Талисмани 

Руд къде. Желязна руда. Как го получават. Обогатяване на желязна руда

Желязната руда е основната суровина за металургичната индустрия по целия свят. Неговият пазар в една или друга степен влияе върху икономиката на различните страни. Днес ресурси от желязна руда се добиват в повече от 50 страни, включително Руската федерация. Тя уверено заема позицията си в постоянните пет световни лидери. Заедно те доставят до 80% от тази суровина на световния пазар.

Находища на желязна руда в Русия

Ресурсите от желязна руда са разпределени неравномерно на територията на руската държава. Повече от половината от всички запаси принадлежат на докамбрийски седиментни руди. Те са представени от червена, кафява, магнитна желязна руда с различно качество. И само 12% от тях са висококачествени руди, където съдържанието на желязо е най-малко 60%. Струва си да се отбележи, че руската държава е на второ място след Бразилия по запаси от желязна руда. Но в същото време местните находища в сравнение с чуждестранните (Австралия, Индия, Бразилия) имат по-ниско качество на рудите и трудни геоложки условия за тяхното развитие.

Големи находища на желязна руда в Русия се намират в Централния федерален окръг. Тя представлява около 55% от общото производство на суровини. Достатъчно значителни находища на проучени запаси са в Карелия и Мурманска област, тяхното производство е 18%. Гусевогорското находище в Свердловска област произвежда почти 16% от железните руди. Разработването на находищата Куранах и Гаринское в Амурска област, Кимканското и Костенгинското в Еврейската автономна област и др.

Курск магнитна аномалия

Начело в списъка на находищата на желязна руда в Русия са кариерите на Курската магнитна аномалия (KMA). Площта на неговия басейн е повече от 160 хиляди км 2 и включва териториите на регионите Орел, Белгород, Курск и Воронеж. По отношение на запасите от желязо, които се оценяват на милиарди тонове, това е най-големият басейн в света. Към днешна дата са проучени повече от 30 милиарда тона богата желязна руда. Основната му маса е представена от магнетитни кварцити със съдържание на желязо над 40%.

KMA рудите се определят от многокомпонентна текстура. Дълбочината на тяхното възникване варира от 30 до 650 метра. Търговският добив се извършва главно в районите на Курск и Белгород, където е съсредоточен значителен дял от рудните запаси (Стоиленское, Михайловское, Лебединское и Яковлевское находища).

Бакчарско поле

Находището Бакчар е най-проучената част от Западносибирския желязоруден басейн. Открит е през 60-те години на миналия век при проучване на нефтени находища в Томска област и днес е едно от най-големите находища на желязна руда в Русия. На територията има четири рудни пласта, които на места се сливат в едно находище. Желязните рудни образувания са разположени основно на дълбочина 190 метра, но на север потъването достига до 300 метра. Съдържанието на желязо в рудите на места достига 57%. В обогатената руда обемът на желязото се увеличава значително и достига 97%. Площта на находището Бакчар е 16 хиляди км 2.

Характерна особеност на богатото находище е наличието на свързани компоненти кобалт, титан, хром и ванадий, което допълнително повишава стойността на рудите. Според предварителните оценки на геоложкото проучване прогнозните запаси на Бакчарското находище се оценяват на почти 110 милиарда тона. Трябва да се отбележи, че рудните хоризонти на този район са силно напоени и това създава затруднения при експлоатацията на находището.

Най-големите находища на желязна руда в Русия включват находището Оленегорск в Мурманска област, което е открито през 1932 г. По-голямата част от суровинната му база е представена от железни кварцити, основните минерали в които са магнетит и хематит. Наличието на желязо е средно 31%. Рудата лежи почти до самата повърхност, но рудното тяло отива на дълбочина над 800 метра с дължина от 32 км. Рудите на това находище се обогатяват лесно, имат минимално съдържание на вредни примеси, което прави възможно получаването на висококачествен метал.

Според последните оценки запасите на находището Оленегорск на Колския полуостров възлизат на 700 милиона тона желязна руда. Наличието на толкова значителни запаси се съдържа в много дълбоки хоризонти, което създава необходимост от допълнително проучване на недрата.

Ковдорское поле

Благодарение на своята геоложка история, Колският полуостров има значителни минерални находища и има значителен принос за руската икономика. Основните находища на желязна руда в този район започват да се разработват от 1962 г., въпреки че са открити още преди войната. Находището на желязна руда Ковдорское е едно от най-големите складове за събиране на суровини в държавата. Ето редки уникални минерали, които не се срещат никъде другаде.

Ковдорските находища се разработват от 1962 г., запасите им възлизат на около 650 млн. тона магнетитни руди. Ширината на рудното тяло е 100-800 метра, а дължината се простира на повече от километър. Проучени са складови находища на дълбочина от 800 метра. Съдържанието на желязо е средно 28-30%. Освен магнетитов концентрат, от рудата се извличат бадделеит и апатит концентрати.

Костомукша поле

Друг важен регион с находища на желязна руда в Русия е Карелия. Тук има 26 находища и около 70 желязорудни прояви на различни рудни образувания. По-практическо значение имат образуванията от железни кварцити, които са добре развити в Западнокарелската минералогенна зона. Палмата принадлежи на полето Костомукша, което се счита за най-голямото в северозападната част на Русия. Запасите му от руда са над един милиард тона със средно съдържание на желязо 32%.

В ивица от 15,6 km се простира пластът железни кварцити на находището Костомукша. Включва две находища на дълбочина до 40 метра – основно и междуслойно. Основният депозит съдържа до 70% от всички резерви на депозита. Магнетитът е доминиращият руден минерал, фосфор и сяра присъстват от вредни примеси. Рудите на Костомукшкото находище се обогатяват лесно.

Също така не трябва да се пренебрегват следните находища на желязна руда: Корпангское (400 милиона тона одобрени запаси), Пудожгорское (прогнозните ресурси се оценяват на 302 милиона тона) и Койкарское (запасите се оценяват на почти 3200 хиляди тона).

Република Хакасия

Хакасия е дом на едни от най-старите находища на желязна руда в Русия. Базата му е представена от районите Тейско-Баликсински, Абакано-Анзаски и Верхнеабакански.

Рудните находища Абагас в района на Кузнецкия Алатау и Минусинската депресия са открити през 1933 г., но тяхното развитие започва едва 50 години по-късно. Доминиращият минерал тук е магнетитът, второстепенни роли са отредени на пирит, хематит и мускетовит. Балансовите запаси от суровини възлизат на повече от 73 милиона тона.

В близост до град Абаза се намира находището на желязна руда Абакан. Неговите находища са представени от лесно обогатяващи се скарно-магнетитови руди. Балансовите резерви съдържат 145 милиона тона руда, средният обем на желязото е 42-45%. Находището е проучено на дълбочина до 1300 метра.

Качканарски находища

Групата складове за желязна руда в Свердловска област е известна отдавна, но сериозните проучвания започват едва през 30-те години на миналия век. Той съчетава две основни находища: Гусевогорское и Качканарское. Находища на рудни минерали са представени от магнетит и съдържат основно примеси от титан и ванадий. Те лежат на голяма дълбочина и имат много сложно развитие.

Качканарските находища са сред най-големите находища на желязна руда в Русия, те притежават 70% от добитите руди в Урал. Прогнозните ресурси са повече от 12 милиарда тона руда, а проучените запаси са 7 милиарда тона със съдържание на желязо 16%. При обогатяване на рудата обемът на желязото в получения концентрат достига 61%.

Бакалски находища

Групата на находищата на желязна руда Бакал се намира в района Сатка на Челябинска област. Той е съсредоточен на площ от 150 km 2 и има 24 находища, всяко от които има няколко рудни тела. В находищата се разграничават два вида руди: сидерит (със съдържание на желязо 32%) и кафява желязна руда (със съдържание на желязо над 50%). Сидеритните руди играят водеща роля в проучените и прогнозни запаси. Основните минерали на тези находища са пистомесит и сидероплезит.

В рудното поле Бакалски работят следните кариери: Петлински, Централен, Новобакалски, Сосновски, Сидерит, Шулдински. Общият запас от руда е един милиард тона. По отношение на качеството на рудите и количеството желязо в тях, находището Бакалское е едно от най-добрите находища на желязна руда в Русия.

Трябва да се отбележи, че производството на желязна руда е един от малкото сегменти на руската индустрия, който се чувства най-уверен дори във времена на криза. Държавният баланс включва 173 находища на желязна руда. Техните балансови резерви, при сегашния темп на производство, ще могат да осигурят черната металургия за повече от 200 години напред.

Съдържанието на желязо в промишлените руди е от 16 до 72%. Сред полезните примеси са Ni, Co, Mn, W, Mo, Cr, V и др., сред вредните са S, R, Zn, Pb, As, Cu. железните руди по произход са разделени на и (виж картата).

Основни железни руди

Индустриалните видове железни руди се класифицират според преобладаващия руден минерал. Магнетитните руди са съставени от магнетит (понякога магнезиев - магномагнетит, често мартитизиран - превърнат в хематит в процеса на окисление). Те са най-характерни за карбонатитни, скарнови и хидротермални находища. Апатит и бадделеит се извличат от карбонатитни находища, а съдържащите кобалт пирит и сулфиди на цветни метали се извличат от скарнови находища. Специална разновидност на магнетитните руди са сложните (Fe-Ti-V) титаномагнетитови руди от магматични находища. Хематитните руди, съставени главно от хематит и в по-малка степен от магнетит, са често срещани в кората на изветряне на железни кварцити (мартитови руди), в скарнови, хидротермални и вулканогенно-утаечни руди. Богатите хематитови руди съдържат 55-65% Fe и до 15-18% Mn. Сидеритните руди се подразделят на кристални сидеритни руди и глинеста шпатова желязна руда; те често са магнезиеви (магнозидерити). Срещат се в хидротермални, седиментни и вулканично-утаечни отлагания. Средното съдържание на Fe в тях е 30-35%. След изпичане на сидеритни руди, в резултат на отстраняване на CO 2, се получават фино порести концентрати от железен оксид, съдържащи 1-2%, понякога до 10% Mn. В зоната на окисление сидеритните руди се превръщат в кафява желязна руда. Силикатните железни руди са съставени от железни хлорити (, лептохлорит и др.), понякога придружени от железни хидроксиди. Те образуват седиментни отлагания. Средното съдържание на Fe в тях е 25-40%. Примесът на сяра е незначителен, фосфор до 1%. Те често имат оолитна текстура. В кората на изветряне те се превръщат в кафява, понякога червена (хидрохематит) желязна руда. Кафявите железни камъни са съставени от железни хидроксиди, най-често хидрогоетит. Те образуват седиментни отлагания (морски и континентални) и отлагания от кора на изветряне. Седиментните руди често имат оолитна текстура. Средното съдържание на Fe в рудите е 30-35%. Кафявата желязна руда на някои находища (Бакалское в СССР, Билбао в Испания и др.) съдържа до 1-2% Mn или повече. Естествено легираната кафява желязна руда, образувана в корите на изветряне на ултраосновните скали, съдържа 32-48% Fe, до 1% Ni, до 2% Cr, стотни от процента Co, V. Хромоникелови желязо и нисколегирани от такива руди се топят стомана без добавки. ( , железен ) - бедно и средно съдържание на желязо (12-36%) метаморфизирани железни руди, съставени от тънки редуващи се кварцови, магнетитни, хематитни, магнетит-хематитни и сидеритни прослойки, на места с примес на силикати и карбонати. Те се отличават с ниско съдържание на вредни примеси (S и R са стотни от процента). Находища от този тип обикновено имат уникални (над 10 милиарда тона) или големи (над 1 милиард тона) рудни запаси. Силициевият диоксид се извършва в кората на изветряне и се появяват големи находища на богати хематито-мартитови руди.

Най-големите запаси и обеми на производство се падат върху докамбрийските железни кварцити и образуваните от тях богати железни руди, по-рядко се срещат седиментни кафяви железни руди, както и скарнови, хидротермални и карбонатитни магнетитови руди.

Обогатяване на желязна руда

Има богати (над 50% Fe) и бедни (по-малко от 25% Fe) руди, които изискват. За качествените характеристики на богатите руди са важни съдържанието и съотношението на неметални примеси (шлакообразуващи компоненти), изразени чрез коефициент на основност и модул на кремък. Според стойността на коефициента на основност (съотношението на сумата на съдържанието на калциеви и магнезиеви оксиди към сумата на силициевите оксиди и) железните руди и техните концентрати се разделят на киселинни (по-малко от 0,7), самотекущи се (0,7 -1.1) и основни (повече от 1.1). Самофлюсиращите се руди са най-добри: киселите руди, в сравнение с основните, изискват въвеждане на повишено количество варовик (флюс) в заряда на доменната пещ. Според силициевия модул (съотношението на силициев оксид към алуминиев оксид), използването на железни руди е ограничено до видове руди с модул под 2. Бедните руди, които изискват обогатяване, включват титаномагнетит, магнетит, а също и магнетитни кварцити с магнетит Съдържание на Fe над 10-20%; мартит, хематит и хематитови кварцити със съдържание на Fe над 30%; сидеритни, хидрогоетитови и хидрогоетит-лептохлоритни руди със съдържание на Fe над 25%. Долната граница на общото съдържание на Fe и магнетит за всяко находище, като се вземат предвид неговите мащаби, минни и икономически условия, се определя от стандартите.

Рудите, които изискват обогатяване, се делят на лесно обогатяване и трудно обогатяване, което зависи от минералния им състав и текстурно-структурни особености. Лесно обогатените руди включват магнетитни руди и магнетитов кварц, твърдо обогатените руди включват железни руди, в които желязото е свързано с криптокристални и колоидни образувания, при раздробяване не е възможно да се отворят рудни минерали в тях поради изключително малкия им размер и фини покълване с неметални минерали. Изборът на методи за обогатяване се определя от минералния състав на рудите, техните текстурни и структурни особености, както и естеството на неметалните минерали и физико-механичните свойства на рудите. Магнетитните руди се обогатяват по магнитен метод. Използването на суха и мокра магнитна сепарация осигурява производството на кондиционирани концентрати дори при относително ниско съдържание на желязо в оригиналната руда. Ако има търговски марки хематит в рудите, заедно с магнетит, се използват методи за обогатяване с магнитна флотация (за фино разпръснати руди) или магнитно-гравитационна (за грубо разпръснати руди). Ако магнетитните руди съдържат промишлени количества апатит или сулфиди, мед и цинк, борни минерали и други, тогава за извличането им от отпадъците от магнитно разделяне се използва флотация. Схемите за обогатяване на титаномагнетитни и илменит-титаномагнетитни руди включват многоетапна мокра магнитна сепарация. За да се изолира илменит в титанов концентрат, отпадъците от мокрото магнитно сепариране се обогатяват чрез флотация или гравитация, последвано от магнитно разделяне в поле с висок интензитет.

Схемите за обогатяване на магнетитни кварцити включват раздробяване, смилане и магнитно обогатяване с ниско поле. Обогатяването на окислени железни кварцити може да се извърши чрез магнитен (в силно поле), магнитен метод на печене и флотация. За обогатяване на хидрогоетит-лептохлоритна оолитна кафява желязна руда се използва гравитационен или гравитационно-магнитен (в силно поле) метод, провеждат се и проучвания за обогатяване на тези руди чрез изпичане по магнитен метод. Глинистите хидрогоетитни и (камъчета) руди се обогатяват чрез промиване. Обогатяването на сидеритните руди обикновено се постига чрез изпичане. При преработката на железни кварцити и скарно-магнетитови руди обикновено се получават концентрати със съдържание на Fe 62-66%; в кондиционирани концентрати на мокра магнитна сепарация от апатит-магнетит и магномагнетит железни руди, не по-малко от 62-64%; за електрометалургичната обработка се произвеждат концентрати със съдържание на Fe не по-малко от 69,5%, SiO 2 не повече от 2,5%. Концентратите на гравитационно и гравитационно-магнитно обогатяване на оолитна кафява желязна руда се считат за кондиционирани, когато съдържанието на Fe е 48-49%; с подобряването на методите за обогатяване се увеличават изискванията за концентрати от руди.

Повечето от железните руди се използват за топене на желязо. Малко количество служи като естествени бои (охра) и утежняващи средства за сондажна кал.

Запаси от желязна руда

По запаси от желязна руда (баланс - над 100 милиарда тона) CCCP е на първо място в света. Най-големите запаси от желязна руда в СССР са съсредоточени в Украйна, в централните райони на РСФСР, в Северен Казахстан, в Урал, в Западен и Източен Сибир. От общото количество проучени запаси от желязна руда 15% са богати и не изискват обогатяване, 67% са обогатени с помощта на прости магнитни схеми, а 18% изискват сложни методи за обогатяване.

KHP, Северна Корея и CPB имат значителни запаси от желязна руда, достатъчни за развитието на собствената им черна металургия. Вижте също

По отношение на наличието на прогнозирани запаси от желязна руда Русия се нарежда едва на трето място, след Бразилия и Съединените щати. Общото количество руда в Руската федерация се оценява на около 120,9 милиарда тона. Ако вземем предвид надеждността на „разузнавателните данни“, тогава запасите (категория P1) са най-точно определени на 92,4 милиарда тона, вероятността за пълен добив при 16,2 милиарда тона (категория P2) е малко по-малко вероятна и вероятността за добив проучена руда е 2,4 милиарда тона (категория P3). Средното съдържание на желязо е 35,7%. Основната част от ресурсите е съсредоточена в KMA (Курска магнитна аномалия), разположена в европейската част на Русия. От по-малко значение са находищата, разположени в Сибир, в Далечния изток.

Разпределение на рудните запаси в Русия

Делът на висококачествена руда, която не изисква обогатяване, със съдържание на желязо най-малко 60% в Русия, е почти 12,4%. Основно рудите са средни и бедни, със съдържание на желязо от порядъка на 16-40%. Въпреки това, само Австралия има големи запаси от богати руди в света. 72% от руските резерви са класифицирани като печеливши.

Днес в Руската федерация има 14 най-големи находища. От тях 6 са разположени в района на аномалията (т.е. повече от половината), което осигурява 88% от разработването на железни руди. Държавният баланс на Руската федерация има в счетоводството си 198 полета, 19 от които имат задбалансови резерви. Основните обекти за добив на желязна руда, в низходящ ред (по обем на добитите минерали):
- Михайловско находище (в района на Курск);
- м. Гусевгорское (в Свердловска област);
- м. Лебединское (в Белгородска област);
- м. Стоиленское (в Белгородска област);
- нос Костомукшское (Карелия);
- м. Стойло-Лебединское (в Белгородска област);
- м. Ковдорское (в област Мурманск);
- м. Рудногорское (в Иркутска област);
- м. Коробковское (в Белгородска област);
- нос Оленегорское (в Мурманска област);
- м. Шерегешевское (в района на Кемерово);
- м. Таштаголское (в района на Кемерово);
- м. Абаканское (Хакасия);
- м. Яковлевское (в Белгородска област).

През последното десетилетие Руската федерация отбеляза увеличение на производството на желязна руда. Средният годишен ръст е около 4%. Все пак има към какво да се стремим: делът на руската руда в световното производство е под 5,6%. По принцип цялата руда в Русия се добива в KMA (54,6%). В Карелия и Мурманска област обемът е 18% от общото производство, в Свердловска област 16% от рудите се издават „на планина“.

Желязната руда започва да се добива от човека преди много векове. Още тогава предимствата от използването на желязо станаха очевидни.

Намирането на минерални образувания, съдържащи желязо, е доста лесно, тъй като този елемент съставлява около пет процента от земната кора. Като цяло желязото е четвъртият най-разпространен елемент в природата.

Невъзможно е да се намери в чист вид, желязото се съдържа в определено количество в много видове скали. С най-високо съдържание на желязо има желязна руда, добивът на метал от който е икономически най-изгоден. Количеството желязо, което се съдържа в него, зависи от произхода му, нормалното съотношение на което е около 15%.

Химичен състав

Свойствата на желязната руда, нейната стойност и характеристики пряко зависят от нейния химичен състав. Желязната руда може да съдържа различни количества желязо и други примеси. В зависимост от това има няколко вида:

  • много богат, когато съдържанието на желязо в рудите надвишава 65%;
  • богати, процентът на желязо в които варира от 60% до 65%;
  • средно, от 45% и повече;
  • бедни, при които процентът на полезните елементи не надвишава 45%.

Колкото повече странични примеси са в състава на желязната руда, толкова повече енергия е необходима за нейната обработка и толкова по-малко ефективно е производството на готови продукти.

Съставът на скалата може да бъде комбинация от различни минерали, отпадна скала и други примеси, чието съотношение зависи от нейното отлагане.

Магнитните руди се отличават с това, че се основават на оксид, който има магнитни свойства, но при силно нагряване те се губят. Количеството на този вид скала в природата е ограничено, но съдържанието на желязо в него може да не е по-ниско от червената желязна руда. Външно изглежда като твърди кристали от черно и синьо.

Spar желязна руда е рудна скала на основата на сидерит. Много често съдържа значително количество глина. Този тип скала е сравнително трудна за намиране в природата, което, предвид малкото съдържание на желязо, го прави рядко използван. Следователно е невъзможно да ги припишем на промишлени видове руди.

Освен оксиди, в природата се срещат и други руди на основата на силикати и карбонати. Количеството на желязото в скалата е много важно за промишлената й употреба, но е важно и наличието на полезни странични продукти като никел, магнезий и молибден.

Индустрии на приложения

Обхватът на желязната руда е почти изцяло ограничен до металургията. Използва се главно за топене на чугун, който се добива с мартенови или конверторни пещи. Днес чугунът се използва в различни сфери на човешката дейност, включително в повечето видове промишлено производство.

В не по-малка степен се използват различни сплави на основата на желязо - стоманата е намерила най-широко приложение поради своята якост и антикорозионни свойства.

Чугун, стомана и различни други железни сплави се използват в:

  1. Машиностроене, за производство на различни машини и апарати.
  2. Автомобилна индустрия, за производство на двигатели, корпуси, рамки, както и други компоненти и части.
  3. Военна и ракетна промишленост, в производството на специално оборудване, оръжия и ракети.
  4. Конструкция, като подсилващ елемент или издигане на носещи конструкции.
  5. Лека и хранително-вкусова промишленост, като контейнери, производствени линии, различни агрегати и устройства.
  6. Минната промишленост, като специални машини и оборудване.

Находища на желязна руда

Световните запаси от желязна руда са ограничени по количество и местоположение. Зоните на натрупване на рудни запаси се наричат ​​находища. Днес находищата на желязна руда се разделят на:

  1. Ендогенна. Те се характеризират със специално разположение в земната кора, обикновено под формата на титаномагнетитови руди. Формите и местоположението на такива включвания са разнообразни, те могат да бъдат под формата на лещи, слоеве, разположени в земната кора под формата на отлагания, отлагания, подобни на вулкан, под формата на различни вени и други неправилни форми.
  2. Екзогенен. Този тип включва находища на кафява желязна руда и други седиментни скали.
  3. Метаморфогенен. Които включват кварцитни находища.

Находища на такива руди могат да бъдат намерени по цялата ни планета. Най-голям брой депозити са съсредоточени на територията на постсъветските републики. Особено Украйна, Русия и Казахстан.

Страни като Бразилия, Канада, Австралия, САЩ, Индия и Южна Африка имат големи запаси от желязо. В същото време почти всяка страна по земното кълбо има собствени разработени находища, при недостиг на които породата се внася от други страни.

Обогатяване на железни руди

Както беше посочено, има няколко вида руди. Богатите могат да бъдат рециклирани веднага след като бъдат извлечени от земната кора, други трябва да бъдат обогатени. В допълнение към процеса на обогатяване, преработката на рудата включва няколко етапа, като сортиране, раздробяване, разделяне и агломериране.

Към днешна дата има няколко основни начина за обогатяване:

  1. Зачервяване.

Използва се за почистване на руди от странични примеси под формата на глина или пясък, които се измиват с помощта на водни струи под високо налягане. Тази операция ви позволява да увеличите количеството съдържание на желязо в бедна руда с около 5%. Поради това се използва само в комбинация с други видове обогатяване.

  1. Гравитационно почистване.

Извършва се с помощта на специални видове суспензии, чиято плътност надвишава плътността на отпадната скала, но е по-ниска от плътността на желязото. Под въздействието на гравитационните сили страничните компоненти се издигат до върха, а желязото потъва до дъното на окачването.

  1. магнитно разделяне.

Най-разпространеният метод за обогатяване, който се основава на различно ниво на възприемане на магнитните сили от компонентите на рудата. Такова разделяне може да се извърши със суха скала, мокра скала или в алтернативна комбинация от двете му състояния.

За обработката на сухи и мокри смеси се използват специални барабани с електромагнити.

  1. Флотация.

За този метод натрошената руда под формата на прах се спуска във вода с добавяне на специално вещество (флотационен агент) и въздух. Под действието на реагента желязото се присъединява към въздушните мехурчета и се издига на повърхността на водата, а отпадната скала потъва на дъното. Компонентите, съдържащи желязо, се събират от повърхността под формата на пяна.

Днес е трудно да си представим живота без стомана, от която са направени много неща около нас. Основата на този метал е желязото, получено чрез топене на руда. Желязната руда се различава по произход, качество, начин на добив, което определя осъществимостта на добива. Също така желязната руда се отличава с минералния си състав, процента на метали и примеси, както и полезността на самите добавки.

Желязото като химичен елемент е част от много скали, но не всички от тях се считат за суровини за добив. Всичко зависи от процентния състав на веществото. По-конкретно, железни образувания се наричат ​​минерални образувания, в които обемът на полезния метал прави извличането му икономически осъществимо.

Такива суровини започват да се добиват преди 3000 години, тъй като желязото позволява да се произвеждат по-издръжливи продукти в сравнение с медта и бронза (виж). И още по това време занаятчиите, които са имали топилни, разграничават видовете руда.

Днес за по-нататъшно топене на метал се добиват следните видове суровини:

  • Титан-магнетит;
  • Апатит-магнетит;
  • Магнетит;
  • Магнетит-хематит;
  • Гьотит-хидрогоетит.

Желязната руда се счита за богата, ако съдържа най-малко 57% желязо. Но развитието може да се счита за подходящо при 26%.

Желязото в състава на скалата е по-често под формата на оксиди, останалите добавки са силициев диоксид, сяра и фосфор.

Всички известни в момента видове руди са образувани по три начина:

  • магматичен. Такива руди са се образували в резултат на излагане на висока температура на магма или древна вулканична дейност, тоест претопяване и смесване на други скали. Такива минерали са твърди кристални минерали с висок процент на желязо. Рудни находища с магматичен произход обикновено се свързват със стари планински строителни зони, където разтопеният материал се е приближил до повърхността.

Процесът на образуване на магматични скали е следният: стопилка от различни минерали (магма) е много течно вещество и когато се образуват пукнатини при разломи, тя ги запълва, охлажда се и придобива кристална структура. Така са се образували слоеве със замръзнала в земната кора магма.

  • метаморфни. Така се трансформират седиментните видове минерали. Процесът е следният: при преместване на отделни участъци от земната кора, някои от нейните слоеве, съдържащи необходимите елементи, попадат под горните скали. На дълбочина те са подложени на висока температура и налягане на горните слоеве. По време на милиони години на такова излагане тук протичат химични реакции, които трансформират състава на изходния материал, кристализация на веществото. След това, в процеса на следващото движение, скалите са по-близо до повърхността.

Обикновено желязната руда от този произход не е твърде дълбока и има висок процент полезен метален състав. Например, като ярък пример - магнитна желязна руда (до 73-75% желязо).

  • седиментни. Основните „работници“ на процеса на образуване на руда са водата и вятърът. Разрушаване на скални пластове и преместването им в низини, където се натрупват на пластове. Освен това водата, като реагент, може да модифицира изходния материал (излугване). В резултат на това се образува кафява желязна руда - ронлива и рохкава руда, съдържаща от 30% до 40% желязо, с голям брой различни примеси.

Суровините поради различни начини на образуване често се смесват на пластове с глини, варовици и магмени скали. Понякога в едно поле могат да се смесват находища с различен произход. Но най-често един от изброените видове порода преобладава.

Установявайки чрез геоложки проучвания приблизителна картина на процесите, протичащи в определен район, те определят възможните места с появата на железни руди. Като например магнитната аномалия Курск или басейна на Кривой Рог, където в резултат на магматични и метаморфни влияния са се образували видове желязна руда, ценни в промишлеността.

Добив на желязна руда в промишлен мащаб

Човечеството започна да добива руда много отдавна, но най-често това бяха нискокачествени суровини със значителни примеси на сяра (утаечни скали, така нареченото "блатно" желязо). Мащабът на разработка и топене непрекъснато нараства. Днес е изградена цяла класификация на различни находища на железни руди.

Основните видове промишлени находища

Всички рудни находища са разделени на типове в зависимост от произхода на скалата, което от своя страна дава възможност да се разграничат основните и вторичните райони на желязна руда.

Основни видове търговски находища на желязна руда

Те включват следните депозити:

  • Находища на различни видове желязна руда (железни кварцити, магнитна желязна руда), образувани по метаморфен метод, което позволява да се добиват много богати руди върху тях. Обикновено отлаганията са свързани с най-древните процеси на образуване на скали от земната кора и лежат върху образувания, наречени щитове.

Кристалният щит е голяма, извита форма на леща. Състои се от скали, образувани на етапа на формиране на земната кора преди 4,5 милиарда години.

Най-известните находища от този тип са: Курската магнитна аномалия, басейна на Кривой рог, Горното езеро (САЩ/Канада), провинция Хамърсли в Австралия и района на желязна руда Минас Жерайс в Бразилия.

  • Отлагания на резервоарни седиментни скали. Тези находища са се образували в резултат на утаяването на богати на желязо съединения, които присъстват в състава на минералите, унищожени от вятъра и водата. Ярък пример за желязна руда в такива находища е кафявата желязна руда.

Най-известните и големи находища са басейнът на Лотарингия във Франция и Керч на едноименния полуостров (Русия).

  • Скарнови отлагания. Обикновено рудата е с магматичен и метаморфен произход, чиито пластове след образуването са били разместени по време на образуването на планините. Тоест желязната руда, разположена на слоеве на дълбочина, беше смачкана на гънки и се премести на повърхността по време на движението на литосферните плочи. Такива отлагания се намират по-често в сгънати зони под формата на слоеве или стълбове с неправилна форма. Образувано от магма. Представители на такива находища: Магнитогорск (Урал, Русия), Сарбайское (Казахстан), Iron Springs (САЩ) и др.
  • Титаномагнетитни находища на руди. Произходът им е магматичен, най-често се срещат при разкрития на древни скали - щитове. Те включват басейни и находища в Норвегия, Канада, Русия (Качканарское, Кусинское).

Незначителни находища включват: апатит-магнетит, магно-магнетит, сидерит, фероманганови находища, разработени в Русия, Европа, Куба и др.

Запаси от желязна руда в света - водещи страни

Днес по различни оценки са проучени находища с общ обем от 160 милиарда тона руда, от които могат да се получат около 80 милиарда тона метал.

Геоложката служба на САЩ представя данни, според които на Русия и Бразилия се падат около 18% от световните запаси от желязна руда.

По отношение на запасите от желязо могат да се разграничат следните водещи страни

Картината на световните рудни запаси е следната

Повечето от тези страни са и най-големите износители на желязна руда. Като цяло обемът на продадените суровини е около 960 милиона тона годишно. Най-големите вносители са Япония, Китай, Германия, Южна Корея, Тайван, Франция.

Обикновено частните компании се занимават с добив и продажба на суровини. Например най-големите у нас "Металинвест" и "Евразхолдинг", произвеждащи общо около 100 млн. тона продукти от желязна руда.

Според оценките на Геоложката служба на САЩ, обемите на добив и производство непрекъснато нарастват, около 2,5-3 милиарда тона руда се добиват годишно, което намалява стойността й на световния пазар.

Надценката за 1 тон днес е около $40. Рекордната цена е фиксирана през 2007 г. - $180/тон.

Как се добива желязна руда?

Шевовете на желязна руда лежат на различни дълбочини, което определя методите за извличане от недрата.

Кариерен път.Най-разпространеният метод за добив се използва, когато залежите са открити на дълбочина около 200-300 метра. Развитието се осъществява чрез използването на мощни багери и скалнотрошащи инсталации. След това се натоварва за транспортиране до преработвателни предприятия.

мой метод.Ямният метод се използва за по-дълбоки слоеве (600-900 метра). Първоначално мястото на мината се пробива, от което се развиват наноси по шевовете. Откъдето натрошената скала се подава "в планината" с помощта на конвейери. Рудата от мините също се изпраща в преработвателни предприятия.

Хидравличен добив в ствола.На първо място, за добив на хидравлика, се пробива кладенец до скалната формация. След това тръбите се вкарват в целта, рудата се раздробява с мощно налягане на водата с по-нататъшно извличане. Но този метод днес има много ниска ефективност и се използва доста рядко. Така например 3% от суровините се добиват по този начин, а 70% от мини.

След добив, материалът от желязна руда трябва да бъде обработен, за да се получи основната суровина за топене на метал.

Тъй като в състава на рудите има много примеси, освен необходимото желязо, за да се получи максимален полезен добив, е необходимо скалата да се почисти чрез подготовка на материала (концентрата) за топене. Целият процес се извършва в минни и преработвателни предприятия. За различни видове руди се прилагат собствени методи и методи за пречистване и отстраняване на ненужните примеси.

Например, технологичната верига на обогатяване на магнитна желязна руда е както следва:

  • Първоначално рудата преминава през етапа на раздробяване в трошачни инсталации (например челюстни трошачки) и се подава чрез лентов конвейер към станциите за разделяне.
  • С помощта на електромагнитни сепаратори парчетата магнитна желязна руда се отделят от отпадъчната скала.
  • След това рудната маса се транспортира до следващото раздробяване.
  • Натрошените минерали се преместват в следващата почистваща станция, така наречените вибриращи сита, тук се пресява полезната руда, отделяйки от леката ненужна скала.
  • Следващият етап е бункерът за фина руда, в който чрез вибрации се отделят малки частици примеси.
  • Следващите цикли включват следващото добавяне на вода, раздробяване и прокарване на рудната маса през суспензионни помпи, които отстраняват ненужната утайка (отпадна скала) заедно с течността и отново раздробяване.
  • След многократно почистване с помпи рудата влиза в т. нар. сито, което за пореден път почиства минералите по гравитационния метод.
  • Многократно пречистената смес влиза в дехидратора, който отстранява водата.
  • Източената руда отново попада в магнитните сепаратори и едва след това в газотечната станция.

Кафявата желязна руда се пречиства по малко по-различни принципи, но същността на това не се променя, тъй като основната задача на обогатяването е да се получат най-чистите суровини за производство.

В резултат на обогатяването се получава концентрат от желязна руда, използван при топенето.

Какво се прави от желязна руда - използването на желязна руда

Ясно е, че желязната руда се използва за получаване на метал. Но преди две хиляди години металурзите разбраха, че в чиста форма желязото е доста мек материал, продуктите от който са малко по-добри от бронза. Резултатът е откриването на сплав от желязо и въглерод - стомана.

Въглеродът за стомана играе ролята на цимент, укрепвайки материала. Обикновено такава сплав съдържа от 0,1 до 2,14% въглерод, а повече от 0,6% вече е високовъглеродна стомана.

Днес от този метал се произвежда огромен списък от продукти, оборудване и машини. Изобретението на стоманата обаче е свързано с развитието на оръжейната индустрия, в която занаятчиите се опитват да получат материал със силни характеристики, но в същото време с отлична гъвкавост, ковкост и други технически, физически и химически характеристики. Днес висококачественият метал има други добавки, които го легират, добавяйки твърдост и устойчивост на износване.

Вторият материал, който се произвежда от желязна руда, е чугун. Също така е сплав от желязо с въглерод, която съдържа повече от 2,14%.

Дълго време чугунът се смяташе за безполезен материал, който се получава или чрез нарушаване на технологията на топене на стомана, или като страничен продукт, който се утаява на дъното на топилните пещи. По принцип е изхвърлен, не може да бъде изкован (крехък и практически не пластичен).

Преди появата на артилерията те се опитваха да прикрепят чугуна към икономиката по различни начини. Например в строителството от него са направени фундаментни блокове, в Индия са произведени ковчези, а в Китай първоначално са сечени дори монети. Появата на оръдия направи възможно използването на чугун за леене на гюлла.

Днес чугунът се използва в много индустрии, особено в машиностроенето. Също така, този метал се използва за производство на стомана (тентови пещи и метода на Бесмер).

С нарастването на производството се изискват все повече материали, което допринася за интензивното развитие на находищата. Но развитите страни считат за по-целесъобразно да внасят сравнително евтини суровини, намалявайки обема на собственото си производство. Това позволява на основните страни износители да увеличат производството на желязна руда с по-нататъшното й обогатяване и продажба като концентрат.