Алюминиевая руда

Добыча рудных полезных ископаемых в России

Минеральный потенциал территории России огромен. Это связано с выгодным географическим расположением страны. Здесь можно найти все возможные виды рельефа, а значит, большое количество полезных ископаемых. Сейчас РФ является крупнейшим импортером металлического сырья в мире.

Горная руда очень важна для существования человека, ведь без нее не возможна даже транспортировка электричества по проводам. Это полезное ископаемое играет огромную роль в техническом развитии человечества. Месторождения металлов все еще не разработаны, и могут обеспечивать мир еще долгие годы.

Внешний вид

Продолжая рассматривать, что такое бокситы, следует обратить внимание на их внешний вид. Они представляют собой глиноподобную, а зачастую и каменистую породу

Встречаются бокситы достаточно плотные, пористые, с землистым или ячеистым изломом. Довольно часто в основной массе можно встретить включение округлых тел, которые создают оолитовую (осадочную) структуру руды.

Бокситы имеют разнообразные цвета: от темно-красного до белого. В основном они окрашены в красный кирпичный либо бурый цвет. Существует также и минералогическое отличие бокситов. Оно заключается в том, что в их составе присутствует большое содержание алюминия в виде гидроокиси либо каолинита (силикат алюминия). В связи с этим различают несколько типов бокситов: диаспоровый, бемитовый, смешанный и гидраргиллитовый.

Применение алюминия

Как мы уже оговаривали в начале статьи, спектр применения алюминия и его соединений крайне широк. Даже на этапах извлечения из породы он крайне полезен. В самой руде, например, находятся в малом количестве и другие металлы, вроде ванадия, титана и хрома, полезные для процессов легировании стали. На этапе глинозема тоже есть польза, ведь глинозем используется в черной металлургии в роли флюса.

Сам металл используют в производстве теплового оборудования, криогенной технике, участвует в создании ряда сплавов в металлургии, присутствует в стекольной промышленности, ракетной технике, авиации и даже в пищевой промышленности, как добавка Е173.

Так что, наверняка ясно только одно. В течение еще многих лет потребность человечества в алюминии, как и в его соединениях, не угаснет. Что, соответственно, говорит исключительно о росте объемов его добычи.

Медные руды

В природе медь не содержится в чистом виде, ее добывают из многокомпонентных руд. При этом порода считается пригодной для обогащения, когда содержание меди в ней 0,5 – 1%. Промышленно-геологические типы медной руды:

Схема зональности состава пород в медно-порфировом месторождении

• стратиформный тип – песчаники и медные сланцы;
• колчеданный – редкий тип самородной меди;
• гидротермальный – порфировые руды;
• магматический – медно-никелевые руды;
• карбонатовый – железомедный состав.

Природные соединения, в состав которых входит медь:

• борнит (медный пурпур, пестрый колчедан) – в составе преобладает железо, сера и медь;
• халькопирит (медный колчедан) – его химическая формула – CuFeS2, кроме того, в составе руд присутствуют сфалерит и галенит.
• халькозин (медный блеск) – химическая формула — CuS Руды с таким соединением достаточно редкие.

Вторичные минералы:

• куприт – в рудах встречается самородная медь и малахит;
• ковелин – сульфид серы, содержащий 66% купрума и 34% серы;
• малахит – дигидрококскарбонат меди, встречается в России (месторождения Нижнего Тагила).

Мировые лидеры по добыче сырья для алюминия и его переработке

Как уже было сказано выше, основным сырьем для получения алюминия являются алюминиевые руды, в первую очередь бокситы. Бокситы имеют экзогенное происхождение и в основном, образуются в корах выветривания, в условиях тропического климата.

Среди мировых стран, обладающих одними из больших запасов бокситов, можно выделить Гвинею, Австралию, Ямайку и Бразилию.

Мировое первенство по добычи бокситов принадлежит Австралии. Австралия сырье для производства алюминия добывает как для собственных нужд, так и поставляет его в другие страны мира. Так по экспорту бокситовых руд Австралия вышла на первое место в мире. Основными факторами, определяющими, ее лидерство являются:

— наличие на территории страны крупных месторождений бокситов, высокого качества;

— местоположение месторождений (находятся в непосредственной близости от морского побережья).

Не смотря на то, что запасов бокситов на территории Австралии значительно меньше, чем в Гвинее, именно эта страна занимает лидерство по их добыче и обеспечивает мировую алюминиевую промышленность.

За последнее время доля добычи бокситов в различных странах претерпевала изменения, но они не значительны. В первую очередь, они заключаются объемах добычи, а вот позиции, занимаемые ими в мировой добыче бокситов особых изменений не имели. Это связано с тем, что на территории стран-лидеров по добыче алюминиевого сырья находятся достаточно крупные месторождения бокситов, запасы которых по-прежнему, остаются значительными.

Ниже будут рассмотрены наиболее крупные месторождения бокситов, расположенные в различных странах. В первую очередь рассмотрим месторождения Австралии, так как именно эта страна занимает лидирующие позиции по добыче бокситов в мире.

Большая часть запасов бокситов, залегающих на территории Австралии, сосредоточена в четырех месторождениях: Уэйл (расположен на полуострове Кейл-Йорк); Гов (расположенном на полуострове Арнемленд); Бугенвиль и Митчелл. На крайней юго-западной части материка в 64 км от г. Перт расположен бокситовый район Дарлинг.

Рассматривая бокситовые месторождения Австралии, можно выделить два наиболее крупных.

Первым считается рудник Хантли, расположенный на юго-западе материка, в районе города Петр. В год там добывается в среднем до 19 миллионов тонн бокситов.

Вторым крупным месторождением бокситов по мощности, считается рудник Уэйпа. Этот рудник расположен на северо-востоке Австралии, на полуострове Кейл-Йорк, в Квинсленде. В год его мощность по добыче составляет в среднем 12 миллионов тонн бокситов.

Если рассматривать другие крупные месторождения бокситов, расположенные в других странах, то в первую очередь можно выделить бразильский рудник Тромбетас. Он находится в Амазонии, штат Пара. Его производительность составляет 17 миллионов тонн в год, что составляет 90% добычи бокситов в стране.

Рудник Камсар-Сангареди, расположенный в Гвинее, в Боке, поставляет до 14 миллионов тонн бокситов в год на внутренний и мировой рынки.

Также одним из значимых месторождений в Гвинее является Кимбо, расположенное в районе Фриа-Содиоре. Производственная мощность карьера составляет свыше двух миллионов в год.

Ряд крупных месторождений расположен в Индии:

Штат Бихар, Ранче месторождения Бахра-Пай, Кхамар-Пат, Похра-Пат.

Штат Гуджарат, Джалинагар месторождение Ран-Випур.

Штат Мадхья-Прадем, Бласпур месторождения Пхутка-Пахар, Паунахра местороджение Сатпатрик-хор-Пахар.

Также существуют достаточно крупные месторождения бокситов и в России, но они будут рассмотрены в другой главе.

Среди стран мира, производящих алюминий, лидирующие позиции принадлежат Китаю, России, Канаде, Австралии и Норвегии. Если сравнить список стран добывающих сырье для производства алюминия и стран, производящих его, то наблюдается отрыв районов добычи бокситов от основных центров его производства.

В первую очередь это связано с тем, что многие страны, являющиеся лидерами по производству алюминия, считают экономически более выгодным импортировать сырье, чем добывать его на своей территории. В то же время, ряд стран, занимающих первое место по добычи сырья для производства алюминия, имеют слабую экономику.

Выплавлять алюминий напрямую из бокситовых руд нельзя. Сначала происходит переработка бокситов в глинозем, а уже за тем получают алюминий.

Первое место по производству глинозема снова принадлежит Австралии. Так она выпускает до 18,4% от мирового производства глинозема. Второе место занимает Китай, выпуская 13,4% от мирового производства. Россия по производству глинозема занимает только шестое место, выпуская 3,3% от мирового производства этого сырья.

Различия по насыщенности

В основе своей достойными упоминания являются лишь три вида руд, с которыми нужно работать, если вы занимаетесь добычей алюминия. Да, данный химический элемент очень и очень распространен, и его можно найти также в других соединениях (их насчитывают около двух с половиной сотен). Однако, наиболее рентабельной, в силу весьма высокой концентрации, добыча будет именно из бокситов, алунитов и нефелинов.

Нефелины являются щелочным образованием, появившимся вследствие высокой температуры магмы. Из одной единицы данной руды выйдет до 25% глинозема, как основного сырья. Однако, эта руда алюминия считается наиболее бедной для добытчиков. Все соединения, содержащие в себе глинозем в еще меньших количествах, чем имеют нефелины – заведомо признаны нерентабельными.

Алуниты образовались при вулканической, а также гидротермальной активностях. Они в себе содержат до 40% такого необходимого глинозема, являясь «золотой серединой» в нашей троице руд.

И первое место, с рекордным содержанием оксида алюминия в виде пятидесяти процентов и более, получают бокситы! Они по праву считаются основным источником глинозема. Однако, касаемо их происхождения ученые до сих пор не могут прийти к единственно верному решению.

То ли они перекочевали с изначального места происхождения и отложились после того, как выветрились древние породы, то ли получились осадком после того, как растворились некоторые известняки, или же вообще стали итогом распада солей железа, алюминия и титана, выпав осадком. В общем, происхождение все еще неизвестно. Но то, что бокситы – самые доходные, это уже точно.

Особенности добычи и переработки

Добыча бокситов ведется в основном открытым способом, но в некоторых случаях и подземным. Способ разработки месторождения зависит от того, каким образом залегают породы минерала. Технологическая схема переработки применяется различная, на нее влияет состав породы. Производство алюминия проводится в две стадии. Первая – это получение при помощи различных химических методов глинозема, а вторая – выделение чистого металла посредством электролиза фтористых алюминиевых солей.

Для получения глинозема применяют гидрохимический способ Байера (спекание), а также комбинирование: последовательный и параллельный методы. Главная особенность метода Байера заключается в том, что при выщелачивании (обработке) боксита получают концентрированный натрий, после чего глиноземы переходят в форму раствора алюмината натрия. Затем раствор очищают от красного шлама и осаждают глинозем (гидроокись алюминия). После чего производится выщелачивание, и получают алюминий.

Низкокачественные бокситы перерабатываются наиболее сложным способом. Это метод спекания смеси измельченных бокситов с содой и известняком (трехкомпонентная шихта) при температуре 1250 градусов по Цельсию в специальных печах, которые во время производственного процесса вращаются. После чего полученный материал (спек) выщелачивается слабоконцентрированным раствором. Затем осажденную гидроокись отфильтровывают.

Вышеописанные способы получения алюминия представляют собой весьма сложные процессы, однако они позволяют получить максимальное количество металла из породы.

Бокситы – это наиболее важный источник получения алюминия, а сам металл очень ценен, так как используется в автомобильной, самолетной и корабельной отраслях. Также его широко применяют в военно-промышленном комплексе, что делает этот металл стратегически важным.

Новости аукционов

РМК отстояла Понийский участок

Аукцион по Безымянному золоту переносят в шестой раз из-за COVID-19

Роснедра в ДФО выставят на торги семь золотороссыпных месторождений

Золотосеребряная площадь на Чукотке предлагается за 18 млн рублей

14 россыпей на Колыме разыграет Дальнедра в октябре

Роснедра выставят на торги железорудное месторождение в Хабаровском крае

Бывший проект Абрамовича выставил на торги Дальнедра

Апрелковско-Пешковскую перспективную площадь пытаются продать в третий раз

Четыре амурские россыпи 17 сентября уйдут с молотка

Дальнедра продает две россыпи в Хабаровском крае

Дальнедра продают шесть россыпей на Чукотке 29–30 сентября

Роснедра выставит на торги Пыркакайские штокверки в III квартале

Аукцион на участок «Болотный» отменен из-за единственной заявки

Более 100 кг бурятского золота продадут Дальнедра на аукционе в июле

80 млн рублей предложили недропользователи за россыпи в Хабаровском крае

Как добывают руду

По происхождению выделяют следующие виды руд:

• Магматогенная (эндогенная) — образовавшаяся под воздействием высокой температуры;
• Поверхностная — осевшие остатки элемента на дне морских бассейнов;
• Метаморфогенная — полученная под воздействием экстремально высокого давления.

Основные соединения минералов с содержанием железа:

• Гематит (красный железняк). Самый ценный источник железа с содержанием элемента от 70% и с минимальной концентрацией вредных примесей.
• Магнетит. Химический элемент с содержанием металла от 72% отличается высокими магнитными свойствами и добывается на магнитных железняках.
• Сидерит (карбонат железа). Отмечается большое содержание пустой породы, самого железа в нем около 45-48%.
• Бурые железняки. Группа водных окислов с низким процентом железа, с примесями марганца и фосфора. Элемент с такими свойствами отличается хорошей восстанавливаемостью и пористой структурой.

Добыча железной руды — это сложный технический процесс, при котором  происходит погружение в земные недра с целью поиска минералов. На сегодняшний день существует два способа добычи руды: открытая и закрытая.

Открытый (карьерный способ) — распространенный и наиболее безопасный вариант по сравнению с закрытой техникой. Метод актуален для тех случаев, когда в рабочей зоне отсутствуют твердые породы, а рядом нет населенных пунктов или инженерных систем.

Сначала вырывается карьер до 350 метров глубиной, после чего со дна большими машинами собирается и вывозится железо. После добычи материал на тепловозах отправляется на заводы по изготовлению стали и чугуна.

Карьеры роются экскаваторами, но такой процесс занимает много времени. Как только машина доберется до первого пласта рудника, материал сдается на экспертизу, чтобы определить процент содержания железа и целесообразность дальнейших работ (если процент выше 55%, работы в этой местности продолжаются).

Шахтная (закрытая) добыча руды применяется только в том случае, если планируется сохранить целостность ландшафта в той области, где ведется разработка рудных залежей. Также этот способ актуален для работ в горной местности.  В этом случае создается сеть тоннелей под землей, что приводит к дополнительным расходам — строительство самой шахты и сложная транспортировка металла на поверхность. Самый главный недостаток — высокий риск для жизни рабочих, шахта может обрушиться и перекрыть доступ на поверхность.

Добыча железной руды — одна из ведущих сфер хозяйственного комплекса РФ. Но несмотря на это, доля России в мировой добыче руды составляет всего 5,6%. Мировые запасы составляют около 160 млрд. тонн. Объем чистого железа достигает 80 млрд. тонн.

Распределение ископаемых по странам выглядит следующим образом:

• Россия — 18%;
• Бразилия — 18%;
• Австралия — 13%;
• Украина — 11%;
• Китай — 9%;
• Канада — 8%;
• США — 7%;
• остальные страны — 15%.

Руды России

Курская магнитная аномалия — крупное месторождение железной руды в РФ и в мире, в которой объем неочищенного металла достигает 30000 млн. тонн.

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%.

Руда: определение и особенности

Рудами называют горные породы, которые применяются для переработки и извлечения содержащихся в них металлов. Виды этих полезных ископаемых различаются по происхождению, химическому содержанию, концентрации металлов и примесей. В химическом составе руды присутствуют различные его оксиды, гидроксиды и углекислые соли железа.

Интересно!
Руда востребована в хозяйстве с древних времен. Археологам удалось выяснить, что изготовление первых предметов из железа датируется II вв. до нашей эры. Впервые этот материал использовали жители Месопотамии.

Железо
— распространенный в природе химический элемент. Его содержание в коре земли составляет около 4,2%. Но в чистом виде он почти не встречается, чаще всего в виде соединений — в окислах, карбонатах железа, солях и т.д. Железная руда — это соединение минералов со значительным количеством железа. В народном хозяйстве экономически обоснованным считается применение руд, содержащих более 55% этого элемента.

Что делают из руды

Железорудная промышленность
— металлургическая отрасль, которая специализируется на добыче и обработке железной руды. Основное предназначение этого материала на сегодняшний день — производство чугуна и стали.

Всю продукцию, которую делают из железа, можно разделить на группы:

• Передельный чугун с повышенной концентрацией углерода (выше 2%).
• Литейный чугун.
• Сталь в слитках для изготовления проката, железобетона и стальных труб.
• Ферросплавы для выплавки стали.

Для чего нужна руда

Материал используется для выплавки чугуна и стали. Сегодня нет практически ни одной промышленной сферы, которая обходится без этих материалов.

Чугун
— это сплав углерода и железа с марганцем, серой, кремнием и фосфором. Чугун производится в доменных печах, где при высоких температурах руду выделяют из оксидов железа. Практически 90% полученного чугуна является предельным и используется при выплавке стали.

Применяются различные технологии:

• электронно-лучевая выплавка для получения чистого высококачественного материала;
• вакуумная обработка;
• электро-шлаковый переплав;
• рафинирование стали (устранение вредных примесей).

Отличие стали от чугуна — минимальная концентрация примесей. Для очистки применяется окислительная выплавка в мартеновских печах.

Сталь самого высокого качества выплавляется в индукционных электрических печах с экстремально высокой температурой.

Руда отличается по концентрации содержащегося в ней элемента. Она бывает обогащенной (с концентрацией от 55%) и бедной (от 26%). Бедные руды целесообразно применять в производстве только после обогащения.

По происхождению выделяют следующие виды руд:

• Магматогенная (эндогенная) — образовавшаяся под воздействием высокой температуры;
• Поверхностная — осевшие остатки элемента на дне морских бассейнов;
• Метаморфогенная — полученная под воздействием экстремально высокого давления.

Основные соединения минералов с содержанием железа:

• Гематит (красный железняк). Самый ценный источник железа с содержанием элемента от 70% и с минимальной концентрацией вредных примесей.
• Магнетит. Химический элемент с содержанием металла от 72% отличается высокими магнитными свойствами и добывается на магнитных железняках.
• Сидерит (карбонат железа). Отмечается большое содержание пустой породы, самого железа в нем около 45-48%.
• Бурые железняки. Группа водных окислов с низким процентом железа, с примесями марганца и фосфора. Элемент с такими свойствами отличается хорошей восстанавливаемостью и пористой структурой.

Вид материала зависит от его состава и содержания дополнительных примесей. Самый распространенный красный железняк с высоким процентом железа может встречаться в разном состоянии — от очень плотного до пылевого.

Бурые железняки имеют рыхлую, слегка пористую структуру бурого или желтоватого цвета. Такой элемент часто нуждается в обогащении, при этом легко перерабатывается в руду (из него получается высококачественный чугун).

Магнитные железняки плотные и зернистые по своей структуре, выглядят как кристаллы, вкрапленные в породу. Оттенок руды — характерный черно-синий.

Алюминиевая руда

Алюминиевые руды, как известно, иногда содержат, кроме алюминия, в значительном количестве кремний, железо, титан, калий, натрий, кальций, а также в небольшом количестве цирконий, хром, фосфор, галлий, ванадий и некоторые другие элементы. Однако далеко не все из этих элементов в настоящее время извлекаются из алюминиевых руд и используют для нужд народного хозяйства.
 

Алюминиевая руда, в которой А1 находится главным образом, в виде окислов.
 

Алюминиевые руды и известняки в зависимости от их твердости и влажности дробят в две, реже в три стадии. Первая стадия дробления часто осуществляется на руднике или карьере.
 

Наиболее распространенные алюминиевые руды — глины и каолины, а также кианиты и другие силикаты ( силлиманиты, андалузиты) могут использоваться для получения высоко глиноземистых огнеупоров, но в настоящее время не применяются для производства высококачественного глинозема.
 

Основными алюминиевыми рудами являются бокситы, нефелины, алуниты, каолины и кианиты. Наиболее широко используемой рудой для производства алюминия являются бокситы, представляющие собой гдрную породу, в состав которой входят гидраты окислов алюминия, окислы и гидраты окислов железа, кварц, каолинит, карбонаты кальция, железа и магния и ряд других соединений элементов.
 

Важнейшими алюминиевыми рудами в настоящее время являются бокситы, содержащие алюминий в форме гидратированного оксида алюминия Al2CvnH2O, а также нефелины и алуниты. В перспективе возможно использова ние бесщелочных алюмосиликатов ( кианитов, глин, каолинов) и некоторых промышленных отходов — высокоглиноземистых зол, шлаков и хвостов от обогащения углей.
 

Основной алюминиевой рудой являются бокситы. Плотность алюминия при 20 С равна 2 7 г / см3, температура плавления 660 С, теплопроводность при 20 С составляет 0 5 кал / см — сек-град.
 

Если алюминиевая руда содержит глинозем и алюмосиликат, то первоначальной обработкой окисью углерода и хлором возгоняются глинозем и окись железа; алюмосиликат, остающийся как отход, затем обрабатывается хлором в присутствии угля. В этой стадии образуется окись углерода, которая обращается для утилизации ее в первой стадии процесса.
 

Основой алюминиевой руды являются бокситы. Качество боксита тем выше, чем больше в нем содержание глинозема и меньше содержание кремнезема. В СССР огромные залежи высококачественных бокситов находятся на Урале, в Кустанайской области, Тихвинском районе Ленинградской области и в других районах.
 

Месторождения алюминиевых руд встречаются во многих странах мира. В СССР месторождения бокситов имеются на Урале, в Башкирии и Казахстане, залежи нефелина совместно с апатитом находятся в Хибинах, запасы алюминиевых руд встречаются в Сибири.
 

Основой алюминиевой руды являются бокситы. Качество боксита тем выше, чем больше в нем содержание глинозема и меньше содержание кремнезема. В СССР огромные залежи высококачественных бокситов находятся на Урале, в Кустанайской области, Тихвинском районе Ленинградской области и в других районах.
 

Из алюминиевых руд алюминий выделяют электролитическим способом. Этому предшествует тщательная очистка сырья от примесей Ре2Оз, SiO2, так как при электролизе А12О3 железо и кремний, обладая меньшими потенциалами разложения, будут осаждаться на ка — тоде вместе с алюминием. Поэтому электролизу подвергают 10 % раствор оксида алюминия ( III) в расплав-ленном криолите Na3 при 900 — 950 С.
 

Из алюминиевых руд, как правило, сначала выделяют глинозем — технический оксид алюминия, из которого затем получают металлический алюминий. Для производства глинозема годятся далеко не все горные породы. Возможность использования алюминийсодержащйх горных пород в каче стве рудного сырья для получения алюминия определяется технико-экономическими соображениями с учетом применимости известных способов переработки.
 

Из алюминиевой руды, как правило, сначала извлекают техническую окись алюминия ( глинозем), из которой затем получают алюминий. Далеко не все горные породы, содержащие алюминий, могут быть использованы для получения глинозема. Возможность использования горной породы в качестве алюминиевой руды определяется технико-экономической целесообразностью переработки этой породы известными способами.
 

Месторождения руды в России

По объему добычи алюминиевых руд Россия занимает седьмое место в мировом рейтинге. Хотя месторождения алюминиевых руд в России обеспечивают страну металлом в большом количестве, его недостаточно, чтобы полностью обеспечить промышленность. Поэтому государство вынуждено покупать боксит в других странах.

Всего на территории России расположено 50 месторождений руды. В это число входят как места, где ведется добыча минерала, так и еще не разработанные залежи.

Большая часть запасов руды находится в европейской части страны. Здесь они расположены в Свердловской, Архангельской, Белгородской области, в республике Коми. Все эти регионы содержат 70% всех разведанных запасов руды страны.

Алюминиевые руды в России добываются до сих пор в старых бокситовых месторождениях. К таким районам относится Радынское месторождение в Ленинградской области. Также из-за дефицита сырья Россия использует другие алюминиевые руды, месторождения которых отличаются худшим качеством минеральных залежей. Но они все же пригодны для промышленных целей. Так, в России добывают в большом количестве нефелиновые руды, которые также позволяют получить алюминий.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.