Железная руда: месторождения, добыча, свойства, обогащение

Образование породы

Если рассматривать железо в качестве химического элемента, то оно входит в состав различных горных пород. Однако не все они используются в качестве сырья для добычи.

Железной рудой принято называть лишь те минеральные образования, в которых содержится определенное количество минерала и его извлечение оправдано с экономической точки зрения.

В природе железо распространено в виде соединений с различными веществами.

Впервые люди начали заниматься добычей железной руды более двух тысячелетий назад. Благодаря этому появилась возможность производить более прочные металлические изделия в сравнении с медными. В зависимости от происхождения, все минералы, содержащие железо, принято классифицировать на 3 группы:

• Метаморфогенные образования. Появились на месте старых осадочных месторождений под воздействием высокой температуры и давления.
• Экзогенные. Сформировались в долинах рек, благодаря воздействию ветра и воды на горные породы.
• Магматогенные. Были созданы в результате высокотемпературного воздействия.

Следует заметить, что эти группы делятся на большое количество подвидов.

Химический состав

Ценности и свойства руды во многом зависят от количества входящих в ее состав примесей. Именно от этого зависит ценность минерала и принимается решение о целесообразности его добычи. В соответствии с процентным содержанием посторонних веществ руду принято делить на несколько групп:

• Максимально богатая — содержание железа составляет более 65%.
• Богатая — 60−65%.
• Средняя — более 45%.
• Бедная — менее 45%.

Вполне очевидно, что при высоком содержании посторонних веществ для переработки руды требуется затратить больше энергии. Это в свою очередь негативно отражается на стоимости готовых изделий. Добываемая руда является совокупностью всевозможных минералов, посторонних примесей и пустой породы. Соотношение всех этих компонентов во многом зависит от месторождения.

В пустой породе также может содержаться железо, но ее переработка экономически невыгодна. Чаще всего в природе встречаются силикаты, оксиды и карбонаты железа. Кроме этого, порода может содержать и различные вредные примеси, например, фосфор, серу и т. д.

Виды и характеристики руды

Кроме химического состава породы, с экономической точки зрения, важное значение имеет и место, где планируется добывать железо. Самыми богатыми месторождениями являются линейные. Кроме этого, они содержат максимально чистую породу. А также в природе есть плоскоподобные месторождения, сформировавшиеся на поверхности железосодержащих кварцитов.

Чаще всего встречается красный железняк, основанный на оксиде гематита. В этом веществе наблюдается высокое содержание железа, а количество вредных примесей сравнительно невелико. Широко используется еще несколько типов породы:

• Бурый железняк. Это вещество представляет собой оксид и имеет грязно-желтый оттенок.
• Магнитный железняк. Формула вещества — Fe3O4. Встречается реже в сравнении с красным, но нередко содержит свыше 70% полезного минерала. Порода может быть плотной либо зернистой с вкраплениями комочков тёмно-синего оттенка. При добыче эта руда обладает магнитными свойствами, которые исчезают после высокотемпературной обработки.
• Глинистый железняк. Встречается сравнительно редко и, как правило, содержит мало полезного ископаемого.
• Шпатовый железняк. Эта порода содержит сидериты и встречается довольно редко. Из-за низкого содержания полезного минерала ее добыча не выглядит экономически выгодной.

В природе также нередко встречаются карбонаты и силикаты.

Запасы в стране и мире

Крупнейшее месторождение железной руды в России расположено на территории Орловской, Курской и Белгородской области. Следует заметить, что Курская магнитная аномалия является самым мощным источником железа не только в стране, но и во всем мире. Это природное творение столь грандиозно, что обнаружить его смогли еще в XVI столетии. Запас руды в месторождении исчисляется миллиардами тонн.

Бакчарское месторождение — еще один крупный железорудный бассейн в мире. Его местонахождение — междуречье рек Икса и Андорма, протекающих на территории Томской области. Оно было открыто в 60-х годах прошлого столетия во время поиска новых мест для добычи нефти. Площадь бассейна составляет около 16 тыс км2. Порода залегает на глубине 190−220 м.

В среднем добываемая руда содержит около 57% железа, а в обогащенной породе — до 97%. Специалисты оценивают запас руды более, чем в 27 миллиардов тонн. Сегодня в бассейне внедряются новые технологии, и вместо добычи карьерным способом планируется использовать скважинную.

В Красноярском крае находится Абагасское месторождение, открытие которого произошло в далеком 1933 году, однако активная разработка началась лишь в 60-х годах. Главным минералом, добываемым в этом бассейне, является магнетит. Кроме этого, встречается пирит, мушкетовит и гематит. Добыча породы ведется открытым способом, а предполагаемые запасы руды составляют более 70 миллионов тонн.

После Курской магнитной аномалии на мировой карте второе место занимает Криворожское месторождение, расположенное на территории Украины. В Западной Европе мощным источником железа является Лотарингский железорудный бассейн.

Он расположен на территории Франции, Бельгии и Люксембурга. Разработка бассейна ведется с XIX столетия, и бо́льшая часть добываемой руды приходится на долю Франции.

Общий запас руды предположительно составляет около 15 миллиардов тонн.

Добыча породы ведется подземным способом. По данным геологической службы Соединенных Штатов, основные месторождения железа находятся в России, Украине, Китае, Бразилии и Австралии.

Особенности добычи

Разработка месторождений может проводиться открытым или подземным способом. Второй метод наносит меньший ущерб природе, но при этом является более трудоемким. Добытую породу доставляют на комбинат, где сырье необходимо предварительно измельчить. Затем руда обогащается, железо отделяется от других элементов.

Эта процедура может проводиться несколькими способами:

• Гравитационная сепарация. Куски породы обладают различной плотностью и распадаются под механическим воздействием, например, в результате вибрации.
• Флотация. Мелкоизмельченное сырье помещается в специальную камеру, в которую затем подается воздух и рабочая жидкость. Частички железа соединяются с воздушными пузырьками и поднимаются.
• Магнитная сепарация. Полезный минерал оттягивается с помощью магнитов.
• Комбинированный. Для отделения железа от пустой породы используется сразу несколько способов.

Полученный рудной концентрат затем отправляется на металлургический комбинат.

Область использования

Сфера применения руды ограничена металлургическим производством. Она является основным сырьем для производства чугуна и различных сплавов. Таким образом, из руды делают различные металл. Однако еще 2 тысячи лет назад люди поняли, что в чистом виде железо незначительно превосходит бронзу в твердости. В результате был открыт сплав железа и углерода, который называется сталь или чугун. В первом типе материала содержится 0,1−2,14% углерода.

Следует заметить, что длительное время чугун не использовался для производства предметов. Металлурги прошлого считали его браком из-за низкой пластичности. Лишь после изобретения пушек этот материал начали применять для производства ядер.

Сегодня ситуация серьезно изменилась, и чугун используется в различных областях. Лидером в черной металлургии является Китай. Эта страна значительно превосходит другие государства в производстве чугуна и сталей.

При этом ведущими экспортерами являются Австралия и Бразилия.

Мировой экономике требуется все больше сырья, и во многих странах месторождения железной руды активно разрабатываются. Однако развитые государства зачастую предпочитают сократить объем собственного производства, предпочитая экспортировать относительно недорогой материал. Хотя мировые запасы железа и кажутся огромными, они все же не являются неисчерпаемыми.

Источник: https://nauka.club/geografiya/zheleznaya-ruda.html

Железные руды – основа современного производства

Содержание статьи:

Сегодня трудно представить себе жизнь без стали, из которой изготовлены многие окружающие нас вещи. Основой этого металла является железо, получаемое при плавке руды.

Железная руда отличается по происхождению, качеству, способу добычи, что определяет целесообразность ее извлечения.

Также железная руда отличается минеральным составом, процентным соотношением металлов и примесей, а также полезностью самых добавок.

Железо как химический элемент входит в состав многих горных пород, однако, не все они считаются сырьем для добычи. Все зависит от процентного состава вещества. Конкретно железной рудой называют минеральные образования, в которых объем полезного металла делает его извлечение экономически целесообразным.

Добывать такое сырье начали еще 3000 лет назад, так как железо позволяло изготавливать более качественные прочные изделия в сравнении с медью и бронзой (см. медная руда). И уже в то время мастера, имевшие плавильни, отличали виды руды.

Сегодня добывают следующие типы сырья для дальнейшей выплавки металла:

• Титано-магнетитовые;
• Апатит-магнетитовые;
• Магнетитовые;
• Магнетит-гематитовые;
• Гетит-гидрогетитовые.

Богатой считается железная руда, в составе которой имеется не менее 57% железа. Но, разработки могут считаться целесообразными при 26%.

• Железо в составе породы находится чаще в виде оксидов, остальные добавки — это кремнеземы, сера и фосфор.
• 
• Все ныне известные типы руд образовались тремя способами:

• Магматическим. Такие руды образовывались в результате воздействия высокой температуры магмы или древней вулканической деятельности, то есть переплавки и перемешивания других горных пород. Такие полезные ископаемые — это твердые кристаллические минералы с высоким процентным составом железа. Залежи руд магматического происхождения обычно привязаны к старым зонам горообразования, где расплавленное вещество подходило близко поверхности.

Процесс образования магматических пород таков: расплав различных минералов (магма) — это очень текучее вещество, и при образовании трещин в местах разломов, оно их заполняет, остывая и приобретая кристаллическую структуру. Именно так сформировались пласты с застывшей в земной коре магмой.

• Метаморфическим. Так преобразовываются осадочные типы минералов. Процесс следующий: при перемещениях отдельных участков земной коры, некоторые ее пласты, содержащие необходимые элементы, попадает под залегающие выше породы. На глубине они поддаются воздействию высокой температуры и давлению верхних слоев. В течение миллионов лет такого воздействия здесь происходят химические реакции, преобразующие состав исходного материала, кристаллизация вещества. Потом в процессе очередного перемещения породы оказываются ближе к поверхности.

Обычно железная руда такого происхождения залегает не слишком глубоко и имеет высокий процент состава полезного металла. Например, как яркий образец – магнитный железняк (до 73-75% железа).

• Осадочным. Главными «работниками» процесса образования руд становятся вода и ветер. Разрушающие пласты породы и перемещающие их в низины, где они накапливаются в виде слоев. Плюс вода, как реагент, может видоизменять исходный материал (выщелачивать). В итоге образуется бурый железняк – рассыпчатая и рыхлая руда, содержащая от 30% до 40% железа, с большим количеством различных примесей.

Сырье благодаря разнообразным путям образования часто перемешано в пластах с глинами, известняками и магматическими породами. Иногда разные по происхождению залежи могут быть перемешаны на одном месторождении. Но чаще всего преобладает один из перечисленных типов породы.

Установив путем геологической разведки приблизительную картину происходящих в конкретной местности процессов, определяют возможные места с залеганием железных руд. Как, например, Курская магнитная аномалия, или Криворожский бассейн, где вследствие магматических и метаморфических воздействий образовались ценные в промышленном значении типы железной руды.

Добывать руду человечество начало очень давно, но чаще всего это было сырье низкого качества со значительными примесями серы (осадочные породы, так называемое «болотное» железо). Масштабы разработки и выплавки постоянно увеличивались. Сегодня выстроена целая классификация различных месторождение железистых руд.

Основные типы промышленных месторождений

Все залежи руды делят на типы зависимо от происхождения породы, что в свою очередь позволяет выделить главные и второстепенные железнорудные районы.

Главные типы промышленных залежей железной руды

К ним относят следующие месторождения:

• Залежи различных типов железной руды (железистые кварциты, магнитный железняк), образованной метаморфическим способом, что позволяет добывать на них очень богатые по составу руды. Обычно месторождения связаны с древнейшими процессами образования горных пород земной коры и залегают на образованиях называемых щитами.

Кристаллический щит — это формирования в виде большой изогнутой линзы. Состоит из пород, образованных еще на этапе формирования земной коры 4,5 млрд. лет назад.

Наиболее известные месторождения такого типа: Курская магнитная аномалия, Криворожский бассейн, озеро Верхнее (США/Канада), провинция Хамерсли в Австралии, и железнорудный район Минас-Жерайс в Бразилии.

• Залежи пластовых осадочных пород. Эти месторождения образовались вследствие оседания богатых железом соединений, которые имеются в составе разрушенных ветром и водой минералов. Яркий образец железной руды в таких залежах – бурый железняк.

Наиболее известные и большие месторождения — это Лотарингский бассейн во Франции и Керченский на одноименном полуострове (Россия).

• Скарновые месторождения. Обычно руда имеет магматическое и метаморфическое происхождение, пласты которой после образования были смещены в момент образования гор. То есть железная руда, располагающаяся слоями на глубине, была смята в складки и перемещена на поверхность во время движения литосферных плит. Такие залежи размещаются чаще в складчатых областях в виде пластов или столбов неправильной формы. Образовались магматическим способом. Представители таких месторождений: Магнитогорское (Урал, Россия), Сарбайское (Казахстан), Айрон-Спрингс (США) и прочие.
• Титаномагнетитовые залежи руд. Их происхождение магматическое, чаще всего встречаются на выходах древних коренных пород – щитов. К ним относят бассейны и месторождения в Норвегии, Канаде, России (Качканарское, Кусинское).
• В России за 2016 год открыто около сотни месторождений полезных ископаемых

К второстепенным месторождениям относят: апатит-магнетитовые, магно-магнетитовые, сидеритовые, железомарганцевые залежи, разрабатываемые на территории России, стран Европы, Кубы и прочих.

На сегодня по различным оценкам разведано залежей с суммарным объемом в 160 млрд. тонн руды, с которой можно получить около 80 млрд. тонн металла.

Геологическая служба США представляет данные, по которым на Россию и Бразилию приходится около 18% мировых запасов железорудного сырья.

В пересчете на запасы железа, можно выделить следующие страны-лидеры

Страна	Запасы железа %
Россия	18
Бразилия	18
Австралия	14
Украина	11
Китай	9
Индия	5
США	3

Картина мировых запасов руды выглядит следующим образом

Страна	Доля мировых запасов руды в %
Украина	18
Россия	16
Китай	13
Бразилия	13
Австралия	11
Индия	4
США	4

Большинство этих стран является и крупнейшими экспортерами железной руды. В общем, объем продаваемого сырья составляет около 960 млн. тонн в год. Наибольшими импортерами являются Япония, Китай, Германия, Южная Корея, Тайвань, Франция.

Обычно добычей и продажей сырья занимаются частные компании. К примеру, крупнейшие в нашей стране Металлинвест и Евразхолдинг, производящие в общей сумме около 100 млн. тонн железорудной продукции.

По оценкам той же Геологической службы США, объемы добычи и производства постоянно растут, за год добывается около 2,5-3 млрд. тонн руды, что снижает ее стоимость на мировом рынке.

Пласты железной руды залегают на различной глубине, что и определяет ее способы извлечения из недр.

Карьерный способ добычи железной руды

Карьерный способ. Самый распространенный способ карьерной добычи, используется при нахождении залежей на глубине около 200-300 метров. Разработка происходит путем применения мощных экскаваторов и установок для дробления породы. После чего ее грузят для транспортировки на обогатительные комбинаты.

Добыча железной руды в шахте

Шахтный метод. Шахтный метод применяют при более глубинном залегании пластов (600-900 метров). Изначально пробивают створ шахты, от которого вдоль пластов разрабатывают штреки. Откуда раздробленная порода подается «на гора» с помощью транспортеров. Руду из шахт также отправляют на обогатительные предприятия.

Скважинная гидродобыча железа

Скважинная гидродобыча. Прежде всего, для скважинной гидродобычи бурят скважину до пласта породы. После чего в створ заводят трубы, мощным напором воды дробят руду с дальнейшим извлечением. Но такой метод на сегодня имеет очень низкую эффективность и используется довольно редко. Например, таким приемом добывают 3% сырья, а шахтным 70%.

После добычи железорудный материал нужно переработать, чтобы получить основное сырье для выплавки металла.

Так как в составе руд кроме необходимого железа есть множество примесей, то для получения максимального полезного выхода необходимо очистить породу, подготовив материал (концентрат) для выплавки. Весь процесс осуществляется на горно-обогатительных комбинатах. К различным видам руд, применяются свои приемы и методы очистки и удаление ненужных примесей.

Например, технологическая цепочка обогащения маггнитных железняков следующая:

• Изначально руда проходит стадию дробления на дробильных установках (например, щековых) и подается ленточным транспортером на станции сепарации.
• Используя электромагнитные сепараторы, отделяют части магнитного железняка от пустой ненужной породы.
• После чего рудная масса транспортируется на очередное дробление.
• Измельченные минералы перемещают на очередную станцию очистки, так называемые вибрационные сита, здесь полезная руда просеивается, отделяясь от легкой ненужно породы.
• Следующий этап – бункер мелкой руды, в котором вибрациями отделяются мелкие частицы примесей.
• Последующие циклы включают очередное добавление воды измельчение и прохождение рудной массы через шламовые насосы, удаляющие вместе с жидкостью ненужный шлам (пустую породу), и опять дробление.
• После многократного очищения насосами, руда поступает на так называемый грохот, который гравитационным методом в очередной раз очищает минералы.
• Многократно очищенная смесь поступает на обезвоживатель, удаляющий воду.
• Осушенная руда опять попадает на магнитные сепараторы, и уже потом на газожидкостную станцию.

1. Бурый железняк очищается несколько по другим принципам, но суть от этого не меняется, ведь главная задача обогащения — получить наиболее чистое сырье для производства.
2. Результатом обогащения становиться железорудный концентрат, использующийся при плавке.
3. 

Понятно, что железная руда используется для получения металла. Но, еще две тысячи лет назад металлурги поняли, что в чистом виде железо довольно мягкий материал, изделия из которого немного лучше бронзы. Результатом стало открытие сплава железа с углеродом – стали.

Углерод для стали играет роль цемента, упрочняющего материал. Обычно в составе такого сплава имеется от 0,1 до 2,14% углерода, причем свыше 0,6% — это уже высокоуглеродистая сталь.

Сегодня из этого металла изготавливается огромный список изделий, оборудования и машин.

Однако, изобретение стали было связано с развитием оружейного дела, мастера в котором пытались получить материал с прочными характеристиками, но в то же время, с отличной гибкостью, ковкостью, и прочими техническими, физическими и химическими характеристиками. Сегодня высококачественный металл имеет и другие добавки, легирующие его, добавляя твердость износоустойчивость.

Вторым материалом, который производится с железной руды, является чугун. Это также сплав железа с углеродом, которого в составе имеется более чем 2,14%.

Длительное время чугун считался бесполезным материалом, который получался либо при нарушении технологии выплавки стали, или как побочный металл, оседающий на дне плавильных печей. В основном его выбрасывали, его невозможно ковать (хрупкий и практически не пластичный).

До появления артиллерии чугун пытались пристроить в хозяйстве различными способами. Например, в строительстве из него изготавливали фундаментные блоки, в Индии производили гробы, а в Китае изначально даже чеканили монеты. Появление пушек позволило использовать чугун для литья ядер.

Сегодня чугун используют во многих отраслях, особенно в машиностроении. Также этот металл используется для получения стали (мартеновские печи и бессмеровский способ).

Российская разработка, позволяющая добывать золото из каменного угля

С ростом производства требуется все больше материалов, что способствует интенсивной разработке месторождений. Но развитые страны считают более целесообразным импортировать относительно недорогое сырье, сокращая объемы собственного производства. Это позволяет основным странам экспортерам наращивать добычу железной руды с дальнейшим ее обогащением и продажей в качестве концентрата.

Источник: https://promdevelop.ru/zheleznye-rudy-osnova-sovremennogo-proizvodstva/

Железная руда

Железная руда стала добываться человеком много веков назад. Уже тогда стали очевидными преимущества использования железа.

Найти минеральные образования, содержащие железо, довольно легко, так как этот элемент составляет около пяти процентов земной коры. В целом, железо является четвертым по распространенности элементом в природе.

Железная руда

В чистом виде найти его невозможно, железо содержится в определенном количестве во многих типах горных пород. Наибольшее содержание железа имеет железная руда, добыча металла из которой является наиболее экономично выгодным. От ее происхождения зависит количество содержащегося в ней железа, нормальная доля которого в составе около 15%.

Химический состав

Свойства железной руды, ее ценность и характеристики напрямую зависят от ее химического состава. Железная руда может содержать различное количество железа и других примесей. В зависимости от этого выделяют ее несколько типов:

• очень богатые, когда содержание железа в рудах превышает 65%;
• богатые, процент железа в которой варьируется в диапазоне от 60% до 65%;
• средние, от 45% и выше;
• бедные, в которых процент полезных элементов не превышает 45%.

Чем больше побочных примесей в составе железной руды, тем больше необходимо энергии на ее переработку, и тем менее эффективным является производство готовой продукции.

Состав породы может представлять собой совокупность различных минералов, пустой породы и других побочных примесей, соотношение которых зависит от ее месторождения.

Химический состав железных рудСостав железных руд крупных месторождений

Пустая порода также может содержать железо, но ее переработка экономически не целесообразна. Наиболее часто встречающиеся минералы представляют собой оксиды, карбонаты и силикаты железа.

• Следует отметить, что в составе железистых пород может содержаться огромное количество вредных веществ, среди которых можно выделить серу, мышьяк, фосфор и другие.
• На сегодняшний день выделяется множество видов железных руд, характеристики и названия которых зависят от состава.

Наиболее часто в природе встречается такой вид, как красный железняк, в основе которого лежит оксид под названием гематит. Этот оксид содержит в составе количество железа, превышающее 70%, и минимальное количество побочных примесей.

Физическое состояние данного оксида может варьироваться от порошкообразного до плотного.

Бурый железняк представляет собой оксид железа с содержанием воды. Его очень часто называют лимонитом. В его составе значительно меньше железа, количество которого обычно не превышает четверти.

Из него очень часто делают чугун, несмотря на незначительную часть железа, так как он очень легко перерабатывается.

Бурый железняк

Магнитные руды отличаются тем, что в их основе заложен оксид, имеющий магнитные свойства, но при сильном нагреве они теряются. Количество этого типа породы в природе ограничено, но содержание железа в нем может не уступать красному железняку.  Внешне он выглядит как твердые кристаллы черно-синего цвета.

Шпатовый железняк представляет собой рудную породу, в основе которой лежит сидерит. Очень часто имеет в составе значительное количество глины. Этот тип породы относительно тяжело найти в природе, что на фоне малого количества содержимого железа делает его редко используемым. Поэтому отнести их к промышленным типам руд невозможно.

Шпатовый железняк

Кроме оксидов в природе содержаться другие руды на основе силикатов и карбонатов. Количество содержимого железа в породе очень важно для ее промышленного использования, но также важно наличие полезных побочных элементов, таких как никель, магний, и молибден.

Отрасли применения

Сфера применения железной руды практически полностью ограничена металлургией. Ее используют, в основном, для выплавки чугуна, который добывают с помощью мартеновских или конверторных печей. На сегодняшний день чугун используется в различных сферах жизнедеятельности человека, в том числе в большинстве видов промышленного производства.

1. Не в меньшей степени используются различные сплавы на основе железа – наиболее широкое применение обрела сталь благодаря своим прочностным и антикоррозийным свойствам.
3. Чугун, сталь и различные другие сплавы железа используются в:

1. Машиностроении, для производства различных станков и аппаратов.
2. Автомобилестроении, для изготовления двигателей, корпусов, рам, а также других узлов и деталей.
3. Военной и ракетной промышленности, при производстве спецтехники, оружия и ракет.
4. Строительстве, в качестве армирующего элемента или возведения несущих конструкций.
5. Легкой и пищевой промышлености, в качестве тары, производственных линий, различных агрегатов и аппаратов.
6. Добывающей промышленности, в качестве спецтехники и оборудования.

Месторождения железной руды

Мировые запасы железной руды ограничены в количестве и своем местоположении. Территории скопления запасов руд называют месторождениями. На сегодняшний день месторождения железных руд делят на:

1. Эндогенные. Они характеризуются особым расположением в земной коре, обычно в виде титаномагнетитовых руд. Формы и расположения таких вкраплений разнообразны, могут быть в форме линз, пластов, расположенных в земной коре в виде залежей, вулканообразовных залежей, в виде различных жил и других неправильных форм.
2. Экзогенные. К этому типу относятся залежи бурых железняков и других осадочных пород.
3. Метаморфогенные. К которым относятся залежи кварцитов.

Месторождения таких руд можно встретить на территории всей нашей планеты. Наибольшее количество залежей сконцентрировано на территории постсоветских республик. В особенности Украины, России и Казахстана.

Крупнейшие месторождения железных руд в России

Большие запасы железа имеют такие страны как Бразилия, Канада, Австралия, США, Индия и ЮАР. При этом практически в каждой стране на земном шаре имеются свои разрабатываемыми месторождения, в случае дефицита которых, порода импортируется из других стран.

Обогащения железных руд

Как было указано, существует несколько типов руд. Богатые можно перерабатывать непосредственно после извлечения из земной коры, другие необходимо обогатить. Кроме процесса обогащения, переработка руды включает в себя несколько этапов, таких как сортировка, дробление, сепарация и агломерация.

На сегодняшний день существует несколько основных способов обогащения:

Применяется для очистки руд от побочных примесей в виде глины или песка, вымывание которых проводят с помощью струй воды под высоким давлением. Такая операция позволяет увеличить количество содержимого железа в бедной руде примерно на 5%. Поэтому его используют только в комплексе с другими типами обогащения.

Выполняется с помощью специальных типов суспензий, плотность которых превышает плотность пустой породы, но уступает плотности железа. Под воздействием гравитационных сил побочные компоненты поднимаются на верх, а железо опускается на низ суспензии.

Наиболее распространенный способ обогащения, который основывается на различном уровне восприятия компонентами руды воздействия магнитных сил. Такую сепарацию могут проводить с сухой породой, мокрой, или в поочередном сочетании двух ее состояний.

Для переработки сухой и мокрой смеси используют специальные барабаны с электромагнитами.

Для этого метода раздробленную руду в виде пыли опускают в воду с добавлением специального вещества (флотационный реагент) и воздуха. Под действием реагента железо присоединяется к воздушным пузырькам и поднимается на поверхность воды, а пустая порода опускается на дно. Компоненты, содержащие железо, собираются с поверхности в виде пены.

Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/zheleznaya-ruda.html

Месторождения железной руды

Сырьевая база каждого металлургического района имеет свои специфические особенности, которые в значительной мере определяют технологию всего цикла металлургического завода и его экономику.

Как мы уже говорили в разделе «что такое железная руда?», запасы железной руды на нашей планете оцениваются приблизительно в 150 млрд.

тонн, а наиболее богатыми в пересчете на железо странами являются: Россия, Бразилия, Австралия, Украина, Китай, Индия и США.

Криворожское месторождение в районе г. Кривой Рог дает. Руда, получаемый на месте концентрат и производимые окатыши используются на Криворожском металлургическом комбинате, а также экспортируются за рубеж.

Руда залегает на глубине до 500 м, но кварциты выходят на поверхность. Поэтому разработка ведется как открытым, так и закрытым способами. Запасы богатых руд (гематитов и мартитов) оцениваются в 1,2 млрд.

т, а кварцитов (магнетитовых и гематитовых окисленных) — до 18 млрд. т.

Разработка железной руды открытым способом

Среднее содержание железа в руде составляет около 55 %, а в добываемых магнетитовых кварцитах — 35—37 %. Пустая порода состоит практически только из кремнезема. Руда не содержит вредных примесей. Богатая руда на месте дробится и сортируется по крупности частиц.

Фракция 0—10 мм направляется на агломерацию, а >10 мм — прямо в доменные цехи. Магнетитовые кварциты обогащаются методом магнитной сепарации. Из концентрата, содержащего около 65 % железа, производится агломерат, окатыши или он направляется на металлургические заводы.

Кременчугское месторождение, расположенное к северо-востоку от Криворожского, является его продолжением. В нем сосредоточено 1,1 млрд.

т магнетитовых кварцитов, содержащих около 30 % железа, которые обогащаются на построенном тут Полтавском ГОКе до 65 % железа, из концентрата производятся окатыши.

Белорецкое месторождение, расположенное вблизи г. Запорожье, представлено богатыми гематитовыми рудами, содержащими около 63 % железа. Запасы составляют 500 млн. т. Расположенный тут Запорожский ГОК обрабатывает добытую руду, после чего направляет ее непосредственно на заводы.

Керченское месторождение бурых железняков имеет запасы около 2 млрд. т. Руда представляет собой оолитовый (зернистый) бурый железняк, содержащий 34-39 % железа. Низкое содержание железа, высокое содержание вредных примесей (около 1 % фосфора, 0,05—0,15 % мышьяка) и трудности обогащения привели к тому, что это месторождение в настоящее время не используется.

Россия является наиболее богатой железными рудами страной, а Курская магнитная аномалия, самым крупным железорудным районом мира. Магнитная аномалия этого района, имеющего ширину 50—100 км, длину 400—600 км. вызывается мощной толщей крутопадающих пластов кварцитов, представляющих практически неисчерпаемые запасы железа.

Пласты руды находятся на глубине 35-580 м. Учтенные запасы Курской магнитной аномалии превышают 40 млрд. т, а перспективные — до 200 млрд. т. Основные запасы месторождения представлены кварцитами, главным образом магнетитовыми, содержащими 35-40 % Fе, и богатыми гематит-мартитовыми рудами, содержащими 50-61 % Fе.

Кроме того, эти руды содержат 0,1-0,6 % S, 0,02-0,09 % Р и 10-20 % гигроскопической влаги.

Отрицательной особенностью пустой породы является повышенное (до 2,5-3,5 %) содержание глинозема, который ухудшает свойства шлака. Наиболее крупными месторождениями являются Михайловское (возле г.

Курска), Лебединское и Стойленское (близ г. Губкина).

Они разрабатываются открытым способом, кварциты обогащаются, из концентрата на ГОКах производятся окатыши, часть концентрата направляется непосредственно на заводы.

• На фотографии представлен Лебединский ГОК
• Так же предлагаем Вашему вниманию небольшой ролик о работе Стойленского ГОКа, дабы вы представляли как происходит добыча и дальнейшая переработка железной руды.

Перспективны расположенные близ г. Белгорода месторождения Яковлевское, Гостищевское и другие, запасы которых составляют около 25 млрд. т богатых гематит-мартитовых руд, залегающих, однако, на глубинах около 500 м.

В Мурманской области и Карелии расположено несколько железорудных месторождений, являющихся базой Череповецкого металлургического комбината.

Оленегорское месторождение, расположенное южнее г. Мурманска, состоит из железистых кварцитов, содержащих около 31 % железа. Запасы его составляют около 600 млн. т. Они на месте обогащаются магнитно-гравитационным методом на Оленегорском ГОКе до содержания 62 % Fе, концентрат поставляется на аглофабрики.

На фотографии представлен Оленегорский ГОК

Ено-Ковдорское месторождение, расположенное западнее Оленегорского, представлено магнетитовыми кварцитами, содержащими 31—32 % Fе, имеет мощность около 500 млн. т.

Особенностью его является основная пустая порода, имеющая индекс основности 1,6 и высокое содержание фосфора, которое после магнитного обогащения на Ковдорском ГОКе снижается с 2,7—2,9 % только до 0,18—0,20 %.

Концентрат, содержащий 64—65 % Fе, направляется на комбинаты для агломерации.

Костамукшское месторождение магнетитовых кварцитов мощностью около 1,2 млрд. т расположено в Карельской АССР, на границе с Финляндией. Кварциты, содержащие 30—35 % Fе, около 0,07 % Р и 0,2 % S, обогащаются на построенном тут ГОКе до содержания 63—65 % Fе, из них производятся окатыши, направляемые на Череповецкий металлургический комбинат.

Качканарское месторождение титаномагнетитов расположено севернее г. Нижний Тагил, имеет запасы около 12 млрд. т. Крайне низкое содержание железа (всего 16—17 %) в процессе обогащения повышается до 61 %. Руда содержит около 0,15 % ванадия, что является важной особенностью. Качканарский ГОК производит агломерат и окатыши и поставляет их на Нижне-Тагильский металлургический комбинат.

Первоначальной базой этого комбината были месторождения Тагило-Кушвинского железорудного района, которые к настоящему времени практически выработаны.

Магнитогорское месторождение магнетитовых руд, сыгравшее огромную роль в развитии Магнитогорского металлургического комбината, вследствие длительной интенсивной эксплуатации также истощено.

Южнее г. Новокузнецка расположен Горно-Шорский железорудный район, образованный Темир-Тауским, Одрабашским, Таштагольским и другими месторождениями магнетитовых и мартитовых руд, содержащих 30—49 % Fе. Отличительной особенностью некоторых руд является наличие в них цинка (0,1— 1,1 %), повышенное содержание серы. Запасы оцениваются в 200 млн.

т. Руды и концентраты спекаются на обогатительно-агломерационных фабриках, агломерат направляется на Новокузнецкий и Западно-Сибирский металлургические комбинаты. Однако основной их базой являются Абаканское и Тейское месторождения, расположенные восточнее г. Новокузнецка, в Хакассии. Их запасы составляют около 2 млрд. т магнетитовых руд.

В Восточной Сибири расположено ряд крупных железорудных месторождений.

К северу от г. Красноярска в Ангаро-Питском железорудном районе расположены месторождения Нижнеангарское, Ишимбинское и др. Руды этих месторождений в основном гематитовые, труднообогащаемые, содержат около 30— 40 % Fе, пустая порода — кремнеземисто-глиноземистая. Запасы этого района составляют около 1,4 млрд. т.

Севернее г. Иркутска находится крупный Ангаро-Илимский железорудный район, объединяющий месторождения Коршуновское, Рудногорское и др. Запасы оцениваются в 900 млн. т. Руда этих месторождений магнетитовая, содержит 38—50 % Fе, 0,03 % S и 0,8 % Р.

Рассмотрим крупнейшие зарубежные месторождения железных руд.

Запасы руды оцениваются в 1 млрд. т, кроме этого, в /месторождении есть около 30 млрд. т кварцитов (местное название — такониты), из которых около 5 млрд. т являются магнетитовыми. Последние добываются и обогащаются от 31 до 64 % Fе, затем подвергаются окускованию в агломерат или окатыши.

Это и другие месторождения удовлетворяют потребности черной металлургии США лишь частично.

Характерной особенностью металлургической промышленности развитых капиталистических стран (США, Япония, Германии и др.

) является импорт больших количеств железной руды и окатышей из крупных месторождений мира, расположенных обычно в развивающихся странах.

Высокое качество этих руд, низкая стоимость их добычи и обогащения и незначительные транспортные расходы обеспечивают эффективность такой работы. Ниже дана краткая характеристика наиболее крупных железорудных районов мира.

Канада обладает значительными запасами железных руд и имеет развитую железорудную промышленность — добычу, обогащение и окускование в виде агломерации и производства окатышей. Главные месторождения находятся в провинциях Квебек, Ньюфаундленд (остров Ньюфаундленд, месторождение Вабана) и др.

Запасы основных месторождений Канады оцениваются в 5,5 млрд. т, из которых около 3 млрд. т находится в районе Квебек-Лабрадор. Руды этого месторождения являются гематитами и магнетитами, содержат около 53 % Fе, имеют кремнеземистую пустую породу, не содержат серу, но содержат 0,03—1,1 % Р.

Получаемые концентрат и окатыши экспортируются в США, Англию и Германию.

Венесуэла обладает большими запасами качественных руд, которые оцениваются в 2,2 млрд. т. Руды гематитовые, с очень высоким содержанием железа (63—68 %), не содержат серу и фосфор. В год добывается около 20 млн. т руды, 80 % которой отправляется в США.

Бразилия имеет огромные запасы высококачественных железных руд. Запасы в штате Минас-Жераис (месторождения Итабири, Итабирита) оцениваются в 16 млрд. т и содержат 50—60 % Fе. Кусковая руда содержит 66—69 % Fе и 0,1—1,5 % SiO2, 0,5—1 % А1203.

В Австралии разведаны месторождения с запасом около 16 млрд. т гематитовых и частично лимонитовых руд. Основные месторождения расположены в Западной Австралии, вблизи побережья.

В наиболее крупном месторождении Брокен сосредоточено около 8 млрд. т гематитовой и гематито-лимонитовой руды, содержащей 54—69 % железа.

В Индии имеются значительные запасы железных руд, которые составляют около 20 млрд. т. Основные месторождения расположены на 300 км западнее г.

Калькутты в штатах Бихар, Орисса и Мадхъя-Прадеш, образуют в комплексе так называемый Железный пояс с общими запасами 8 млрд. т богатых гематитовых руд. Они содержат 60—68 % Fе, очень чистые по сере и фосфору.

Отрицательной особенностью этих руд является преобладание глинозема в пустой породе.

Источник: https://uas.su/allmet/1ore/ironore/005.php