Minerale minerale. Din ce este făcut minereul de fier?

Minereul de fier este o formațiune minerală caracter natural, care conține compuși de fier acumulați într-un astfel de volum care este suficient pentru extracția sa viabilă din punct de vedere economic. Desigur, toate rocile conțin fier. Dar minereurile de fier sunt tocmai acei compuși feroși care sunt atât de bogați în această substanță încât permit extracția industrială a fierului metalic.

Tipuri de minereuri de fier și principalele lor caracteristici

Toate minereurile de fier diferă foarte mult prin compoziția lor minerală și prezența impurităților dăunătoare și benefice. Condițiile formării lor și, în final, conținutul de fier.

Principalele materiale care sunt clasificate ca minereu pot fi împărțite în mai multe grupuri:

• Oxizi de fier, care includ hematită, marțită, magnetită.
• Hidroxizi de fier - hidrogoethit și goethit;
• Silicati - turingit si chamosit;
• Carbonați - sideroplezit și siderit.

În industrial minereuri de fier fierul este conținut în diferite concentrații - de la 16 la 72%. Impuritățile benefice conținute în minereurile de fier includ: Mn, Ni, Co, Mo etc. Există și impurități nocive, care includ: Zn, S, Pb, Cu etc.

Zăcăminte de minereu de fier și tehnologie de exploatare

Conform genezei, zăcămintele existente de minereu de fier sunt împărțite în:

• Endogen. Ele pot fi magmatice, reprezentând incluziuni de minereuri de titanomagnetit. Pot exista și incluziuni de carbonatit. În plus, există depozite de skarn-magnetită în formă de lentilă, sub formă de foi, depozite de strate vulcano-sedimentare, filoane hidrotermale, precum și corpuri de minereu de formă neregulată.
• Exogen. Acestea includ în principal depozite de minereu de fier brun și strat sedimentar de siderit, precum și zăcăminte de minereuri de turingit, chamosit și hidrogoethit.
• Metamorfogene sunt depozite de cuarțite feruginoase.

Volumele maxime de producție de minereu sunt provocate de rezerve semnificative și apar în cuarțitele feruginoase precambriene. Minereurile sedimentare de fier brun sunt mai puțin frecvente.

În timpul exploatării miniere, se face o distincție între minereurile bogate și cele care necesită îmbogățire. Industria care produce minereu de fier realizează și prelucrările sale preliminare: sortarea, zdrobirea și valorificarea mai sus menționată, precum și aglomerarea. Industria minereului se numește industria minereului de fier și reprezintă baza materiei prime pentru metalurgia feroasă.

Aplicații

Minereul de fier este principala materie primă pentru producerea fontului brut. Se duce la producția de vatră deschisă sau de convertor, precum și pentru recuperarea fierului. După cum se știe, o mare varietate de produse sunt fabricate din fier, precum și din fontă. Următoarele industrii au nevoie de aceste materiale:

• Inginerie mecanică și prelucrarea metalelor;
• Industria auto;
• Industria rachetelor;
• industria militară;
• Industria alimentară și ușoară;
• Sectorul construcțiilor;
• Producția și transportul de petrol și gaze.

Rusia este un pământ pe care natura l-a înzestrat cu generozitate cu o asemenea bogăție minerală ca minereul de fier. Pentru a aprecia cel puțin aproximativ acest noroc, este suficient să ne imaginăm rolul obiectelor metalice în viața noastră și să construim o punte logică către categoriile de producție.

Nu degeaba, atunci când au intrat pentru prima dată în viața oamenilor cu sute de secole în urmă, schimbările în modul de viață și conștiința omenirii s-au dovedit a fi atât de mari încât această eră a început să fie numită „Epoca fierului”.

Ce este minereul de fier și cum arată?

Formațiuni din scoarța terestră care conțin fier în mai mult sau mai puțin formă pură sau combinarea acestuia cu alte substante: oxigen, sulf, siliciu etc.

Astfel de zăcăminte se numesc minereu atunci când extracția unei substanțe valoroase la scară industrială este profitabilă din punct de vedere economic.

Există multe tipuri de astfel de formațiuni minerale. Liderul speciei rocii geologice este minereul de fier roșu sau hematitul în greacă. Numele tradus din greacă înseamnă „roșu-sânge” și are formula chimică – Fe 2 O 3.

Oxidul de fier are o culoare complexă, de la negru la vișiniu și roșu. Opac, poate fi praf și dens (în al doilea caz are un luciu de suprafață).

Diversă ca formă - se găsește sub formă de boabe, solzi, cristale și chiar și un mugur roz.

Formarea minereului de fier

Pe baza originii lor în natură, mineralele care conțin fier utile pentru oameni pot fi clasificate în mai multe grupe principale:

1. Formațiunile magmatogene se formează sub influența temperaturilor ridicate.
2. Exogen - are originea în văile râurilor ca urmare a precipitaţiilor şi intemperiilor rocilor.
3. Metamorfogen – format pe baza unor vechi depozite sedimentare din presiune ridicatași căldură.

Aceste grupuri sunt la rândul lor împărțite în numeroase subspecii.

Tipuri de minereuri de fier și caracteristicile acestora

Din punct de vedere economic, acestea sunt clasificate în primul rând după conținutul lor de fier:

1. Ridicat – mai mult de 55%. Acestea nu sunt formațiuni naturale, ci deja un semifabricat industrial.
2. In medie. Un exemplu este minereul de sinter. Obținut din materii prime naturale bogate în fier prin acțiune mecanică.
3. Scăzut – mai puțin de 20%. Acestea sunt obținute ca urmare a separării magnetice.

Locația exploatării minereului este, de asemenea, importantă din punct de vedere economic:

1. Linear - se află în locuri de depresiuni de pe suprafața pământului, cele mai bogate în fier, cu un conținut scăzut de sulf și fosfor.
2. Plată - în natură se formează pe suprafața cuarțiților care conțin fier.

Conform parametrilor geologici, pe lângă hematite, următoarele sunt răspândite și utilizate în mod activ:

1. Minereu de fier brun (nFe 2 O 3 + nH 2 O) este un oxid de metal cu participarea apei, de obicei pe bază de limoniți. Culoare gălbuie murdară caracteristică, liberă, poroasă. Metalul valoros conține de la un sfert până la cincizeci la sută. Nu mult - dar substanța este bine restaurată. Este îmbogățit pentru producția ulterioară de fontă bună.
2. Minereu de fier magnetic, magnetit - oxid natural de fier (Fe 3 O 4). Speciile de hematite sunt mai puțin frecvente, dar conțin mai mult de 70% fier. Sunt dense și granulare, sub formă de cristale încastrate în rocă, de culoare neagră și albastră. Inițial, compusul are proprietăți magnetice, expunerea la temperaturi ridicate le neutralizează.
3. Minereu de fier care conține siderit FeCO 3.
4. Există o mare proporție de argilă în minereu, apoi este minereu de fier argilos. O specie rară cu conținut relativ scăzut de fier și goluri.

Zăcăminte de minereu de fier din Rusia

Cel mai mare depozit din lume este Anomalia Magnetică Kursk. Această creație naturală este atât de grandioasă încât oamenii au încercat să o înțeleagă încă de la sfârșitul secolului al XVI-lea. Instrumentele de navigație au luat-o razna din cauza puterii câmpului electric care acționează din subteran pe o suprafață de peste 150 de kilometri pătrați. Rezervele de minereu se ridică la miliarde de tone.

În zăcământul Olenegorsk de lângă Muromsk se dezvoltă zăcăminte de cuarțite de magnetit.

În Peninsula Kola, magnetită, olivină, apatită și magnezoferită sunt extrase din acumularea Eisko-Kovdor și există multe mine în Karelia pe teritoriul zăcământului Kostomuksha.

Unul dintre cele mai vechi situri de minereu care poate fi găsit pe o hartă a Rusiei este situat în regiunea Sverdlovsk. Acesta furnizează material încă de la sfârșitul secolului al XVIII-lea și este numit grupul de zăcăminte Kachkanar.

Moștenirea familiei de antreprenori Demidov din epoca Petrine se transformă activ. La sfârșitul secolului al XX-lea, aici a început să se dezvolte acumularea de minereu din Gusevogorsk.

Rezervele de minereu de fier din lume

După acumularea grandioasă de lângă Kursk, cel mai mare fenomen dintre cele similare de pe harta geografică a lumii este fâșia de zăcăminte de fier a zăcământului Krivoy Rog din Ucraina.

Harta zăcămintelor de minereu de fier din lume (click pentru a mări)

Bogăția bazinului de minereu de fier din Lorena este împărțită între trei tari europene– Franța, Luxemburg și Belgia.

ÎN America de Nord mine mari operează în Newfoundland, Belle Island și lângă Labrador City. În sud, locurile bogate în minereu erau numite Itabira și Karazhas.

Nord-estul Indiei are și rezerve impresionante de minereu, iar pe continentul african este exploatat în orașul guineean Conakry.

Lista de distribuție pe țară arată astfel:

Exploatarea minereului de fier

Primul criteriu pentru metodele miniere este locul în care se desfășoară munca:

1. Pe sol: când fosilele apar la cel mult jumătate de kilometru de suprafață. În acest caz, este mai profitabilă din punct de vedere economic (și mai costisitoare pentru mediu) să sapi cariere uriașe folosind operațiuni de sablare și echipamente speciale. Aceasta este o metodă de minerit cu sursă deschisă.
2. Subteran: o scufundare mare de minereu în măruntaiele pământului necesită crearea unei mine. Metoda minierului închis nu este atât de traumatizantă pentru sistem ecologic, dar mai intensivă în muncă și mai periculoasă pentru oameni.

Minereul extras este transportat la uzină, unde materia primă este zdrobită pentru îmbogățirea ulterioară. Fierul este îndepărtat de compușii chimici împreună cu alte elemente.

Uneori, pentru a face acest lucru, trebuie să treci prin nu unul, ci mai multe procese:

1. Separarea gravitațională (particule de minereu din cauza diferitelor densitatea fizică se dezintegrează din cauza efectelor mecanice asupra materialului - strivire, vibrații, rotație și cernuire).
2. Flotație (oxidarea materiilor prime zdrobite uniform cu aer, care atașează metalul de sine).
3. Separare magnetica:
   • impuritatea este spălată cu un jet de apă, iar metalul este tras cu un magnet - se obține un concentrat de minereu;
   • produsul separării magnetice suferă flotație - materia primă dezvăluie încă o jumătate de fier în forma sa pură.
4. Metodă complexă: folosind toate procesele de mai sus, uneori de mai multe ori.

Fierul brichetat la cald rezultat este trimis la o uzină electrometalurgică, unde ia forma unei țagle metalice de forme standard sau la comandă până la 12 metri. Și fonta este trimisă la producția de furnal.

Aplicații de minereu de fier

Utilizare prevăzută – producția de fontă și oțel.

Și sunt folosite pentru a face o mare varietate de lucruri diferite care ne înconjoară: mașini, echipamente de birou, conducte, vase și mașini, forjare artistică și diverse unelte.

Concluzie

Rezervele de minereu de fier sunt indicate pe hărți sub forma unui triunghi isoscel cu o bază neagră largă. Semnul transmite întreaga esență a metalurgiei feroase: aceasta bază stabilă economia de producție modernă, care este încă considerată adevărată de majoritatea finanțatorilor - spre deosebire de diferitele piețe de criptomonede.

Astăzi este greu să ne imaginăm viața fără oțel, din care sunt făcute multe lucruri din jurul nostru. Baza acestui metal este fierul, obținut prin topirea minereului. Minereul de fier diferă ca origine, calitate și metoda de extracție, ceea ce determină fezabilitatea extracției sale. Minereul de fier diferă și prin compoziția sa minerală, procentul de metale și impurități, precum și utilitatea aditivilor înșiși.

Fierul ca element chimic este inclus în compoziția multor roci, cu toate acestea, nu toate sunt considerate materii prime pentru minerit. Totul depinde de compoziția procentuală a substanței. Mai exact, fierul se referă la formațiunile minerale în care volumul de metal util face extracția acestuia fezabilă din punct de vedere economic.

Extracția unor astfel de materii prime a început în urmă cu 3000 de ani, deoarece fierul a făcut posibilă producerea de produse durabile de calitate superioară în comparație cu cuprul și bronzul (vezi). Și deja în acel moment, meșterii care aveau topitorii distingeau tipurile de minereu.

Astăzi sunt extrase următoarele tipuri de materii prime pentru topirea ulterioară a metalelor:

• Titan-magnetit;
• Apatit-magnetită;
• Magnetit;
• Magnetit-hematit;
• Goethit-hidrogoethit.

Minereul de fier este considerat bogat dacă conține cel puțin 57% fier. Dar evoluțiile pot fi considerate fezabile la 26%.

Fierul din rocă este cel mai adesea sub formă de oxizi, aditivii rămași sunt silice, sulf și fosfor.

Toate tipurile de minereuri cunoscute în prezent au fost formate în trei moduri:

• Magmatic. Astfel de minereuri s-au format ca urmare a expunerii temperatura ridicata magma sau activitate vulcanică antică, adică topirea și amestecarea altor roci. Astfel de minerale sunt minerale cristaline dure cu un procent ridicat de fier. Depozitele de minereu de origine magmatică sunt de obicei asociate cu vechi zone de construcție montană, unde substanța topită a ajuns aproape de suprafață.

Procesul de formare a rocilor magmatice este următorul: topirea diferitelor minerale (magma) este o substanță foarte fluidă, iar când se formează fisuri în locurile defectelor, le umple, răcind și dobândind o structură cristalină. Așa s-au format straturi cu magmă înghețată în scoarța terestră.

• Metamorfic. Așa se transformă tipurile sedimentare de minerale. Procesul este următorul: la mutarea secțiunilor individuale Scoarta terestra, unele dintre straturile sale care conțin elementele necesare cad sub rocile subiacente. La adâncime, ele sunt sensibile la temperatura și presiunea ridicată a straturilor superioare. De-a lungul a milioane de ani, astfel de impacturi au loc aici. reacții chimice, transformarea compoziției materiei prime, cristalizarea substanței. Apoi, în timpul următoarei mișcări, rocile ajung mai aproape de suprafață.

De obicei, minereul de fier de această origine nu se află prea adânc și are un procent ridicat de compoziție metalică utilă. De exemplu, un exemplu izbitor este minereul de fier magnetic (până la 73-75% fier).

• Sedimentar. Principalii „lucrători” în procesul de formare a minereului sunt apa și vântul. Distrugerea straturilor de rocă și mutarea lor în zonele joase, unde se acumulează sub formă de straturi. În plus, apa, ca reactiv, poate modifica materialul sursă (lease). Ca urmare, se formează minereu de fier brun - minereu sfărâmicios și friabil, care conține de la 30% până la 40% fier, cu un număr mare de impurități diverse.

Datorită diferitelor moduri de formare, materiile prime sunt adesea amestecate în straturi cu argile, calcare și roci magmatice. Uneori, depozitele de diferite origini pot fi amestecate într-un câmp. Dar cel mai adesea predomină unul dintre tipurile de rase enumerate.

După ce s-a stabilit prin explorare geologică o imagine aproximativă a proceselor care au loc într-o anumită zonă, sunt determinate posibile locații cu minereuri de fier. Ca, de exemplu, anomalia magnetică Kursk sau bazinul Krivoy Rog, unde s-au format tipuri de minereu de fier valoroase din punct de vedere industrial ca urmare a influențelor magmatice și metamorfice.

Extracția minereului de fier la scară industrială

Omenirea a început să extragă minereu cu foarte mult timp în urmă, dar cel mai adesea a fost materie primă de calitate scăzută, cu impurități semnificative de sulf (roci sedimentare, așa-numitul fier „de mlaștină”). Amploarea dezvoltării și topirii creștea constant. Astăzi, a fost construită o întreagă clasificare a diferitelor zăcăminte de minereuri feroase.

Principalele tipuri de zăcăminte industriale

Toate zăcămintele de minereu sunt împărțite în tipuri în funcție de originea rocii, ceea ce la rândul său face posibilă distingerea zonelor principale și secundare de minereu de fier.

Principalele tipuri de zăcăminte industriale de minereu de fier

Acestea includ următoarele depozite:

• Depozite tipuri variate minereu de fier (cuarțite feruginoase, minereu de fier magnetic), format printr-o metodă metamorfică, care face posibilă extragerea minereurilor foarte bogate în compoziție. De obicei, depozitele sunt asociate cu procese antice de formare a rocilor în scoarța terestră și se află pe formațiuni numite scuturi.

Un scut cristalin este o formațiune în formă de lentilă mare curbă. Este format din roci formate în timpul formării scoarței terestre în urmă cu 4,5 miliarde de ani.

Cele mai cunoscute zăcăminte de acest tip sunt: ​​Anomalia Magnetică Kursk, Bazinul Krivoy Rog, Lacul Superior (SUA/Canada), Provincia Hamersley din Australia și regiunea minereului de fier Minas Gerais din Brazilia.

• Depozite de rezervor roci sedimentare. Aceste depozite s-au format din cauza sedimentării compușilor bogați în fier care sunt prezenți în mineralele distruse de vânt și apă. Un exemplu izbitor de minereu de fier în astfel de zăcăminte este minereul de fier brun.

Cele mai cunoscute și mari zăcăminte sunt bazinul Lorena din Franța și bazinul Kerci din peninsula cu același nume (Rusia).

• Depozitele Skarn. De obicei minereul este de origine magmatică și metamorfică, ale căror straturi, după formare, au fost deplasate în momentul formării munților. Adică, minereul de fier, situat în straturi la adâncime, a fost zdrobit în pliuri și mutat la suprafață în timpul mișcării plăcilor litosferice. Astfel de depozite sunt adesea localizate în zone pliate sub formă de straturi sau stâlpi de formă neregulată. Format magmatic. Reprezentanți ai unor astfel de zăcăminte: Magnitogorskoye (Ural, Rusia), Sarbaiskoye (Kazahstan), Iron Springs (SUA) și alții.
• Zăcăminte de minereu de magnetită de titan. Originea lor este magmatică, cel mai adesea găsită pe aflorimente de rocă antică - scuturi. Acestea includ bazine și câmpuri din Norvegia, Canada, Rusia (Kachkanarskoye, Kusinskoye).

Depozitele secundare includ: zăcăminte de apatită-magnetită, magno-magnetită, siderită, feromangan dezvoltate în Rusia, țări europene, Cuba și altele.

Rezervele de minereu de fier din lume - țări lider

Astăzi, conform diverselor estimări, au fost explorate zăcăminte cu un volum total de 160 de miliarde de tone de minereu, din care se pot obține aproximativ 80 de miliarde de tone de metal.

US Geological Survey furnizează date conform cărora Rusia și Brazilia reprezintă aproximativ 18% din rezervele mondiale de minereu de fier.

În ceea ce privește rezervele de fier, pot fi identificate următoarele țări lider:

Imaginea rezervelor mondiale de minereu arată astfel:

Majoritatea acestor țări sunt și cei mai mari exportatori de minereu de fier. În general, volumul de materii prime vândute este de aproximativ 960 de milioane de tone pe an. Cei mai mari importatori sunt Japonia, China, Germania, Coreea de Sud, Taiwan, Franța.

De obicei, companiile private sunt implicate în extracția și vânzarea materiilor prime. De exemplu, cele mai mari din țara noastră sunt Metallinvest și Evrazholding, producând în total circa 100 de milioane de tone de produse din minereu de fier.

Potrivit estimărilor aceluiași US Geological Survey, volumele de minerit și producție sunt în continuă creștere, anual sunt extrase aproximativ 2,5-3 miliarde de tone de minereu, ceea ce îi reduce valoarea pe piața mondială.

Markup pentru 1 tonă astăzi este de aproximativ 40 USD. Prețul record a fost înregistrat în 2007 – 180 USD/tonă.

Cum se extrage minereul de fier?

Straturile de minereu de fier se află la diferite adâncimi, ceea ce determină modul în care este extras din subsol.

Mod de carieră. Cea mai comună metodă de extragere este folosită atunci când depozitele se găsesc la o adâncime de aproximativ 200-300 de metri. Dezvoltarea are loc prin utilizarea excavatoarelor puternice și a instalațiilor de concasare a pietrei. După care este încărcat pentru transport la fabricile de procesare.

Metoda mea. Metoda minei este folosită pentru straturi mai adânci (600-900 metri). Inițial, este străpuns un aliniament de mină, din care se dezvoltă deriva de-a lungul straturilor. De unde roca zdrobită este furnizată „la munte” folosind benzi transportoare. Minereul din mine este trimis și la fabricile de procesare.

Producția hidraulică de foraj.În primul rând, pentru exploatarea hidraulică a forajului, se forează un puț până la stratul de rocă. După aceea, țevile sunt aduse în țintă, iar minereul este zdrobit cu presiune puternică a apei pentru extracție ulterioară. Dar astăzi această metodă are o eficiență foarte scăzută și este folosită destul de rar. De exemplu, 3% din materii prime sunt extrase prin această metodă, iar 70% prin metoda minei.

După exploatare, materialul de minereu de fier trebuie prelucrat pentru a obține materia primă principală pentru topirea metalului.

Deoarece compoziția minereurilor, pe lângă fierul necesar, conține multe impurități, pentru a obține randamentul util maxim este necesară purificarea rocii prin pregătirea materialului (concentratul) pentru topire. Întregul proces se desfășoară la uzinele miniere și de prelucrare. Diferite tipuri de minereuri au propriile lor metode și metode de purificare și îndepărtare a impurităților inutile.

De exemplu, lanțul tehnologic pentru îmbogățirea minereurilor de fier magnetice este următorul:

• Inițial, minereul trece prin etapa de zdrobire în instalațiile de concasare (de exemplu, concasoare cu falci) și este alimentat de o bandă transportoare la o stație de separare.
• Folosind separatoare electromagnetice, părțile minereului de fier magnetic sunt separate de roca sterilă.
• După care masa de minereu este transportată pentru zdrobire ulterioară.
• Mineralele zdrobite sunt transportate la următoarea stație de curățare, așa-numitele site vibrante, aici minereu util cernută, separându-se de roca ușoară inutilă.
• Următoarea etapă este un buncăr fin de minereu, în care particulele mici de impurități sunt separate prin vibrații.
• Ciclurile ulterioare includ următoarea adăugare de apă, măcinarea și trecerea masei de minereu prin pompe de șlam, care îndepărtează nămolul inutil (roca sterilă) împreună cu lichidul și din nou zdrobirea.
• După purificarea repetată cu pompe, minereul trece la așa-numita sită, care purifică din nou mineralele folosind metoda gravitațională.
• Amestecul purificat în mod repetat este introdus într-un deshidratator, care elimină apa.
• Minereul uscat merge din nou la separatoarele magnetice și abia apoi la stația gaz-lichid.

Minereul de fier brun este purificat după principii ușor diferite, dar esența nu se schimbă, deoarece sarcina principală a valorificării este obținerea celor mai pure materii prime pentru producție.

Rezultatul îmbogățirii este concentratul de minereu de fier, care este utilizat în topire.

Ce se face din minereu de fier - utilizări ale minereului de fier

Este clar că minereul de fier este folosit pentru obținerea metalului. Dar acum două mii de ani, metalurgiștii și-au dat seama că, în forma sa pură, fierul este un material destul de moale, produse din care sunt puțin mai bune decât bronzul. Rezultatul a fost descoperirea unui aliaj de fier și carbon - oțel.

Carbonul pentru oțel joacă rolul cimentului, întărind materialul. De obicei, un astfel de aliaj conține de la 0,1 la 2,14% carbon, iar peste 0,6% este deja oțel cu conținut ridicat de carbon.

Astăzi, o listă uriașă de produse, echipamente și mașini sunt fabricate din acest metal. Cu toate acestea, invenția oțelului a fost asociată cu dezvoltarea armurierului, meșteri în care au încercat să obțină un material cu caracteristici durabile, dar în același timp, cu flexibilitate, maleabilitate și alte aspecte tehnice, fizice și excelente. caracteristici chimice. Astăzi, metalul de înaltă calitate are și alți aditivi care îl alie, adăugând duritate și rezistență la uzură.

Al doilea material care este produs din minereu de fier este fonta. Este, de asemenea, un aliaj de fier și carbon, care conține mai mult de 2,14%.

Multă vreme, fonta a fost considerată un material inutil, care a fost obținut fie la încălcarea tehnologiei de topire a oțelului, fie ca un produs secundar de metal care se depune la fundul cuptoarelor de topire. A fost în mare parte aruncat și nu poate fi falsificat (este fragil și practic nu este ductil).

Înainte de apariția artileriei, ei au încercat să folosească fonta la fermă căi diferite. De exemplu, în construcții, din el s-au făcut blocuri de fundație, au fost făcute sicrie în India, iar în China, inițial, au fost chiar bătute monede. Apariția tunurilor a făcut posibilă folosirea fontei pentru turnarea ghiulelor.

Astăzi, fonta este folosită în multe industrii, în special în inginerie mecanică. Acest metal este folosit și la producerea oțelului (cuptoare cu vatră deschisă și metoda Bessmer).

Pe măsură ce producția crește, sunt necesare tot mai multe materiale, ceea ce contribuie la exploatarea intensivă. Dar țările dezvoltate consideră că este mai oportun să importe materii prime relativ ieftine, reducând volumul producției proprii. Acest lucru permite principalelor țări exportatoare să crească producția de minereu de fier cu îmbogățirea și vânzarea în continuare a acestuia sub formă de concentrat.

Baza metalurgiei feroase, principala sa materie primă și sursa de fier este mineralul - minereu de fier ; Fierul, ca majoritatea metalelor, nu se găsește în natură în forma sa pură.

Minereul de fier este alcătuit din minerale care sunt împărțite în două grupe: minerale care conțin fier (minerale) și minerale fără fier, care formează ganga.

ÎN minerale de minereu fierul este sub formă de oxizi Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , carbonați FeCO 3 , sulfuri FeS 2 . În prezent, sunt cunoscute peste 300 de minerale care conțin fier.

magnetit și hematit

Caracteristicile a patru dintre ele, cel mai frecvent utilizate în metalurgia feroasă, sunt prezentate în tabel.

Principalele minereuri

Pe baza conținutului de fier, minereurile de fier sunt împărțite în sarac si bogat. Cu cât este mai mare conținutul de fier din minereu, cu atât este mai profitabilă prelucrarea acestuia. din pacate , în prezent rezervele de minereuri bogate sunt aproape epuizate, Prin urmare, în circulație sunt implicate minereuri sărace cu conținut scăzut de fier. Extracția directă a fierului din astfel de minereuri este ineficientă din punct de vedere economic și foarte dificilă din punct de vedere tehnologic. Prin urmare, metalurgia feroasă modernă include, ca etapă obligatorie, prepararea minereurilor de fier pentru prelucrarea metalurgică.

Această pregătire include mai multe etape. Minereul de fier extras din adâncurile pământului este mai întâi zdrobit la o dimensiune de bucăți de 6-8 mm, apoi mineralul este separat de roca sterilă (acest proces se numește îmbogăţire). Ca rezultat obținem concentrat cu un conținut de fier mai mare decât minereul inițial. Concentratul este sinterizat în bucăți de 30-40 mm (procedeul se numește aglomerare, iar produsul este aglomerat), sau din concentrat se formează bile cu diametrul de 10-15 mm (procesul se numește peletizare, iar produsul este pelete). Astfel, se obține un material care conține fier care este cel mai potrivit pentru prelucrarea ulterioară în vederea extragerii fierului din acesta.

Minereuri de fier- formațiuni minerale naturale care conțin fier și compușii acestuia într-un asemenea volum încât este recomandată extracția industrială a fierului din aceste formațiuni. În ciuda faptului că fierul este inclus în cantități mai mari sau mai mici în compoziția tuturor rocilor, denumirea de minereuri de fier se referă doar la astfel de acumulări de compuși feroși din care se poate obține fier metalic cu beneficii economice.

Minereurile de fier sunt formațiuni minerale speciale care conțin fier și compușii acestuia. Un anumit tip de minereu este considerat fier dacă proporția acestui element este conținută într-un astfel de volum încât extracția sa industrială este viabilă din punct de vedere economic.

Există trei tipuri principale de produse din minereu de fier utilizate în metalurgia feroasă:

— minereu de fier separat (conținut scăzut de fier);

— minereu de sinter (conținut mediu de fier);

— peleți (masă brută care conține fier)

Zăcămintele de minereu de fier sunt considerate bogate dacă proporția de fier din ele este mai mare de 57%. Minereurile de fier de calitate scăzută pot conține minimum 26% fier. Oamenii de știință recunosc două tipuri principale morfologice de minereu de fier; liniară și plană.

Depozitele liniare de minereu de fier sunt corpuri de minereu în formă de pană în zone de falii de pământ, coturi în procesul de metamorfoză. Acest tip de minereu de fier se caracterizează printr-un conținut deosebit de ridicat de fier (54-69%) cu un conținut scăzut de sulf și fosfor.

Depozitele de tip plat pot fi găsite deasupra paturilor de cuarțit feruginos. Ele aparțin crustelor tipice de intemperii.

Minereurile de fier de calitate superioară sunt trimise în principal pentru topire în vatră deschisă și producție de convertoare sau pentru reducerea directă a fierului.

De bază tipuri industriale zăcăminte de minereu de fier:

• — depozite sedimentare stratificate;
• — depozite complexe de titanomagnetită;
• — zăcăminte de cuarțite feruginoase și minereuri bogate;
• — zăcăminte de minereu de fier skarn;

Tipuri industriale minore de zăcăminte de minereu de fier:

• — zăcăminte de siderit de minereu de fier;
• — zăcăminte de laterită stratificată cu minereu de fier;
• — depozite complexe de carbopatită apatită-magnetită;

Rezervele mondiale de zăcăminte dovedite de minereu de fier se ridică la 160 de miliarde de tone, conținând aproximativ 80 de miliarde de tone de fier pur. Cele mai mari depozite Minereu de fier se găsește în Ucraina, iar cele mai mari rezerve de fier pur se află în Rusia și Brazilia.

Volumul producției globale de minereu de fier crește în fiecare an. Peste 2,4 miliarde de tone de minereu de fier au fost extrase în 2010, China, Australia și Brazilia reprezentând două treimi din producție. Dacă le adăugăm Rusia și India, cota lor totală de piață va fi mai mare de 80%.

Cum se extrage minereul

Să ne uităm la câteva opțiuni principale pentru exploatarea minereului de fier. În fiecare caz concret, alegerea în favoarea uneia sau alteia tehnologii se face ținând cont de localizarea resurselor minerale, de fezabilitatea economică a utilizării unuia sau altuia echipament etc.

În cele mai multe cazuri, minereul este extras prin metoda carierei. Adică, pentru a organiza mineritul, mai întâi se săpă o carieră adâncă la aproximativ 200-300 de metri adâncime. După aceasta, minereul de fier este îndepărtat direct de pe fundul său folosind mașini mari. Care, imediat după extracție, este transportată cu locomotive diesel la diverse fabrici, unde se face oțel din acesta. Astăzi, multe întreprinderi mari extrag minereu, cu condiția să aibă toate echipamentele necesare pentru a efectua astfel de lucrări.

Ar trebui să săpați o carieră folosind excavatoare mari, dar trebuie să țineți cont de faptul că acest proces vă poate dura câțiva ani. După ce excavatoarele sapă până la primul strat de minereu de fier, este necesar să îl supuneți experților pentru analiză, astfel încât aceștia să poată determina exact ce procent de fier conține. Dacă acest procent este de cel puțin 57, atunci decizia de a extrage minereu în această zonă va fi profitabilă din punct de vedere economic. Un astfel de minereu poate fi transportat în siguranță la plante, deoarece după procesare va produce cu siguranță oțel de înaltă calitate.

Cu toate acestea, asta nu este tot, oțelul care provine din prelucrarea minereului de fier trebuie verificat cu mare atenție. Dacă calitatea minereului extras nu îndeplinește standardele europene, atunci este necesar să înțelegem cum să îmbunătățim calitatea producției.

Dezavantajul metodei deschise este că permite minerit minereu de fier doar la o adâncime relativ mică. Deoarece se află adesea mult mai adânc - la o distanță de 600-900 m de suprafața pământului - este necesar să se construiască mine. În primul rând, se face un puț de mină, care seamănă cu o fântână foarte adâncă, cu pereți întăriți în siguranță. De la portbagaj la laturi diferite Coridoarele se ramifică, numite drifturi. Minereul de fier găsit în ele este sablat, iar apoi piesele sale sunt ridicate la suprafață cu ajutorul unor echipamente speciale. Această metodă de extragere a minereului de fier este eficientă, dar în același timp este asociată cu pericole grave și este costisitoare.

Există o altă modalitate de a extrage minereu de fier. Se numește SHD sau minerit hidraulic de foraj. Minereul este extras din pământ în felul următor: forează un puț adânc, coboară conducte cu un monitor hidraulic și, folosind un jet de apă foarte puternic, zdrobesc roca, apoi o ridică la suprafață. Această metodă este sigură, dar, din păcate, încă nu este eficientă. Datorită acestei metode, doar aproximativ 3% din minereul de fier poate fi extras, în timp ce aproximativ 70% este extras folosind mine. Cu toate acestea, specialiștii dezvoltă metoda de extracție hidraulică din foraj și, prin urmare, există speranța că în viitor această opțiune va deveni principala, înlocuind carierele și minele.