进口块矿含水量高（15%~20%）的原因及脱水必要性分析

一、进口块矿高含水量的来源 进口块矿的含水量通常指游离水（物理吸附水），而非结晶水（化学结合水），其高含水量主要与以下因素相关： 1. 矿石类型与地质条件 • 典型高含水矿石：以褐铁矿（FeO(OH)·nH₂O）为主，广泛分布于澳大利亚、巴西、印度等热带/亚热带地区。 ◦ 地质特性：褐铁矿形成于湿热环境，天然孔隙率高（30%~50%），易吸附雨水或地下水。 ◦ 结晶水含量：褐铁矿化学结构中含结晶水（约10%~15%），但游离水（表面吸附水）可通过自然干燥或人工烘干去除。 2. 开采与运输过程 • 露天开采：矿石暴露于雨季或高湿度环境，开采后直接堆存，导致吸水量增加。 • 海运影响： ◦ 矿石在港口装卸、海运途中接触海水或雨水（如巴西雨季装船）。 ◦ 船舱密闭性差或未覆盖防雨布，加剧吸水（海运周期约30~45天）。 3. 储存条件 • 港口堆场缺乏防雨设施（部分发展中国家港口条件有限），矿石长期露天存放，吸水率可达15%~25%。二、结晶水与游离水的区别

三、为何必须脱除游离水？——高炉冶炼的刚性需求 游离水的存在直接威胁高炉运行效率与经济性，脱水是必要工序： 1. 能耗问题 • 蒸发吸热：1吨水蒸发需消耗 620~650kCal 热量，若块矿含15%游离水，每吨湿矿蒸发能耗约 93~97.5kCal，导致高炉焦比（焦炭消耗量）上升 5%~8%。 2. 透气性问题 • 料层阻力：湿矿粘结成团，阻塞高炉内气流通道，降低煤气利用率（从45%降至38%以下）。 • 炉况波动：水分突然蒸发引发炉内压力波动，增加悬料、塌料风险。 3. 经济性损失 • 无效运输成本：海运15%水分相当于每船20万吨矿石中有3万吨是水，运费浪费约 150万美元（按海运价50美元/吨计）。 • 粉矿率上升：湿矿在转运中易碎裂，产生粉矿（<6mm），需额外烧结处理，成本增加 20~30元/吨。四、结晶水的处理策略 尽管结晶水需高温分解，但其处理逻辑与游离水不同： 1. 高炉内分解： ◦ 结晶水在炉身中上部（400~800℃区域）分解，生成H₂O气体，导致煤气体积膨胀，可能降低还原效率。 ◦ 控制手段：限制褐铁矿入炉比例（一般<20%），或搭配低结晶水矿石（如赤铁矿）。 2. 预处理替代方案： ◦ 烧结/球团工艺：在烧结机或链篦机-回转窑中提前分解结晶水（处理温度1200~1300℃），但块矿通常直接入炉，此法不适用。五、典型案例：澳洲褐铁矿的脱水实践 • 矿石特性：澳洲罗布河（Robe River）褐铁矿，游离水12%~18%，结晶水10%~12%。 • 处理流程： 1. 港口预干燥（自然晾晒降低游离水至8%~10%）。 2. 到厂后经块矿烘干线（300~380℃）进一步脱水至≤5%。 3. 入高炉后结晶水在炉内分解，通过增加鼓风温度（1250℃→1350℃）抵消负面影响。 • 经济性：烘干成本23元/吨，但降低焦比节约成本50元/吨，净收益27元/吨。结论 进口块矿的高含水量（15%~20%）以游离水为主，源于湿热气候、海运暴露及储存条件，需通过烘干去除以保障高炉顺行。结晶水虽化学结合，但可通过配矿和工艺调控减少危害。脱水烘干是钢铁企业降本增效的必选项，而非可选工序。

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