talismannen 

Ruud waar. Ijzererts. Hoe ze het krijgen. IJzerertsverrijking

IJzererts is de belangrijkste grondstof voor de metallurgische industrie over de hele wereld. De markt beïnvloedt tot op zekere hoogte de economie van verschillende landen. Tegenwoordig worden ijzerertsbronnen gewonnen in meer dan 50 landen, waaronder de Russische Federatie. Ze bekleedt met vertrouwen haar positie in de permanente vijf wereldleiders. Samen leveren ze tot 80% van deze grondstof aan de wereldmarkt.

IJzerertsafzettingen in Rusland

IJzerertsvoorraden zijn ongelijk verdeeld over het grondgebied van de Russische staat. Meer dan de helft van alle reserves behoort tot Precambrische sedimentaire ertsen. Ze worden vertegenwoordigd door rood, bruin, magnetisch ijzererts van verschillende kwaliteit. En slechts 12% daarvan zijn ertsen van hoge kwaliteit, met een ijzergehalte van minimaal 60%. Het is vermeldenswaard dat de Russische staat op de tweede plaats komt na Brazilië in termen van ijzerertsreserves. Maar tegelijkertijd hebben binnenlandse deposito's in vergelijking met buitenlandse (Australië, India, Brazilië) een lagere kwaliteit van ertsen en moeilijke geologische omstandigheden voor hun ontwikkeling.

Grote afzettingen van ijzererts in Rusland bevinden zich in het Centraal Federaal District. Het is goed voor ongeveer 55% van de totale productie van grondstoffen. In Karelië en de regio Moermansk bevinden zich voldoende significante afzettingen van onderzochte reservaten, hun productie is 18%. De Gusevogorskoye-afzetting in de regio Sverdlovsk produceert bijna 16% van de ijzerertsen. De ontwikkeling van de Kuranakh- en Garinskoye-afzettingen in de Amoer-regio, de Kimkanskoye en Kostenginskoye-afzettingen in de Joodse Autonome Regio en andere zijn ook aan de gang.

Koersk magnetische anomalie

Bovenaan de lijst van ijzerertsafzettingen in Rusland staan ​​de steengroeven van de Kursk Magnetic Anomaly (KMA). Het gebied van zijn stroomgebied is meer dan 160 duizend km 2 en omvat het grondgebied van de regio's Oryol, Belgorod, Kursk en Voronezh. In termen van ijzervoorraden, die worden geschat op miljarden tonnen, is dit het grootste bassin ter wereld. Tot op heden is meer dan 30 miljard ton rijk ijzererts onderzocht. De belangrijkste massa wordt vertegenwoordigd door magnetietkwartsieten met een ijzergehalte van meer dan 40%.

KMA-ertsen worden bepaald door een meercomponententextuur. De diepte van hun voorkomen varieert van 30 tot 650 meter. Commerciële mijnbouw vindt voornamelijk plaats in de regio's Koersk en Belgorod, waar een aanzienlijk deel van de ertsreserves geconcentreerd is (de afzettingen Stoilenskoye, Mikhailovskoye, Lebedinskoye en Yakovlevskoye).

Bakchar veld

De Bakchar-afzetting is het meest onderzochte deel van het West-Siberische ijzerertsbekken. Het werd ontdekt in de jaren zestig tijdens de exploratie van olievoorraden in de regio Tomsk en is tegenwoordig een van de grootste ijzerertsafzettingen in Rusland. Er zijn vier ertslagen op het grondgebied, die op sommige plaatsen opgaan in een enkele afzetting. IJzerertsformaties bevinden zich voornamelijk op een diepte van 190 meter, maar in het noorden reikt de bodemdaling tot 300 meter. Het ijzergehalte in ertsen bereikt op sommige plaatsen 57%. In verrijkt erts neemt het ijzervolume aanzienlijk toe en bereikt het 97%. Het gebied van de Bakchar-afzetting is 16 duizend km 2 .

Kenmerkend voor de rijke afzetting is de aanwezigheid van geassocieerde componenten van kobalt, titanium, chroom en vanadium, die de waarde van ertsen verder verhogen. Volgens voorlopige schattingen van de geologische studie worden de voorspelde reserves van het Bakcharskoye-veld geschat op bijna 110 miljard ton. Opgemerkt moet worden dat de ertshorizonten van dit gebied zwaar bewaterd zijn en dit veroorzaakt moeilijkheden bij de exploitatie van de afzetting.

De grootste ijzerertsafzettingen in Rusland zijn de Olenegorsk-afzetting in de regio Moermansk, die in 1932 werd ontdekt. Het grootste deel van zijn grondstofbasis wordt vertegenwoordigd door ijzerhoudende kwartsieten, de belangrijkste mineralen waarin magnetiet en hematiet zijn. De aanwezigheid van ijzer is gemiddeld 31%. Het erts ligt bijna aan de oppervlakte, maar het ertslichaam gaat tot een diepte van meer dan 800 meter met een lengte van 32 km. De ertsen van deze afzetting zijn gemakkelijk te verrijken, ze hebben een minimaal gehalte aan schadelijke onzuiverheden, wat het mogelijk maakt om hoogwaardig metaal te verkrijgen.

Volgens de laatste schattingen bedragen de reserves van de Olenegorsk-afzetting op het Kola-schiereiland 700 miljoen ton ijzererts. De aanwezigheid van dergelijke aanzienlijke reserves is vervat in zeer diepe horizonten, waardoor de noodzaak voor aanvullende exploratie van de ondergrond ontstaat.

Kovdorskoye-veld

Vanwege zijn geologische geschiedenis heeft het Kola-schiereiland aanzienlijke minerale afzettingen en levert het een belangrijke bijdrage aan de Russische economie. De belangrijkste ijzerertsafzettingen in deze regio begonnen zich sinds 1962 te ontwikkelen, hoewel ze zelfs vóór de oorlog werden ontdekt. De Kovdorskoye-ijzerertsafzetting is een van de grootste opslagplaatsen voor grondstoffen voor het verzamelen in de staat. Hier zijn zeldzame unieke mineralen die nergens anders worden gevonden.

Kovdor-afzettingen zijn ontwikkeld sinds 1962, hun reserves bedragen ongeveer 650 miljoen ton magnetieterts. De breedte van het ertslichaam is 100-800 meter en de lengte strekt zich uit over meer dan een kilometer. Depotafzettingen werden onderzocht tot een diepte van 800 meter. Het ijzergehalte is gemiddeld 28-30%. Naast magnetietconcentraat worden baddeleyiet- en apatietconcentraten uit het erts gewonnen.

Kostomuksha veld

Een andere belangrijke regio met ijzerertsafzettingen in Rusland is Karelië. Er zijn 26 afzettingen en ongeveer 70 ijzerertsverschijnselen van verschillende ertsformaties hier. Van meer praktisch belang zijn de formaties van ijzerhoudende kwartsieten, die goed ontwikkeld zijn in de mineralogene zone van West-Karelië. De palm behoort tot het Kostomuksha-veld, dat wordt beschouwd als het grootste in het noordwesten van Rusland. De ertsreserves zijn meer dan een miljard ton met een gemiddeld ijzergehalte van 32%.

De laag van ijzerhoudende kwartsieten van de Kostomuksha-afzetting strekt zich uit in een strook van 15,6 km. Het omvat twee afzettingen op een diepte van maximaal 40 meter - de hoofd- en tussenbodem. De hoofdstorting bevat tot 70% van alle reserves van de aanbetaling. Magnetiet is het dominante ertsmineraal, fosfor en zwavel zijn aanwezig uit schadelijke onzuiverheden. De ertsen van de Kostomuksha-afzetting zijn gemakkelijk te verrijken.

Ook mogen de volgende ijzerertsafzettingen niet worden genegeerd: Korpangskoye (400 miljoen ton goedgekeurde reserves), Pudozhgorskoye (geraamde hulpbronnen worden geschat op 302 miljoen ton) en Koykarskoye (reserves worden geschat op bijna 3200 duizend ton).

De Republiek Khakassia

Khakassia is de thuisbasis van enkele van de oudste ijzerertsafzettingen in Rusland. De basis wordt vertegenwoordigd door de regio's Teysko-Balyksinsky, Abakano-Anzassky en Verkhneabakansky.

De ertsafzettingen van Abagas in het gebied van Kuznetsk Alatau en het Minusinsk-bekken werden ontdekt in 1933, maar hun ontwikkeling begon pas 50 jaar later. Het dominante mineraal hier is magnetiet, secundaire rollen zijn toegewezen aan pyriet, hematiet en musketoviet. De balansreserves aan grondstoffen bedragen in totaal ruim 73 miljoen ton.

In de buurt van de stad Abaza is de Abakan ijzerertsafzetting. De afzettingen worden vertegenwoordigd door gemakkelijk verrijkte skarn-magnetietertsen. Balansreserves bevatten 145 miljoen ton erts, het gemiddelde volume ijzer is 42-45%. De afzetting werd tot 1300 meter diep verkend.

Kachkanar-afzettingen

De groep ijzerertsopslagplaatsen in de regio Sverdlovsk is al lang bekend, maar serieuze verkenning begon pas in de jaren '30 van de vorige eeuw. Het combineert twee belangrijke afzettingen: Gusevogorskoye en Kachkanarskoye. Afzettingen van ertsmineralen worden weergegeven door magnetiet en bevatten voornamelijk onzuiverheden van titanium en vanadium. Ze liggen op grote diepte en hebben een zeer complexe ontwikkeling.

De afzettingen van Kachkanar behoren tot de grootste ijzerertsafzettingen in Rusland, ze bezitten 70% van de gewonnen ertsen in de Oeral. De voorspelde hulpbronnen zijn meer dan 12 miljard ton erts en de onderzochte reserves zijn 7 miljard ton met een ijzergehalte van 16%. Bij het verrijken van het erts bereikt het volume ijzer in het resulterende concentraat 61%.

Bakal deposito's

De Bakal-groep van ijzerertsafzettingen bevindt zich in het Satka-district van de regio Tsjeljabinsk. Het is geconcentreerd op een gebied van 150 km 2 en heeft 24 afzettingen, die elk verschillende ertslichamen hebben. Bij de afzettingen worden twee soorten ertsen onderscheiden: sideriet (met een ijzergehalte van 32%) en bruin ijzererts (met een ijzergehalte van meer dan 50%). Siderietertsen spelen de hoofdrol in onderzochte en geschatte reserves. De belangrijkste mineralen van deze afzettingen zijn pistomesiet en sideroplesite.

De volgende steengroeven zijn in bedrijf in het Bakalsky-ertsveld: Petlinsky, Central, Novobakalsky, Sosnovsky, Siderite, Shuldinsky. De totale ertsreserve is een miljard ton. Wat betreft de kwaliteit van de ertsen en de hoeveelheid ijzer erin, is de Bakalskoye-afzetting een van de beste ijzerertsafzettingen in Rusland.

Opgemerkt moet worden dat de ijzerertsindustrie een van de weinige segmenten van de Russische industrie is die zelfs in tijden van crisis het meeste vertrouwen heeft. De staatsbalans bevat 173 ijzerertsafzettingen. Hun saldoreserves zullen, bij het huidige productietempo, de komende 200 jaar ijzerhoudende metallurgie kunnen leveren.

Het ijzergehalte in industriële ertsen is van 16 tot 72%. Onder de bruikbare onzuiverheden zijn Ni, Co, Mn, W, Mo, Cr, V, enz., Onder de schadelijke zijn S, R, Zn, Pb, As, Cu. ijzererts wordt door genese opgedeeld in, en (zie kaart).

Basis ijzererts

Industriële soorten ijzererts worden geclassificeerd volgens het overheersende ertsmineraal. Magnetietertsen zijn samengesteld uit magnetiet (soms magnesiaans - magnomagnetiet, vaak gemartiseerd - dat tijdens oxidatie in hematiet wordt omgezet). Ze zijn het meest kenmerkend voor carbonatiet, skarn en hydrothermale afzettingen. Apatiet en baddeleyiet worden gewonnen uit carbonatietafzettingen en kobaltbevattende pyriet en non-ferrometaalsulfiden worden gewonnen uit skarnafzettingen. Een speciale variëteit aan magnetietertsen zijn complexe (Fe-Ti-V) titanomagnetietertsen van stollingsafzettingen. Hematietertsen, voornamelijk samengesteld uit hematiet en, in mindere mate, magnetiet, komen veel voor in de verweringskorst van ijzerhoudende kwartsieten (martietertsen), in skarn, hydrothermale en vulkanisch-sedimentaire ertsen. Rijke hematietertsen bevatten 55-65% Fe en tot 15-18% Mn. Siderietertsen zijn onderverdeeld in kristallijne siderietertsen en kleiachtig spar-ijzererts; ze zijn vaak magnesiaans (magnosiderieten). Ze worden aangetroffen in hydrothermale, sedimentaire en vulkanische sedimentaire afzettingen. Het gemiddelde gehalte aan Fe daarin is 30-35%. Na het roosteren van siderietertsen worden, als resultaat van het verwijderen van C02, fijnporeuze ijzeroxideconcentraten verkregen die 1-2%, soms tot 10% Mn bevatten. In de oxidatiezone veranderen siderietertsen in bruin ijzererts. Silicaatijzererts bestaat uit ijzerhoudende chlorieten (, leptochloriet, enz.), soms vergezeld van ijzerhydroxiden. Ze vormen sedimentaire afzettingen. Het gemiddelde gehalte aan Fe daarin is 25-40%. De bijmenging van zwavel is verwaarloosbaar, fosfor tot 1%. Ze hebben vaak een olieachtige textuur. In de verweringskorst veranderen ze in bruin, soms rood (hydrohematiet) ijzererts. Bruine ijzerstenen zijn samengesteld uit ijzerhydroxiden, meestal hydrogoethiet. Ze vormen sedimentaire afzettingen (mariene en continentale) en verwering korstafzettingen. Sedimentaire ertsen hebben vaak een olieachtige textuur. Het gemiddelde gehalte aan Fe in ertsen is 30-35%. Het bruine ijzererts van sommige afzettingen (Bakalskoye in de USSR, Bilbao in Spanje, enz.) bevat tot 1-2% Mn of meer. Natuurlijk gelegeerd bruin ijzererts, gevormd in de verweringskorsten van ultrabasisch gesteente, bevat 32-48% Fe, tot 1% Ni, tot 2% Cr, honderdsten van een procent Co, V. Chroom-nikkelijzers en laaggelegeerde staal wordt uit dergelijke ertsen gesmolten zonder toevoegingen. ( , ijzerhoudend ) - slecht en gemiddeld ijzergehalte (12-36%) gemetamorfoseerde ijzerertsen, samengesteld uit dunne afwisselende kwarts, magnetiet, hematiet, magnetiet-hematiet en sideriet tussenlagen, op plaatsen met een mengsel van silicaten en carbonaten. Ze onderscheiden zich door een laag gehalte aan schadelijke onzuiverheden (S en R zijn honderdsten van een procent). Stortingen van dit type hebben meestal unieke (meer dan 10 miljard ton) of grote (meer dan 1 miljard ton) ertsreserves. Silica wordt uitgevoerd in de verweringskorst en er verschijnen grote afzettingen van rijke hematiet-martietertsen.

De grootste reserves en productievolumes vallen op Precambrische ijzerhoudende kwartsieten en rijke ijzerertsen die daaruit zijn gevormd, sedimentaire bruine ijzerertsen, evenals skarn, hydrothermische en carbonatiet magnetietertsen, komen minder vaak voor.

IJzerertsverrijking

Er zijn rijke (meer dan 50% Fe) en arme (minder dan 25% Fe) ertsen die dit nodig hebben. Voor de kwalitatieve kenmerken van rijke ertsen zijn het gehalte en de verhouding van niet-metallische onzuiverheden (slakvormende componenten), uitgedrukt door de basiciteitscoëfficiënt en de vuursteenmodulus, belangrijk. Volgens de waarde van de basiciteitscoëfficiënt (de verhouding van de som van de gehalten aan calcium- en magnesiumoxiden tot de som van siliciumoxiden en) worden ijzererts en hun concentraten verdeeld in zuur (minder dan 0,7), zelfvloeiend (0,7 -1.1) en basic (meer dan 1.1). Zelfvloeiende ertsen zijn de beste: zure ertsen vereisen de introductie van een grotere hoeveelheid kalksteen (flux) in de hoogovenlading in vergelijking met basische ertsen. Volgens de siliciummodule (de verhouding van siliciumoxide tot aluminiumoxide) is het gebruik van ijzererts beperkt tot soorten ertsen met een module onder de 2. Slechte ertsen die verrijking vereisen, zijn onder meer titanomagnetiet, magnetiet en ook magnetietkwartsieten met een magnetiet Fe-gehalte van meer dan 10-20%; martiet, hematiet en hematiet kwartsieten met een Fe-gehalte van meer dan 30%; sideriet, hydrogoethiet en hydrogoethiet-leptochlorietertsen met een Fe-gehalte van meer dan 25%. De ondergrens van het totale Fe- en magnetietgehalte voor elke afzetting, rekening houdend met de schaal, mijnbouw en economische omstandigheden, wordt bepaald door de normen.

Ertsen die verrijking nodig hebben, worden onderverdeeld in gemakkelijk verrijkte en moeilijk verrijkte, wat afhangt van hun minerale samenstelling en textuur- en structurele kenmerken. Gemakkelijk verrijkte ertsen omvatten magnetietertsen en magnetietkwarts, hard verrijkte ertsen omvatten ijzererts, waarin ijzer wordt geassocieerd met cryptokristallijne en colloïdale formaties, wanneer het wordt geplet, is het niet mogelijk om ertsmineralen in te openen vanwege hun extreem kleine formaat en fijne kieming met niet-metaalhoudende mineralen. De keuze van verrijkingsmethoden wordt bepaald door de minerale samenstelling van ertsen, hun textuur- en structurele kenmerken, evenals de aard van niet-metaalhoudende mineralen en de fysische en mechanische eigenschappen van ertsen. Magnetietertsen worden verrijkt door de magnetische methode. Het gebruik van droge en natte magnetische scheiding zorgt voor de productie van geconditioneerde concentraten, zelfs met een relatief laag ijzergehalte in het oorspronkelijke erts. Als er commerciële kwaliteiten hematiet in ertsen zijn, samen met magnetiet, worden magnetische flotatie (voor fijnverspreide ertsen) of magnetische zwaartekracht (voor grof verspreide ertsen) verrijkingsmethoden gebruikt. Als magnetietertsen industriële hoeveelheden apatiet of sulfiden, koper en zink, boormineralen en andere bevatten, wordt flotatie gebruikt om ze uit magnetisch scheidingsafval te halen. De verrijkingsschema's voor titanomagnetiet- en ilmeniet-titanomagnetietertsen omvatten meertraps natte magnetische scheiding. Om ilmeniet te isoleren in titaniumconcentraat, wordt nat magnetisch scheidingsafval verrijkt door flotatie of zwaartekracht, gevolgd door magnetische scheiding in een veld met hoge intensiteit.

Verrijkingsschema's voor magnetietkwartsieten omvatten pletten, malen en magnetische verrijking met een laag veld. Verrijking van geoxideerde ijzerhoudende kwartsieten kan worden uitgevoerd door magnetische (in een sterk veld), magnetische roostering en flotatiemethoden. Voor de verrijking van hydrogoethiet-leptochloriet oolitisch bruin ijzererts wordt een zwaartekracht- of zwaartekracht-magnetische (in een sterk veld) methode gebruikt; er lopen ook studies om deze ertsen te verrijken door een magnetische methode te roosteren. Kleiachtig hydrogoethiet en (kiezel)ertsen worden door wassen verrijkt. Verrijking van siderieterts wordt meestal bereikt door roosteren. Bij de verwerking van ijzerhoudende kwartsieten en skarn-magnetietertsen worden meestal concentraten met een Fe-gehalte van 62-66% verkregen; in geconditioneerde concentraten van natte magnetische scheiding van apatiet-magnetiet en magnomagnetiet ijzererts, niet minder dan 62-64%; voor de elektrometallurgische verwerking worden concentraten geproduceerd met een Fe-gehalte van niet minder dan 69,5%, SiO 2 van niet meer dan 2,5%. Concentraten van zwaartekracht en zwaartekracht-magnetische verrijking van oolitisch bruin ijzererts worden geacht geconditioneerd te zijn wanneer het gehalte aan Fe 48-49% is; naarmate de verrijkingsmethoden verbeteren, nemen de vereisten voor concentraten uit ertsen toe.

De meeste ijzerertsen worden gebruikt voor het smelten van ijzer. Een kleine hoeveelheid dient als natuurlijke verf (oker) en verzwaringsmiddel voor boorspoelingen.

IJzerertsreserves

In termen van ijzerertsreserves (saldo - meer dan 100 miljard ton) staat de CCCP op de eerste plaats in de wereld. De grootste ijzerertsreserves in de USSR zijn geconcentreerd in Oekraïne, in de centrale regio's van de RSFSR, in het noorden van Kazachstan, in de Oeral, in West- en Oost-Siberië. Van de totale hoeveelheid onderzochte ijzerertsreserves is 15% rijk en behoeft geen verrijking, 67% is verrijkt met behulp van eenvoudige magnetische schema's en 18% vereist complexe verrijkingsmethoden.

KHP, Noord-Korea en CPB hebben aanzienlijke ijzerertsvoorraden, voldoende voor de ontwikkeling van hun eigen ferrometallurgie. zie ook

Wat betreft de aanwezigheid van voorspelde ijzerertsreserves, staat Rusland slechts op de derde plaats, achter Brazilië en de Verenigde Staten. De totale hoeveelheid erts in de Russische Federatie wordt geschat op ongeveer 120,9 miljard ton. Als we kijken naar de betrouwbaarheid van "intelligentiegegevens", dan zijn de reserves (categorie P1) het meest nauwkeurig bepaald op 92,4 miljard ton, de kans op volledige winning op 16,2 miljard ton (categorie P2) is iets minder waarschijnlijk en de kans op winning van verkend erts is 2,4 miljard ton (categorie P3). Het gemiddelde ijzergehalte is 35,7%. Het grootste deel van de middelen is geconcentreerd op de KMA (Kursk Magnetic Anomaly), gelegen in het Europese deel van Rusland. Van minder belang zijn afzettingen in Siberië, in het Verre Oosten.

Verdeling van ertsreserves in Rusland

Het aandeel hoogwaardig erts dat geen verrijking behoeft, met een ijzergehalte van minimaal 60% in Rusland, is bijna 12,4%. Kortom, de ertsen zijn middelmatig en arm, met een ijzergehalte in het bereik van 16-40%. Alleen Australië heeft echter grote reserves aan rijke ertsen in de wereld. 72% van de Russische reserves is geclassificeerd als winstgevend.

Tegenwoordig zijn er in de Russische Federatie 14 grootste deposito's. Hiervan bevinden 6 zich in het gebied van de anomalie (d.w.z. meer dan de helft), die 88% van de ontwikkeling van ijzererts levert. Het Staatssaldo van de Russische Federatie heeft 198 velden in haar boeken, waarvan 19 buitenbalansreserves. De belangrijkste mijnsites voor ijzererts, in aflopende volgorde (in volume gedolven mineralen):
- Mikhailovskoye-afzetting (in de regio Koersk);
- m. Gusevgorskoye (in de regio Sverdlovsk);
- m. Lebedinskoe (in de regio Belgorod);
- m. Stoilenskoe (in de regio Belgorod);
- Kaap Kostomukshskoe (Karelië);
- m. Stoylo-Lebedinskoe (in de regio Belgorod);
- m. Kovdorskoye (in de regio Moermansk);
- m. Rudnogorskoe (in de regio Irkoetsk);
- m. Korobkovskoe (in de regio Belgorod);
- Kaap Olenegorskoye (in de regio Moermansk);
- m. Sheregeshevskoe (in de regio Kemerovo);
- m. Tashtagolskoe (in de regio Kemerovo);
- m. Abakanskoye (Khakassia);
- m. Yakovlevskoe (in de regio Belgorod).

In het afgelopen decennium heeft de Russische Federatie een toename van de productie van ijzererts gezien. De gemiddelde jaarlijkse groei is ongeveer 4%. Er is echter iets om naar te streven: het aandeel van Russisch erts in de wereldproductie is minder dan 5,6%. In principe wordt al het erts in Rusland gewonnen bij KMA (54,6%). In Karelië en de regio Moermansk is het volume 18% van de totale productie, in de regio Sverdlovsk wordt 16% van de ertsen "op de berg" uitgegeven.

IJzererts begon vele eeuwen geleden door de mens te worden gewonnen. Zelfs toen werden de voordelen van het gebruik van ijzer duidelijk.

Het vinden van minerale formaties die ijzer bevatten, is vrij eenvoudig, aangezien dit element ongeveer vijf procent van de aardkorst uitmaakt. Over het algemeen is ijzer het vierde meest voorkomende element in de natuur.

Het is onmogelijk om het in zijn pure vorm te vinden, ijzer zit in een bepaalde hoeveelheid in veel soorten gesteenten. IJzererts heeft het hoogste ijzergehalte, waarvan de winning van metaal economisch het meest winstgevend is. De hoeveelheid ijzer die erin zit, hangt af van de oorsprong, waarvan het normale aandeel ongeveer 15% is.

Chemische samenstelling

De eigenschappen van ijzererts, de waarde en kenmerken ervan zijn rechtstreeks afhankelijk van de chemische samenstelling. IJzererts kan verschillende hoeveelheden ijzer en andere onzuiverheden bevatten. Afhankelijk hiervan zijn er verschillende soorten:

  • zeer rijk wanneer het ijzergehalte in ertsen hoger is dan 65%;
  • rijk, het percentage ijzer waarin varieert van 60% tot 65%;
  • gemiddeld, vanaf 45% en hoger;
  • slecht, waarbij het percentage nuttige elementen niet hoger is dan 45%.

Hoe meer nevenonzuiverheden in de samenstelling van ijzererts, hoe meer energie er nodig is voor de verwerking ervan en hoe minder efficiënt de productie van afgewerkte producten is.

De samenstelling van het gesteente kan een combinatie zijn van verschillende mineralen, afvalgesteente en andere onzuiverheden, waarvan de verhouding afhangt van de afzetting.

Magnetische ertsen onderscheiden zich door het feit dat ze gebaseerd zijn op een oxide dat magnetische eigenschappen heeft, maar bij sterke verhitting verloren gaat. De hoeveelheid van dit type gesteente in de natuur is beperkt, maar het ijzergehalte daarin mag niet onderdoen voor rood ijzererts. Uiterlijk ziet het eruit als solide kristallen van zwart en blauw.

Spar ijzererts is een erts op basis van sideriet. Heel vaak bevat het een aanzienlijke hoeveelheid klei. Dit type gesteente is relatief moeilijk te vinden in de natuur, waardoor het, gezien het geringe ijzergehalte, zelden wordt gebruikt. Daarom is het onmogelijk om ze toe te schrijven aan industriële soorten ertsen.

Naast oxiden komen in de natuur ook andere ertsen op basis van silicaten en carbonaten voor. De hoeveelheid ijzer in het gesteente is erg belangrijk voor industrieel gebruik, maar de aanwezigheid van nuttige bijproducten zoals nikkel, magnesium en molybdeen is ook belangrijk.

Toepassingsindustrieën:

De reikwijdte van ijzererts is bijna volledig beperkt tot de metallurgie. Het wordt voornamelijk gebruikt voor het smelten van ruwijzer, dat wordt gewonnen met behulp van open haard- of convertorovens. Tegenwoordig wordt gietijzer gebruikt in verschillende gebieden van menselijke activiteit, waaronder in de meeste soorten industriële productie.

Verschillende legeringen op ijzerbasis worden in niet mindere mate gebruikt - staal heeft de breedste toepassing gevonden vanwege zijn sterkte en anticorrosie-eigenschappen.

Gietijzer, staal en diverse andere ijzerlegeringen worden gebruikt in:

  1. Werktuigbouwkunde, voor de productie van verschillende werktuigmachines en apparaten.
  2. Automobielindustrie, voor de fabricage van motoren, behuizingen, frames en andere componenten en onderdelen.
  3. Militaire en raketindustrie, bij de productie van speciale apparatuur, wapens en raketten.
  4. Constructie, als wapeningselement of montage van dragende constructies.
  5. Licht- en voedingsindustrie, zoals containers, productielijnen, verschillende units en apparaten.
  6. Mijnbouw, als speciale machines en uitrusting.

IJzerertsafzettingen

De ijzerertsreserves van de wereld zijn beperkt in hoeveelheid en locatie. De gebieden van accumulatie van ertsreserves worden deposito's genoemd. Tegenwoordig zijn ijzerertsafzettingen onderverdeeld in:

  1. endogeen. Ze worden gekenmerkt door een bijzondere locatie in de aardkorst, meestal in de vorm van titanomagnetietertsen. De vormen en locaties van dergelijke insluitsels zijn gevarieerd, ze kunnen de vorm hebben van lenzen, lagen in de aardkorst in de vorm van afzettingen, vulkaanachtige afzettingen, in de vorm van verschillende aderen en andere onregelmatige vormen.
  2. Exogeen. Dit type omvat afzettingen van bruin ijzererts en ander sedimentair gesteente.
  3. Metamorfogeen. Waaronder kwartsietafzettingen.

Afzettingen van dergelijke ertsen zijn overal op onze planeet te vinden. Het grootste aantal deposito's is geconcentreerd op het grondgebied van de post-Sovjet-republieken. Vooral Oekraïne, Rusland en Kazachstan.

Landen als Brazilië, Canada, Australië, de VS, India en Zuid-Afrika hebben grote ijzervoorraden. Tegelijkertijd heeft bijna elk land ter wereld zijn eigen ontwikkelde afzettingen, bij een tekort wordt het ras geïmporteerd uit andere landen.

Verrijking van ijzererts

Zoals gezegd zijn er verschillende soorten ertsen. De rijken kunnen direct worden verwerkt nadat ze uit de aardkorst zijn gehaald, andere moeten worden verrijkt. Naast het veredelingsproces omvat de ertsverwerking verschillende stadia, zoals sorteren, breken, scheiden en agglomereren.

Tot op heden zijn er verschillende belangrijke manieren van verrijking:

  1. doorspoelen.

Het wordt gebruikt om ertsen te reinigen van zijverontreinigingen in de vorm van klei of zand, die worden weggespoeld met hogedrukwaterstralen. Met deze bewerking kunt u het ijzergehalte in arm erts met ongeveer 5% verhogen. Daarom wordt het alleen gebruikt in combinatie met andere soorten verrijking.

  1. Zwaartekracht reiniging.

Het wordt uitgevoerd met behulp van speciale soorten suspensies, waarvan de dichtheid groter is dan de dichtheid van het afvalgesteente, maar inferieur is aan de dichtheid van ijzer. Onder invloed van zwaartekracht stijgen de zijcomponenten naar boven en het ijzer zinkt naar de bodem van de ophanging.

  1. magnetische scheiding.

De meest gebruikelijke verrijkingsmethode, die is gebaseerd op een ander niveau van perceptie door de ertscomponenten van de impact van magnetische krachten. Een dergelijke scheiding kan worden uitgevoerd met droog gesteente, nat gesteente of in een alternatieve combinatie van zijn twee toestanden.

Voor de verwerking van droge en natte mengsels worden speciale trommels met elektromagneten gebruikt.

  1. Flotatie.

Voor deze methode wordt gebroken erts in de vorm van stof in water neergelaten met toevoeging van een speciale stof (flotatiemiddel) en lucht. Onder invloed van het reagens voegt ijzer zich bij de luchtbellen en stijgt naar de oppervlakte van het water, en het afvalgesteente zinkt naar de bodem. IJzerhoudende componenten worden in de vorm van schuim van het oppervlak gehaald.

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 in oorsprong, kwaliteit en extractiemethode, wat de haalbaarheid van de winning bepaalt. Ook onderscheidt ijzererts zich door zijn minerale samenstelling, het percentage metalen en onzuiverheden, evenals het nut van de additieven zelf.

IJzer als chemisch element maakt deel uit van veel gesteenten, maar ze worden niet allemaal beschouwd als grondstoffen voor mijnbouw. Het hangt allemaal af van de procentuele samenstelling van de stof. In het bijzonder worden ijzerformaties minerale formaties genoemd waarin het volume van het bruikbare metaal de extractie ervan economisch haalbaar maakt.

Dergelijke grondstoffen werden 3000 jaar geleden gedolven, omdat ijzer het mogelijk maakte om duurzamere producten te produceren in vergelijking met koper en brons (zie). En al in die tijd onderscheidden de ambachtslieden die smelterijen hadden de soorten erts.

Tegenwoordig worden de volgende soorten grondstoffen gewonnen voor het verder smelten van metalen:

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

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

IJzer in de samenstelling van het gesteente is vaker in de vorm van oxiden, de overige additieven zijn silica, zwavel en fosfor.

Alle momenteel bekende soorten ertsen zijn op drie manieren gevormd:

  • igneous. Dergelijke ertsen werden gevormd als gevolg van blootstelling aan de hoge temperatuur van magma of oude vulkanische activiteit, dat wil zeggen, het opnieuw smelten en mengen van andere rotsen. Dergelijke mineralen zijn harde kristallijne mineralen met een hoog ijzergehalte. Ertsafzettingen van vulkanische oorsprong worden meestal geassocieerd met oude bergbouwzones waar gesmolten materiaal dicht bij het oppervlak kwam.

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

  • metamorfisch. Dit is hoe sedimentaire soorten mineralen worden getransformeerd. Het proces is als volgt: bij het verplaatsen van afzonderlijke delen van de aardkorst, vallen sommige van de lagen met de nodige elementen onder de bovenliggende rotsen. Op diepte zijn ze onderhevig aan de hoge temperatuur en druk van de bovenste lagen. Gedurende miljoenen jaren van dergelijke blootstelling vinden hier chemische reacties plaats die de samenstelling van het bronmateriaal, de kristallisatie van de stof, veranderen. Dan, in het proces van de volgende beweging, zijn de rotsen dichter bij het oppervlak.

Typisch is ijzererts van deze oorsprong niet te diep en heeft het een hoog percentage bruikbare metaalsamenstelling. Bijvoorbeeld, als een helder voorbeeld - magnetisch ijzererts (tot 73-75% ijzer).

  • sedimentair. De belangrijkste "werknemers" van het proces van ertsvorming zijn water en wind. Rotslagen vernietigen en verplaatsen naar laagland, waar ze zich in lagen ophopen. Bovendien kan water, als reagens, het bronmateriaal (uitloging) wijzigen. Als resultaat wordt bruin ijzererts gevormd - een kruimelig en los erts dat 30 tot 40% ijzer bevat, met een groot aantal verschillende onzuiverheden.

Grondstoffen door verschillende vormen van vorming worden vaak in lagen gemengd met klei, kalksteen en stollingsgesteenten. Soms kunnen afzettingen van verschillende oorsprong in één veld worden gemengd. Maar meestal heeft een van de vermelde soorten rassen de overhand.

Nadat ze door geologische verkenning een benaderend beeld hebben gegeven van de processen die in een bepaald gebied plaatsvinden, bepalen ze de mogelijke plaatsen met het voorkomen van ijzererts. Zoals bijvoorbeeld de magnetische anomalie van Koersk of het Krivoy Rog-bekken, waar als gevolg van magmatische en metamorfe invloeden soorten ijzererts werden gevormd die industrieel waardevol zijn.

IJzerertswinning op industriële schaal

De mensheid begon heel lang geleden met het winnen van erts, maar meestal waren het grondstoffen van lage kwaliteit met aanzienlijke onzuiverheden van zwavel (sedimentgesteenten, het zogenaamde "moeras" ijzer). De schaal van ontwikkeling en smelten nam voortdurend toe. Tegenwoordig is een hele classificatie van verschillende afzettingen van ijzerertsen gebouwd.

De 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 de hoofd- en secundaire ijzerertsregio's te onderscheiden.

Belangrijkste soorten commerciële ijzerertsafzettingen:

Deze omvatten de volgende deposito's:

  • Afzettingen van verschillende soorten ijzererts (ijzerhoudend kwartsiet, magnetisch ijzererts), gevormd door een metamorfe methode, die het mogelijk maakt om er zeer rijke ertsen op te winnen. Meestal worden afzettingen geassocieerd met de oudste processen van vorming van gesteenten van de aardkorst en liggen ze op formaties die schilden worden genoemd.

Het Crystal Shield is een grote, gebogen lensformatie. Het bestaat uit rotsen die 4,5 miljard jaar geleden zijn gevormd in het stadium van vorming van de aardkorst.

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

  • Afzettingen van afzettingsgesteenten in het reservoir. Deze afzettingen zijn gevormd als gevolg van het bezinken van ijzerrijke verbindingen die aanwezig zijn in de samenstelling van mineralen die worden vernietigd door wind en water. Een treffend voorbeeld van ijzererts in dergelijke afzettingen is bruin ijzererts.

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

  • Skarn deposito's. Gewoonlijk is het erts van stollings- en metamorfe oorsprong, waarvan de lagen, na vorming, werden verplaatst ten tijde van de vorming van bergen. Dat wil zeggen, ijzererts, gelegen in lagen op een diepte, werd in plooien gekreukt en naar de oppervlakte verplaatst tijdens de beweging van lithosferische platen. Dergelijke afzettingen bevinden zich vaker in gevouwen gebieden in de vorm van lagen of pilaren met een onregelmatige vorm. Gevormd door magma. Vertegenwoordigers van dergelijke afzettingen: Magnitogorsk (Oeral, Rusland), Sarbayskoye (Kazachstan), Iron Springs (VS) en anderen.
  • Titanomagnetietafzettingen van ertsen. Hun oorsprong is stollings, ze worden meestal gevonden op ontsluitingen van oude gesteenten - schilden. Deze omvatten bekkens en afzettingen in Noorwegen, Canada, Rusland (Kachkanarskoye, Kusinskoye).

Kleine afzettingen omvatten: apatiet-magnetiet, magno-magnetiet, sideriet, ferromangaanafzettingen ontwikkeld in Rusland, Europa, Cuba en anderen.

IJzerertsreserves in de wereld - toonaangevende landen

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

De US Geological Survey presenteert gegevens volgens welke Rusland en Brazilië ongeveer 18% van 's werelds ijzerertsreserves voor hun rekening nemen.

Op het gebied van ijzerreserves zijn de volgende leidende landen te onderscheiden:

Het beeld van de wereldertsreserves is als volgt:

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

Typisch zijn particuliere bedrijven die zich bezighouden met de winning en verkoop van grondstoffen. Bijvoorbeeld de grootste van ons land, Metallinvest en Evrazholding, die in totaal zo'n 100 miljoen ton ijzerertsproducten produceren.

Volgens schattingen van de US Geological Survey nemen de mijnbouw- en productievolumes voortdurend toe, ongeveer 2,5-3 miljard ton erts wordt per jaar gedolven, waardoor de waarde ervan op de wereldmarkt afneemt.

De opslag voor 1 ton vandaag is ongeveer $ 40. De recordprijs werd in 2007 vastgesteld - $ 180/ton.

Hoe wordt ijzererts gewonnen?

Naden van ijzererts liggen op verschillende diepten, wat de extractiemethoden uit de darmen bepaalt.

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

mijn methode. De putmethode wordt gebruikt voor diepere lagen (600-900 meter). Aanvankelijk wordt de mijnsite doorboord, van waaruit langs de naden driften worden ontwikkeld. Vanwaar de steenslag met behulp van transportbanden "naar de berg" wordt gevoerd. Erts uit de mijnen wordt ook naar verwerkingsfabrieken gestuurd.

Downhole hydraulische mijnbouw. Allereerst wordt voor hydraulische productie in het boorgat een put geboord naar de rotsformatie. Daarna worden pijpen in het doel gebracht, erts wordt verpletterd met een krachtige waterdruk met verdere extractie. Maar deze methode heeft tegenwoordig een zeer lage efficiëntie en wordt vrij zelden gebruikt. Zo wordt 3% van de grondstoffen op deze manier gewonnen en 70% door mijnen.

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

Omdat er naast het benodigde ijzer veel onzuiverheden in de samenstelling van de ertsen zitten, is het voor het verkrijgen van de maximale bruikbare opbrengst noodzakelijk om het gesteente te reinigen door het materiaal (concentraat) voor te bereiden voor smelten. Het hele proces wordt uitgevoerd in mijnbouw- en verwerkingsfabrieken. Voor verschillende soorten ertsen worden hun eigen methoden en methoden van zuivering en verwijdering van onnodige onzuiverheden toegepast.

De technologische keten van verrijking van magnetisch ijzererts is bijvoorbeeld als volgt:

  • Aanvankelijk gaat het erts door de breekfase in breekinstallaties (bijvoorbeeld kaakbrekers) en wordt het door een bandtransporteur naar scheidingsstations gevoerd.
  • Met behulp van elektromagnetische scheiders worden de stukjes magnetisch ijzererts gescheiden van afvalgesteente.
  • Daarna wordt de ertsmassa getransporteerd naar de volgende crushing.
  • De vermalen mineralen worden verplaatst naar het volgende reinigingsstation, de zogenaamde vibrerende zeven, hier wordt het bruikbare erts gezeefd, waarbij het onnodige gesteente wordt gescheiden van het lichte.
  • De volgende fase is de trechter voor fijnerts, waarin kleine deeltjes onzuiverheden worden gescheiden door trillingen.
  • Daaropvolgende cycli omvatten de volgende toevoeging van water, het breken en leiden van de ertsmassa door slurrypompen, die onnodig slib (afvalgesteente) samen met de vloeistof verwijderen, en opnieuw breken.
  • Na herhaalde reiniging met pompen komt het erts in de zogenaamde zeef, die de mineralen opnieuw reinigt met behulp van de zwaartekrachtmethode.
  • Het herhaaldelijk gezuiverde mengsel komt in de dehydrator, die water verwijdert.
  • Het afgevoerde erts komt weer bij de magnetische scheiders en pas daarna bij het gas-vloeistofstation.

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

De verrijking resulteert in ijzerertsconcentraat dat wordt gebruikt bij het smelten.

Wat is gemaakt van ijzererts - het gebruik van ijzererts

Het is duidelijk dat ijzererts wordt gebruikt om metaal te winnen. Maar tweeduizend jaar geleden realiseerden metallurgen zich dat ijzer in zijn pure vorm een ​​vrij zacht materiaal is, waarvan 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, en meer dan 0,6% is al koolstofrijk staal.

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 de wapenindustrie, waarin de ambachtslieden probeerden een materiaal te verkrijgen met sterke eigenschappen, maar tegelijkertijd met uitstekende flexibiliteit, kneedbaarheid en andere technische, fysieke en chemische eigenschappen. Tegenwoordig heeft hoogwaardig metaal andere additieven die het legeren, wat de hardheid en slijtvastheid toevoegt.

Het tweede materiaal dat uit ijzererts wordt gemaakt, is gietijzer. Het is ook een legering van ijzer met koolstof, die meer dan 2,14% bevat.

Lange tijd werd gietijzer beschouwd als een nutteloos materiaal, dat werd verkregen door de technologie van het smelten van staal te schenden, of als een bijproduct dat bezinkt op de bodem van smeltovens. Kortom, het werd weggegooid, het kan niet worden gesmeed (bros en praktisch niet kneedbaar).

Voor de komst van de artillerie probeerden ze op verschillende manieren gietijzer in de economie te bevestigen. In de bouw werden er bijvoorbeeld funderingsblokken van gemaakt, doodskisten werden gemaakt in India en in China werden oorspronkelijk munten geslagen. De komst van kanonnen maakte het mogelijk om gietijzer te gebruiken voor het gieten van kanonskogels.

Tegenwoordig wordt gietijzer in veel industrieën gebruikt, vooral in de machinebouw. Ook wordt van dit metaal staal gemaakt (openhaardovens en de Bessmer-methode).

Met de groei van de productie zijn er steeds meer materialen nodig, wat bijdraagt ​​aan de intensieve ontwikkeling van afzettingen. Maar ontwikkelde landen vinden het handiger om relatief goedkope grondstoffen te importeren, waardoor het volume van hun eigen productie wordt verminderd. Hierdoor kunnen de belangrijkste exporterende landen de productie van ijzererts verhogen met verdere verrijking en verkoop als concentraat.