2、金屬鐵的性質:鐵是一種元素,原子序數26,單質化學式Fe。單質鐵是銀白色固體(ti) 或灰黑色粉末,有金屬光澤。莫氏硬度4,熔點1538℃、沸點2750℃,有良好的延展性、導電、導熱性能。有很強的鐵磁性,屬於(yu) 磁性材料能溶於(yu) 強酸和中強酸,不溶於(yu) 水。鐵有0價(jia) 、+2價(jia) 、+3價(jia) 和+6價(jia) ,其中+2價(jia) 和+3價(jia) 較常見,+6價(jia) 少見。
3、鐵礦類型:鐵礦物種類繁多,已發現的鐵礦物和含鐵礦物約300餘(yu) 種,其中常見的有170餘(yu) 種。但在當前技術條件下,具有工業(ye) 利用價(jia) 值的主要是磁鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。
3.1 磁鐵礦
磁鐵礦為(wei) 氧化物類礦物磁鐵礦的礦石,屬等軸晶係,晶體(ti) 呈八麵體(ti) 、十二麵體(ti) ,晶麵有條紋,多為(wei) 粒塊狀集合體(ti) 。鐵黑色,或具暗藍靛色,條痕黑色,半金屬光澤,不透明,無解理,斷口不平坦。化學式Fe3O4,化學成分:FeO 31.03%,Fe2O3 68.96%。硬度5.5~6.5,密度5.16~5.18g/cm3,具強磁性,性脆,無臭,無味。常產(chan) 於(yu) 岩漿岩、變質岩中,海濱沙中也常存在。
磁鐵礦
3.2 赤鐵礦
赤鐵礦化學成分為(wei) Fe2O3,屬六方晶係的氧化物礦物,與(yu) 等軸晶係的磁赤鐵礦 (γ-Fe2O3)成同質多像。單晶體(ti) 常呈菱麵體(ti) 和板狀,集合體(ti) 形態多樣,有片狀、鱗片狀(顯晶質)、粒狀、鮞狀、腎狀、土狀、致密塊狀等。顏色呈紅褐、鋼灰至鐵黑等色,條痕均為(wei) 櫻紅色,金屬至半金屬光澤,莫氏硬度5.5~6.5,比重 4.9~5.3g/cm3。
赤鐵礦
3.3 褐鐵礦
褐鐵礦是主要的鐵礦物之一,它是以含水氧化鐵為(wei) 主要成分的、褐色的天然多礦物混合物。但它的含鐵量並不高,是次要的鐵礦石。褐鐵礦呈多種色調的褐色,一般為(wei) 鍾乳狀、葡萄狀、致密的或疏鬆的塊狀甚至土狀,也有像黃鐵礦那樣的晶體(ti) 形狀(稱為(wei) 假象)。化學式 FeO(OH)·nH2O,成分不純,水的含量變化也很大,硬度隨礦物形態而異,無磁性。
褐鐵礦
3.4 菱鐵礦
菱鐵礦是一種分布比較廣泛的礦物,成分為(wei) FeCO3,FeO 62.01%,CO2 37.99%。經常有錳、鎂等替代鐵,形成錳菱鐵礦、鎂菱鐵礦等變種,集合體(ti) 呈粒狀、塊狀或結核狀,亦有葡萄狀和土狀者,莫氏硬度 4,比重3.7~4.0g/cm3,顏色一般為(wei) 灰白或黃白,風化後可變成褐色或褐黑色等。菱鐵礦在氧化水解的情況下還可變成褐鐵礦。
菱鐵礦
4、鐵礦礦床類型:我國地域遼闊,地質構造條件複雜多樣,發生過多期強烈的構造、岩漿和熱液活動,對鐵礦的形成十分有利。研我國鐵礦床類型齊全,主要包括七大類型。
4.1 沉積-變質型鐵礦床
這類鐵礦床又稱受變質沉積型鐵礦床,成礦時代主要為(wei) 太古宙和古元古代,查明資源儲(chu) 量 335.19億(yi) 噸,占全國總儲(chu) 量的 55.2%,是我國十分重要的鐵礦類型。根據礦石類、岩石礦物組合等地質特征,又分為(wei) 受變質鐵矽質建造型鐵礦床和受變質碳酸鹽建造型鐵礦床。
4.2 岩漿晚期鐵礦床
這類鐵礦床與(yu) 鐵質基性、基性 - 超基性岩漿侵入作用有關(guan) 的,以其鐵礦物中富含釩和鈦,通常稱為(wei) 釩鈦磁鐵礦礦床。成礦時代主要為(wei) 古生代及元古宙,查明資源儲(chu) 量 96.03億(yi) 噸,占全國總儲(chu) 量15.3% ,按照成礦方式可以分為(wei) 岩漿晚期分異型鐵礦床和岩漿晚期貫入型鐵礦床兩(liang) 類。
4.3 接觸交代-熱液型鐵礦床
這類鐵礦與(yu) 中酸性侵入岩和碳酸鹽岩的接觸交代作用有關(guan) ,由含鐵氣水溶液進行交代作用而形成,這類礦床一般都具有典型的矽卡岩礦物組合,因此又稱為(wei) 矽卡岩型礦床。矽卡岩型鐵礦成礦時代主要為(wei) 中生代,礦石品位一般較富,礦床規模以中小型為(wei) 主,也有大型,查明資源儲(chu) 量 81.51 億(yi) 噸,占全國總儲(chu) 量的13.4% 。
4.4 與(yu) 火山-侵入活動有關(guan) 的鐵礦床
這類礦床與(yu) 火山岩、次火山岩有成因聯係,查明資源儲(chu) 量23.77 億(yi) 噸,占全國總儲(chu) 量的3.9% 。按火山噴發的環境分為(wei) 陸相火山-侵入型鐵礦床和海相火山-侵入型鐵礦床。
4.5 沉積型鐵礦床
它是出露地表的含鐵岩石、礦物或鐵礦體(ti) ,在風化作用下,被破碎、分解,搬運到低窪盆地中,有的經過機械沉積,有的經過沉積分異作用( 包括化學分異作用) 沉積下來。沉積型鐵礦床成礦時代多,查明礦產(chan) 資源量 56.23 億(yi) 噸,占全國總儲(chu) 量的 9.3% 。根據鐵礦床形成的沉積環境分為(wei) 海相和湖相兩(liang) 類。
4.6 風化淋濾型鐵礦床
此類礦床為(wei) 富鐵岩石、含鐵多金屬及其它鐵礦經表生風化淋濾作用、殘坡積堆積形成的,礦床多產(chan) 於(yu) 各類原生鐵礦及其它含鐵岩石的風化淋濾帶上。礦床埋藏淺,規模以中、小型為(wei) 主,主要分布於(yu) 我國兩(liang) 廣、福建、貴州、江西等省區,查明資源儲(chu) 量3.67億(yi) 噸,占全國總儲(chu) 量的 0.6% 。
4.7 其他類型鐵礦
這主要包括內(nei) 蒙古白雲(yun) 鄂博和海南石碌兩(liang) 類鐵礦床。白雲(yun) 鄂博礦床是世界著名的超大型鐵铌稀土礦床,其礦物及元素組合極為(wei) 豐(feng) 富,但由於(yu) 鐵礦床複雜性,關(guan) 於(yu) 鐵礦床的成因沒有統一的說法,多數為(wei) 鐵礦的形成與(yu) 原始沉積及後期液改造有關(guan) ,即:該礦床含鐵建造是由早期成礦物質經過原始沉積建造,後期受熱液改造形成。白雲(yun) 鄂博礦區礦石物質成分極為(wei) 複雜,共發現 71 種元素,礦物種類已達 170 餘(yu) 種;全區共有 5 個(ge) 主要礦體(ti) ,鐵礦床主要賦存在白雲(yun) 鄂博群的第 8 岩段中,目前查明的資源儲(chu) 量 16.3 億(yi) 噸。
海南石碌鐵礦床曾被譽為(wei) “亞(ya) 洲最大的富鐵礦”,是以富赤鐵礦為(wei) 主,伴生有鈷、銅、鎳等多金屬的超大型礦床。統計已發現全區有大小鐵礦體(ti) 38 個(ge) ,絕大部分產(chan) 於(yu) 石碌群第 6 層中,探明的鐵礦石超過 4.7 億(yi) 噸、品位高( 鐵礦石平均品位分別為(wei) 51.15% )。
5、鐵的用途:鐵的最大用途是用於(yu) 煉鋼;也大量用來製造鑄鐵和煆鐵。鐵和其化合物還用作磁鐵、染料(墨水、藍曬圖紙、胭脂顏料)和磨料(紅鐵粉),還原鐵粉大量用於(yu) 冶金。
5.1 鋼鐵工業(ye)
鐵礦石主要用於(yu) 鋼鐵工業(ye) ,冶煉含碳量不同的生鐵(含碳量一般在2%以上)和鋼(含碳量一般在2%以下)。鋼鐵材料的種類可分為(wei) 鐵及鐵製品、碳素鋼、微合金化鋼、超高強度鋼、耐腐蝕鋼、低溫鋼和特殊鋼等。
5.1.1 鐵
鐵又可以分為(wei) 生鐵、熟鐵、海綿鐵、熔融還原鐵、電解鐵、工業(ye) 純鐵;其中生鐵除了用作煉鋼原料外,還用於(yu) 澆築磨球、磨機襯板和拋丸葉片,也可以用於(yu) 製造鑄管、軋輥棍套等,球墨鑄鐵的性能接近於(yu) 鑄鋼和鍛鋼,可以用來澆鑄曲軸、齒輪和汽車底盤等承受更大衝(chong) 擊荷載的零部件,蠕墨鑄鐵主要用來製造高強度耐壓鑄件或複雜形狀鑄件。
鐵用於(yu) 汽車底盤
5.1.2 合金化鋼
近年來開發的微合金化鋼主要用於(yu) 油氣輸送管線、造船、橋梁、壓力容器、汽車和工程機械方麵。
微合金化剛用於(yu) 橋梁
5.1.3 超高強度鋼
超高強度鋼具有很高的強度和比強度、足夠的韌性、疲勞強度和抗腐蝕性能,所以超高強度鋼往往成為(wei) 航空、航天結構材料的代名詞。這類鋼還廣泛用於(yu) 扭力傳(chuan) 遞軸、高強螺栓、高性能彈簧以及常規兵器的裝甲板等方麵。
超強度鋼用於(yu) 航空航天
5.1.4 低合金耐磨鋼
低合金耐磨鋼,常用的有,履帶板用鋼、推土機刀刃用鋼、挖掘機鏟齒用鋼、犁鏵用型材、耐磨重軌、礦用液壓支架和礦柱用鋼、槽幫鋼,裝載車輛底板。超硬合金,硬度高,用於(yu) 製造模具、刀具、量具、齒輪和噴嘴等。
低溫耐磨鋼用於(yu) 推土機
5.1.5 碳素鋼
隨溫度的降低,材料的強度提高,塑韌性下降。一般碳素鋼的安全使用溫度在-45℃以上,純淨度較高的鋁鎮靜鋼的韌-脆性轉變溫度在-60℃左右,所以這類鋼僅(jin) 用於(yu) 環境溫度不低於(yu) -40℃的鋼結構。
5.1.6 特殊鋼
我國習(xi) 慣將非合金的優(you) 質鋼、特殊質量結構鋼和工模具鋼、軸承鋼、彈簧鋼、不鏽鋼、耐熱鋼、電工鋼、耐磨鋼和超高強度鋼劃分為(wei) 特殊鋼。特殊鋼根據其不同的類別分別可用於(yu) 緊固零件、彈簧、鐮刀、剪刀、鑽頭、連杆、齒輪、量具、刀具、廚具、裝修等等。
特殊鋼用於(yu) 彈簧
5.2 三氧化二鐵
三氧化二鐵是鐵鏽的主要成分。用於(yu) 油漆、油墨、橡膠等工業(ye) 中,可做催化劑,玻璃、寶石、金屬的拋光劑,可用作煉鐵原料。氧化鐵最大的應用是作為(wei) 顏料來使用。按顏色分為(wei) 氧化鐵紅、氧化鐵黃、氧化鐵黑,氧化鐵棕由氧化鐵紅、氧化鐵黑(和氧化鐵黃)混合而成;氧化鐵橙是由氧化鐵紅和氧化鐵黃混合而成;氧化鐵綠是由藍色的酞菁蘭(lan) 和氧化鐵黃混合而成。
氧化鐵紅
5.3 永磁合金
永磁合金指經充磁後後,在撤掉外磁場時仍能保留較高剩磁的磁性合金。永磁合金不但具有高的硬度和力學性能,還具備較強的抗去磁能力、矯頑力值高(大於(yu) 20kA/m)、磁性“硬”等特點,因而又稱硬磁合金。常用的永磁合金分為(wei) 鋁鎳鈷係永磁合金、鐵鉻鈷係永磁合金、稀土永磁合金和可變性永磁合金。在醫學上,利用核磁共振可以診斷人體(ti) 異常組織,判斷疾病。
鐵用於(yu) 永磁合金
5.4 飼料添加劑
鐵是動物體(ti) 必需的微量元素,在動物體(ti) 代謝過程中起著極其重要的作用。鐵不僅(jin) 是多種化合物的組分,還和多種與(yu) 代謝相關(guan) 的酶活性有關(guan) ,且在一定程度上影響機體(ti) 的免疫機能。動物所需的鐵一般由飼料提供。目前所使用含鐵添加劑已由原來單一的無機鹽鐵逐步過渡到無機鐵,有機鹽鐵與(yu) 氨基酸螯合鐵並存的階段。
鐵用於(yu) 飼料添加劑
5.5 醫藥工業(ye)
鐵是人體(ti) 健康必不可少的元素,它在人體(ti) 中參與(yu) 氧的轉運、交換和組織的呼吸過程。體(ti) 內(nei) 缺鐵將會(hui) 導致人的記憶能力、免疫能力和溫差的適應能力等生理功能下降。一旦患上缺鐵性貧血,就會(hui) 出現疲倦、虛弱、暈眩、呼吸急促、心跳加快、臉色蒼白等現象。人體(ti) 若缺鐵,醫生會(hui) 指導服用鐵劑,成分最簡單的就是硫酸亞(ya) 鐵片。
硫酸亞(ya) 鐵片
5.6 矩磁材料
矩磁材料,是指具有矩形磁滯回線的鐵氧體(ti) 材料。它的特點是,當有較小的外磁場作用時,就能使之磁化,並達到飽和,去掉外磁場後,磁性仍然保持與(yu) 飽和時一樣。這種鐵氧體(ti) 材料主要用於(yu) 各種電子的存儲(chu) 器磁芯等方麵,用途極為(wei) 廣泛,可用於(yu) 製作信用卡、銀行卡、地鐵卡、公交卡、門票卡、電話卡;電子遊戲卡、車票、機票以及各種交通收費卡等。 今天在許多場合我們(men) 都會(hui) 用到磁卡,如在食堂就餐,在商場購物,乘公共汽車,打電話,進入管製區域等等,不一而足。
地鐵卡
6、鐵礦儲(chu) 量與(yu) 分布:中國鐵礦資源豐(feng) 富,查明資源儲(chu) 量僅(jin) 次於(yu) 巴西、澳大利亞(ya) 、烏(wu) 克蘭(lan) 、俄羅斯,列世界第 5 位。中國現已探明的鐵礦產(chan) 地有2000餘(yu) 處,鐵礦石總資源儲(chu) 量1997年為(wei) 519.13噸,2007年為(wei) 613.35億(yi) 噸,2009年為(wei) 727.87億(yi) 噸,而2011年底則達到了840.28億(yi) 噸。已探明的鐵礦資源儲(chu) 量主要集中在遼寧、河北、四川、山西、安徽、雲(yun) 南、內(nei) 蒙古、山東(dong) 、湖北和新疆等10個(ge) 省(自治區)。中國的鐵礦床常成群成帶集中產(chan) 出,構成一些重要的鐵礦集中區(帶),其中最主要的是:鞍山-本鞍、西昌-滇中、冀東(dong) -密雲(yun) 、五台、呂梁、長江中下遊、包頭-白雲(yun) 鄂博、邯鄲-邢台、新疆東(dong) -西天山、魯中、霍邱和鄂西-湘西北。這11個(ge) 鐵礦成礦區(帶)內(nei) 的鐵礦資源儲(chu) 量,占全國已探明鐵礦資源儲(chu) 量的80%左右。
赤鐵礦 粉礦 590元/噸
赤鐵礦 粗粉 670元/噸
煉鋼生鐵 2400元/噸
鑄造生鐵 2670元/噸
9.1 鐵對人體(ti) 健康的影響
(1)、組成血紅蛋白以參與(yu) 氧的運輸和存儲(chu) 。鐵是血紅蛋白的組成成分,血紅蛋白參與(yu) 氧的運輸和存儲(chu) 。由於(yu) 體(ti) 內(nei) 鐵的儲(chu) 存不能滿足正常紅細胞生成的需要而發生的貧血稱為(wei) 缺鐵性貧血,一般缺鐵持續3~5個(ge) 月時發生。
(2)、組成肌紅蛋白、腦紅蛋白二者與(yu) 血紅蛋白結構近似,是攜氧、儲(chu) 氧球蛋白。
(3)、直接參與(yu) 人體(ti) 能量代謝。人體(ti) 細胞內(nei) 呼吸的氧化呼吸鏈中,很多酶是含血紅素鐵酶。美國高山人體(ti) 能超常與(yu) 每天攝入大量的鐵有關(guan) 係
(4)、對人體(ti) 免疫係統有影響。人體(ti) 內(nei) 的鐵無論是缺乏或過量都會(hui) 對人體(ti) 的健康構成威脅,隻有正常含量的鐵才能保證人體(ti) 健康。
9.2 怎樣補鐵
鐵元素是構成人體(ti) 的必不可少的元素之一,缺鐵會(hui) 影響到人體(ti) 的健康和發育,最大的影響即是缺鐵性貧血,世界衛生組織的調查表明,大約有50%的女童、20%的成年女性、40%的孕婦會(hui) 發生缺鐵性貧血。補鐵是通過食物或專(zhuan) 用營養(yang) 劑為(wei) 人體(ti) 額外補充必須的、適量的無機鐵或有機鐵化合物,從(cong) 而補充鐵元素以達到強身健體(ti) 、預防或輔助治療疾病目的的過程。補鐵是通過食物或藥物方法為(wei) 人體(ti) 額外補充必須的、適量的無機鐵或有機鐵化合物,從(cong) 而補充鐵元素以達到強身健體(ti) 、預防或輔助治療疾病目的的過程。