1. 什么是铁矿石?有哪些矿物类型?理论含铁量是多少? 简单的讲,铁矿石就是具有经济价值的含铁矿物,工业上有价值的主要矿物有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。每个矿物的分子式、理论含…

1. 什么是铁矿石?有哪些矿物类型?理论含铁量是多少?


简单的讲,铁矿石就是具有经济价值的含铁矿物,工业上有价值的主要矿物有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。每个矿物的分子式、理论含铁量、密度、颜色和强度及还原性总结如下,其中需要注意的是褐铁矿,为一系列含结晶水的赤铁矿,多达6种。含铁最高的矿物就是磁铁矿,为72.4%Fe,所以所有铁矿石产品的含铁都低于这个数,一般含铁介于58%-65%之间,其余为杂质。


典型的铁矿石矿物含铁量和特征


2. 铁矿石的商品总是与矿石的粒度相关,如何划分呢?


在炼钢过程中,铁矿石的粒度和气孔度的大小,对高炉冶炼的进程影响很大。


粒度太小时影响高炉内料柱的透气性,使煤气上升阻力增大。


粒度过大又将影响炉料的加热和矿石的还原过程,因为粒度大,减少了煤气和矿石的接触面积,使矿石中心部分不易还原,从而使还原速度降低,焦比升高。


所以铁矿石的商品首先看含铁量,然后看的就是粒度。工业上,我们按照以下的级别对铁矿石进行分类:


1)粗粉:粒度分布基本是在0-10毫米,其中10毫米以上一般不超过10%,0.15毫米以下最大不超过35%。


2)精粉:基本是国内产,在200目(0.074mm)以下。国内一般用外矿都是粗粉,现在也用进口精粉的,如俄罗斯精粉、乌克兰精粉和巴西SSFT粉等。精粉要求0.074mm以下的不少于70%。


3) 块矿:有两种,一种是标准块,粒度6-40毫米。另外一种是混合块,混合块一般需要筛选破碎后才可以使用。


4) 原矿:原矿从矿山开采出来未经选矿或其他技术加工的矿石,但原矿粒度最好不超过300毫米。少数原矿可直接应用,大多数原矿需经选矿或其他技术加工后才能利用。在选矿中,经过碎磨进入分选作业的矿石称作入选原矿。


5) 粉矿:粉末矿,英文名称:fine ore; mine smalls;ore fines;smalls;其品位低于块矿,可能需要通过破碎、磨矿、选别,把块矿变成粉矿,以达到品位的要求,一般要求60-67%,也有品位57%的铁矿商品。


3. 中国市场上主流铁矿产品的典型化学分析数据参数及价格关系


在我们知道铁矿石含铁和粒度外,仍然对矿石中的含硅、铝、磷的含量有严格的要求,同时由于大部分褐铁矿铁矿中含有不同程度的结晶水,矿石的烧失量(LOI)也是产品的一个关键数据。下表包含了目前市场是主流铁矿的一些分析值,作为参考。


中国铁矿石市场上进口铁矿典型化学分析值


铁矿石市场上各种产品的含铁量与SiO2+Al2O3的关系图


有关铁矿产品的相对价格,可以从下表中看出。PB粉是标准,其它都是按照升贴水单价来看,比如,超特粉的是减90人民币每吨。另外有关各个品种中的奖罚制度表也包含在下一个表中了。


大商所可交割品牌及品牌升贴水


有关铁矿杂质的奖罚制度表

4. 中国市场上的主流矿分类和来源矿山:


我们可以根据本系列文章前面介绍过的年产量最大的四大矿山出产的铁矿石进行一个分类,分布对应于他们的来源矿山如下。


A. 力拓(Rio Tinto)


力拓主要矿石分布图


力拓主要矿石产品与其来源矿山和港口的关系图


(1)PB粉、块 (Pilbara Fines;Pilbara Lumps),也称为皮尔巴拉混合矿


PB粉和块是全世界最主流的矿种,基本所有大型钢厂都在使用,且PB粉也是普氏指数的模板矿,一般价格比指数贵1美金左右。


力拓的皮尔巴拉混合矿(Pilbara Blend)产品是世界上最受认可的铁矿石品牌,并以其高品质和一致性而闻名。力拓的Pilbara Blend产品约占力拓铁矿石产品组合的70%。它也是当今市场上最大和最具流动性的铁矿,被称为“铁矿石中的美元”。力拓的高品位矿石还有助于减少温室气体和其他空气排放,加上其流动性和稳定的质量,使该产品成为中国钢铁行业的首选铁矿石。


PB粉品位在61.5%左右,部分褐铁矿,烧结性能较好;块的品位在62.5%左右,属褐铁矿,还原性好,热强度一般。


PB粉(PBF)和块(PBL)可由汤姆普赖斯矿、帕拉布杜矿、马兰杜矿、布鲁克曼矿、那牟迪矿和西安吉拉斯矿等12个矿山的粉矿混匀成,对应的港口和矿山来源见上图。


(2)罗布河粉、块(Robe River Valley Fines/Robe River Valley Lumps)


罗布河粉和块产于澳大利亚的力拓的Mesa J和Mesa A矿山;品位在56.9%左右,属于褐铁矿,铁品位低、SiO2与Al2O3含量高、烧损高,但是价格相对便宜。罗布河矿粉含3%-5%的复合水,这会导致高燃料率及低生产率;烧结性能不好,但其烧结矿的冶炼性能很好。对应港口和矿山见上图。


(3)大杨迪粉(Yandicoogina Fines)


力拓杨迪粉(大杨迪),品位为57.3%铁和低杂质,可生产高铁烧结矿。东亚和华南地区的客户将其用作烧结矿混合料的基本原料。目前,必和必拓的杨迪粉(小杨迪)市场流通性比较大,一般我们常见的是必和必拓的小杨迪。


B. 必和必拓


BHP主要矿山分布图


(1)纽曼粉、块矿(Newman Fines/Newman Lumps)


纽曼粉、块矿产于澳大利亚的东皮尔巴拉的纽曼山矿,属赤铁矿,烧结性能较好,粉的品位在62.7%左右,块的品位在65%左右。


纽曼粉烧结性能较好,可以提高烧结矿强度、降低燃耗都比较有利,纽曼粉化学成分也相对稳定,其二氧化硅较低,微量元素较少,但三氧化二铝和磷较高,一般需要搭配低铝的品种,如PB粉、麦克粉、巴粗等,生产铸管的钢厂不宜使用纽曼粉。


(2)麦克粉(Mac Fines)


麦克粉的品位在61.3%左右,目前供给中国市场多为58%左右的品位,部分属褐铁矿,烧结性能较好,含有5%左右的结晶水,炼铁时烧损较高,随其配比加大,烧结矿的烧成率逐步下降。经钢厂研究,麦克粉配比在15%-20%时烧结矿小于5mm级水平较低,配比为20%的烧结成品率最高。


(3)小杨迪粉


小杨迪粉品位在57.3%左右,铝含量低,其他有害元素也比较低,成分很稳定、波动小,是澳矿系列中低铝的品种,属褐铁矿,结晶水较高,混合制料所需水分要求较高,因其结构疏松,烧结同化性和反应性较好,因此可部分替代纽曼山粉矿或巴西粉矿,钢厂普遍使用配比在10-20%之间。含相对低的Al2O3,而且这两种矿粉都比哈默斯利矿粉粗,它们都有合理的冶炼性能,但烧结性能不佳。


(4)金布巴粉(Jimblebar Fines)


金布巴粉属于中品位澳大利亚褐铁矿,含铁61%,该铁矿磷含量0.02%,Al2O3也偏高,约2.6%左右。


金布巴粉与大多数褐铁矿一样,其液相生成能力较好,有利于提高烧结透气性,提高烧结产量,但大比例使用影响烧结矿强度,提高固体燃耗,钢厂普遍使用配比控制在10-20%不等,不少钢厂顾忌其磷含量比较高,配比难以提高,特别对冶炼品种钢的钢厂或铸管厂。


C. FMG铁矿产品



2013年前,FMG品种主要是火箭粉、火箭特粉、超特粉,2014后,FMG将火箭粉跟特粉混一起卖,就叫混合粉,超特还是主流,而且量特别大,低品位矿主流中的主流。FMG自己自己定义的产品只有四个级别:Super Spercial,Fortescure Blend,Kings,和WPF(WestPilbara Fines)。国内市场上比较混淆这些产品名称,我们一并包含在这里。


(1)FMG混合粉(Fortescure Blend Fines)


FMG混合粉属于中低品位澳大利亚褐铁矿,成分比较稳定,铁品位典型值58.3%,铝含量和大部分澳矿一样偏高,达到2.5%,锰稍有偏高(0.57%),但硫磷以及其他微量元素都比较低。


FMG混合粉同化温度低,液相流动性好,透气性较好,可以提高烧结矿产量;但大比例配加,影响烧结矿强度,增加燃料消耗。如搭配低铝巴西粉或者精粉,对烧结矿产质量都有好处,钢厂配比在10-30%不等,也有部分钢厂配比达到40%。


(2)超特粉(Super Special Fine)


超特粉属于品位较低,含铁为56.7%,铝、锰较高,磷相对较低的澳大利亚褐铁矿,烧损一般在8.5-9.5%,是一种高烧损的铁矿,可提高烧结透气性,但也可增加烧结固体燃耗,其他的微量元素较低。


钢厂使用配比在10-30%不等,长期使用超特粉的钢厂配比控制在20%左右。钢厂一般使用FMG混合粉、杨迪粉等中低品位的品种替代,钢厂反应,使用超特粉搭配巴西粉或者精粉,可以保证烧结矿产质量。


(3)火箭粉,又称FMG粉, 公司不再使用的名称?


由FMG公司生产;市场传说曾用作火箭发动机燃料的一种成分,故称火箭粉,其品位在58.5%左右,硅4左右,铝1.5左右,属于褐铁矿,烧结性能较好,储量大且单烧品位高,结晶水在8%左右。FMG粉矿化学成分优于扬迪粉,但烧结性能和造球性能不如扬迪粉。


(4)火箭特粉,现在应为国王粉(Kings Fine)


由FMG公司生产的品位57.5%左右的火箭粉,硅5个左右,铝2个左右,其它冶炼性能同火箭粉。超特粉的品位低于火箭特粉1个品位,在56.5%左右,硅6左右,铝3个左右,结晶水在8.5%左右,其它冶炼性能类似。


(5)西皮尔巴拉粉(WPF),公司使用的新品牌

D. 罗伊山铁矿 FOY-F



罗伊山产品指标、定价模式与力拓的PB系列产品相近,虽然粉的水分相对较大,但粉矿品位约61%,而且磷含量低至0.04%,比澳大利亚现有的主流中级粉矿更有优势。



与粉矿相比,罗伊山块矿的市场认可度更高,罗伊山块矿的粉率要比PB块低,而罗伊山粉矿比PB粉低了一个铁品位,虽然产品定位是可以替代PB粉的,但钢厂近期的更关心铁品位的高低。


E. 阿特拉斯粉块:


由Atlas Iron公司生产的位于澳大利亚皮尔巴拉矿山的铁矿石,品位在57.5%,属褐铁矿,结晶水在9%左右,硅含量高,在8%左右,物理化学性能和冶炼性能跟火箭粉的超特粉相近。


F: 巴西铁矿,主要是淡水河谷


(1)卡粉(SFCJ粉)


卡拉加斯粉的简称,英文简称SFCJ粉,全称SINTER FEED Carajas,铁含量在65%以上(65-67%),硅含量在1%-2%。铝1%左右,磷0.033-0.045%,烧损1.6%左右,水分8-9%,产于巴西卡拉加斯矿的铁矿石,因为该地方的粉矿的质量优异,不会像南部矿源那样参差,所以在国际市场上十分受欢迎,价格也高于南部矿源。


有害元素也比较低,有利于提高烧结矿品位,为配加低品质铁矿提供条件,对物流成本较高的钢厂也比较合适。二氧化硅低,可以搭配低价高硅的品种,降低配矿成本,可以减少熔剂的消耗。但硅低,单烧效果不是很好,硅低导致液相生产效果较差,参与框架形成时,影响强度,影响烧结产量。


巴西卡粉价格比较贵,钢材利润下降后,提高配比意义不大。


(2)巴西粗粉


巴西粗粉品种比较多,主要是Vale南部粉和CSN巴西粉,巴西粗粉有个共同的特点,基本都是赤铁矿,S、P、Al2O3都相对较低,特别是S含量非常低,其他有害元素也非常低,适合于搭配微量元素比较高的品种,近几年降品严重,硅铝也越来越高。


钢厂配比普遍在10-30%之间不等,巴西粗粉搭配高烧损的铁矿,有利于提高烧结矿产质量。


(3)巴西精粉


巴西精粉品位都比较高,基本在65%左右,有害元素极低,适合搭配有害元素相对比较高的低品质非主流货。


由于介于球团粉和烧结粉之间,巴西精粉晶粒呈片状,吸水性差,熔点高,同化性和液相流动性都不理想,需要增加燃料消耗,但烧结矿强度较好。


(4)CSN粉、块:


巴西CSN公司(全称为巴西国有黑色金属公司)生产的铁矿石,铁含量在65%以上,硅含量在1%-2%。


(5)SSFT粉:


巴西淡水河谷公司专门为中国市场配制的烧结粉,SSFT的铁含量在65%左右,硅含量在4.4%左右。


(6)巴西南部粉:


该矿位于巴西有南部矿源“铁四角”,又称巴西南部粉,南部矿区主要矿山有Itabira、Mariana、Mihas Centrals、ParaopeBAl、VarGEm Grande、Itabiritos,均处于巴西铁四角地区,南部矿区主要开采方式为露天开采。这一带以铁英岩为主,赤铁矿含量较高,含铁量在66%左右。主要包括SSFG粉(巴西南部标准烧结粉,铁品位65%,硅3.2-3.8%,铝1.2-1.8%,磷0.049-0.065%,锰0.25-0.40%,水6.5-8.5%,烧损1.7%左右),SFOT粉等。


(7)巴粗:


指巴西粗颗粒粉矿,是巴西粗粉的统称,包括卡粉、SSFT粉、CSN粉、南部粉等。品位从65%-58%不等,其中东南部铁四角生产的矿粉冶炼性能最好。


G.印度铁矿,印粉


印度粉品种比较多。一般来说,印度粉属于铝、锰含量较高、结晶水含量适中的赤铁矿。目前市场上比较多的印度粉成分典型值是铁57.5%、硅5.5%、铝4.5%,磷0.05%、硫0.03%、水分11%。


使用印度粉的钢厂主要目的是降低铁水成本,在钢厂利润较高的情况下,中低品位的印度粉使用量较少;相反,利润较低的时候则会增加中低品位印度粉的使用量。使用印度粉的钢厂配比在5-20%不等。

责任编辑:李烨

作者: 博易大师

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