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黄铁矿为什么一般不能用来炼铁?

(2012-10-06 15:49:07)
标签:

杂谈

分类: 化学

 

题目:现有磁铁矿(主要成分:Fe3O4),黄铁矿(主要成分:FeS2),赤铁矿(主要成分:Fe2O3),④菱铁矿(主要成分为FeCO3),请你从多角度分析三种矿石中哪种不适合用来炼铁。

一般资料给出的答案是:黄铁矿中铁的含量最低,同时会生成SO2等有害气体污染环境。

这是一种典型的纸上谈兵解答,其实并不符合冶金工业的实际情况。

首先要知道黄铁矿主要是用来制硫酸的原材料,SO2虽是污染物,但更是工业制硫酸的中间物,只要制硫酸就不能回避SO2的合理存在。

再从含铁量分析,尽管磁铁矿和赤铁矿的含铁量从分子式上计算可高达到70%以上,而菱铁矿、黄铁矿的含铁量分别只占48.3%46.7%,但实际上菱铁矿也可作为优质的炼铁原料,焙烧后因烧损较大而可大幅度提高铁精矿品位。

黄铁矿也可以通过煅烧后大幅度地提高含铁量,难道不能通过焙烧而提高铁矿的品位吗?

不能!

尽管在工业制硫酸里,接触室有反应:

4FeS2+11O2== ==2Fe2O3+8SO2

从而将铁、硫元素分离开,但在渣堆中仍会残余一定含量的硫分,不能用来炼铁,因为硫在钢铁中是一个非常有害的元素

硫能溶于液态生铁形成无限溶液,它能以硫化物(如FeS)等形态富集在晶粒间界上,形成FeFeS的低熔点共晶体。在加热到一定温度时,铁中便会出现液相。从而导致铁和钢的热脆,在轧钢和锻造时,钢材易出现裂纹。硫在钢中还能与氧形成硫氧化物,使热脆在更低的含硫量和温度下发生。铁和钢中还能形成各种硫化物夹杂,它们与其他非金属夹杂物一起对钢材的力学性能产生有害影响。铸造生铁含硫高时,铁水黏度增大,降低铁水填充性,使铸件中产生气泡。

为了减少其危害,必须尽量降低硫在钢铁中的含量,从理论上说,脱硫应在高炉炼铁时完成。中国国家标准规定生铁中允许含硫量最高不得超过0.07%,企业则常以其生铁含硫0.03%作为质量考核指标。因此高炉脱硫是生产合格生铁的首要问题。

中国的铁矿石质量差有两方面因素,一是含铁量低,另一大原因就是含硫量高。而我国进口铁矿石平均含硫量不高于0.04%

尽管国内铁矿山在降低包括硫等有害杂质含量方面不断取得成果,但在经过脱硫工艺后,总体上平均含硫量仍在0.16%0.18%

当然国内的铁矿石是不包括黄铁矿的,就是用来煅烧的煤也拒绝含硫量高的煤。如果选用黄铁矿制硫酸后的矿渣作为二次资源,脱硫成本过大,从经济角度来看是得不偿失的,使得黄铁矿的铁资源利用成果难以转化为生产力。

我国黄麦岭铁矿厂曾是国内唯一的一家采用硫酸渣冶炼生铁,但运行了几个月后,也因为技术与成本因素而放弃了。

不过,科学是发展的,也许有一天人们在冶金工业中,轻巧地从黄铁矿中先提取硫后,再大量而又经济地锻造高质量的铁。

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