Talismaner 

Rud hvor. Jernmalm. Hvordan de får det. Fornyelse av jernmalm

Jernmalm er hovedråstoffet for metallurgisk industri over hele verden. Markedet påvirker i en eller annen grad økonomiene i forskjellige land. I dag utvinnes jernmalmressurser i mer enn 50 land, inkludert den russiske føderasjonen. Det holder trygt sin posisjon i den permanente topp fem av verdens ledere. Sammen leverer de opptil 80 % av disse råvarene til verdensmarkedet.

Jernmalmforekomster i Russland

Jernmalmressursene er ujevnt fordelt over den russiske statens territorium. Mer enn halvparten av alle reserver tilhører prekambriske sedimentære malmer. De er representert av røde, brune, magnetiske jernmalmer av varierende kvalitet. Og bare 12 % av dem er malm av høy kvalitet, hvor jerninnholdet er minst 60 %. Det er verdt å merke seg at den russiske staten er nest etter Brasil i jernmalmreserver. Men samtidig har innenlandske forekomster, sammenlignet med utenlandske (Australia, India, Brasil), malmer av lavere kvalitet og vanskelige geologiske forhold for deres utvikling.

Store jernmalmforekomster i Russland ligger i det sentrale føderale distriktet. Den står for omtrent 55 % av all råvareproduksjon. Det er ganske betydelige forekomster av påviste reserver i Karelia og Murmansk-regionen, produksjonen deres er 18%. Gusevogorskoye-forekomsten i Sverdlovsk-regionen produserer nesten 16 % av jernmalmen. Utvikling av feltene Kuranakhskoye og Garinskoye i Amur-regionen, Kimkanskoye- og Kostenginskoye-feltene i den jødiske autonome Okrug og andre er også i gang.

Kursk magnetisk anomali

På toppen av listen over jernmalmforekomster i Russland er bruddene til Kursk Magnetic Anomaly (KMA). Området til bassenget er mer enn 160 tusen km 2 og inkluderer territoriene til Oryol, Belgorod, Kursk og Voronezh-regionene. Når det gjelder jernreserver, som utgjør milliarder av tonn, er dette det største bassenget i verden. Til dags dato har mer enn 30 milliarder tonn rik jernmalm blitt utforsket. Dens bulk er representert av magnetittkvartsitter med et jerninnhold på over 40%.

KMA malmer er preget av en flerkomponent tekstur. Dybden deres varierer fra 30 til 650 meter. Industriell gruvedrift utføres hovedsakelig i Kursk- og Belgorod-regionene, hvor en betydelig andel av malmreservene er konsentrert (Stoilenskoye, Mikhailovskoye, Lebedinskoye og Yakovlevskoye-forekomster).

Bakcharskoye-feltet

Bakchar-forekomsten er den mest utforskede delen av det vestsibirske jernmalmbassenget. Den ble oppdaget på 1960-tallet under leting etter oljeforekomster i Tomsk-regionen og er i dag en av de største jernmalmforekomstene i Russland. Det er fire malmlag på territoriet, som noen steder smelter sammen til en enkelt forekomst. Jernmalmformasjoner ligger hovedsakelig på 190 meters dyp, men mot nord når dykket 300 meter. Jerninnholdet i malmene når noen steder 57 %. I anriket malm øker volumet av jern betydelig og når 97%. Området til Bakcharskoye-feltet er 16 tusen km 2.

Et karakteristisk trekk ved den rike forekomsten er tilstedeværelsen av tilknyttede komponenter av kobolt, titan, krom og vanadium, noe som ytterligere øker verdien av malmene. I følge foreløpige estimater av geologisk forskning er de anslåtte reservene til Bakcharskoye-feltet anslått til nesten 110 milliarder tonn. Det skal bemerkes at malmhorisonten i dette området er sterkt vannet og dette medfører vanskeligheter med å utnytte forekomsten.

De største jernmalmforekomstene i Russland inkluderer Olenegorskoye-forekomsten i Murmansk-regionen, som ble oppdaget i 1932. Det meste av råstoffbasen er representert av jernholdige kvartsitter, hvor de viktigste mineralene er magnetitt og hematitt. Tilstedeværelsen av jern er i gjennomsnitt 31%. Malmen ligger nesten til overflaten, men malmlegemet går til mer enn 800 meters dybde med en lengde på 32 km. Malmene i denne forekomsten er enkle å behandle, de har et minimalt innhold av skadelige urenheter, noe som gjør det mulig å oppnå metall av høy kvalitet.

I følge de siste estimatene utgjør reservene til Olenegorsk-forekomsten på Kolahalvøya 700 millioner tonn jernmalm. Tilstedeværelsen av slike betydelige reserver er inneholdt i svært dype horisonter, noe som skaper behov for ytterligere utforskning av undergrunnen.

Kovdorskoye-feltet

På grunn av sin geologiske historie har Kolahalvøya betydelige mineralforekomster og gir et betydelig bidrag til den russiske økonomien. De viktigste jernmalmforekomstene i denne regionen begynte å bli utviklet i 1962, selv om de ble oppdaget før krigen. Kovdor-jernmalmforekomsten er et av de største depotene for samlerbare råvarer i staten. Her er sjeldne unike mineraler som ikke finnes andre steder.

Kovdor-forekomstene har blitt utviklet siden 1962, deres reserver utgjør rundt 650 millioner tonn magnetittmalm. Malmlegemets bredde er 100-800 meter, og lengden strekker seg over en kilometer. Lagerromsavsetninger er undersøkt til en dybde på 800 meter. Gjennomsnittlig jerninnhold er 28-30%. I tillegg til magnetittkonsentrat, utvinnes baddeleyitt- og apatittkonsentrater fra malmen.

Kostomuksha-feltet

En annen viktig region hvor jernmalmforekomster ligger i Russland er Karelia. Det er 26 forekomster og ca 70 jernmalmforekomster av ulike malmformasjoner. Av mer praktisk betydning er formasjonene av jernholdige kvartsitter, som er godt utviklet i den vestlige karelske minerageniske sonen. Palmen tilhører Kostomuksha-forekomsten, som regnes som den største i Nordvest-Russland. Dens malmreserver utgjør over én milliard tonn med et gjennomsnittlig jerninnhold på 32 %.

Tykkelsen på de jernholdige kvartsittene i Kostomuksha-avsetningen strekker seg i en stripe på 15,6 km. Den inkluderer to forekomster på en dybde på opptil 40 meter - den viktigste og interbeddede. Hovedinnskuddet inneholder opptil 70 % av feltets totale reserver. Det dominerende malmmineralet er magnetitt; skadelige urenheter inkluderer fosfor og svovel. Malmene i Kostomuksha-forekomsten er enkle å behandle.

Følgende jernmalmforekomster bør heller ikke ignoreres: Korpangskoye (400 millioner tonn godkjente reserver), Pudozhgorskoye (prognoseressursene er estimert til 302 millioner tonn) og Koykarskoye (reservene er estimert til nesten 3200 tusen tonn).

Republikken Khakassia

Khakassia er hjemsted for noen av de eldste jernmalmforekomstene i Russland. Basen er representert av distriktene Teysko-Balyksinsky, Abakan-Anzassky og Verkhneabakansky.

Abagas malmforekomster i Kuznetsk Alatau-området og Minusinsk-bassenget ble oppdaget i 1933, men utviklingen begynte bare 50 år senere. Det dominerende mineralet her er magnetitt, sekundære roller er gitt til pyritt, hematitt og musketovitt. Balansereserver av råvarer utgjør mer enn 73 millioner tonn.

Abakan jernmalmforekomsten ligger i nærheten av byen Abaza. Dens forekomster er representert av lett anrikede skarn-magnetittmalmer. Balansereservene inneholder 145 millioner tonn malm, gjennomsnittlig volum av jern er 42-45%. Forekomsten er undersøkt til en dybde på 1300 meter.

Kachkanar-forekomster

Gruppen av jernmalmforekomster i Sverdlovsk-regionen har vært kjent i ganske lang tid, men seriøs leting begynte først på 30-tallet av forrige århundre. Den kombinerer to hovedforekomster: Gusevogorskoye og Kachkanarskoye. Forekomstene av malmmineraler er representert av magnetitt og inneholder hovedsakelig urenheter av titan og vanadium. De ligger på store dyp og har svært kompleks utvikling.

Kachkanar-forekomstene tilhører de største jernmalmforekomstene i Russland, de står for 70% av de utvunnede malmene i Ural. Forutsagte ressurser utgjør mer enn 12 milliarder tonn malm, og påviste reserver utgjør 7 milliarder tonn med et jerninnhold på 16 %. Når malmen anrikes, når volumet av jern i det resulterende konsentratet 61%.

Bakalforekomster

Bakal-gruppen av jernmalmforekomster ligger i Satka-distriktet i Chelyabinsk-regionen. Den er konsentrert om et område på 150 km2 og har 24 forekomster, som hver har flere malmlegemer. Det er to typer malm ved forekomstene: sideritt (med et jerninnhold på 32%) og brune jernmalmer (med et jerninnhold på mer enn 50%). I utforskede og estimerte reserver er den ledende rollen gitt til siderittmalm. De viktigste mineralene i disse forekomstene er pistomesitt og sideroplesitt.

Følgende steinbrudd er i drift ved Bakal malmfeltet: Petlinsky, Central, Novobakalsky, Sosnovsky, Siderite, Shuldinsky. Den totale malmreserven er en milliard tonn. Når det gjelder kvaliteten på malmene og mengden jern i dem, er Bakalskoye-forekomsten en av de beste jernmalmforekomstene i Russland.

Det skal bemerkes at jernmalmgruvedrift er en av de få delene av russisk industri som føler seg mest trygg selv i en krise. Det er 173 jernmalmforekomster på statens balanse. Balansereservene deres, med dagens produksjonshastighet, vil kunne gi jernmetallurgi i mer enn 200 år i fremtiden.

Jerninnholdet i industrimalm varierer fra 16 til 72%. Fordelaktige urenheter inkluderer Ni, Co, Mn, W, Mo, Cr, V, etc., og skadelige urenheter inkluderer S, R, Zn, Pb, As, Cu. I henhold til deres opprinnelse er jernmalm delt inn i, og (se kart).

Grunnleggende jernmalm

Industrielle typer jernmalm er klassifisert etter det dominerende malmmineralet. Magnetittmalm er sammensatt av magnetitt (noen ganger magnesian - magnomagnetitt, ofte martitisert - omdannet til hematitt under oksidasjonsprosessen). De er mest karakteristiske for karbonatitt, skarn og hydrotermiske avsetninger. Apatitt og baddeleyitt utvinnes samtidig fra karbonatittavsetninger, og koboltholdig pyritt og sulfider av ikke-jernholdige metaller ekstraheres fra skarnavsetninger. En spesiell type magnetittmalmer er komplekse (Fe-Ti-V) titanomagnetittmalmer av magmatiske avsetninger. Hematittmalmer, hovedsakelig sammensatt av hematitt og i mindre grad magnetitt, er vanlige i forvitringsskorpen til jernholdige kvartsitter (martittmalmer), i skarn, hydrotermiske og vulkansk-sedimentære malmer. Rike hematittmalmer inneholder 55-65% Fe og opptil 15-18% Mn. Siderittmalmer er delt inn i krystallinske siderittmalmer og leirspatjernmalmer; de er ofte magnesianske (magnosideritter). De finnes i hydrotermiske, sedimentære og vulkanske-sedimentære avsetninger. Gjennomsnittlig Fe-innhold i dem er 30-35%. Etter brenning av siderittmalmer, som et resultat av fjerning av CO 2, oppnås finporøse jernoksidkonsentrater som inneholder 1-2 %, noen ganger opptil 10 % Mn. I oksidasjonssonen blir siderittmalmer til brune jernmalmer. Silikatjernmalm er sammensatt av jernholdige kloritt (, leptokloritt, etc.), ledsaget av jernhydroksider, noen ganger. De danner sedimentære avsetninger. Gjennomsnittlig Fe-innhold i dem er 25-40%. Innblandingen av svovel er ubetydelig, fosfor opptil 1%. De har ofte en olitisk tekstur. I forvitringsskorpen blir de til brune, noen ganger røde (hydrohematitt) jernmalmer. Brune jernmalmer er sammensatt av jernhydroksider, oftest hydrogoetitt. De danner sedimentære avsetninger (marine og kontinentale) og avsetninger av forvitringsskorpe. Sedimentære malmer har ofte en olitisk tekstur. Gjennomsnittlig Fe-innhold i malm er 30-35%. Brune jernmalmer av enkelte forekomster (Bakalskoye i CCCP, Bilbao i Spania, etc.) inneholder opptil 1-2 % Mn eller mer. Naturlig legerte brune jernmalmer, dannet i forvitringsskorpene til ultramafiske bergarter, inneholder 32-48 % Fe, opptil 1 % Ni, opptil 2 % Cr, hundredeler av en prosent Co, V. Fra slike malmer støpes krom-nikkel jern og lavlegert stål smeltes uten tilsetningsstoffer. (, jernholdig) - dårlig og middels jerninnhold (12-36%) omdannet jernmalm, sammensatt av tynne vekslende kvarts-, magnetitt-, hematitt-, magnetitt-hematitt- og siderittlag, på steder med en blanding av silikater og karbonater. De utmerker seg ved et lavt innhold av skadelige urenheter (S og R - hundredeler av en prosent). Forekomster av denne typen har vanligvis unike (over 10 milliarder tonn) eller store (over 1 milliard tonn) malmreserver. I forvitringsskorpen blir silika ført bort, og store forekomster av rike hematitt-martittmalmer oppstår.

De største reservene og produksjonsvolumene finnes i prekambriske jernholdige kvartsitter og de rike jernmalmene som dannes av dem, samt skarn-, hydrotermiske og karbonatitt-magnetittmalmer er mindre vanlige.

Fornyelse av jernmalm

Det er rike (over 50 % Fe) og fattige (mindre enn 25 % Fe) malmer som krever. For de kvalitative egenskapene til rike malmer er innholdet og forholdet mellom ikke-metalliske urenheter (slaggdannende komponenter), uttrykt ved basisitetskoeffisienten og silisiummodulen, viktig. I henhold til størrelsen på basicitetskoeffisienten (forholdet mellom summen av innholdet av kalsium- og magnesiumoksider til summen av silisiumoksider og ) er jernmalm og deres konsentrater delt inn i sure (mindre enn 0,7), selvflytende (0,7) -1.1) og grunnleggende (mer enn 1.1 ). Selvflytende malmer er de beste: sure malmer, sammenlignet med basiske malmer, krever innføring av en økt mengde kalkstein (fluks) i masovnsladningen. I henhold til silisiummodulen (forholdet mellom innholdet av silisiumoksyd og aluminiumoksyd), er bruken av jernmalm begrenset til malmtyper med en modul under 2. Lavgradige malmer som krever fornyelse inkluderer titanomagnetitt, magnetitt og magnetitt kvartsitter med et magnetitt Fe-innhold på mer enn 10-20%; martitt-, hematitt- og hematittkvartsitter med et Fe-innhold på mer enn 30 %; sideritt-, hydrogoetitt- og hydrogoetitt-leptoklorittmalmer med et Fe-innhold på mer enn 25 %. Den nedre grensen for totalt og magnetitt Fe-innhold for hver forekomst, tatt i betraktning dens skala, gruvedrift og økonomiske forhold, er fastsatt av standarder.

Malmer som krever beneficiering er delt inn i lett-å-nytte og vanskelig-å-nytte, som avhenger av deres mineralsammensetning og teksturelle og strukturelle egenskaper. Lettbearbeidede malmer inkluderer magnetittmalm og magnetittkvarts, vanskelig bearbeidede malmer inkluderer jernmalm der jern er forbundet med kryptokrystallinske og kolloidale formasjoner når de knuses, det er ikke mulig å avsløre malmmineraler på grunn av deres ekstremt lille størrelse og fin sammenvekst med ikke-metalliske mineraler. Valget av anrikningsmetoder bestemmes av malmenes mineralsammensetning, deres teksturelle og strukturelle egenskaper, samt arten av ikke-metalliske mineraler og malmenes fysiske og mekaniske egenskaper. Magnetittmalm anrikes ved hjelp av den magnetiske metoden. Bruk av tørr og våt magnetisk separasjon sikrer produksjon av kvalitetskonsentrater selv med relativt lavt jerninnhold i den opprinnelige malmen. Hvis det er kommersielt hematittinnhold i malmene, sammen med magnetitt, benyttes magnetisk flotasjon (for fint spredte malmer) eller magnetisk-gravitasjons (for grovt spredte malmer) anrikningsmetoder. Hvis magnetittmalmer inneholder industrielle mengder av apatitt eller sulfider, kobber og sink, bormineraler og andre, brukes flotasjon for å utvinne dem fra magnetisk separasjonsavfall. Anrikningsordninger for titanomagnetitt- og ilmenitt-titanmagnetittmalmer inkluderer flertrinns våtmagnetisk separasjon. For å separere ilmenitt til titankonsentrat, anrikes vått magnetisk separasjonsavfall med flotasjon eller gravitasjon, etterfulgt av magnetisk separasjon i et felt med høy intensitet.

Fordelelsesordninger for magnetittkvartsitter inkluderer knusing, sønderdeling og lavfelt magnetisk anrikning. Anrikning av oksiderte jernholdige kvartsitter kan gjøres ved magnetiske (i et sterkt felt), steking, magnetiske og flotasjonsmetoder. For å berike hydrogoetitt-leptokloritt oolittiske brune jernmalmer, brukes en gravitasjons- eller gravitasjonsmagnetisk (i et sterkt felt) metode for anrikning av disse malmene ved hjelp av en magnetisk stekemetode. Leirehydrogoetitt og (buldre)malm anrikes ved vasking. Utnyttelse av siderittmalm oppnås vanligvis ved steking. Ved bearbeiding av jernholdige kvartsitter og skarn-magnetittmalmer oppnås vanligvis konsentrater med et Fe-innhold på 62-66 %; i kondisjonerte konsentrater av våtmagnetisk separasjon fra apatitt-magnetitt og magnetittmalm av jern, minst 62-64%; For elektrometallurgisk bearbeiding produseres konsentrater med et Fe-innhold på ikke mindre enn 69,5 %, SiO 2 ikke mer enn 2,5 %. Tyngdekraftskonsentrater og gravitasjonsmagnetisk anrikning av oolittiske brune jernmalmer regnes som standard med et Fe-innhold på 48-49 %; Etter hvert som anrikningsmetodene forbedres, øker kravene til malmkonsentrater.

De fleste jernmalmer brukes til å smelte jern. En liten mengde tjener som naturlige malinger (oker) og vektmidler for boring av leireløsninger.

Jernmalmreserver

Når det gjelder jernmalmreserver (balanse - over 100 milliarder tonn), rangerer CCCP 1. i verden. De største reservene av jernmalm i CCCP er konsentrert i Ukraina, i de sentrale regionene av RSFSR, i Nord-Kasakhstan, i Ural, i det vestlige og østlige Sibir. Av de totale utforskede reservene av jernmalm er 15 % rike og krever ikke anrikning, 67 % anrikes ved hjelp av enkle magnetiske kretser, 18 % krever komplekse anrikningsmetoder.

KHP, Nord-Korea og CPB har betydelige reserver av jernmalm, tilstrekkelig for utvikling av deres egen jernmetallurgi. se også

Når det gjelder tilgjengeligheten av forutsagte jernmalmreserver, rangerer Russland bare på tredjeplass, bak Brasil og USA. Den totale mengden malm i den russiske føderasjonen er estimert til omtrent 120,9 milliarder tonn. Hvis vi vurderer påliteligheten til "etterretningsdata", så er de mest nøyaktig bestemte reservene (kategori P1) 92,4 milliarder tonn, sannsynligheten for full produksjon er litt mindre ved 16,2 milliarder tonn (kategori P2) og sannsynligheten for gruveutvinning undersøkt malm er 2,4 milliarder tonn (kategori P3). Gjennomsnittlig jerninnhold er 35,7%. Hovedtyngden av ressursene er konsentrert om KMA (Kursk Magnetic Anomaly), som ligger i den europeiske delen av Russland. Forekomstene som ligger i Sibir og Fjernøsten er av mindre betydning.

Distribusjon av malmreserver i Russland

Andelen av malm av høy kvalitet som ikke krever utvinning, med en mengde jern på minst 60 % i Russland, er nesten 12,4 %. I utgangspunktet er malmene middels og dårlige, med et jerninnhold som varierer fra 16-40%. Imidlertid er det bare Australia som har store reserver av rike malmer i verden. 72 % av russiske reserver er klassifisert som lønnsomme.

I dag er det 14 største forekomster i den russiske føderasjonen. Av disse er 6 lokalisert i anomaliområdet (dvs. mer enn halvparten), som gir 88 % av jernmalmutviklingen. Den russiske føderasjonens statsbalanse har 198 innskudd på sine bøker, hvorav 19 har reserver utenfor balansen. De viktigste jernmalmgruvestedene, lokalisert i synkende rekkefølge (etter volum av mineraler utvunnet):
- Mikhailovskoye innskudd (i Kursk-regionen);
- m. Gusevgorskoye (i Sverdlovsk-regionen);
- Lebedinskoye metrostasjon (i Belgorod-regionen);
- m. Stoilenskoye (i Belgorod-regionen);
- m. Kostomuksha (Karelia);
- m. Stoilo-Lebedinskoye (i Belgorod-regionen);
- m. Kovdorskoye (i Murmansk-regionen);
- m. Rudnogorskoe (i Irkutsk-regionen);
- T-banestasjonen Korobkovskoye (i Belgorod-regionen);
- Olenegorskoe metrostasjon (i Murmansk-regionen);
- m. Sheregeshevskoye (i Kemerovo-regionen);
- Tashtagolskoye metrostasjon (i Kemerovo-regionen);
- m. Abakanskoye (Khakassia);
- Yakovlevskoye metrostasjon (i Belgorod-regionen).

I løpet av det siste tiåret har den russiske føderasjonen sett en økning i produksjonen av jernmalm. Gjennomsnittlig årlig økning er ca. 4 %. Det er imidlertid noe å strebe etter: Andelen russisk malm i den globale produksjonen er mindre enn 5,6 %. I utgangspunktet blir all malm i Russland utvunnet ved KMA (54,6%). I Karelen og Murmansk-regionen er volumet 18% av den totale produksjonen i Sverdlovsk-regionen, 16% av malmene produseres "for fjellet".

Jernmalm begynte å bli utvunnet av mennesker for mange århundrer siden. Allerede da ble fordelene med å bruke jern åpenbare.

Å finne mineralformasjoner som inneholder jern er ganske enkelt, siden dette elementet utgjør omtrent fem prosent av jordskorpen. Samlet sett er jern det fjerde mest tallrike elementet i naturen.

Det er umulig å finne det i sin rene form jern finnes i visse mengder i mange typer bergarter. Jernmalm har det høyeste jerninnholdet, og utvinning av metall er det mest økonomisk lønnsomme. Mengden jern den inneholder avhenger av opprinnelsen, den normale andelen er omtrent 15 %.

Kjemisk oppbygning

Egenskapene til jernmalm, dens verdi og egenskaper avhenger direkte av dens kjemiske sammensetning. Jernmalm kan inneholde varierende mengder jern og andre urenheter. Avhengig av dette er det flere typer:

  • svært rik, når jerninnholdet i malmene overstiger 65 %;
  • rik, prosentandelen av jern som varierer fra 60% til 65%;
  • gjennomsnitt, fra 45 % og over;
  • dårlig, der prosentandelen av nyttige elementer ikke overstiger 45%.

Jo flere biprodukter det er i jernmalmen, jo mer energi trengs for å bearbeide den, og jo mindre effektiv er produksjonen av ferdige produkter.

Sammensetningen av en bergart kan være en kombinasjon av ulike mineraler, gråberg og andre biprodukter, hvor forholdet avhenger av forekomsten.

Magnetiske malmer utmerker seg ved at de er basert på et oksid som har magnetiske egenskaper, men ved kraftig oppvarming går de tapt. Mengden av denne bergarten i naturen er begrenset, men jerninnholdet i den kan være like godt som rød jernmalm. Utvendig ser det ut som solide svart-blå krystaller.

Spar jernmalm er en malmbergart basert på sideritt. Svært ofte inneholder den en betydelig mengde leire. Denne bergarten er relativt vanskelig å finne i naturen, noe som sammen med det lave jerninnholdet gjør at den sjelden blir brukt. Derfor er det umulig å klassifisere dem som industrielle typer malm.

I tillegg til oksider inneholder naturen andre malmer basert på silikater og karbonater. Mengden jerninnhold i en bergart er svært viktig for dens industrielle bruk, men også viktig er tilstedeværelsen av gunstige bielementer som nikkel, magnesium og molybden.

applikasjoner

Anvendelsesområdet for jernmalm er nesten fullstendig begrenset til metallurgi. Den brukes hovedsakelig til smelting av støpejern, som utvinnes ved bruk av åpen ildsted eller omformerovner. I dag brukes støpejern i ulike sfærer av menneskelig aktivitet, inkludert i de fleste typer industriell produksjon.

Ulike jernbaserte legeringer er ikke mindre brukt - stål er det mest brukte på grunn av dets styrke og anti-korrosjonsegenskaper.

Støpejern, stål og forskjellige andre jernlegeringer brukes i:

  1. Maskinteknikk, for produksjon av ulike maskiner og enheter.
  2. Bilindustri, for produksjon av motorer, hus, rammer, samt andre komponenter og deler.
  3. Militær- og missilindustri, i produksjon av spesialutstyr, våpen og missiler.
  4. Konstruksjon, som et forsterkende element eller konstruksjon av bærende konstruksjoner.
  5. Lett- og næringsmiddelindustri, som containere, produksjonslinjer, ulike enheter og enheter.
  6. Gruveindustri, som spesialmaskiner og utstyr.

Jernmalmforekomster

Verdens jernmalmreserver er begrenset i mengde og plassering. Territorier med akkumulering av malmreserver kalles forekomster. I dag er jernmalmforekomster delt inn i:

  1. Endogent. De er preget av en spesiell plassering i jordskorpen, vanligvis i form av titanomagnetittmalmer. Formene og plasseringene til slike inneslutninger er varierte, de kan være i form av linser, lag plassert i jordskorpen i form av avsetninger, vulkanske avsetninger, i form av forskjellige årer og andre uregelmessige former.
  2. Eksogen. Denne typen inkluderer forekomster av brune jernmalm og andre sedimentære bergarter.
  3. Metamorfogen. Som inkluderer kvartsittforekomster.

Forekomster av slike malmer kan finnes over hele planeten vår. Det største antallet forekomster er konsentrert på territoriet til de post-sovjetiske republikkene. Spesielt Ukraina, Russland og Kasakhstan.

Land som Brasil, Canada, Australia, USA, India og Sør-Afrika har store jernreserver. Samtidig har nesten alle land på kloden sine egne utviklede forekomster, i tilfelle mangel på disse importeres rasen fra andre land.

Fornyelse av jernmalm

Som sagt finnes det flere typer malm. Rike kan behandles direkte etter utvinning fra jordskorpen, andre må anrikes. I tillegg til foredlingsprosessen omfatter malmforedling flere stadier, som sortering, knusing, separering og agglomerering.

I dag er det flere hovedmetoder for berikelse:

  1. Skylling.

Den brukes til å rense malm fra biprodukter i form av leire eller sand, som vaskes ut med høytrykksvannstråler. Denne operasjonen gjør det mulig å øke mengden jerninnhold i lavkvalitetsmalm med ca. 5 %. Derfor brukes den bare i kombinasjon med andre typer berikelse.

  1. Tyngdekraftsrensing.

Det utføres ved hjelp av spesielle typer suspensjoner, hvis tetthet overstiger tettheten til gråberg, men er dårligere enn tettheten til jern. Under påvirkning av gravitasjonskrefter stiger biproduktene til toppen, og jernet faller til bunnen av suspensjonen.

  1. Magnetisk separasjon.

Den vanligste beneficiasjonsmetoden, som er basert på ulike nivåer av oppfatning av malmkomponenter av påvirkning av magnetiske krefter. Slik separasjon kan utføres med tørr stein, våt bergart, eller i en alternativ kombinasjon av de to tilstandene.

For å behandle tørre og våte blandinger brukes spesielle tromler med elektromagneter.

  1. Flotasjon.

For denne metoden dyppes knust malm i form av støv i vann med tilsetning av et spesielt stoff (flotasjonsreagens) og luft. Under påvirkning av reagenset slutter jernet seg til luftboblene og stiger til overflaten av vannet, mens gråberget synker til bunnen. Komponenter som inneholder jern samles opp fra overflaten i form av skum.

I dag er det vanskelig å forestille seg livet uten stål, som mange ting rundt oss er laget av. Grunnlaget for dette metallet er jern, oppnådd ved å smelte malm. Jernmalm er forskjellig i opprinnelse, kvalitet og gruvemetode, noe som bestemmer muligheten for utvinning. Jernmalm er også forskjellig i mineralsammensetningen, prosentandelen av metaller og urenheter, samt nytten av selve tilsetningsstoffene.

Jern som et kjemisk element er inkludert i sammensetningen av mange bergarter, men ikke alle regnes som råvarer for gruvedrift. Alt avhenger av den prosentvise sammensetningen av stoffet. Spesielt refererer jern til mineralformasjoner der volumet av nyttig metall gjør utvinningen økonomisk mulig.

Utvinningen av slike råvarer begynte for 3000 år siden, siden jern gjorde det mulig å produsere holdbare produkter av høyere kvalitet sammenlignet med kobber og bronse (se). Og allerede på den tiden skilte håndverkere som hadde smelteverk malmtypene.

I dag utvinnes følgende typer råvarer for videre metallsmelting:

  • Titan-magnetitt;
  • Apatitt-magnetitt;
  • Magnetitt;
  • Magnetitt-hematitt;
  • Goetitt-hydrogoetitt.

Jernmalm anses som rik hvis den inneholder minst 57 % jern. Men utviklingen kan anses som mulig ved 26 %.

Jern i bergarten er oftest i form av oksider, de resterende tilsetningsstoffene er silika, svovel og fosfor.

Alle for tiden kjente malmtyper ble dannet på tre måter:

  • Magmatisk. Slike malmer ble dannet som et resultat av eksponering for høye temperaturer av magma eller eldgammel vulkansk aktivitet, det vil si smelting og blanding av andre bergarter. Slike mineraler er harde krystallinske mineraler med høy prosentandel jern. Malmforekomster av magmatisk opprinnelse er vanligvis knyttet til gamle fjellbygningssoner, hvor det smeltede stoffet kom nær overflaten.

Prosessen med dannelse av magmatiske bergarter er som følger: smeltingen av forskjellige mineraler (magma) er et veldig flytende stoff, og når det dannes sprekker på steder med forkastninger, fyller det dem, avkjøler og får en krystallinsk struktur. Slik ble det dannet lag med magma frosset i jordskorpen.

  • Metamorfe. Dette er hvordan sedimentære typer mineraler omdannes. Prosessen er som følger: når individuelle deler av jordskorpen beveger seg, faller noen av lagene som inneholder de nødvendige elementene under de underliggende bergartene. På dypet er de utsatt for høy temperatur og trykk i de øvre lagene. Over millioner av år med slik eksponering skjer her kjemiske reaksjoner som transformerer sammensetningen av kildematerialet og krystalliserer stoffet. Så, under neste bevegelse, havner steinene nærmere overflaten.

Vanligvis ligger jernmalm av denne opprinnelsen ikke for dypt og har en høy prosentandel av nyttig metallsammensetning. For eksempel er et lysende eksempel magnetisk jernmalm (opptil 73-75 % jern).

  • Sedimentær. De viktigste "arbeiderne" i prosessen med malmdannelse er vann og vind. Ødelegge steinlag og flytte dem til lavlandet, hvor de samler seg i form av lag. I tillegg kan vann, som reagens, modifisere kildematerialet (lekkasje). Som et resultat dannes brun jernmalm - smuldrende og sprø malm som inneholder fra 30% til 40% jern, med et stort antall forskjellige urenheter.

På grunn av ulike dannelsesmåter blandes råvarer ofte lagvis med leire, kalkstein og magmatiske bergarter. Noen ganger kan forekomster av ulik opprinnelse blandes i ett felt. Men oftest dominerer en av de listede rasetypene.

Etter å ha etablert gjennom geologisk undersøkelse et omtrentlig bilde av prosessene som skjer i et bestemt område, er mulige lokaliseringer med jernmalm bestemt. Som for eksempel Kursk magnetiske anomali, eller Krivoy Rog-bassenget, hvor industrielt verdifulle typer jernmalm ble dannet som et resultat av magmatiske og metamorfe påvirkninger.

Utvinning av jernmalm i industriell skala

Menneskeheten begynte å utvinne malm for veldig lenge siden, men oftest var det råmateriale av lav kvalitet med betydelige svovelurenheter (sedimentære bergarter, det såkalte "sump"-jernet). Omfanget av utbygging og smelting var stadig økende. I dag er det bygget en hel klassifisering av ulike forekomster av jernmalm.

Hovedtyper av industriforekomster

Alle malmforekomster er delt inn i typer avhengig av bergartens opprinnelse, noe som igjen gjør det mulig å skille hoved- og sekundære jernmalmområder.

Hovedtyper av industrielle jernmalmforekomster

Disse inkluderer følgende innskudd:

  • Forekomster av ulike typer jernmalm (jernholdige kvartsitter, magnetisk jernmalm), dannet ved en metamorf metode, som gjør det mulig å utvinne malmer som er svært rike på sammensetning. Vanligvis er avsetninger assosiert med eldgamle prosesser for dannelse av bergarter i jordskorpen og ligger på formasjoner som kalles skjold.

Et krystallinsk skjold er en formasjon formet som en stor buet linse. Den består av bergarter dannet under dannelsen av jordskorpen for 4,5 milliarder år siden.

De mest kjente forekomstene av denne typen er: Kursk Magnetic Anomaly, Krivoy Rog-bassenget, Lake Superior (USA/Canada), Hamersley-provinsen i Australia og Minas Gerais jernmalmregionen i Brasil.

  • Forekomster av lagdelte sedimentære bergarter. Disse forekomstene ble dannet på grunn av sedimentering av jernrike forbindelser som finnes i mineraler ødelagt av vind og vann. Et slående eksempel på jernmalm i slike forekomster er brun jernmalm.

De mest kjente og store forekomstene er Lorraine-bassenget i Frankrike og Kerch-bassenget på halvøya med samme navn (Russland).

  • Skarn innskudd. Vanligvis er malmen av magmatisk og metamorf opprinnelse, hvis lag, etter dannelsen, ble fortrengt ved dannelsen av fjellene. Det vil si at jernmalm, som ligger i lag i dybden, ble knust i folder og flyttet til overflaten under bevegelsen av litosfæriske plater. Slike avsetninger er ofte lokalisert i foldede områder i form av lag eller søyler med uregelmessig form. Dannet magmatisk. Representanter for slike forekomster: Magnitogorskoye (Ural, Russland), Sarbaiskoye (Kasakhstan), Iron Springs (USA) og andre.
  • Titanmagnetitt malmforekomster. Deres opprinnelse er magmatisk, oftest funnet på utspring av gammel berggrunn - skjold. Disse inkluderer bassenger og felt i Norge, Canada, Russland (Kachkanarskoye, Kusinskoye).

Sekundære avsetninger inkluderer: apatitt-magnetitt, magno-magnetitt, sideritt, ferromanganavsetninger utviklet i Russland, europeiske land, Cuba og andre.

Jernmalmreserver i verden - ledende land

I dag er det, ifølge ulike estimater, undersøkt forekomster med et samlet volum på 160 milliarder tonn malm, hvorfra om lag 80 milliarder tonn metall kan hentes.

US Geological Survey gir data i henhold til at Russland og Brasil står for omtrent 18 % av verdens jernmalmreserver.

Når det gjelder jernreserver, kan følgende ledende land identifiseres:

Bildet av verdens malmreserver ser slik ut:

De fleste av disse landene er også de største eksportørene av jernmalm. Generelt er volumet av solgte råvarer om lag 960 millioner tonn per år. De største importørene er Japan, Kina, Tyskland, Sør-Korea, Taiwan, Frankrike.

Vanligvis er private selskaper involvert i utvinning og salg av råvarer. For eksempel er de største i landet vårt Metallinvest og Evrazholding, som produserer totalt rundt 100 millioner tonn jernmalmprodukter.

I følge estimater fra den samme amerikanske geologiske undersøkelsen vokser gruve- og produksjonsvolumene stadig, det utvinnes omtrent 2,5-3 milliarder tonn malm per år, noe som reduserer verdien på verdensmarkedet.

Påslaget på 1 tonn i dag er omtrent $40. Rekordprisen ble registrert i 2007 – $180/tonn.

Hvordan utvinnes jernmalm?

Jernmalmlag ligger på ulike dyp, noe som bestemmer hvordan det utvinnes fra undergrunnen.

Karriere måte. Den vanligste metoden for steinbrudd brukes når avsetninger er funnet på en dybde på ca. 200-300 meter. Utvikling skjer ved bruk av kraftige gravemaskiner og steinknusingsanlegg. Deretter lastes den for transport til prosessanlegg.

Min metode. Gruvemetoden brukes for dypere lag (600-900 meter). Til å begynne med gjennombores en minelinje, hvorfra det utvikles drifter langs lagene. Fra der den knuste steinen tilføres "til fjellet" ved hjelp av transportbånd. Malm fra gruvene sendes også til prosessanlegg.

Hydraulisk produksjon av borehull. Først av alt, for borehullshydraulik gruvedrift, bores en brønn til berglaget. Etter det bringes rør inn i målet, og malmen knuses med kraftig vanntrykk for videre utvinning. Men i dag har denne metoden svært lav effektivitet og brukes ganske sjelden. For eksempel utvinnes 3 % av råvarene med denne metoden, og 70 % med gruvemetoden.

Etter gruvedrift må jernmalmmateriale bearbeides for å få hovedråstoffet for smelting av metallet.

Siden sammensetningen av malmer, i tillegg til det nødvendige jernet, inneholder mange urenheter, er det for å oppnå maksimalt nyttig utbytte nødvendig å rense bergarten ved å forberede materialet (konsentratet) for smelting. Hele prosessen utføres ved gruve- og prosessanlegg. Ulike typer malm har sine egne metoder og metoder for rensing og fjerning av unødvendige urenheter.

For eksempel er den teknologiske kjeden for anrikning av magnetiske jernmalm som følger:

  • Til å begynne med går malmen gjennom et knusetrinn i pukkverk (for eksempel kjeveknusere) og føres med et transportbånd til en separasjonsstasjon.
  • Ved hjelp av elektromagnetiske separatorer skilles deler av magnetisk jernmalm fra gråberg.
  • Deretter transporteres malmmassen for videre knusing.
  • De knuste mineralene flyttes til neste rensestasjon, de såkalte vibrerende siktene, hvor den nyttige malmen siktes og skiller den fra den lette gråbergarten.
  • Det neste trinnet er en fin malmbeholder, der små partikler av urenheter separeres ved vibrasjon.
  • Påfølgende sykluser inkluderer neste tilsetning av vann, maling og føring av malmmassen gjennom slurrypumper, som fjerner unødvendig slam (avfallsstein) sammen med væsken, og igjen knusing.
  • Etter gjentatt rensing med pumper går malmen til den såkalte sikten, som nok en gang renser mineralene ved hjelp av gravitasjonsmetoden.
  • Den gjentatte rensede blandingen mates til en dehydrator, som fjerner vann.
  • Den tørkede malmen går igjen til magnetiske separatorer, og først deretter til gass-væskestasjonen.

Brun jernmalm renses etter litt andre prinsipper, men essensen endres ikke, fordi hovedoppgaven med beneficiasjon er å skaffe de reneste råvarene til produksjon.

Resultatet av anrikningen er jernmalmkonsentrat, som brukes i smelting.

Hva er laget av jernmalm - bruk av jernmalm

Det er tydelig at jernmalm brukes til å skaffe metall. Men for to tusen år siden innså metallurger at i sin rene form er jern et ganske mykt materiale, produkter som er litt bedre enn bronse. Resultatet ble oppdagelsen av en legering av jern og karbon - stål.

Karbon for stål spiller rollen som sement, og styrker materialet. Vanligvis inneholder en slik legering fra 0,1 til 2,14% karbon, og over 0,6% er allerede høykarbonstål.

I dag er en enorm liste over produkter, utstyr og maskiner laget av dette metallet. Imidlertid var oppfinnelsen av stål assosiert med utviklingen av våpensmed, håndverkere som prøvde å få et materiale med holdbare egenskaper, men samtidig med utmerket fleksibilitet, formbarhet og andre tekniske, fysiske og kjemiske egenskaper. I dag har metall av høy kvalitet også andre tilsetningsstoffer som legerer det, og tilfører hardhet og slitestyrke.

Det andre materialet som produseres av jernmalm er støpejern. Det er også en legering av jern og karbon, som inneholder mer enn 2,14%.

I lang tid ble støpejern ansett som et ubrukelig materiale, som ble oppnådd enten når stålsmelteteknologien ble krenket, eller som et biprodukt av metall som setter seg i bunnen av smelteovner. Det ble for det meste kastet og kan ikke smides (det er sprøtt og praktisk talt ikke duktilt).

Før artilleriets inntog prøvde de å tilføre husholdningen støpejern på forskjellige måter. For eksempel, i konstruksjon, ble det laget grunnblokker av det, kister ble laget i India, og i Kina ble det i utgangspunktet til og med preget mynter. Inntoget av kanoner gjorde det mulig å bruke støpejern til støping av kanonkuler.

I dag brukes støpejern i mange bransjer, spesielt innen maskinteknikk. Dette metallet brukes også til å produsere stål (åpne ildsteder og Bessmer-metoden).

Ettersom produksjonen øker, kreves det stadig flere materialer, noe som bidrar til intensiv gruvedrift. Men utviklede land anser det som mer hensiktsmessig å importere relativt rimelige råvarer, noe som reduserer volumet av sin egen produksjon. Dette gjør at de viktigste eksportlandene kan øke produksjonen av jernmalm med ytterligere anrikning og salg som konsentrat.