铁矿石与含铁物料的鉴别方法-编制说明

《铁矿石与含铁物料的鉴别方法》

国

家

标

准

编

制

说

明

《铁矿石与含铁物料的鉴别方法》国家标准修订工作组

2023年5月

《铁矿石与含铁物料的鉴别方法》

国家标准编制说明

1任务来源及主要参加单位

根据国标委发【2021】12号《国家标准化管理委员会关于下达2021年第一批

推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》，《铁矿石与含铁物料的鉴别

方法》（计划号20210777-T-605）由全国铁矿石与直接还原铁标准化技术委员会

（SAC/TC317）归口，由上海海关工业品与原材料检测技术中心和冶金工业信息

标准研究院共同起草。

2标准修订工作计划

《铁矿石与含铁物料的鉴别方法》国家标准为首次制定。在标准制订过程

中，成立了标准编制组，确定了责任人和参与人，落实了标准计划项目的进度安

排和分工。上海海关工业品与原材料检测技术中心长年从事上海口岸进口铁矿石

法定检验和含铁物料的属性鉴别，近年来主持国家重点研发项目《资源类及高值

产品产地溯源、掺假识别技术研究》（2018YFF0215400），积累了数千个不同产

地的铁矿石、不同来源含铁物料的样品及相关检测信息。标准编制组查阅了现有

相关标准和文献资料，结合实验室长期积累的数据，在冶金工业信息标准研究院

专家的技术指导下形成了标准草案。标准修订严格按照GB/T1.1-2009《标准化

工作导则第1部分：标准的结构和编写》的要求进行编写。经过前期的工作，于

2023年5月完成实验室标准征求意见稿。

2023年6月-7月，向X家铁矿石生产、使用、检测企业发放标准征求意见

表，并将相关资料在/挂出。截至2023年7月，共收到

回函征求意见，回函中完全同意、没有修改意见的单位有X家，同意并提出修

改意见的单位X家，提出的修改意见合并后共计XX条。根据征求意见对征求

意见稿进行修改，最终形成送审稿。

3标准修订的目的、意义及国内外现行标准情况

钢铁工业是我国国民经济发展的重要基础，铁矿石则是钢铁工业的必要原材

料，而由于我国铁矿石自有储量和品质的限制，我国从2003年起铁矿石进口量

就跃居世界第一。在铁矿石大量进口的需求下，氧化铁皮、含铁冶炼渣、含铁除

尘灰等掺入铁矿石或者直接以铁矿石名义进口的现象屡有发生。此类固体废物来

源不一、成分复杂，“以废充矿”的行为，直接损害了铁矿石贸易商的经济利益，

作为原料应用于冶金行业时，易对生产设备造成损害，且不利于产品品质的控制，

更为严重的是，此类固体废物中含有的有毒有害成分随着加工、处置过程进入大

气、水体、土壤，对我国的生态环境安全和人体健康造成极大威胁。

为了维护正常的铁矿石贸易秩序，保护生态环境健康，我国对含铁固体废物

的进口监管日益严格。从2011年8月1日起实施《固体废物进口管理办法》，制

定并不断调整禁止进口、限制进口和自动许可进口的固体废物目录，到2020年

11月，生态环境部、商务部、国家发展和改革委员会、海关总署4部位联合发

布《关于全面禁止进口固体废物有关事项的公告》（2020年第53号），禁止以

任何方式进口固体废物，禁止我国境外的固体废物进境倾倒、堆放、处置。《固

体废物进口管理办法》等系列规章和规范性文件也随之废除。但是含铁物料来源

众多，其成分含量、物相组成、物理性状等差异较大，为其来源推断和属性鉴别

造成了极大的困难。目前除了GB/T32524《铁矿石产品等级的划分》、GB/T

36704《铁精粉》、GB/T27692-2011《高炉用酸性铁球团矿》等铁矿石产品标

准外，对于铁矿石与含铁物料鉴别的相关标准有GB34330《固体废物鉴别标准

通则》、SN/T5061《进口冶金类固体废物属性鉴别通用方法》、SN/T3102《铁矿

与返矿及氧化铁皮的鉴别规程》、SN/T5039《含铁尘泥与铁矿鉴别通用方法》等

（见表1）。目前尚没有针对铁矿石和含铁物料鉴别的统一技术规范指导，在铁

矿石与含铁物料的鉴别工作中，容易出现对样品来源推断不准确、不同鉴别机构

判定依据不统一、判定结论不一致等问题。

表1现有铁矿石相关产品标准、鉴别标准

标准类型标准名称

产品标准GB/T32524《铁矿石产品等级的划分》

产品标准GB/T36704《铁精粉》

产品标准GB/T27692《高炉用酸性铁球团矿》

鉴别标准GB34330《固体废物鉴别标准通则》

鉴别标准SN/T5061《进口冶金类固体废物属性鉴别通用方法》

鉴别标准SN/T3102《铁矿与返矿及氧化铁皮的鉴别规程》

鉴别标准SN/T5039《含铁尘泥与铁矿鉴别通用方法》

《铁矿石与主要含铁物料的鉴别方法》国家标准的制定，明确了铁矿石与主

要含铁物料基本特性，包括黑色冶金行业涉及的铁矿石原料、生产加工过程中产

生的尘泥、氧化铁皮、冶炼渣等的成分含量、物相组成等特征信息，建立了切实

可行的铁矿石与主要含铁物料的鉴别流程。该标准的制定，为铁矿石与含铁物料

属性鉴别工作的开展提供了科学、统一的鉴别流程和依据，能够降低对含铁物料

属性错判、漏判的可能性，对保障我国铁矿石正常进口贸易、杜绝“以废充矿”

现象、阻止“洋垃圾”危害我国生态环境和人民健康具有重要意义。

4标准的适用范围及主要内容

本标准规定了铁矿石与含铁物料的鉴别方法，适用于铁矿石与直接还原铁、

含铁尘泥、氧化铁皮、湿法/火法含铁冶炼渣的鉴别。

本标准给出了铁矿石、直接还原铁、含铁尘泥、氧化铁皮、湿法/火法含铁

冶炼渣的主要理化特征信息包括表观物理特征、主要成分、主要物相、粒度、浸

出液酸碱度、浸出离子等，并给出了可供参考的鉴别流程。

5标准具体研究内容

本标准收集了大量不同来源国铁矿石、不同工艺产生的含铁物料（包括直接

还原铁、含铁尘泥、湿法/火法含铁冶炼渣、氧化铁皮等）样品，并对其表观物

理特征、成分、物相、粒度、浸出液酸碱度、浸出离子等进行检测，结合文献资

料的查询，汇总整理了铁矿石与含铁物料的主要特征信息。根据现有国家固体废

物属性鉴别相关的法律法规标准，结合实验室长期开展铁矿石与含铁物料属性鉴

别的经验，建立了铁矿石和主要含铁物料的鉴别流程。

5.1铁矿石

根据GB/T20565《铁矿石和直接还原铁术语》，铁矿石是指商业上能生产

出铁的任何天然或加工的岩石、矿物或矿石聚集料。铁矿石中含有一种或几种主

要含铁的矿物是：红褐色的赤铁矿、磁赤铁矿和假象赤铁矿；磁铁矿；水和氧化

铁，包括针铁矿、褐铁矿和沼铁矿；铁碳酸盐，包括菱铁矿或球菱铁矿、铁白云

石和其他混合碳酸盐；焙烧的黄铁矿或黄铁矿渣；有时是天然矿石中产生的铁素

体（例如钙铁素体），主要是熔融的小球和烧结体。还包括（加热到105℃后干

燥的）锰含量不超过8%的锰铁矿和精选矿。但不包括用于颜料、釉料、浓厚的

悬浮液介质和其他与炼铁生产无关的超细的含铁矿物。

（1）表观物理特征

常见铁矿石主要包括磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿等。磁铁矿呈黑灰色，条痕为

黑色，具有金属或半金属光泽，结构细密，具有强磁性。赤铁矿颜色暗红，含铁

量越高，颜色越深，甚至接近黑色，条痕为红色。褐铁矿颜色为黄褐色、褐色或

黑褐色，条痕为黄褐色。天然铁矿石的脉石多为粘土类物质或石英石，粉矿外观

与土接近，入手性粘，块矿表面常吸附有小颗粒1。

铁矿石根据其粒度不同，主要可分为块矿、粉矿、精矿、球团矿。GB/T20565

《铁矿石和直接还原铁术语》中规定，块矿为粒度下限为10mm~6.3mm的粗颗

粒组成的铁矿石，粉矿为粒度上限为10mm~6.3mm的小颗粒矿石。结合铁矿石

国际贸易合同中对块矿、粉矿、精矿、球团矿中普遍的粒度规格，不同铁矿石典

型粒径范围见表2。

表2铁矿石典型粒径范围

品名粒径范围

块矿6.3mm~40mm

粉矿0.15mm~10mm

精矿0.045mm~0.1mm

球团矿8mm~16mm

（2）主要成分

本工作组收集了来自澳大利亚、巴西、南非、伊朗、俄罗斯、哈萨克斯坦、

吉尔吉斯斯坦、加拿大、肯尼亚、老挝、利比里亚、马来西亚、毛里塔尼亚、美

1SN/T3102-2012铁矿与返矿及氧化铁皮的鉴别规程

国、秘鲁、缅甸、瑞典、委内瑞拉、乌克兰、新西兰、印度、越南、智利、蒙古、

阿联酋25个国家898个铁矿石样品，根据GB/T16597《冶金产品分析方法X

射线荧光光谱法通则》对样品开展无标样分析，检测结果见表3。检出样本数为

开展无标样分析时有检出结果的样本数量。铁矿石中常见元素包括铁、硅、铝、

锰、钛、钙、镁、磷、硫、铬、钾、氯、镍、锆、钒、锌，部分铁矿石还可能存

在铜、钠、砷、锶、钡等元素且含量均较低。值得注意的是，铁矿石X射线半

定量分析过程中，受铁、锌等谱线的干扰，易出现铼、钆、铈、钬、铽等元素的

假阳性检出。

表3898个铁矿石样品主要成分

组分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

检出

898898898898895893882874837744

样本数/个

组分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

检出

727709523506483423247237186172

样本数/个

组分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

检出样本数976440373623171355

组分WBiLa

最大值/%0.8570.06030.044

最小值/%0.0180.0220.044

检出

432

样本数/个

基于项目组采集的铁矿石成分含量数据，结合SN/T5039《含铁尘泥与铁矿

鉴别通用方法》给出的一般铁矿成分和质量分数范围（表4），汇总整理铁矿石

中主要成分和含量，见表5。

表4SN/T5039中一般铁矿成分和质量分数范围

Ⅱ2+

项目水分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

项目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常见铁矿石主要成分及含量（%）

组分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

组分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

组分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

组分WBiLa

最大值/%0.8570.06030.044

最小值/%0.0180.0220.044

（3）主要物相

铁矿石主要有红褐色的赤铁矿、磁赤铁矿和假象赤铁矿；磁铁矿；水和氧化

铁，包括针铁矿、褐铁矿和沼铁矿；铁碳酸盐，包括菱铁矿或球菱铁矿、铁白云

石和其他混合碳酸盐；等等。因此，铁矿石常见物相有磁铁矿、赤铁矿、针铁矿、

纤铁矿、褐铁矿、磁赤铁矿、假象赤铁矿、菱铁矿及石英、硅酸岩等脉石组分。

常见铁矿石典型物相见图1、图2、图3。

图1以赤铁矿、针铁矿物相为主的典型铁矿石物相图（巴西铁矿石，Fe-034-01）

图2以磁铁矿物相为主的典型铁矿石物相图（澳大利亚精粉矿，Fe-012-01）

图3以赤铁矿物相为主的典型铁矿石物相图（南非粉铁矿，Fe-027-07）

（4）浸出液酸碱度

根据GB/T15555.12-1995《固体废物腐蚀性测定玻璃电极法》对铁矿石

样品进行浸出液酸碱度测试。选取澳大利亚津布巴粉、澳大利亚铁精粉、南非昆

巴粉、巴西卡拉加斯粉，称取100g试样（以干基计），加入1L水（包含试样的

含水量），震荡8h，静置16h，干过滤，测量浸出液pH值。由表6可知，铁矿

石浸出液pH值主要为6左右。

表6典型铁矿石浸出液pH值

品名主要物相pH值

澳大利亚津布巴粉赤铁矿、针铁矿6.76

澳大利亚铁精粉磁铁矿、石英6.3

南非昆巴粉赤铁矿、石英5.95

巴西卡拉加斯粉赤铁矿、针铁矿、水铝石6.46

（5）浸出液离子浓度

根据GB/T15555.12-1995《固体废物腐蚀性测定玻璃电极法》对铁矿石

样品进行浸取。选取澳大利亚津布巴粉、澳大利亚铁精粉、南非昆巴粉、巴西卡

拉加斯粉，称取100g试样（以干基计），加入1L水（包含试样的含水量），震

荡8h，静置16h，干过滤。使用电感耦合等离子体发射光谱，测量浸出液中离子

浓度。根据铁矿石中主要元素，选取铁、硅、铝、锰、钛、钙、镁、磷、铬、镍、

钒、锌、铜、钠、钡、铅、锡元素测定其含量。经检测，钛、磷、铬、镍、钒、

铜、铅、锡检测结果均低于0.1μg/mL，其他元素具体浸出含量见表7。

表7典型铁矿石浸出液离子浓度(μg/mL)

样品名称FeSiAlMnCaMgZnNaBa

澳大利亚津布巴粉0.735.57<0.10.0123.112.180.097.89<0.1

澳大利亚铁精粉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

澳大利亚津布巴粉<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1

澳大利亚铁精粉<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）微观分析

利用光学显微镜对56个不同来源国铁矿石开展了矿相分析，自然光下，铁

矿石一般呈浅灰白色微带淡蓝色或灰色微带浅棕色，反射色在20%~30%，未见

双反射和反射多色性。

对来自澳大利亚、巴西、南非、伊朗、阿联酋、哈萨克斯坦、缅甸等国的

10个铁矿石样品，利用扫描电镜(SEM)配合矿物分析软件(MLA)进行微观形貌分

析，在BSE镜头下,铁矿石样品可见典型矿物晶体的棱角,可见不同矿物的夹杂；

样品结构紧实。MLA分析结果显示,样品以铁矿为主,检出少量的脉石(石英、橄

榄石等)。在三维视频光学显微镜镜头下,铁矿样品以典型赭红色铁矿颗粒或是

灰黑色的磁铁矿颗粒，颗粒棱角明显2。

5.2直接还原铁

直接还原铁是从天然或加工的铁矿石中还原得到，不需要达到熔融温度，可

用于炼铁和炼钢的高品位原料，包括进一步通过热压或冷压成块的金属化产品。

（1）表观物理特征

直接还原铁的表观物理特征随生产工艺不同而不同。回转窑、竖炉、旋转床

等工艺生产的直接还原铁是以球团矿为原料，要求粒度在5～30mm。隧道窑工

艺生产的还原铁大多数是瓦片状或棒状，长度为250～380mm，堆密度在1.7～

2广州海关技术中心《钢铁冶炼产生的含铁固体废物特征图库研究》报告

2.0t/m³。

（2）主要成分

直接还原铁主要成分为铁、钙、硅、锰等，铁含量较高，对产品来说铁含量

应大于90%，金属化率＞90%，还含有少量的铝、磷、硫、钛、铬、钒、镁、

碳等，不同生产工艺的直接还原铁产品典型成分见表8。

表8不同生产工艺直接还原铁产品典型成分

工艺/成分TFeSiO2Al2O3CaOMgOCPS

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

F1NMEF气基流化工艺92---------0.5-3.0----

回转窑工艺≥88-------------≤0.04

（3）主要物相

直接还原铁主要物相为金属铁，如果还原不彻底，也可能会同时存在氧化亚

铁、四氧化三铁、三氧化二铁等氧化物，在低温直接还原过程中，脉石以及造渣

成分如石英、石灰石等基本不发生变化3。

5.3含铁尘泥

含铁尘泥是指钢铁企业在原料准备、烧结、球团、炼铁、炼钢和轧钢等工艺

过程中进行干法除尘、湿法除尘和废水处理后得到的固体废物，不包括冶金辅料

尘泥、燃料尘泥和特种矿加工过程产生的尘泥。按含铁尘泥的来源，可分为原料

准备尘泥、烧结尘泥、球团尘泥、高炉尘泥、炼钢尘泥和轧钢尘泥等4。

（1）表观物理特征

常见含铁尘泥由于其成分不同，颜色呈浅灰色至深褐色不等，差异较大。一

般为粉末状，可能有结块，但轻压即可碾碎，粉末粒度较细。根据ISO13320-2020

《粒度测定激光衍射法》对9种不同含铁尘泥进行粒径分布测试，结果见表9。

由粒径分布测试数据可见，含铁尘泥粒度较细，不管是高炉、电炉、转炉、精炼

3张庆建，占发旺，高瑞刚，等.富铁原料物相鉴别研究[J].冶金分析，2017，37

（11）：69-74。

4GB/T28292-2012钢铁工业含铁尘泥回收及利用技术规范标准

炉的除尘灰还是转炉污泥，样品中25%的样品颗粒粒径（即D25）在约10μm以

下，90%的样品颗粒的粒径（即D90）在几十至两百多微米。

表9含铁尘泥粒径分布（μm）

样品序号样品名称D25D50D75D90D97

GF-001电炉除尘灰6.659.1212.0914.9417.64

GF-003高炉二次灰43.4394.32163.9252.6379.5

GF-009出铁场除尘灰3.366.8312.8823.1528.7

GF-013高炉一次灰8.8819.736.7749.9157.61

GF-032高炉瓦斯灰8.6814.6626.3839.5952.56

GF-041精炼除尘灰9.3129.2788.31182.1243.2

GF-046转炉二次除尘灰9.5519.349.44101.2157.4

GF-058转炉污泥5.7912.0720.5128.3432.95

GF-060转炉OG泥11.1958.49146.5237.1348.5

（2）主要成分

项目组收集了来自宝钢、沙钢、攀钢3家大型钢铁厂炼铁、炼钢不同过程中

产生的含铁尘泥共计46个样品，包括高炉一次灰、高炉二次灰、高炉瓦斯灰、

电炉除尘灰、精炼除尘灰、高炉瓦斯泥、转炉污泥等，利用GB/T16597对其开

展成分含量半定量分析，检测结果见表10。含铁尘泥主要包含元素包括铁、硅、

铝、锰、钛、钙、镁、磷、硫、铬、钾、氯、镍、锆、钒、锌、铜、钠、锶、铅，

还可能存在砷、钡、钴、银、铷、钼、镓、锡、铌、铋、氟等。

表10含铁尘泥主要成分及其含量

组分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

检出

46454646454645464644

样本数/个

组分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

检出

46464231374243462543

样本数/个

组分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

检出样本数1713527391415/74

组分WBiLaF

最大值/%/0.23/8.94

最小值/%/0.009/0.82

检出

/4/7

样本数/个

此外项目组收集了国内外铁含量>20%的典型含铁尘泥标准样品及样品成分

信息，包括高炉灰、电炉灰、平炉灰等，结合SN/T5039中主要含铁尘泥的化学

成分和含量表（见表11），汇总典型含铁尘泥成分和含量，见表12。

表11SN/T5039中一些含铁尘泥的化学成分和含量

尘泥类型FeOTFeSiO2CaOMgOAl2O3MnOCZnPbP2O5S

高炉瓦斯4.252.395.222.810.832.270.25110.27<0.050.230.11

泥

高炉瓦斯3.5552.793.271.890.640.950.0617.330.330.080.0070.04

灰

电炉除尘5.8451.72.87.143.551.133.220.793.38<0.050.280.29

灰

转炉除尘10.2847.244.36.692.463.861.973.84.190.150.470.13

灰

转炉OG59.3760.740.448.743.270.090.260.440.340.110.210.061

泥

烧结除尘2.7554.675.5510.472.322.530.420.420.340.340.120.181

灰

平炉烟尘4.7055.403.161.874.331.47--0.594------1.866

轧钢油泥61.0367.022.570.310.701.59----------0.025

带烧机头6.0844.756.5314.893.402.39----0.080.020.1370.77

除尘灰

烧结配料5.8843.215.9016.742.982.44----0.080.020.0920.51

除尘灰

轧钢污泥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

炼铁污泥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典型含铁尘泥成分及含量表

组分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

组分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

组分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

组分WBiLaFC

最大值/%/0.23/8.9438.14

最小值/%/0.009/0.500.42

（3）主要物相

与铁矿石相比，含铁尘泥物相复杂，除铁矿石中常见的磁铁矿（Fe3O4）、赤

铁矿(Fe2O3)、针铁矿(FeO（OH）)、石英(SiO2)等物相外，还常见铁（Fe）、石墨

（C）、锌（Zn）、方镁石（MgO）、氢氧化钙（Ca（OH）2）、钙铝硅酸盐（Ca3Al2Si2O10

（H2O）2等）及铁与其他金属在高温下产生的金属氧化物如镁铁矿（Fe2MgO4）、

锌铁尖晶石（（ZnxFe1-x）Fe2O4）、方铁锰石（FeMnO3）等，典型含铁除尘灰物

相见图4。

图4典型含铁除尘灰物相图（GF-002）

（4）浸出液酸碱度

根据GB/T15555.12-1995《固体废物腐蚀性测定玻璃电极法》对含铁尘

泥样品进行浸出液酸碱度测试，结果显示不同类型含铁尘泥酸碱度差异较大，pH

值从5.4~13.0，偏中性至碱性，详见表13。

表13典型含铁尘泥浸出液pH值

样品名称pH

电炉除尘灰12.70

高炉二次灰7.16

出铁场除尘灰7.80

高炉一次灰7.44

高炉瓦斯灰5.40

精炼除尘灰13.00

转炉二次除尘灰6.10

转炉污泥10.60

转炉OG泥12.40

（5）浸出液离子浓度

根据GB/T15555.12-1995《固体废物腐蚀性测定玻璃电极法》对含铁尘

泥样品进行浸取，干过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱，测量浸出液中离子

浓度。根据含铁尘泥中主要元素，选取铁、硅、铝、锰、钛、钙、镁、磷、铬、

镍、钒、锌、铜、钠、钡、铅、锡元素测定其含量。经检测，钛、磷、镍、钒、

铜、锡检测结果均低于0.1μg/mL，其他元素含量见表14。含铁尘泥中钙、镁、

锌、钠离子含量明显高于铁矿石和其他含铁物料。

表14典型含铁尘泥浸出液离子浓度(μg/mL)

样品名称FeSiAlMnCaMgCrZnNaBaPb

电炉除尘灰<0.10.375<0.1<0.01736<0.13.585.34780.10.15

高炉二次灰0.0775.95<0.10.3234025.5<0.114.217.50.17<0.1

出铁场除尘灰1.064.68<0.1<0.011109.48<0.10.1555.5<0.1<0.1

高炉一次灰1.953.91<0.1<0.0142013.5<0.10.2835.10.16<0.1

高炉瓦斯灰<0.12.7<0.10.74102525.2<0.155.891050.13<0.1

精炼除尘灰<0.11.740.11<0.0115.44<0.10.950.162260<0.12.18

转炉二次除尘灰<0.12.270.15<0.0169.555.4<0.10.1126<0.1<0.1

转炉污泥0.720.2<0.1<0.0164.20.085<0.10.36111<0.1<0.1

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

（6）微观分析

经查阅文献资料，部分含铁尘泥光学显微镜下观察结果如下：

高炉瓦斯灰：镜下样品颗粒较细，细粒，颗粒呈不规则形态。矿物反射色呈

灰白色，可见反射色极强颗粒。细小颗粒间呈分散状态。

烧结电场灰：镜下样品颗粒较细，矿物集合体呈结核状、鮞状形态。样品以

反射色为黄褐色的矿物和灰色矿物组成团簇，夹杂有反射色为灰白色矿物。

对出铁场灰、OG泥、高炉二次灰、转炉灰、连铸污泥、酚氰污泥、烧结机

头灰等含铁尘泥样品，利用扫描电镜(SEM)配合矿物分析软件(MLA)进行微观形

貌分析。在BSE镜头下,大部分样品颗粒结构松散，可见球状、椭圆状、珠状等

湿法/火法处理的颗粒外观，未见典型矿物晶体的棱角，与铁矿有明显差异，部

分样品残留铁矿颗粒较多，因此，可见矿物颗粒；但不作为样品多数。MLA分

析结果显示，由于矿物组成分析以样品元素组成为主，与XRD的结果略有差别；

大部分样品以非铁矿矿物为主,检出大量的方解石、白云石等加工助剂（造渣剂

等）残留物以及脉石（石英）等炼铁副产物，以及大量的未能进行鉴定的颗粒，

疑为非晶态或有机物，少部分样品由于铁含量较高，因此MLA结果报告铁矿晶

体为主。在三维视频光学显微镜镜头下,大部分含铁尘泥样品颗粒结构松散，白

色、灰色、黑色等颗粒团聚为主；或是球状颗粒；可见湿法或火法处理痕迹，未

见典型矿物晶体的棱角5。

5.4氧化铁皮

氧化铁皮是钢锭及钢坯在锻造或轧制过程中表面氧化层脱落而产生的铁屑，

带片状，也称铁磷。

（1）表观物理特征

氧化铁皮产生于轧制钢材或锻造钢材的表层，其形状为带片状或鳞片状，表

面光滑，有金属光泽。其颜色与Fe2O3、Fe3O4、FeO三种氧化物的含量密切相关，

通常氧化铁皮呈蓝灰色，Fe3O4含量较高时，颜色加深，呈黑灰色。

（2）主要成分

项目组收集了2013年至2016年上海口岸进口氧化铁皮样品共计52个样品，

利用GB/T16597对其开展成分含量分析，检测结果见表15。氧化铁皮主要元素

成分包括铁、硅、铝、锰、钛、钙、镁、磷、硫、铬、镍、铜、钼、钠等，还可

能存在钾、氯、锆、钒、锌、锶、钡、钴、银、铅、锡、铌、钨、镓等。其中，

铁含量较高，一般都在65%以上，除硅、铝、钙、镁、锰外，其他杂质元素含量

均较低。

表15氧化铁皮主要组分及其含量

组分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广州海关技术中心《钢铁冶炼产生的含铁固体废物特征图库研究》报告

检出

52525252415252505252

样本数/个

组分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

检出

2535521622365242329

样本数/个

组分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

检出样本数361/6491/12

组分WBiLa

最大值/%0.0502//

最小值/%0.015//

检出

4//

样本数/个

结合SN/T5039中氧化铁皮的成分和质量分数（表16）及相关文献报道，

给出氧化铁皮典型组分及含量，见表17

表16SN/T5039一般氧化铁皮成分和质量分数范围(%)

Ⅱ

项目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

项目MgOTiO2V2O5K2OPbNiCuZnAs

最小值0.0800000.0420.0930.0100

最大值0.300.120.0170.0731.1170.0930.230.290.837

表17典型氧化铁皮成分及含量表

组分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

组分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

组分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

组分WBiLa

最大值/%0.05//

最小值/%0.015//

（3）主要物相

氧化铁皮中，Fe2O3、Fe3O4、FeO三种物相并存，很多氧化铁皮中还有相当

含量的单质铁存在。氧化铁皮中FeO的含量通常很高，而铁矿石中则不含氧化

2+6

亚铁或氧化亚铁的含量很低（磁铁矿中Fe存在于Fe3O4中）。典型氧化铁皮物

相见图5。

图5典型氧化铁皮物相图（Q32）

6SN/T3102-2012铁矿与返矿及氧化铁皮的鉴别规程

（4）浸出液酸碱度

根据GB/T15555.12-1995《固体废物腐蚀性测定玻璃电极法》对氧化铁

皮样品进行浸出液酸碱度测试，结果显示pH值略低于7，呈中性偏弱酸性。

（5）浸出液离子浓度

根据GB/T15555.12-1995《固体废物腐蚀性测定玻璃电极法》对氧化铁

皮样品进行浸取，干过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱，测量浸出液中离子

浓度。根据氧化铁皮中主要元素，选取铁、硅、铝、锰、钛、钙、镁、磷、铬、

镍、钒、锌、铜、钠、钡、铅、锡元素测定其含量。经检测，浸出液中仅含有少

量硅、锰、钙、镁、锌、钠离子，其他离子检测结果均低于0.1μg/mL，见表18。

表18典型氧化铁皮浸出液离子浓度(μg/mL)

样品名称FeSiAlMnCaMgCrZnNaBaPb

氧化铁皮（Q-001）<0.11.32<0.10.0218.90.99<0.10.12<0.1<0.1

5.5火法冶炼渣

钢铁工业在高炉、转炉等炼铁、炼钢过程产生的冶炼废物，如高炉炼铁过程

中产生的炼钢生铁渣、铸造生铁渣、锰铁矿渣等炉渣，炼钢过程中产生的酸性液

渣、氧气顶吹转炉、氧气底吹转炉、复吹转炉、电炉氧化渣和电炉还原渣等钢渣，

以及以硫铁矿为原料通过沸腾床焙烧制取硫酸过程中产生的硫酸烧渣等。

（1）表观物理特征

火法冶炼渣由于成分不同，呈浅灰色至深褐色不同深浅的颜色，样品表现为

块状或块粉混合状，块状物部分可以看到玻璃态，并常见熔融孔隙。

（2）主要成分

项目组收集了来自宝钢、沙钢、攀钢3家大型钢铁厂炼铁、炼钢不同过程中

产生的冶炼渣共计18个样品，包括高炉渣、转炉渣、保护渣、钢渣等。利用GB/T

16597对其开展成分含量分析，发现火法冶炼渣主要包含元素包括铁、硅、铝、

锰、钛、钙、镁、硫、磷、钾、钠等，还可能存在碳、氟、氯、镍、锌、铜、砷

等，详见表19。

表1918个含铁火法冶炼渣主要成分含量

组分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

检出

样本数/个1717171717171791716

组分