Mineralen: ijzererts. Waar wordt ijzererts gewonnen in Rusland? Wat is ijzererts?

Na de vraag te hebben gesteld: waarom is ijzererts nodig, wordt het duidelijk dat iemand zonder dit ijzererts niet de hoogten van de moderne ontwikkeling van de beschaving zou hebben bereikt. Gereedschappen en wapens, machineonderdelen en werktuigmachines - dit alles kan gemaakt worden van ijzererts. Tegenwoordig is er geen enkele sector van de nationale economie die zonder staal of gietijzer kan.

IJzer is een van de wijd verspreide chemische elementen in de aardkorst. Dit element wordt vrijwel nooit in zijn pure vorm in de aardkorst aangetroffen; het wordt aangetroffen in de vorm van verbindingen (oxiden, carbonaten, zouten, enz.). Minerale verbindingen die aanzienlijke hoeveelheden van dit element bevatten, worden ijzererts genoemd. Het industriële gebruik van ertsen die ≥ 55% ijzer bevatten, is economisch verantwoord. Ertsmaterialen met een lager metaalgehalte zijn onderworpen aan voorafgaande verrijking. Verrijkingsmethoden voor de mijnbouw van ijzererts worden voortdurend verbeterd. Daarom nemen de eisen aan de hoeveelheid ijzer in ijzererts (arm) momenteel voortdurend af. Erts bestaat uit verbindingen van het ertsvormende element, minerale onzuiverheden en afvalgesteente.

• ertsen gevormd onder invloed van hoge temperaturen worden magmatisch genoemd;
• gevormd als gevolg van sedimentatie op de bodem van oude zeeën - exogeen;
• onder invloed van extreme druk en temperatuur - metamorfogeen.

De oorsprong van het gesteente bepaalt de omstandigheden voor de mijnbouw en de vorm waarin ijzer daarin zit.

Het belangrijkste kenmerk van ijzererts is het wijdverspreide voorkomen ervan en de zeer aanzienlijke reserves in de aardkorst.

De belangrijkste ijzerhoudende minerale verbindingen zijn:

• hematiet is de meest waardevolle bron van ijzer, omdat het ongeveer 68-72% van het element bevat en een minimum aan schadelijke hematietafzettingen rood ijzererts wordt genoemd;
• magnetiet - de belangrijkste eigenschap van dit type ijzererts zijn magnetische eigenschappen. Samen met hematiet heeft het een ijzergehalte van 72,5% en een hoog zwavelgehalte. Vormt afzettingen - magnetische ijzerertsen;
• een groep waterhoudende metaaloxiden die gezamenlijk bruin ijzererts worden genoemd. Deze ertsen hebben een laag ijzergehalte, mengsels van mangaan en fosfor. Dit bepaalt de eigenschappen van dit type ijzererts: aanzienlijke reduceerbaarheid, porositeit van de structuur;
• sideriet (ijzercarbonaat) – heeft een hoog gehalte aan afvalgesteente, het metaal zelf bevat ongeveer 48%.

Toepassingen van ijzererts

IJzererts wordt gebruikt voor het smelten van gietijzer, staalgietijzer en staal. Voordat ijzererts echter voor het beoogde doel wordt gebruikt, ondergaat het verrijking in mijnbouw- en verwerkingsfabrieken. Dit geldt voor slechte ertsmaterialen, waarvan het ijzergehalte lager is dan 25-26%. Er zijn verschillende methoden ontwikkeld voor de verrijking van ertsen van lage kwaliteit:

• magnetische methode, waarbij gebruik wordt gemaakt van verschillen in de magnetische permeabiliteit van ertscomponenten;
• flotatiemethode, waarbij verschillende bevochtigbaarheidscoëfficiënten van ertsdeeltjes worden gebruikt;
• spoelmethode, waarbij lege onzuiverheden worden verwijderd met vloeistofstralen onder hoge druk;
• zwaartekrachtmethode, waarbij speciale suspensies worden gebruikt om afvalgesteente te verwijderen.

Als gevolg van de verrijking wordt uit ijzererts een concentraat verkregen dat tot 66-69% metaal bevat.

Hoe en waar ijzererts en concentraten worden gebruikt:

• erts wordt gebruikt bij de productie van hoogovens voor het smelten van gietijzer;
• rechtstreeks staal produceren, waarbij de gietijzerfase wordt omzeild;
• voor de productie van ferrolegeringen.

Hierdoor worden van het resulterende staal en gietijzer profielen en platen gemaakt, waaruit vervolgens de benodigde producten worden gemaakt.

IJzererts is een mineraalformatie waarvan het hoofdbestanddeel ijzer is. Voor industriële mijnbouw is erts met een hoog ijzergehalte, meer dan 40%, geschikt en economisch winstgevend; het hoogste percentage ijzeraanwezigheid in magnetisch ijzererts is 70%.

Wereldijzerertsreserves

De mijnbouw van ijzererts is een van de leidende sectoren van het industriële complex in Rusland. Ondanks dit feit produceert ons land slechts 5,6% van de totale ertsproductie in de wereld. In totaal bedragen de wereldreserves ruim 160 miljard ton. Volgens voorlopige schattingen kan het gehalte aan puur ijzer oplopen tot 80 miljard ton. Verdeling van de ijzerertsreserves per land:

Kaart van ijzerertsreserves in Rusland

• Russische Federatie – 18%;
• Volksrepubliek China – 9%;
• Australië – 14%;
• Brazilië – 18%;
• Oekraïne – 11%
• Canada – 8%
• VS – 7%
• Andere landen – 15%.

IJzerertsen onderscheiden zich doorgaans door hun ijzergehalte, maar ook door hun minerale samenstelling (onzuiverheden). Ertsen zijn ook onderverdeeld in ijzerrijk (meer dan de helft van het ijzer), gewoon (van een kwart tot de helft) en arm (minder dan een kwart van het ijzergehalte).

Magnetisch ijzererts, dat de maximale hoeveelheid ijzer bevat, wordt gewonnen in Rusland in de Oeral - in de bergen Vysokaya en Magnitnaya; Kachkanar, Grace.

Grote afzettingen in Zweden nabij de steden Falun, Gellivar en Dannemor. In de VS zijn er aanzienlijke deposito's in de staat Pennsylvania. In Noorwegen - Persberg en Arendal. Rusland staat op de derde plaats in de wereld wat betreft het aantal ertsafzettingen in de wereld. Op de eerste plaats staat Brazilië, op de tweede plaats Australië. De ijzerertsreserves in Rusland bedragen tegenwoordig meer dan 50 miljard ton.

Grootste stortingen

De ijzerertsafzetting van Bakchar bevindt zich in de regio Tomsk tussen twee rivieren: Andorma en Iksa. Het is een van de grootste, niet alleen in Rusland, maar ook in de wereld. De reserves worden geschat op ongeveer 28,7 miljard ton. Op dit moment worden er actief nieuwe technologieën voor dit veld geïntroduceerd, zoals hydraulische mijnbouw in boorgaten, in plaats van dagbouw, zoals voorheen.

IJzerertsafzettingen in Rusland, waar mijnbouw plaatsvindt

De magnetische anomalie van Koersk in Rusland is het grootste ijzerertsbekken ter wereld. Volgens de meest conservatieve schattingen bedragen de reserves van dit veld 200 miljard ton. De afzettingen van de magnetische anomalie van Koersk vormen ongeveer de helft van alle ijzerertsreserves in de wereld. Dit ijzerertsbekken bevindt zich op het grondgebied van drie regio's tegelijk: Koersk, Oryol en Belgorod. Het is ook gebruikelijk om de velden Tsjernjanskoje en Prioskolskoje op te nemen als onderdeel van de magnetische anomalie van Koersk.

De ijzerertsafzetting van Abakan bevindt zich nabij de stad Abaza in de Republiek Khakassia. Eerst werd dagbouw uitgevoerd en vervolgens ondergronds (mijnen). De diepte van de mijnen bereikt 400 meter.

De ijzerertsafzetting Abagaskoye bevindt zich in het Krasnojarsk-gebied. Belangrijkste ertsen: magnesiet, hoog-aluminiumoxide en magnesium. De afzetting is verdeeld in twee hoofdzones: Noordelijk (2300 meter) en Zuidelijk (meer dan 2600 meter). De ontwikkeling vindt op een open manier plaats.

Extractiemethoden

Alle steenwinningsmethoden kunnen worden onderverdeeld in 2 hoofdtypen: open (steengroeven) en gesloten (mijnen). De open mijnbouwmethode veroorzaakt grotere schade aan het milieu, in tegenstelling tot de gesloten methode. Maar het gebruik ervan vereist kleine kapitaalinvesteringen. Erts, dat ondiep in de aardkorst ligt (tot 500 m), wordt gewonnen door middel van dagbouw.

In de beginfase wordt de bovenste laag grond afgesneden. Verdere acties zijn gericht op het uitgraven van gesteente met behulp van bakken met speciale apparatuur, het laden ervan op transportbanden en het afleveren aan verwerkingsfabrieken.

IJzerertsen van de Oeral. Bakalskoje-veld

Bij het ontwikkelen van steengroeven wordt explosietechnologie gebruikt om gesteente gemakkelijker te verwijderen. Bij straalwerkzaamheden worden de volgende stoffen gebruikt:

• ammoniumnitraat;
• geëmulgeerde olie.

De explosie vindt plaats in een fractie van een seconde en kan grote stukken gesteente vernietigen. Tijdens springwerkzaamheden gaat de kwaliteit van het erts op geen enkele manier achteruit. De grootste steengroeve, niet alleen in Rusland, maar over de hele wereld, bevindt zich in de regio Belgorod, tussen Stary Oskol en de stad Gubkin.

Het heet Lebedinsky, het werd tweemaal opgenomen in het Guinness Book of Records vanwege zijn omvang en productievolumes - diepte 450 m, diameter - 5 km, naar schatting ligt hier 14,6 miljard ton ijzererts, ongeveer 133 machines en Er is één dumptruck per dag actief die tot 200 kg erts kan leveren.

Opmerkelijk aan deze groeve is dat deze onderhevig is aan overstromingen door grondwater. Als ze niet werden weggepompt, zou deze enorme steengroeve binnen een maand vol zijn.

Het gebruik van steengroeven wordt echter onmogelijk wanneer het niveau van bruikbaar gesteente lager is dan 500 meter. In dit geval gebruiken ze de bouw van ondergrondse mijnen. Soms bereikt hun diepte enkele kilometers. Afwijkingen worden ondergronds gegraven - uitgebreide takken.

Machines van het combinatietype slaan punten in de rots, breken deze en gebruiken vervolgens laders om deze naar de oppervlakte te brengen.

Het winnen van erts met behulp van de mijnmethode is vrij duur, omdat het een bepaalde infrastructuur vereist, evenals het creëren van veilige omstandigheden voor het werk van mensen en uitrusting. Frequente gevallen van verplaatsing van aardrotsen en het instorten van mijnen, hun overstromingen en andere rampen. Daarom wordt deze methode in Rusland niet gebruikt als het erts een klein percentage ijzer bevat. Hoewel de technologieën van de verwerkende industrie zich voortdurend ontwikkelen en mogelijkheden bieden voor een productievere verrijking van ertsen die ijzer in kleine hoeveelheden bevatten.

Methoden voor steenverrijking

Voordat een van de verrijkingsmethoden wordt toegepast, moet het resulterende erts worden verpletterd, omdat de lagen twee meter kunnen bereiken. Vervolgens worden een of meer verrijkingsmethoden gebruikt:

Zwaartekracht scheiding

• flotatie;
• complexe methode.

Zwaartekrachtscheiding is een van de beste mijnbouwmethoden. Deze methode wordt op grote schaal gebruikt vanwege de lage kosten. Zwaartekrachtscheiding wordt gebruikt om grote en kleine gesteentedeeltjes van elkaar te scheiden. Ze worden niet alleen gebruikt voor ijzer, maar ook voor tin-, lood-, zink-, platina- en goudertsen. De benodigde apparatuur bestaat uit een trilplatform, een centrifugaalmachine en een spiraal.

De magnetische scheidingsmethode is gebaseerd op het verschil in magnetische eigenschappen van stoffen. Dankzij deze eigenschap wordt deze methode onmisbaar in de productie wanneer andere methoden niet het gewenste effect geven.

Magnetische scheiding

Magnetische scheiding wordt gebruikt om niet-metaalhoudende onzuiverheden van ijzererts te scheiden. Het is gebaseerd op een eenvoudige natuurkundige wet: ijzer wordt aangetrokken door een magneet en onzuiverheden worden weggespoeld met water. Van de met behulp van een magneet verkregen grondstoffen worden pellets of heet briketijzer gemaakt.

Flotatie is een methode voor ertsextractie waarbij metaaldeeltjes door een chemische reactie worden gecombineerd met luchtbellen. Om flotatiescheiding uit te voeren, is het noodzakelijk dat het resulterende gesteente homogeen is en dat alle deeltjes tot dezelfde grootte worden vermalen.

Het is ook belangrijk om rekening te houden met de kwaliteit van de reagentia die een interactie aangaan met het vereiste chemische element. Tegenwoordig wordt flotatie voornamelijk gebruikt om ijzerertsconcentraten te vernieuwen die zijn verkregen als gevolg van magnetische scheiding. Als gevolg hiervan leveren eerder gedolven ertsen nog eens 50% van het metaal op.

Heel zelden is slechts één scheidingsmethode voldoende om de benodigde grondstoffen te verkrijgen. Meestal worden in één verrijkingsproces meerdere methoden en technieken gebruikt. De essentie van de complexe methode is het vermalen, zuiveren van grote rotsverontreinigingen met behulp van een spiraalclassificator en het verwerken van grondstoffen in een magnetische scheider. Deze routine wordt meerdere keren herhaald totdat de maximale hoeveelheid grondstoffen is geproduceerd.

Na verwerking van het ijzererts en het verkrijgen van het metaal in de vorm van HBI (heet briketijzer), wordt het naar een elektrometallurgische fabriek gestuurd, die metalen plano's met standaardvormen produceert, maar ook niet-standaardvormen, volgens individuele bestellingen. Soms kunnen stalen plano's tot 12 meter lang zijn.

De hoge kwaliteit van het metaal wordt verzekerd door geavanceerde technologieën voor het herstel ervan: smelten door elektrische boogvorming, waardoor de hoeveelheid onzuiverheden aanzienlijk wordt verminderd.

Na de metallurgische fabriek wordt het staal naar eindgebruikers gestuurd: machinebouw, automobielbedrijven, voor de buizen-, lager- en hardware-industrie.

Video: ijzererts

Tegenwoordig is het moeilijk om je een leven voor te stellen zonder staal, waarvan veel dingen om ons heen zijn gemaakt. De basis van dit metaal is ijzer, verkregen door erts te smelten. IJzererts verschilt qua herkomst, kwaliteit en mijnbouwmethode, wat de haalbaarheid van de winning ervan bepaalt. IJzererts verschilt ook qua minerale samenstelling, het percentage metalen en onzuiverheden, evenals de bruikbaarheid van de additieven zelf.

IJzer is als chemisch element opgenomen in de samenstelling van veel gesteenten, maar ze worden niet allemaal beschouwd als grondstoffen voor de mijnbouw. Het hangt allemaal af van de procentuele samenstelling van de stof. In het bijzonder verwijst ijzer naar minerale formaties waarin het volume aan nuttig metaal de winning ervan economisch haalbaar maakt.

De winning van dergelijke grondstoffen begon 3000 jaar geleden, omdat ijzer het mogelijk maakte duurzame producten van hogere kwaliteit te produceren in vergelijking met koper en brons (zie). En al in die tijd maakten ambachtslieden met smelterijen onderscheid tussen de soorten erts.

Tegenwoordig worden de volgende soorten grondstoffen gewonnen voor verdere metaalsmelting:

• Titanium-magnetiet;
• Apatiet-magnetiet;
• Magnetiet;
• Magnetiet-hematiet;
• Goethiet-hydrogoethiet.

IJzererts wordt als rijk beschouwd als het ten minste 57% ijzer bevat. Maar ontwikkelingen kunnen met 26% als haalbaar worden beschouwd.

IJzer in de rotssamenstelling komt meestal voor in de vorm van oxiden, de overige additieven zijn silica, zwavel en fosfor.

Alle momenteel bekende soorten ertsen werden op drie manieren gevormd:

• Magmatisch. Dergelijke ertsen werden gevormd als gevolg van blootstelling aan hoge temperaturen van magma of oude vulkanische activiteit, dat wil zeggen het smelten en vermengen van andere rotsen. Dergelijke mineralen zijn harde kristallijne mineralen met een hoog ijzergehalte. Ertsafzettingen van stollingsoorsprong worden gewoonlijk geassocieerd met oude bergzones, waar de gesmolten substantie dicht bij het oppervlak kwam.

Het proces van vorming van stollingsgesteenten is als volgt: het smelten van verschillende mineralen (magma) is een zeer vloeibare substantie, en wanneer zich scheuren vormen op plaatsen met breuken, vult deze deze, koelt af en krijgt een kristallijne structuur. Zo ontstonden lagen met magma bevroren in de aardkorst.

• Metamorf. Dit is hoe sedimentaire soorten mineralen worden getransformeerd. Het proces is als volgt: wanneer afzonderlijke delen van de aardkorst bewegen, vallen sommige lagen die de noodzakelijke elementen bevatten onder de onderliggende rotsen. Op diepte zijn ze gevoelig voor de hoge temperatuur en druk van de bovenste lagen. In de loop van miljoenen jaren van dergelijke blootstelling vinden hier chemische reacties plaats die de samenstelling van het bronmateriaal transformeren en de stof kristalliseren. Vervolgens komen de rotsen tijdens de volgende beweging dichter bij het oppervlak terecht.

Meestal ligt ijzererts van deze oorsprong niet te diep en heeft het een hoog percentage nuttige metaalsamenstelling. Een helder voorbeeld is bijvoorbeeld magnetisch ijzererts (tot 73-75% ijzer).

• Sedimentair. De belangrijkste ‘arbeiders’ in het proces van ertsvorming zijn water en wind. Het vernietigen van gesteentelagen en het verplaatsen ervan naar laaglanden, waar ze zich ophopen in de vorm van lagen. Bovendien kan water als reagens het bronmateriaal wijzigen (uitloging). Als resultaat wordt bruin ijzererts gevormd - kruimelig en brokkelig erts dat 30% tot 40% ijzer bevat, met een groot aantal verschillende onzuiverheden.

Door de verschillende vormingswijzen worden grondstoffen vaak in lagen gemengd met klei, kalksteen en stollingsgesteente. Soms kunnen afzettingen van verschillende oorsprong in één veld worden gemengd. Maar meestal overheerst een van de genoemde rastypen.

Nadat door geologisch onderzoek een benaderend beeld is verkregen van de processen die zich in een bepaald gebied afspelen, worden mogelijke locaties met ijzererts bepaald. Zoals bijvoorbeeld de magnetische anomalie van Koersk, of het Krivoy Rog-bekken, waar industrieel waardevolle soorten ijzererts werden gevormd als resultaat van magmatische en metamorfe invloeden.

Winning van ijzererts op industriële schaal

De mensheid begon al heel lang geleden met het delven van erts, maar meestal was dit een grondstof van lage kwaliteit met aanzienlijke zwavelverontreinigingen (sedimentgesteenten, het zogenaamde 'moeras'-ijzer). De schaal van ontwikkeling en smelten nam voortdurend toe. Tegenwoordig is er een hele classificatie van verschillende afzettingen van ferro-ertsen gebouwd.

Belangrijkste soorten industriële afzettingen

Alle ertsafzettingen zijn onderverdeeld in typen, afhankelijk van de oorsprong van het gesteente, wat het op zijn beurt mogelijk maakt om hoofd- en secundaire ijzerertsgebieden te onderscheiden.

Belangrijkste soorten industriële ijzerertsafzettingen

Het betreft onder meer de volgende stortingen:

• Afzettingen van verschillende soorten ijzererts (ijzerhoudende kwartsieten, magnetisch ijzererts), gevormd door een metamorfe methode, die het mogelijk maakt ertsen te winnen die zeer rijk aan samenstelling zijn. Meestal worden afzettingen geassocieerd met oude processen van vorming van gesteenten in de aardkorst en liggen ze op formaties die schilden worden genoemd.

Een kristallijn schild is een formatie in de vorm van een grote gebogen lens. Het bestaat uit gesteenten die 4,5 miljard jaar geleden zijn gevormd tijdens de vorming van de aardkorst.

De bekendste afzettingen van dit type zijn: de magnetische anomalie van Koersk, het Krivoy Rog-bekken, Lake Superior (VS/Canada), de provincie Hamersley in Australië en de ijzerertsregio Minas Gerais in Brazilië.

• Afzettingen van gelaagde sedimentaire gesteenten. Deze afzettingen zijn gevormd door de sedimentatie van ijzerrijke verbindingen die aanwezig zijn in mineralen die door wind en water zijn vernietigd. Een treffend voorbeeld van ijzererts in dergelijke afzettingen is bruin ijzererts.

De bekendste en grootste afzettingen zijn het bekken van Lotharingen in Frankrijk en het bekken van Kertsj op het gelijknamige schiereiland (Rusland).

• Skarn-afzettingen. Meestal is het erts van stollings- en metamorfe oorsprong, waarvan de lagen, na vorming, werden verplaatst ten tijde van de vorming van de bergen. Dat wil zeggen dat ijzererts, dat zich in lagen op diepte bevond, in plooien werd verpletterd en naar de oppervlakte werd verplaatst tijdens de beweging van lithosferische platen. Dergelijke afzettingen bevinden zich vaak in gevouwen gebieden in de vorm van lagen of pilaren met een onregelmatige vorm. Magmatisch gevormd. Vertegenwoordigers van dergelijke afzettingen: Magnitogorskoye (Oeral, Rusland), Sarbaiskoye (Kazachstan), Iron Springs (VS) en anderen.
• Titaanmagnetietertsafzettingen. Hun oorsprong is stollingsgesteente, meestal te vinden op ontsluitingen van oude gesteenteschilden. Deze omvatten bekkens en velden in Noorwegen, Canada en Rusland (Kachkanarskoye, Kusinskoye).

Secundaire afzettingen omvatten: apatiet-magnetiet, magno-magnetiet, sideriet, ferromangaanafzettingen ontwikkeld in Rusland, Europese landen, Cuba en anderen.

IJzerertsreserves in de wereld - toonaangevende landen

Volgens verschillende schattingen zijn er tegenwoordig afzettingen met een totaal volume van 160 miljard ton erts onderzocht, waaruit ongeveer 80 miljard ton metaal kan worden gewonnen.

De US Geological Survey levert gegevens waaruit blijkt dat Rusland en Brazilië ongeveer 18% van de ijzerertsreserves in de wereld voor hun rekening nemen.

In termen van ijzerreserves kunnen de volgende leidende landen worden geïdentificeerd:

Het beeld van de wereldertsreserves ziet er als volgt uit:

De meeste van deze landen zijn ook de grootste exporteurs van ijzererts. Over het algemeen bedraagt ​​het volume aan verkochte grondstoffen ongeveer 960 miljoen ton per jaar. De grootste importeurs zijn Japan, China, Duitsland, Zuid-Korea, Taiwan en Frankrijk.

Meestal zijn particuliere bedrijven betrokken bij de winning en verkoop van grondstoffen. De grootste in ons land zijn bijvoorbeeld Metallinvest en Evrazholding, die in totaal ongeveer 100 miljoen ton ijzerertsproducten produceren.

Volgens schattingen van dezelfde US Geological Survey groeien de mijnbouw- en productievolumes voortdurend, er wordt ongeveer 2,5-3 miljard ton erts per jaar gewonnen, wat de waarde ervan op de wereldmarkt vermindert.

De opslag op 1 ton bedraagt ​​vandaag ongeveer $40. De recordprijs werd in 2007 genoteerd: $180/ton.

Hoe wordt ijzererts gewonnen?

IJzerertslagen liggen op verschillende dieptes, wat bepaalt hoe het uit de ondergrond wordt gewonnen.

Carrière manier. De meest gebruikelijke methode van steengroeven wordt gebruikt wanneer afzettingen worden gevonden op een diepte van ongeveer 200-300 meter. Ontwikkeling vindt plaats door het gebruik van krachtige graafmachines en steenbreekinstallaties. Daarna wordt het geladen voor transport naar verwerkingsfabrieken.

Mijn methode. Voor diepere lagen (600-900 meter) wordt de mijnmethode toegepast. Aanvankelijk wordt een mijnuitlijning doorboord, van waaruit driften langs de lagen worden ontwikkeld. Vanwaar het gebroken gesteente met behulp van transportbanden “naar de berg” wordt aangevoerd. Erts uit de mijnen wordt ook naar verwerkingsfabrieken gestuurd.

Hydraulische productie uit boorgaten. Allereerst wordt voor hydraulische mijnbouw in boorgaten een put tot in de rotslaag geboord. Daarna worden pijpen in het doel gebracht en wordt het erts met krachtige waterdruk verpletterd voor verdere extractie. Maar tegenwoordig heeft deze methode een zeer lage efficiëntie en wordt deze vrij zelden gebruikt. Zo wordt 3% van de grondstoffen via deze methode gewonnen en 70% via de mijnmethode.

Na extractie moet ijzerertsmateriaal worden verwerkt om de belangrijkste grondstof voor het smelten van metalen te verkrijgen.

Omdat de samenstelling van ertsen, naast het noodzakelijke ijzer, veel onzuiverheden bevat, is het, om de maximale bruikbare opbrengst te verkrijgen, noodzakelijk om het gesteente te zuiveren door het materiaal (concentraat) voor te bereiden voor het smelten. Het hele proces wordt uitgevoerd in mijnbouw- en verwerkingsfabrieken. Verschillende soorten ertsen hebben hun eigen methoden en methoden voor zuivering en verwijdering van onnodige onzuiverheden.

De technologische keten voor de verrijking van magnetische ijzererts is bijvoorbeeld als volgt:

• Aanvankelijk doorloopt het erts een breekfase in breekinstallaties (bijvoorbeeld kaakbrekers) en wordt het via een transportband naar een scheidingsstation gevoerd.
• Met behulp van elektromagnetische scheiders worden delen van magnetisch ijzererts gescheiden van afvalgesteente.
• Waarna de ertsmassa wordt getransporteerd voor verdere vermaling.
• De gebroken mineralen worden verplaatst naar het volgende reinigingsstation, de zogenaamde trilzeven, waar het bruikbare erts wordt gezeefd en wordt gescheiden van het lichte afvalgesteente.
• De volgende fase is een fijne ertshopper, waarin kleine deeltjes onzuiverheden door trillingen worden gescheiden.
• Daaropvolgende cycli omvatten de volgende toevoeging van water, het malen en het passeren van de ertsmassa door slurrypompen, die samen met de vloeistof onnodig slib (afvalgesteente) verwijderen, en opnieuw vermalen.
• Na herhaalde zuivering door pompen gaat het erts naar de zogenaamde zeef, die de mineralen opnieuw zuivert met behulp van de zwaartekrachtmethode.
• Het herhaaldelijk gezuiverde mengsel wordt naar een dehydrator gevoerd, die water verwijdert.
• Het gedroogde erts gaat opnieuw naar magnetische scheiders en pas daarna naar het gas-vloeistofstation.

Bruin ijzererts wordt gezuiverd volgens iets andere principes, maar de essentie verandert niet, omdat de belangrijkste taak van verrijking het verkrijgen van de zuiverste grondstoffen voor productie is.

Het resultaat van verrijking is ijzerertsconcentraat, dat wordt gebruikt bij het smelten.

Wat is gemaakt van ijzererts - gebruik van ijzererts

Het is duidelijk dat ijzererts wordt gebruikt om metaal te verkrijgen. Maar tweeduizend jaar geleden beseften metallurgen dat ijzer in zijn pure vorm een ​​vrij zacht materiaal is, waarvan de producten iets beter zijn dan brons. Het resultaat was de ontdekking van een legering van ijzer en koolstofstaal.

Koolstof voor staal speelt de rol van cement en versterkt het materiaal. Typisch bevat een dergelijke legering 0,1 tot 2,14% koolstof, waarbij meer dan 0,6% koolstofstaal is.

Tegenwoordig wordt van dit metaal een enorme lijst met producten, apparatuur en machines gemaakt. De uitvinding van staal werd echter geassocieerd met de ontwikkeling van wapensmeden, ambachtslieden die probeerden een materiaal te verkrijgen met duurzame eigenschappen, maar tegelijkertijd met uitstekende flexibiliteit, kneedbaarheid en andere technische, fysische en chemische eigenschappen. Tegenwoordig heeft metaal van hoge kwaliteit ook andere additieven die het legeren, waardoor de hardheid en slijtvastheid worden vergroot.

Het tweede materiaal dat uit ijzererts wordt geproduceerd, is gietijzer. Het is ook een legering van ijzer en koolstof, die ruim 2,14% bevat.

Lange tijd werd gietijzer beschouwd als een nutteloos materiaal, dat werd verkregen toen de staalsmelttechnologie werd geschonden, of als een bijproductmetaal dat zich op de bodem van smeltovens bezonk. Het werd meestal weggegooid en kan niet worden gesmeed (het is bros en praktisch niet taai).

Vóór de komst van artillerie probeerden ze op verschillende manieren gietijzer aan het huishouden toe te voegen. In de bouw werden er bijvoorbeeld funderingsblokken van gemaakt, in India werden doodskisten gemaakt en in China werden aanvankelijk zelfs munten geslagen. De komst van kanonnen maakte het mogelijk gietijzer te gebruiken voor het gieten van kanonskogels.

Tegenwoordig wordt gietijzer in veel industrieën gebruikt, vooral in de machinebouw. Dit metaal wordt ook gebruikt voor de productie van staal (openhaardovens en de Bessmer-methode).

Naarmate de productie toeneemt, zijn er steeds meer materialen nodig, wat bijdraagt ​​aan intensieve mijnbouw. Maar ontwikkelde landen achten het passender om relatief goedkope grondstoffen te importeren, waardoor het volume van hun eigen productie afneemt. Hierdoor kunnen de belangrijkste exporterende landen de productie van ijzererts vergroten door het verder te verrijken en als concentraat te verkopen.

IJzerertsen- natuurlijke minerale formaties die ijzer en ijzerverbindingen in een zodanig volume bevatten dat industriële winning van ijzer uit deze formaties raadzaam is. Ondanks het feit dat ijzer in grotere of kleinere hoeveelheden voorkomt in de samenstelling van alle gesteenten, verwijst de naam ijzererts alleen naar die ophopingen van ferroverbindingen waaruit metallisch ijzer met economische voordelen kan worden verkregen.

IJzerertsen zijn speciale minerale formaties die ijzer en zijn verbindingen bevatten. Een bepaald type erts wordt als ijzer beschouwd als het aandeel van dit element in een zodanig volume aanwezig is dat de industriële winning ervan economisch haalbaar is.

Er zijn drie hoofdtypen ijzerertsproducten die worden gebruikt in de ferrometallurgie:

— gescheiden ijzererts (laag ijzergehalte);

— sintererts (gemiddeld ijzergehalte);

— pellets (ruwe ijzerhoudende massa)

IJzerertsafzettingen worden als rijk beschouwd als het ijzergehalte daarin meer dan 57% bedraagt. Laagwaardige ijzerertsen kunnen minimaal 26% ijzer bevatten. Wetenschappers erkennen twee belangrijke morfologische soorten ijzererts; lineair en vlak.

Lineaire afzettingen van ijzererts zijn wigvormige ertslichamen in zones met aardfouten, bochten in het proces van metamorfose. Dit type ijzererts kenmerkt zich door een bijzonder hoog ijzergehalte (54-69%) met een laag zwavel- en fosforgehalte.

Vlakke afzettingen zijn te vinden bovenop ijzerhoudende kwartsietbedden. Ze behoren tot typische verweringskorstjes.

Hoogwaardig ijzererts wordt voornamelijk verzonden voor het smelten in de open haard en de productie van converters of voor directe ijzerreductie.

Belangrijkste industriële soorten ijzerertsafzettingen:

• — gestratificeerde sedimentaire afzettingen;
• — complexe titanomagnetietafzettingen;
• — afzettingen van ijzerhoudend kwartsiet en rijke ertsen;
• — skarn-ijzerertsafzettingen;

Kleine industriële soorten ijzerertsafzettingen:

• — afzettingen van ijzerertssideriet;
• — gelaagde laterietafzettingen met ijzererts;
• — complexe carbopatiet-apatiet-magnetietafzettingen;

De wereldreserves aan bewezen ijzerertsvoorraden bedragen 160 miljard ton, die ongeveer 80 miljard ton puur ijzer bevatten. De grootste voorraden ijzererts bevinden zich in Oekraïne, en de grootste voorraden puur ijzer bevinden zich in Rusland en Brazilië.

Het volume van de mondiale ijzerertsproductie groeit elk jaar. In 2010 werd ruim 2,4 miljard ton ijzererts gewonnen, waarbij China, Australië en Brazilië tweederde van de productie voor hun rekening namen. Als we daar Rusland en India aan toevoegen, zal hun totale marktaandeel ruim 80% bedragen.

Hoe erts wordt gewonnen

Laten we eens kijken naar verschillende hoofdopties voor de mijnbouw van ijzererts. In elk specifiek geval wordt de keuze voor een of andere technologie gemaakt, rekening houdend met de locatie van minerale hulpbronnen, de economische haalbaarheid van het gebruik van een of andere apparatuur, enz.

In de meeste gevallen wordt erts gewonnen met behulp van een steengroevemethode. Dat wil zeggen, om de mijnbouw te organiseren, wordt eerst een diepe steengroeve gegraven, ongeveer 200-300 meter diep. Hierna wordt het ijzererts met grote machines rechtstreeks van de bodem verwijderd. Die direct na de winning met diesellocomotieven naar diverse fabrieken wordt vervoerd, waar er staal van wordt gemaakt. Tegenwoordig winnen veel grote ondernemingen erts, op voorwaarde dat ze over alle benodigde apparatuur beschikken om dergelijke werkzaamheden uit te voeren.

Je moet een steengroeve graven met grote graafmachines, maar je moet er rekening mee houden dat dit proces behoorlijk wat jaren kan duren. Nadat graafmachines tot de allereerste laag ijzererts hebben uitgegraven, is het noodzakelijk om deze voor analyse aan deskundigen voor te leggen, zodat zij precies kunnen bepalen welk percentage ijzer het bevat. Als dit percentage minimaal 57 is, zal de beslissing om erts in dit gebied te winnen economisch winstgevend zijn. Dergelijk erts kan veilig naar fabrieken worden getransporteerd, omdat het na verwerking zeker hoogwaardig staal zal opleveren.

Dat is echter niet alles; staal dat afkomstig is van de ijzerertsverwerking moet zeer zorgvuldig worden gecontroleerd. Als de kwaliteit van het gedolven erts niet aan de Europese normen voldoet, is het noodzakelijk om te begrijpen hoe de kwaliteit van de productie kan worden verbeterd.

Het nadeel van de open-pit-methode is dat ijzererts alleen op relatief geringe diepte kan worden gewonnen. Omdat het vaak veel dieper ligt – op een afstand van 600-900 m van het aardoppervlak – is het noodzakelijk om mijnen te bouwen. Eerst wordt een mijnschacht gemaakt, die lijkt op een zeer diepe put met stevig versterkte wanden. Gangen die drifts worden genoemd, strekken zich vanuit de kofferbak in verschillende richtingen uit. Het ijzererts dat erin wordt gevonden, wordt gestraald en vervolgens worden de stukken met speciale apparatuur naar de oppervlakte getild. Deze methode voor het winnen van ijzererts is effectief, maar gaat tegelijkertijd gepaard met ernstige gevaren en is duur.

Er is een andere manier om ijzererts te winnen. Het wordt SHD of boorgathydraulische mijnbouw genoemd. Erts wordt op de volgende manier uit de grond gehaald: ze boren een diepe put, laten pijpen met een hydraulische monitor erin zakken en verpletteren met een zeer sterke waterstraal de rots en tillen deze vervolgens naar de oppervlakte. Deze methode is veilig, maar helaas nog niet effectief. Dankzij deze methode kan slechts ongeveer 3% van het ijzererts worden gewonnen, terwijl ongeveer 70% via mijnen wordt gewonnen. Specialisten ontwikkelen echter de hydraulische mijnbouwmethode in boorgaten, en daarom is er hoop dat deze optie in de toekomst de belangrijkste zal worden, waardoor steengroeven en mijnen zullen worden vervangen.

IJzererts is een speciale mineraalformatie die ijzer en zijn verbindingen omvat. Erts wordt als ijzer beschouwd als het dit element in voldoende hoeveelheden bevat om het economisch haalbaar te maken het te winnen.

Het belangrijkste type ijzererts is magnetisch ijzererts. Het bevat bijna 70% ijzeroxide en ijzeroxide. Dit erts is zwart of staalgrijs van kleur. in Rusland worden ze gedolven in de Oeral. Het wordt gevonden in de diepten van Vysokaya, Grace en Kachkanar. In Zweden wordt het gevonden in de buurt van Falun, Dannemora en Gellivar. In de VS is het Pennsylvania, en in Noorwegen zijn het Arendal en Persberg.

In de ferrometallurgie worden ijzerertsproducten onderverdeeld in drie typen:

Gescheiden ijzererts (laag ijzergehalte);

Sintererts (met een gemiddeld ijzergehalte);

Pellets (ruwe ijzerhoudende massa).

Morfologische typen

IJzerertsafzettingen die meer dan 57% ijzer in hun samenstelling bevatten, worden als rijk beschouwd. Laagwaardige ertsen omvatten ertsen die ten minste 26% ijzer bevatten. Wetenschappers hebben ijzererts in twee morfologische typen verdeeld: lineair en vlak.

IJzererts van het lineaire type komt voor als wigvormige ertslichamen in zones met bochten en breuken in de aarde. Dit type wordt gekenmerkt door een bijzonder hoog ijzergehalte (van 50 tot 69%), maar zwavel en fosfor zitten in kleine hoeveelheden in dit erts.

Platachtige afzettingen komen voor bovenop lagen ijzerhoudend kwartsiet, die de typische verweringskorst vertegenwoordigen.

Ijzererts. Toepassing en extractie

Rijk ijzererts wordt gebruikt voor de productie van gietijzer en wordt voornamelijk gebruikt voor het smelten in convertor- en openhaardproductie of rechtstreeks voor ijzerreductie. Een kleine hoeveelheid wordt gebruikt als natuurverf (oker) en als kleiverzwaringsmiddel.

Het volume van de wereldreserves van onderzochte afzettingen bedraagt ​​160 miljard ton, en ze bevatten ongeveer 80 miljard ton ijzer. IJzererts wordt gevonden in Oekraïne, en Rusland en Brazilië hebben de grootste reserves aan puur ijzer.

De mondiale ertsproductievolumes groeien elk jaar. In de meeste gevallen wordt ijzererts gewonnen met behulp van de open-pit-methode, waarvan de essentie is dat alle benodigde apparatuur in de afzetting wordt afgeleverd en daar een steengroeve wordt gebouwd. De diepte van de steengroeve is gemiddeld ongeveer 500 m, en de diameter hangt af van de kenmerken van de gevonden afzetting. Hierna wordt met behulp van speciale apparatuur ijzererts gewonnen, op voertuigen geplaatst die zijn ontworpen om zware lasten te vervoeren, en vanuit de steengroeve afgeleverd bij fabrieken die het verwerken.

Het nadeel van de open methode is de mogelijkheid om erts alleen op ondiepe diepte te winnen. Als het veel dieper ligt, moet je mijnen bouwen. Eerst wordt een stam gemaakt die lijkt op een diepe put met goed versterkte wanden. Gangen, de zogenaamde drifts, strekken zich vanuit de kofferbak in verschillende richtingen uit. Het erts dat erin wordt gevonden, wordt gestraald en vervolgens worden de stukken met speciale apparatuur naar de oppervlakte gebracht. Het op deze manier winnen van ijzererts is effectief, maar brengt ernstige gevaren en kosten met zich mee.

Er is een andere methode waarmee ijzererts wordt gewonnen. Het wordt SHD of hydraulische boorgatextractie genoemd. Erts wordt op deze manier uit de grond gehaald: ze boren een put, laten pijpen met een hydraulische monitor erin zakken en verpletteren de rots met een zeer krachtige waterstraal, die vervolgens naar de oppervlakte wordt getild. Het winnen van ijzererts met deze methode is veilig, maar helaas niet effectief. Op deze manier kan slechts 3% van het erts worden gewonnen en wordt 70% gewonnen met behulp van mijnen. De ontwikkeling van de SHD-methode verbetert echter, en de kans is groot dat deze optie in de toekomst de belangrijkste zal worden en mijnen en steengroeven zal vervangen.