鐵礦石與含鐵物料的鑒別方法-編制說明

《鐵礦石與含鐵物料的鑒別方法》

國

家

標

準

編

制

說

明

《鐵礦石與含鐵物料的鑒別方法》國家標準修訂工作組

2023年5月

《鐵礦石與含鐵物料的鑒別方法》

國家標準編制說明

1任務來源及主要參加單位

根據(jù)國標委發(fā)【2021】12號《國家標準化管理委員會關于下達2021年第一批

推薦性國家標準計劃及相關標準外文版計劃的通知》，《鐵礦石與含鐵物料的鑒別

方法》（計劃號20210777-T-605）由全國鐵礦石與直接還原鐵標準化技術委員會

（SAC/TC317）歸口，由上海海關工業(yè)品與原材料檢測技術中心和冶金工業(yè)信息

標準研究院共同起草。

2標準修訂工作計劃

《鐵礦石與含鐵物料的鑒別方法》國家標準為首次制定。在標準制訂過程

中，成立了標準編制組，確定了責任人和參與人，落實了標準計劃項目的進度安

排和分工。上海海關工業(yè)品與原材料檢測技術中心長年從事上?？诎哆M口鐵礦石

法定檢驗和含鐵物料的屬性鑒別，近年來主持國家重點研發(fā)項目《資源類及高值

產(chǎn)品產(chǎn)地溯源、摻假識別技術研究》（2018YFF0215400），積累了數(shù)千個不同產(chǎn)

地的鐵礦石、不同來源含鐵物料的樣品及相關檢測信息。標準編制組查閱了現(xiàn)有

相關標準和文獻資料，結合實驗室長期積累的數(shù)據(jù)，在冶金工業(yè)信息標準研究院

專家的技術指導下形成了標準草案。標準修訂嚴格按照GB/T1.1-2009《標準化

工作導則第1部分：標準的結構和編寫》的要求進行編寫。經(jīng)過前期的工作，于

2023年5月完成實驗室標準征求意見稿。

2023年6月-7月，向X家鐵礦石生產(chǎn)、使用、檢測企業(yè)發(fā)放標準征求意見

表，并將相關資料在/掛出。截至2023年7月，共收到

回函征求意見，回函中完全同意、沒有修改意見的單位有X家，同意并提出修

改意見的單位X家，提出的修改意見合并后共計XX條。根據(jù)征求意見對征求

意見稿進行修改，最終形成送審稿。

3標準修訂的目的、意義及國內(nèi)外現(xiàn)行標準情況

鋼鐵工業(yè)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎，鐵礦石則是鋼鐵工業(yè)的必要原材

料，而由于我國鐵礦石自有儲量和品質的限制，我國從2003年起鐵礦石進口量

就躍居世界第一。在鐵礦石大量進口的需求下，氧化鐵皮、含鐵冶煉渣、含鐵除

塵灰等摻入鐵礦石或者直接以鐵礦石名義進口的現(xiàn)象屢有發(fā)生。此類固體廢物來

源不一、成分復雜，“以廢充礦”的行為，直接損害了鐵礦石貿(mào)易商的經(jīng)濟利益，

作為原料應用于冶金行業(yè)時，易對生產(chǎn)設備造成損害，且不利于產(chǎn)品品質的控制，

更為嚴重的是，此類固體廢物中含有的有毒有害成分隨著加工、處置過程進入大

氣、水體、土壤，對我國的生態(tài)環(huán)境安全和人體健康造成極大威脅。

為了維護正常的鐵礦石貿(mào)易秩序，保護生態(tài)環(huán)境健康，我國對含鐵固體廢物

的進口監(jiān)管日益嚴格。從2011年8月1日起實施《固體廢物進口管理辦法》，制

定并不斷調整禁止進口、限制進口和自動許可進口的固體廢物目錄，到2020年

11月，生態(tài)環(huán)境部、商務部、國家發(fā)展和改革委員會、海關總署4部位聯(lián)合發(fā)

布《關于全面禁止進口固體廢物有關事項的公告》（2020年第53號），禁止以

任何方式進口固體廢物，禁止我國境外的固體廢物進境傾倒、堆放、處置?！豆?/p>

體廢物進口管理辦法》等系列規(guī)章和規(guī)范性文件也隨之廢除。但是含鐵物料來源

眾多，其成分含量、物相組成、物理性狀等差異較大，為其來源推斷和屬性鑒別

造成了極大的困難。目前除了GB/T32524《鐵礦石產(chǎn)品等級的劃分》、GB/T

36704《鐵精粉》、GB/T27692-2011《高爐用酸性鐵球團礦》等鐵礦石產(chǎn)品標

準外，對于鐵礦石與含鐵物料鑒別的相關標準有GB34330《固體廢物鑒別標準

通則》、SN/T5061《進口冶金類固體廢物屬性鑒別通用方法》、SN/T3102《鐵礦

與返礦及氧化鐵皮的鑒別規(guī)程》、SN/T5039《含鐵塵泥與鐵礦鑒別通用方法》等

（見表1）。目前尚沒有針對鐵礦石和含鐵物料鑒別的統(tǒng)一技術規(guī)范指導，在鐵

礦石與含鐵物料的鑒別工作中，容易出現(xiàn)對樣品來源推斷不準確、不同鑒別機構

判定依據(jù)不統(tǒng)一、判定結論不一致等問題。

表1現(xiàn)有鐵礦石相關產(chǎn)品標準、鑒別標準

標準類型標準名稱

產(chǎn)品標準GB/T32524《鐵礦石產(chǎn)品等級的劃分》

產(chǎn)品標準GB/T36704《鐵精粉》

產(chǎn)品標準GB/T27692《高爐用酸性鐵球團礦》

鑒別標準GB34330《固體廢物鑒別標準通則》

鑒別標準SN/T5061《進口冶金類固體廢物屬性鑒別通用方法》

鑒別標準SN/T3102《鐵礦與返礦及氧化鐵皮的鑒別規(guī)程》

鑒別標準SN/T5039《含鐵塵泥與鐵礦鑒別通用方法》

《鐵礦石與主要含鐵物料的鑒別方法》國家標準的制定，明確了鐵礦石與主

要含鐵物料基本特性，包括黑色冶金行業(yè)涉及的鐵礦石原料、生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)

生的塵泥、氧化鐵皮、冶煉渣等的成分含量、物相組成等特征信息，建立了切實

可行的鐵礦石與主要含鐵物料的鑒別流程。該標準的制定，為鐵礦石與含鐵物料

屬性鑒別工作的開展提供了科學、統(tǒng)一的鑒別流程和依據(jù)，能夠降低對含鐵物料

屬性錯判、漏判的可能性，對保障我國鐵礦石正常進口貿(mào)易、杜絕“以廢充礦”

現(xiàn)象、阻止“洋垃圾”危害我國生態(tài)環(huán)境和人民健康具有重要意義。

4標準的適用范圍及主要內(nèi)容

本標準規(guī)定了鐵礦石與含鐵物料的鑒別方法，適用于鐵礦石與直接還原鐵、

含鐵塵泥、氧化鐵皮、濕法/火法含鐵冶煉渣的鑒別。

本標準給出了鐵礦石、直接還原鐵、含鐵塵泥、氧化鐵皮、濕法/火法含鐵

冶煉渣的主要理化特征信息包括表觀物理特征、主要成分、主要物相、粒度、浸

出液酸堿度、浸出離子等，并給出了可供參考的鑒別流程。

5標準具體研究內(nèi)容

本標準收集了大量不同來源國鐵礦石、不同工藝產(chǎn)生的含鐵物料（包括直接

還原鐵、含鐵塵泥、濕法/火法含鐵冶煉渣、氧化鐵皮等）樣品，并對其表觀物

理特征、成分、物相、粒度、浸出液酸堿度、浸出離子等進行檢測，結合文獻資

料的查詢，匯總整理了鐵礦石與含鐵物料的主要特征信息。根據(jù)現(xiàn)有國家固體廢

物屬性鑒別相關的法律法規(guī)標準，結合實驗室長期開展鐵礦石與含鐵物料屬性鑒

別的經(jīng)驗，建立了鐵礦石和主要含鐵物料的鑒別流程。

5.1鐵礦石

根據(jù)GB/T20565《鐵礦石和直接還原鐵術語》，鐵礦石是指商業(yè)上能生產(chǎn)

出鐵的任何天然或加工的巖石、礦物或礦石聚集料。鐵礦石中含有一種或幾種主

要含鐵的礦物是：紅褐色的赤鐵礦、磁赤鐵礦和假象赤鐵礦；磁鐵礦；水和氧化

鐵，包括針鐵礦、褐鐵礦和沼鐵礦；鐵碳酸鹽，包括菱鐵礦或球菱鐵礦、鐵白云

石和其他混合碳酸鹽；焙燒的黃鐵礦或黃鐵礦渣；有時是天然礦石中產(chǎn)生的鐵素

體（例如鈣鐵素體），主要是熔融的小球和燒結體。還包括（加熱到105℃后干

燥的）錳含量不超過8%的錳鐵礦和精選礦。但不包括用于顏料、釉料、濃厚的

懸浮液介質和其他與煉鐵生產(chǎn)無關的超細的含鐵礦物。

（1）表觀物理特征

常見鐵礦石主要包括磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦等。磁鐵礦呈黑灰色，條痕為

黑色，具有金屬或半金屬光澤，結構細密，具有強磁性。赤鐵礦顏色暗紅，含鐵

量越高，顏色越深，甚至接近黑色，條痕為紅色。褐鐵礦顏色為黃褐色、褐色或

黑褐色，條痕為黃褐色。天然鐵礦石的脈石多為粘土類物質或石英石，粉礦外觀

與土接近，入手性粘，塊礦表面常吸附有小顆粒1。

鐵礦石根據(jù)其粒度不同，主要可分為塊礦、粉礦、精礦、球團礦。GB/T20565

《鐵礦石和直接還原鐵術語》中規(guī)定，塊礦為粒度下限為10mm~6.3mm的粗顆

粒組成的鐵礦石，粉礦為粒度上限為10mm~6.3mm的小顆粒礦石。結合鐵礦石

國際貿(mào)易合同中對塊礦、粉礦、精礦、球團礦中普遍的粒度規(guī)格，不同鐵礦石典

型粒徑范圍見表2。

表2鐵礦石典型粒徑范圍

品名粒徑范圍

塊礦6.3mm~40mm

粉礦0.15mm~10mm

精礦0.045mm~0.1mm

球團礦8mm~16mm

（2）主要成分

本工作組收集了來自澳大利亞、巴西、南非、伊朗、俄羅斯、哈薩克斯坦、

吉爾吉斯斯坦、加拿大、肯尼亞、老撾、利比里亞、馬來西亞、毛里塔尼亞、美

1SN/T3102-2012鐵礦與返礦及氧化鐵皮的鑒別規(guī)程

國、秘魯、緬甸、瑞典、委內(nèi)瑞拉、烏克蘭、新西蘭、印度、越南、智利、蒙古、

阿聯(lián)酋25個國家898個鐵礦石樣品，根據(jù)GB/T16597《冶金產(chǎn)品分析方法X

射線熒光光譜法通則》對樣品開展無標樣分析，檢測結果見表3。檢出樣本數(shù)為

開展無標樣分析時有檢出結果的樣本數(shù)量。鐵礦石中常見元素包括鐵、硅、鋁、

錳、鈦、鈣、鎂、磷、硫、鉻、鉀、氯、鎳、鋯、釩、鋅，部分鐵礦石還可能存

在銅、鈉、砷、鍶、鋇等元素且含量均較低。值得注意的是，鐵礦石X射線半

定量分析過程中，受鐵、鋅等譜線的干擾，易出現(xiàn)錸、釓、鈰、鈥、鋱等元素的

假陽性檢出。

表3898個鐵礦石樣品主要成分

組分FeSiO2Al2O3MnTiO2CaOMgOPSCr

最大值/%67.4435.929.6111.658.2712.6532.112.465.120.683

最小值/%24.540.3380.1470.0170.0100.0080.0280.0090.0050.0001

檢出

898898898898895893882874837744

樣本數(shù)/個

組分K2OClNiZrV2O5ZnCuNa2OAsSr

最大值/%1.140.4130.0670.0220.8231.710.5281.420.1280.0762

最小值/%0.0060.0080.0040.0010.0050.0030.0030.0400.0010.002

檢出

727709523506483423247237186172

樣本數(shù)/個

組分BaCoAgRbPbMoGaScSnNb

最大值/%1.250.02460.010.01092.7610.00990.010.0070.1880.0117

最小值/%0.0080.00040.0060.0010.0050.0010.0010.0040.05110.002

檢出樣本數(shù)976440373623171355

組分WBiLa

最大值/%0.8570.06030.044

最小值/%0.0180.0220.044

檢出

432

樣本數(shù)/個

基于項目組采集的鐵礦石成分含量數(shù)據(jù)，結合SN/T5039《含鐵塵泥與鐵礦

鑒別通用方法》給出的一般鐵礦成分和質量分數(shù)范圍（表4），匯總整理鐵礦石

中主要成分和含量，見表5。

表4SN/T5039中一般鐵礦成分和質量分數(shù)范圍

Ⅱ2+

項目水分TFeFeTFe/FeSLOIMgOAl2O3SiO2PK2O

最小值0.2738.760.032.360.001-3.350.0340.0460.5450.005-

最大值15.9868.8526.521775.973.0610.806.569.6923.960.3820.969

項目CaOTiO2V2O5CrMnCoNiCuZnAsPb

最小值--0.042-0.008-0.003----

最大值4.9647.9270.5780.5163.4230.0260.0370.4920.2630.8371.117

表5常見鐵礦石主要成分及含量（%）

組分FeSiO2Al2O3MnTiO2CaOMgOPSCr

最大值68.8535.929.6911.658.2712.6532.112.465.120.683

最小值24.540.3380.0460.0080.0100.0080.0280.0090.0050.0001

組分K2OClNiZrV2O5ZnCuNa2OAsSr

最大值1.140.4130.0670.0220.8231.710.5281.420.8370.0762

最小值0.0060.0080.0040.0010.0050.0030.0030.0400.0010.002

組分BaCoAgRbPbMoGaScSnNb

最大值1.250.02460.010.01092.7610.00990.010.0070.1880.0117

最小值0.0080.00040.0060.0010.0050.0010.0010.0040.05110.002

組分WBiLa

最大值/%0.8570.06030.044

最小值/%0.0180.0220.044

（3）主要物相

鐵礦石主要有紅褐色的赤鐵礦、磁赤鐵礦和假象赤鐵礦；磁鐵礦；水和氧化

鐵，包括針鐵礦、褐鐵礦和沼鐵礦；鐵碳酸鹽，包括菱鐵礦或球菱鐵礦、鐵白云

石和其他混合碳酸鹽；等等。因此，鐵礦石常見物相有磁鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦、

纖鐵礦、褐鐵礦、磁赤鐵礦、假象赤鐵礦、菱鐵礦及石英、硅酸巖等脈石組分。

常見鐵礦石典型物相見圖1、圖2、圖3。

圖1以赤鐵礦、針鐵礦物相為主的典型鐵礦石物相圖（巴西鐵礦石，F(xiàn)e-034-01）

圖2以磁鐵礦物相為主的典型鐵礦石物相圖（澳大利亞精粉礦，F(xiàn)e-012-01）

圖3以赤鐵礦物相為主的典型鐵礦石物相圖（南非粉鐵礦，F(xiàn)e-027-07）

（4）浸出液酸堿度

根據(jù)GB/T15555.12-1995《固體廢物腐蝕性測定玻璃電極法》對鐵礦石

樣品進行浸出液酸堿度測試。選取澳大利亞津布巴粉、澳大利亞鐵精粉、南非昆

巴粉、巴西卡拉加斯粉，稱取100g試樣（以干基計），加入1L水（包含試樣的

含水量），震蕩8h，靜置16h，干過濾，測量浸出液pH值。由表6可知，鐵礦

石浸出液pH值主要為6左右。

表6典型鐵礦石浸出液pH值

品名主要物相pH值

澳大利亞津布巴粉赤鐵礦、針鐵礦6.76

澳大利亞鐵精粉磁鐵礦、石英6.3

南非昆巴粉赤鐵礦、石英5.95

巴西卡拉加斯粉赤鐵礦、針鐵礦、水鋁石6.46

（5）浸出液離子濃度

根據(jù)GB/T15555.12-1995《固體廢物腐蝕性測定玻璃電極法》對鐵礦石

樣品進行浸取。選取澳大利亞津布巴粉、澳大利亞鐵精粉、南非昆巴粉、巴西卡

拉加斯粉，稱取100g試樣（以干基計），加入1L水（包含試樣的含水量），震

蕩8h，靜置16h，干過濾。使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜，測量浸出液中離子

濃度。根據(jù)鐵礦石中主要元素，選取鐵、硅、鋁、錳、鈦、鈣、鎂、磷、鉻、鎳、

釩、鋅、銅、鈉、鋇、鉛、錫元素測定其含量。經(jīng)檢測，鈦、磷、鉻、鎳、釩、

銅、鉛、錫檢測結果均低于0.1μg/mL，其他元素具體浸出含量見表7。

表7典型鐵礦石浸出液離子濃度(μg/mL)

樣品名稱FeSiAlMnCaMgZnNaBa

澳大利亞津布巴粉0.735.57<0.10.0123.112.180.097.89<0.1

澳大利亞鐵精粉0.844.51<0.10.0158.894.720.0610.25<0.1

南非昆巴粉2.313.970.15<0.0115.91.730.051.90.47

巴西卡拉加斯粉0.861.86<0.10.0630.820.081<0.1

TiPCrNiVCuPbSn

澳大利亞津布巴粉<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1

澳大利亞鐵精粉<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1

南非昆巴粉<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1

巴西卡拉加斯粉<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1

（6）微觀分析

利用光學顯微鏡對56個不同來源國鐵礦石開展了礦相分析，自然光下，鐵

礦石一般呈淺灰白色微帶淡藍色或灰色微帶淺棕色，反射色在20%~30%，未見

雙反射和反射多色性。

對來自澳大利亞、巴西、南非、伊朗、阿聯(lián)酋、哈薩克斯坦、緬甸等國的

10個鐵礦石樣品，利用掃描電鏡(SEM)配合礦物分析軟件(MLA)進行微觀形貌分

析，在BSE鏡頭下,鐵礦石樣品可見典型礦物晶體的棱角,可見不同礦物的夾雜；

樣品結構緊實。MLA分析結果顯示,樣品以鐵礦為主,檢出少量的脈石(石英、橄

欖石等)。在三維視頻光學顯微鏡鏡頭下,鐵礦樣品以典型赭紅色鐵礦顆?；蚴?/p>

灰黑色的磁鐵礦顆粒，顆粒棱角明顯2。

5.2直接還原鐵

直接還原鐵是從天然或加工的鐵礦石中還原得到，不需要達到熔融溫度，可

用于煉鐵和煉鋼的高品位原料，包括進一步通過熱壓或冷壓成塊的金屬化產(chǎn)品。

（1）表觀物理特征

直接還原鐵的表觀物理特征隨生產(chǎn)工藝不同而不同?；剞D窯、豎爐、旋轉床

等工藝生產(chǎn)的直接還原鐵是以球團礦為原料，要求粒度在5～30mm。隧道窯工

藝生產(chǎn)的還原鐵大多數(shù)是瓦片狀或棒狀，長度為250～380mm，堆密度在1.7～

2廣州海關技術中心《鋼鐵冶煉產(chǎn)生的含鐵固體廢物特征圖庫研究》報告

2.0t/m3。

（2）主要成分

直接還原鐵主要成分為鐵、鈣、硅、錳等，鐵含量較高，對產(chǎn)品來說鐵含量

應大于90%，金屬化率＞90%，還含有少量的鋁、磷、硫、鈦、鉻、釩、鎂、

碳等，不同生產(chǎn)工藝的直接還原鐵產(chǎn)品典型成分見表8。

表8不同生產(chǎn)工藝直接還原鐵產(chǎn)品典型成分

工藝/成分TFeSiO2Al2O3CaOMgOCPS

Midrex豎爐91-932.0-5.50.5-1.50.2-1.60.3-1.10.7-2.50.010.03

F1NMEF氣基流化工藝92---------0.5-3.0----

回轉窯工藝≥88-------------≤0.04

（3）主要物相

直接還原鐵主要物相為金屬鐵，如果還原不徹底，也可能會同時存在氧化亞

鐵、四氧化三鐵、三氧化二鐵等氧化物，在低溫直接還原過程中，脈石以及造渣

成分如石英、石灰石等基本不發(fā)生變化3。

5.3含鐵塵泥

含鐵塵泥是指鋼鐵企業(yè)在原料準備、燒結、球團、煉鐵、煉鋼和軋鋼等工藝

過程中進行干法除塵、濕法除塵和廢水處理后得到的固體廢物，不包括冶金輔料

塵泥、燃料塵泥和特種礦加工過程產(chǎn)生的塵泥。按含鐵塵泥的來源，可分為原料

準備塵泥、燒結塵泥、球團塵泥、高爐塵泥、煉鋼塵泥和軋鋼塵泥等4。

（1）表觀物理特征

常見含鐵塵泥由于其成分不同，顏色呈淺灰色至深褐色不等，差異較大。一

般為粉末狀，可能有結塊，但輕壓即可碾碎，粉末粒度較細。根據(jù)ISO13320-2020

《粒度測定激光衍射法》對9種不同含鐵塵泥進行粒徑分布測試，結果見表9。

由粒徑分布測試數(shù)據(jù)可見，含鐵塵泥粒度較細，不管是高爐、電爐、轉爐、精煉

3張慶建，占發(fā)旺，高瑞剛，等.富鐵原料物相鑒別研究[J].冶金分析，2017，37

（11）：69-74。

4GB/T28292-2012鋼鐵工業(yè)含鐵塵泥回收及利用技術規(guī)范標準

爐的除塵灰還是轉爐污泥，樣品中25%的樣品顆粒粒徑（即D25）在約10μm以

下，90%的樣品顆粒的粒徑（即D90）在幾十至兩百多微米。

表9含鐵塵泥粒徑分布（μm）

樣品序號樣品名稱D25D50D75D90D97

GF-001電爐除塵灰6.659.1212.0914.9417.64

GF-003高爐二次灰43.4394.32163.9252.6379.5

GF-009出鐵場除塵灰3.366.8312.8823.1528.7

GF-013高爐一次灰8.8819.736.7749.9157.61

GF-032高爐瓦斯灰8.6814.6626.3839.5952.56

GF-041精煉除塵灰9.3129.2788.31182.1243.2

GF-046轉爐二次除塵灰9.5519.349.44101.2157.4

GF-058轉爐污泥5.7912.0720.5128.3432.95

GF-060轉爐OG泥11.1958.49146.5237.1348.5

（2）主要成分

項目組收集了來自寶鋼、沙鋼、攀鋼3家大型鋼鐵廠煉鐵、煉鋼不同過程中

產(chǎn)生的含鐵塵泥共計46個樣品，包括高爐一次灰、高爐二次灰、高爐瓦斯灰、

電爐除塵灰、精煉除塵灰、高爐瓦斯泥、轉爐污泥等，利用GB/T16597對其開

展成分含量半定量分析，檢測結果見表10。含鐵塵泥主要包含元素包括鐵、硅、

鋁、錳、鈦、鈣、鎂、磷、硫、鉻、鉀、氯、鎳、鋯、釩、鋅、銅、鈉、鍶、鉛，

還可能存在砷、鋇、鈷、銀、銣、鉬、鎵、錫、鈮、鉍、氟等。

表10含鐵塵泥主要成分及其含量

組分FeSiO2Al2O3MnTiO2CaOMgOPSCr

最大值/%64.5918.1925.0921.635.4035.9925.571.432.720.54

最小值/%11.690.820.080.040.020.100.120.020.060.004

檢出

46454646454645464644

樣本數(shù)/個

組分K2OClNiZrV2O5ZnCuNa2OAsSr

最大值/%3.395.010.290.040.3230.150.28812.600.050.03

最小值/%0.110.0180.0050.0010.0090.090.0040.160.0020.002

檢出

46464231374243462543

樣本數(shù)/個

組分BaCoAgRbPbMoGaScSnNb

最大值/%1.920.020.110.072.450.010.09/0.1070.006

最小值/%0.0220.0020.0070.0010.0130.0010.001/0.0140.002

檢出樣本數(shù)1713527391415/74

組分WBiLaF

最大值/%/0.23/8.94

最小值/%/0.009/0.82

檢出

/4/7

樣本數(shù)/個

此外項目組收集了國內(nèi)外鐵含量>20%的典型含鐵塵泥標準樣品及樣品成分

信息，包括高爐灰、電爐灰、平爐灰等，結合SN/T5039中主要含鐵塵泥的化學

成分和含量表（見表11），匯總典型含鐵塵泥成分和含量，見表12。

表11SN/T5039中一些含鐵塵泥的化學成分和含量

塵泥類型FeOTFeSiO2CaOMgOAl2O3MnOCZnPbP2O5S

高爐瓦斯4.252.395.222.810.832.270.25110.27<0.050.230.11

泥

高爐瓦斯3.5552.793.271.890.640.950.0617.330.330.080.0070.04

灰

電爐除塵5.8451.72.87.143.551.133.220.793.38<0.050.280.29

灰

轉爐除塵10.2847.244.36.692.463.861.973.84.190.150.470.13

灰

轉爐OG59.3760.740.448.743.270.090.260.440.340.110.210.061

泥

燒結除塵2.7554.675.5510.472.322.530.420.420.340.340.120.181

灰

平爐煙塵4.7055.403.161.874.331.47--0.594------1.866

軋鋼油泥61.0367.022.570.310.701.59----------0.025

帶燒機頭6.0844.756.5314.893.402.39----0.080.020.1370.77

除塵灰

燒結配料5.8843.215.9016.742.982.44----0.080.020.0920.51

除塵灰

軋鋼污泥12.7948.591.50~6.50~1.13~0.50~--0.96~0.0490.01~

~64.1~58.55.5120.104.501.184.2~0.19

800.19

煉鐵污泥0.26~24.204.80~2.70~1.12~0.39~--16.2~----0.0490.083

6.89~46.310.605.201.597.3038.14~~

20.161.48

表12典型含鐵塵泥成分及含量表

組分FeSiO2Al2O3MnTiO2CaOMgOPSCr

最大值67.0218.1925.0921.635.4035.9925.571.432.7813.88

最小值11.690.430.060.040.020.100.120.0030.010.004

組分K2OClNiZrV2O5ZnCuNa2OAsSr

最大值3.395.012.890.040.3230.150.4212.600.050.03

最小值0.110.020.010.0010.010.080.000.120.0020.002

組分BaCoAgRbPbMoGaScSnNb

最大值1.920.020.110.072.450.010.09/0.110.01

最小值0.0220.0020.0070.0010.0060.0010.001/0.0140.002

組分WBiLaFC

最大值/%/0.23/8.9438.14

最小值/%/0.009/0.500.42

（3）主要物相

與鐵礦石相比，含鐵塵泥物相復雜，除鐵礦石中常見的磁鐵礦（Fe3O4）、赤

鐵礦(Fe2O3)、針鐵礦(FeO（OH）)、石英(SiO2)等物相外，還常見鐵（Fe）、石墨

（C）、鋅（Zn）、方鎂石（MgO）、氫氧化鈣（Ca（OH）2）、鈣鋁硅酸鹽（Ca3Al2Si2O10

（H2O）2等）及鐵與其他金屬在高溫下產(chǎn)生的金屬氧化物如鎂鐵礦（Fe2MgO4）、

鋅鐵尖晶石（（ZnxFe1-x）Fe2O4）、方鐵錳石（FeMnO3）等，典型含鐵除塵灰物

相見圖4。

圖4典型含鐵除塵灰物相圖（GF-002）

（4）浸出液酸堿度

根據(jù)GB/T15555.12-1995《固體廢物腐蝕性測定玻璃電極法》對含鐵塵

泥樣品進行浸出液酸堿度測試，結果顯示不同類型含鐵塵泥酸堿度差異較大，pH

值從5.4~13.0，偏中性至堿性，詳見表13。

表13典型含鐵塵泥浸出液pH值

樣品名稱pH

電爐除塵灰12.70

高爐二次灰7.16

出鐵場除塵灰7.80

高爐一次灰7.44

高爐瓦斯灰5.40

精煉除塵灰13.00

轉爐二次除塵灰6.10

轉爐污泥10.60

轉爐OG泥12.40

（5）浸出液離子濃度

根據(jù)GB/T15555.12-1995《固體廢物腐蝕性測定玻璃電極法》對含鐵塵

泥樣品進行浸取，干過濾，使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜，測量浸出液中離子

濃度。根據(jù)含鐵塵泥中主要元素，選取鐵、硅、鋁、錳、鈦、鈣、鎂、磷、鉻、

鎳、釩、鋅、銅、鈉、鋇、鉛、錫元素測定其含量。經(jīng)檢測，鈦、磷、鎳、釩、

銅、錫檢測結果均低于0.1μg/mL，其他元素含量見表14。含鐵塵泥中鈣、鎂、

鋅、鈉離子含量明顯高于鐵礦石和其他含鐵物料。

表14典型含鐵塵泥浸出液離子濃度(μg/mL)

樣品名稱FeSiAlMnCaMgCrZnNaBaPb

電爐除塵灰<0.10.375<0.1<0.01736<0.13.585.34780.10.15

高爐二次灰0.0775.95<0.10.3234025.5<0.114.217.50.17<0.1

出鐵場除塵灰1.064.68<0.1<0.011109.48<0.10.1555.5<0.1<0.1

高爐一次灰1.953.91<0.1<0.0142013.5<0.10.2835.10.16<0.1

高爐瓦斯灰<0.12.7<0.10.74102525.2<0.155.891050.13<0.1

精煉除塵灰<0.11.740.11<0.0115.44<0.10.950.162260<0.12.18

轉爐二次除塵灰<0.12.270.15<0.0169.555.4<0.10.1126<0.1<0.1

轉爐污泥0.720.2<0.1<0.0164.20.085<0.10.36111<0.1<0.1

轉爐OG泥<0.10.32<0.1<0.01420<0.10.31.94353<0.10.18

（6）微觀分析

經(jīng)查閱文獻資料，部分含鐵塵泥光學顯微鏡下觀察結果如下：

高爐瓦斯灰：鏡下樣品顆粒較細，細粒，顆粒呈不規(guī)則形態(tài)。礦物反射色呈

灰白色，可見反射色極強顆粒。細小顆粒間呈分散狀態(tài)。

燒結電場灰：鏡下樣品顆粒較細，礦物集合體呈結核狀、鮞狀形態(tài)。樣品以

反射色為黃褐色的礦物和灰色礦物組成團簇，夾雜有反射色為灰白色礦物。

對出鐵場灰、OG泥、高爐二次灰、轉爐灰、連鑄污泥、酚氰污泥、燒結機

頭灰等含鐵塵泥樣品，利用掃描電鏡(SEM)配合礦物分析軟件(MLA)進行微觀形

貌分析。在BSE鏡頭下,大部分樣品顆粒結構松散，可見球狀、橢圓狀、珠狀等

濕法/火法處理的顆粒外觀，未見典型礦物晶體的棱角，與鐵礦有明顯差異，部

分樣品殘留鐵礦顆粒較多，因此，可見礦物顆粒；但不作為樣品多數(shù)。MLA分

析結果顯示，由于礦物組成分析以樣品元素組成為主，與XRD的結果略有差別；

大部分樣品以非鐵礦礦物為主,檢出大量的方解石、白云石等加工助劑（造渣劑

等）殘留物以及脈石（石英）等煉鐵副產(chǎn)物，以及大量的未能進行鑒定的顆粒，

疑為非晶態(tài)或有機物，少部分樣品由于鐵含量較高，因此MLA結果報告鐵礦晶

體為主。在三維視頻光學顯微鏡鏡頭下,大部分含鐵塵泥樣品顆粒結構松散，白

色、灰色、黑色等顆粒團聚為主；或是球狀顆粒；可見濕法或火法處理痕跡，未

見典型礦物晶體的棱角5。

5.4氧化鐵皮

氧化鐵皮是鋼錠及鋼坯在鍛造或軋制過程中表面氧化層脫落而產(chǎn)生的鐵屑，

帶片狀，也稱鐵磷。

（1）表觀物理特征

氧化鐵皮產(chǎn)生于軋制鋼材或鍛造鋼材的表層，其形狀為帶片狀或鱗片狀，表

面光滑，有金屬光澤。其顏色與Fe2O3、Fe3O4、FeO三種氧化物的含量密切相關，

通常氧化鐵皮呈藍灰色，F(xiàn)e3O4含量較高時，顏色加深，呈黑灰色。

（2）主要成分

項目組收集了2013年至2016年上?？诎哆M口氧化鐵皮樣品共計52個樣品，

利用GB/T16597對其開展成分含量分析，檢測結果見表15。氧化鐵皮主要元素

成分包括鐵、硅、鋁、錳、鈦、鈣、鎂、磷、硫、鉻、鎳、銅、鉬、鈉等，還可

能存在鉀、氯、鋯、釩、鋅、鍶、鋇、鈷、銀、鉛、錫、鈮、鎢、鎵等。其中，

鐵含量較高，一般都在65%以上，除硅、鋁、鈣、鎂、錳外，其他雜質元素含量

均較低。

表15氧化鐵皮主要組分及其含量

組分FeSiO2Al2O3MnTiO2CaOMgOPSCr

最大值/%68.9317.536.630.77213.643.731.210.2190.4760.271

最小值/%49.030.3340.0550.180.0070.0500.0410.0130.0240.021

5廣州海關技術中心《鋼鐵冶煉產(chǎn)生的含鐵固體廢物特征圖庫研究》報告

檢出

52525252415252505252

樣本數(shù)/個

組分K2OClNiZrV2O5ZnCuNa2OAsSr

最大值/%0.2990.3020.1020.0070.4410.3660.2977.820.0090.011

最小值/%0.0070.0090.0210.0010.0070.0040.01540.0530.0010.002

檢出

2535521622365242329

樣本數(shù)/個

組分BaCoAgRbPbMoGaScSnNb

最大值/%0.1010.0190.009/0.0340.0180.004/0.010.003

最小值/%0.0280.0040.009/0.0090.0020.004/0.010.002

檢出樣本數(shù)361/6491/12

組分WBiLa

最大值/%0.0502//

最小值/%0.015//

檢出

4//

樣本數(shù)/個

結合SN/T5039中氧化鐵皮的成分和質量分數(shù)（表16）及相關文獻報道，

給出氧化鐵皮典型組分及含量，見表17

表16SN/T5039一般氧化鐵皮成分和質量分數(shù)范圍(%)

Ⅱ

項目TFeFeLOISiO2Al2O3CaOPSMn

最小值68.9440.56-6.160.230.1100.0100.0660.40

最大值72.9547.41-4.683.520.681.120.0350.120.089

項目MgOTiO2V2O5K2OPbNiCuZnAs

最小值0.0800000.0420.0930.0100

最大值0.300.120.0170.0731.1170.0930.230.290.837

表17典型氧化鐵皮成分及含量表

組分FeSiO2Al2O3MnTiO2CaOMgOPSCr

最大值/%72.9517.536.630.7713.643.731.210.220.480.27

最小值/%49.030.230.050.090.0070.050.040.010.020.02

組分K2OClNiZrV2O5ZnCuNa2OAsSr

最大值/%0.300.300.100.010.440.370.307.820.840.01

最小值/%0.0070.010.020.0010.0070.0040.020.050.0010.002

組分BaCoAgRbPbMoGaScSnNb

最大值/%0.100.020.01/1.120.020.004/0.010.003

最小值/%0.030.0040.01/0.0090.0020.004/0.0100.002

組分WBiLa

最大值/%0.05//

最小值/%0.015//

（3）主要物相

氧化鐵皮中，F(xiàn)e2O3、Fe3O4、FeO三種物相并存，很多氧化鐵皮中還有相當

含量的單質鐵存在。氧化鐵皮中FeO的含量通常很高，而鐵礦石中則不含氧化

2+6

亞鐵或氧化亞鐵的含量很低（磁鐵礦中Fe存在于Fe3O4中）。典型氧化鐵皮物

相見圖5。

圖5典型氧化鐵皮物相圖（Q32）

6SN/T3102-2012鐵礦與返礦及氧化鐵皮的鑒別規(guī)程

（4）浸出液酸堿度

根據(jù)GB/T15555.12-1995《固體廢物腐蝕性測定玻璃電極法》對氧化鐵

皮樣品進行浸出液酸堿度測試，結果顯示pH值略低于7，呈中性偏弱酸性。

（5）浸出液離子濃度

根據(jù)GB/T15555.12-1995《固體廢物腐蝕性測定玻璃電極法》對氧化鐵

皮樣品進行浸取，干過濾，使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜，測量浸出液中離子

濃度。根據(jù)氧化鐵皮中主要元素，選取鐵、硅、鋁、錳、鈦、鈣、鎂、磷、鉻、

鎳、釩、鋅、銅、鈉、鋇、鉛、錫元素測定其含量。經(jīng)檢測，浸出液中僅含有少

量硅、錳、鈣、鎂、鋅、鈉離子，其他離子檢測結果均低于0.1μg/mL，見表18。

表18典型氧化鐵皮浸出液離子濃度(μg/mL)

樣品名稱FeSiAlMnCaMgCrZnNaBaPb

氧化鐵皮（Q-001）<0.11.32<0.10.0218.90.99<0.10.12<0.1<0.1

5.5火法冶煉渣

鋼鐵工業(yè)在高爐、轉爐等煉鐵、煉鋼過程產(chǎn)生的冶煉廢物，如高爐煉鐵過程

中產(chǎn)生的煉鋼生鐵渣、鑄造生鐵渣、錳鐵礦渣等爐渣，煉鋼過程中產(chǎn)生的酸性液

渣、氧氣頂吹轉爐、氧氣底吹轉爐、復吹轉爐、電爐氧化渣和電爐還原渣等鋼渣，

以及以硫鐵礦為原料通過沸騰床焙燒制取硫酸過程中產(chǎn)生的硫酸燒渣等。

（1）表觀物理特征

火法冶煉渣由于成分不同，呈淺灰色至深褐色不同深淺的顏色，樣品表現(xiàn)為

塊狀或塊粉混合狀，塊狀物部分可以看到玻璃態(tài)，并常見熔融孔隙。

（2）主要成分

項目組收集了來自寶鋼、沙鋼、攀鋼3家大型鋼鐵廠煉鐵、煉鋼不同過程中

產(chǎn)生的冶煉渣共計18個樣品，包括高爐渣、轉爐渣、保護渣、鋼渣等。利用GB/T

16597對其開展成分含量分析，發(fā)現(xiàn)火法冶煉渣主要包含元素包括鐵、硅、鋁、

錳、鈦、鈣、鎂、硫、磷、鉀、鈉等，還可能存在碳、氟、氯、鎳、鋅、銅、砷

等，詳見表19。

表1918個含鐵火法冶煉渣主要成分含量

組分FeSiO2Al2O3MnTiO2CaOMgOPSCr

最大值/%20.3039.5417.085.7722.3854.5410.970.920.820.29

最小值/%0.2413.322.060.070.2215.041.540.010.030.01

檢出

樣本數(shù)/個1717171717171791716

組分