaines sous-espèces minérales, à savoir :
(1) Minerai de fer miroir. Il s’agit d’une collection de rosette ou d’hématite de feuille avec lustre métallique.
(2) Hématite Mica. Hématite cristalline à l’échelle fine avec lustre métallique.
(3) Hématite oolitique ou rénale. Hématite avec forme ovale ou rénale.
L’hématite est l’un des minéraux de fer largement distribués dans la nature, et peut être formé dans divers processus géologiques, mais principalement le métamorphisme hydrothermal, sédimentaire et régional. Dans la zone d’oxydation, l’hématite peut être formée par déshydratation de limonite ou de wurtzite ou de goethite. Mais il peut aussi être transformé en goethite et en hématite de l’eau. Dans des conditions de réduction, l’hématite peut être transformée en magnétite, appelée fausse magnétite. Maghemite: -Fe2O3, sa composition chimique contient souvent Mg, Ti et Mn mélangés. Système cristal énométrique, cristaux pentagonal à trois tétradéraux, la plupart du temps des agrégats granulaires, des blocs denses, souvent avec l’illusion de magnétite. La couleur et la strie sont brunes, dureté 5, gravité spécifique 4.88, magnétisme fort. Maghemite est principalement formé par des changements secondaires de magnétite dans des conditions oxydantes. Le Fe2 dans la magnétite est complètement remplacé par Fe3 (3Fe2 ' '2Fe3 '), de sorte que les positions octahedral occupées par 1 / 3Fe2 - générer des postes vacants. En outre, la maghemite peut être formée par la perte d’eau de lepidolite, et également formée par l’action organique des oxydes de fer.
3. Limonite
La limonite est un minerai contenant de l’hydroxyde ferric. Il est produit en altant d’autres minerais. Il est le plus largement distribué dans la nature, mais il n’est pas rare pour les grands dépôts. C’est le nom général de deux minerais de structure différents de Goethite HFeO2 et Lepidocrocite FeO (OH). Certaines personnes écrivent également la formule chimique de son composant principal comme mFe2O3. nH2O, montrant brun jaunâtre ou brun, contient environ 62% Fe, 27% O, et 11% H2O, et a une gravité spécifique d’environ 3,6 à 4.0. La plupart d’entre eux sont attachés à d’autres minerais de fer. En fait, il ne s’agit pas d’une espèce minérale, mais d’un mélange de goethite, de lepidolite, de goethite d’eau, de lepidolite d’eau et de silice hydrous, boueuse, etc. La plupart des minéraux ferroniques de la limonite existent sous la forme de 2Fe2O3 H2o. La composition chimique change considérablement, tout comme la teneur en eau. En général, la teneur en fer de la limonite est de 37 % à 55 %, et parfois la teneur en phosphore est relativement élevée. La limonite est très hygroscopique et absorbe généralement une grande quantité d’eau. Après la torréfaction ou le chauffage dans un haut fourneau, l’eau libre et l’eau de cristallisation sont enlevées, et la porosité du minerai est augmentée, ce qui améliore considérablement la réduction du minerai. Par conséquent, la limonite est meilleure dans la réduction que l’hématite et la magnétite. Dans le même temps, en raison de l’élimination de l’eau, la teneur en fer du minerai est augmentée en conséquence.
(1) Goethite -FeO (OH), contenant 62,9% Fe. Ceux qui ont de l’eau adsorbée non quantitative sont appelés goethite d’eau HFeO2 NH2O. Le système de cristal orthorhombic a des formes aiguilles, colonnenaires, minces ou à l’échelle. Habituellement haricot-like, rein-like ou stalactite-like. Les masques coupés sont des structures fibreuses parallèles ou rayonnantes. Parfois, il est dense, le sol ou l’ooliforme. La couleur est brun rougeâtre, brun foncé au brun foncé. La limonite poudreuse et ocre-like altérée est brun jaunâtre. Les stries goethites sont brun rougeâtre, avec une dureté de 5 à 5,5 et une gravité spécifique de 4 à 4,3. Les stries limonites sont généralement brun clair ou brun jaunâtre, avec une dureté de 1 à 4 et une gravité spécifique de 3,3 à 4.
(2) Wurtenite -FeO (OH), contenant 62,9% Fe. Ceux qui ont une certaine quantité d’eau adsorbed sont appelés minerai de fer de fibre d’eau FeO (OH) NH2O. Système orthorhombic. Agrégats écailleux ou fibreux communs. La couleur est rouge foncé au rouge noir. Les stries sont rouge orangé ou rouge brique. Dureté 4 à 5, gravité spécifique 4.01 - 4.1.
4. Siderite
Siderite (Siderite) est un minerai contenant du carbonate de fer. Le composant principal est FeCO3, qui est gris bleuté, la teneur théorique en fer est de 48,2%, et la gravité spécifique est d’environ 3,8. FeCO3, FeO 62,01%, CO2 37,99%, contient souvent mg et Mn. Système de cristal trigonal. Rhombohéral commun, le plan en cristal est souvent courbé. L’agrégat est grossier à grain fin. Il y a aussi des nodules, des raisins et du sol. Jaune, jaune brun clair (brun foncé après altération), éclat de verre. La dureté est de 3,5 à 4,5, et la gravité spécifique est d’environ 3,96. Il varie selon le contenu de Mg et Mn. Dans la nature, il y a moins de siderites avec la valeur industrielle d’extraction que les trois autres minerais. Siderite est facilement décomposé et oxydé en limonite. En général, la teneur en fer n’est pas élevée, mais après avoir décomposé le CO2 par le chauffage, la teneur en fer est non seulement considérablement augmentée, mais devient également poreuse, et la réductibilité est très bonne. La majeure partie de ce minerai contient une quantité considérable de sels de calcium et de magnésium. Étant donné que le carbonate absorbera beaucoup de chaleur et émettra du dioxyde de carbone à une température élevée d’environ 800 à 960 oC, nous rôtissons surtout ce type de minerai avant de l’ajouter au haut fourneau.
5. Autres
Ilménite (Ilménite) sa formule chimique est FeTiO3, Fe 36,8%, Ti 36,6%, O 31,6%. Système de cristal trigonal. Cristaux rhombohéréaux. Il s’agit souvent de céréales irrégulières, d’écailles ou de plaques épaisses. Au-dessus de 950 oC, l’ilménite et l’hématite forment une homologie complètement homogène. Lorsque la température est abaissée, la fonte se produit, de sorte que l’ilménite contient souvent des inclusions d’hématite fine échelle-like. La couleur de l’ilménite est noir de fer ou gris acier. Les stries sont gris acier ou noir. Les inclusions contenant de l’hématite sont des stries rouges brunes ou brunâtres. Brillant métallisé semi-métallique. Pas transparent, pas de clivage. Dureté 5 à 6,5, gravité spécifique 4 à 5. Faible magnétique. Ilménite se trouve principalement dans les roches ultrabassiques, les roches de base, les roches alcalines, les roches acides et les roches métamorphiques. Dans le gisement de magnétite de vanadium-titanium de Panzhihua en Chine, l’ilménite est distribuée sous forme granulaire ou en flocons entre titanomagnetite et autres particules minérales, ou la lamellae orientée le long de la surface divisée de titanomagnetite. Minerai de silicate de fer (silicate Fer) Ce type de minerai est un sel composé. Il n’existe pas de formule chimique. La composition varie considérablement. Il montre généralement une couleur vert foncé avec une gravité spécifique d’environ 3,8. La teneur en fer est très faible. Pauvre minerai de fer. Fer sulfuré (fer sulfuré) Ce type de minerai contient du FeS2, ne contenant que 46,6% de matières fétères et S de 53,4%. Apparaît gris-jaune, avec une gravité spécifique d’environ 4,95 à 5,10. Parce que ce type de minerai contient souvent beaucoup d’autres métaux précieux tels que le cuivre, nickel, zinc, or, argent, etc., il est souvent utilisé dans d’autres industries de fusion de métaux Matières premières; parce qu’il contient une grande quantité de soufre, il est souvent utilisé pour extraire le soufre, mais le fer est devenu un sous-produit, de sorte qu’il ne peut plus être appelé minerai de fer
