Железная руда

Алан-э-Дейл       01.05.2022 г.

Рудные месторождения

Рудное месторождение — это скопление руды. Это отличается от минеральных ресурсов в соответствии с критериями классификации минеральных ресурсов. Рудное месторождение — это одно из проявлений определенного типа руды. Большинство рудных месторождений названы в соответствии с их местонахождением (например, Витватерсранд, Южная Африка), или в честь первооткрывателя (например, никелевые отростки Камбальды названы в честь бурильщиков), или из-за какой-то прихоти, исторической личности, известного человека, чего-то из мифологии (феникс, кракен, серепентлеопард и т. д.) или кодовое название ресурсной компании, которая его нашла (например, MKD-5 было внутренним названием месторождения сульфида никеля на горе Кейт ).

Классификация

Рудные месторождения классифицируются в соответствии с различными критериями, разработанными на основе изучения экономической геологии или рудогенеза . Приведенные ниже классификации являются типичными.

Гидротермальные эпигенетические отложения

  • Мезотермальное рудное месторождение золота, типичное пример которых является Golden Mile , Калгурлите
  • В архейском конгломерате располагались золото-урановые месторождения, типичные для озера Эллиот , Онтарио, Канада и Витватерсранд , Южная Африка.
  • Месторождения золота карлинского типа , в том числе;
  • Эпитермальные жилые отложения штокверк

Гидротермальные источники, связанные с гранитом

  • IOCG или месторождения оксида железа, меди и золота , типичным примером которого является месторождение Cu-Au-U на Олимпийской плотине
  • Медно-порфировые +/- золото +/- молибден +/- месторождения серебра
  • Связанные с интрузией медь-золото +/- (олово-вольфрам), типичным примером которой являются месторождения Надгробие, Аризона
  • Гидромагматические месторождения железных руд магнетита и скарнов
  • Скарновые рудные месторождения меди, свинца, цинка, вольфрама и др.

Магматические месторождения

  • Магматические никель-медно-железо-платинные месторождения, в том числе
    • Накопление ванадисодержащего или платиносодержащего магнетита или хромита
    • Кумулятивные месторождения твердого титана ( ильменита )
    • Коматиит содержит месторождения Ni-Cu-PGE
    • Подтип субвулканического питателя, представленный Норильск-Талнахом и поясом Томпсона , Канада
    • Связанный с интрузией Ni-Cu-PGE, типичным примером которого является Voisey’s Bay , Канада и Цзиньчуань , Китай
  • Месторождения латеритных никелевых руд , примеры включают Горо и Акое ( Филиппины ) и Равенсторп, Западная Австралия .

Отложения вулканического происхождения

Разрез типичного вулканического месторождения массивных сульфидов | вулканогенных массивных сульфидов (ВМС).

  • Вулканический массивный сульфид (VHMS) Cu-Pb-Zn, включая;
    • Примеры включают Teutonic Bore и Golden Grove, Западная Австралия.
      • Тип Бесши
      • Тип Куроко

Метаморфически переработанные месторождения

  • Парамагматические месторождения оксида железа — хромита с подиформными серпентинитами , типичными для которых являются Сэвидж Ривер, железная руда Тасмании , месторождение хромита Кубина
  • Broken Hill Type Pb-Zn-Ag, относящийся к классу переработанных месторождений SEDEX

Карбонатит-щелочно-магматический родственный

  • Фосфор- танталит — вермикулит ( Фалаборва, Южная Африка )
  • Редкоземельные элементы  — гора Велд , Австралия и Баян Обо , Монголия.
  • Диатрема разместила алмаз в кимберлите , лампроите или лампрофире

Осадочные отложения

Увеличенное изображение образца полосчатой ​​формации железа из Верхнего Мичигана. Шкала 5,0 мм.

  • Железорудные месторождения полосчатых железных формаций , в том числе
    пизолита

Тяжелые минеральные пески рудных месторождений и другие песчаные дюны , размещенные депозиты

Аллювиальные золота, алмазов, олова, платины или черные песчаные отложения
Тип отложений аллювиального оксида цинка: единственный пример Skorpion Zinc

Осадочные гидротермальные отложения

  • SEDEX
    • Свинец — цинк — серебро , типичным примером которого являются Red Dog , McArthur River , Mount Isa и т. Д.
    • Стратиформная медь, содержащая аркоз и сланец, типичным примером которой является замбийский медный пояс.
    • Стратиформный вольфрам , характерный для Рудных месторождений, Чехословакия.
    • Exhalative spilite- кремней принимал месторождения золота
  • Свинцово-цинковые месторождения типа долины Миссисипи (MVT)
  • Гематитовые месторождения железных руд измененной полосчатой ​​формации железа

Яковлевское месторождение

Яковлевское железорудное месторождение находится недалеко от поселка Яковлево, Белгородской области. Впервые данные об этом месторождении железа геологи получили в 1953 году в ходе проведения специальных разведывательных операций.

Данное месторождение славится рудой, содержание железа в которой достигает невероятных 66%

Яковлевское месторождение также входит в состав Курской магнитной аномалии и скрывает в своих недрах 1868 миллиардов тонн важной для промышленности России руды

Ежемесячно добывающий комбинат поставляет около 15 тысяч тонн руды, чьё повышенное содержание железа способно заинтересовать металлургические комбинаты по всей стране и за рубежом. Но основным покупателем бесценной руды на протяжении многих десятков лет остается металлургический комбинат, располагающийся в городе Тула. Данное предприятие специализируется в основном на выплавке чугуна.

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.

Обогащение железных руд

В недрах земли железная руда хранится в первозданном виде, непригодном для использования человеком в народном хозяйстве. Чтобы отделить металлы от минералов, применяют метод обогащения. При этом используют свойства руд различного характера. В результате этого процесса, повышают концентрацию ценных минералов, а пустые и ненужные элементы удаляют. Технологический процесс обогащения состоит из нескольких отдельных операций, в результате чего получают минерал в том состоянии, которое необходимо.

В первую очередь, сортируют и предварительно обрабатывают сырье, полученное после разработки железных руд. К предварительным работам относят грохочение, дробление и обжиг. После этого, заготовки железной руды направляют на основную переработку, которая основана на различиях свойствах составляющих компонентов сырья:

  • влагопоглощаемости;
  • магнитной способности;
  • плотности заготовок;
  • промываемости;
  • других специфических свойствах.

Процесс обогащения железной руды повышает концентрацию ценных элементов. Выполняют процедуру следующими методами:

  • механическим;
  • физическим;
  • химическим.

Механические методы выделяют металлическое включение железной руды, используя дробление, размалывание или грохочение. Целью такой обработки является получение измельченного сырья определенной фракции. В зависимости от типа применяемого оборудования, получают заготовки грубого, среднего или тонкого помола.

Форма полученных частиц и состав гранул позволяет увеличить дисперсность ценных элементов, которые необходимо выделить в процессе обогащения. Железная руда, после обогащения механическими методами становится устойчивой к колебаниям температуры, имеет однородность смеси, улучшает глубину и скорость химических реакций при воздействии других элементов.

Механические методы обогащения руды могут выполняться посредством классификаторов лоточного или конусного типа. Железные включения иногда отделяют с использованием водной среды.

При обогащении физическими способами применяют методы отсадных машин, гравитации, тяжелых сред, магнитной и электростатической сепарации, концентрации и флотации. Последний из этих способов позволяет отделить в рудах гидрофобные элементы от гидрофильных частиц, при этом масляные капли или пузырьки газа соединяются с трудно смачиваемыми взвесями и поднимают их на поверхность. Флотация способствует получению высококонцентрированных соединений, благодаря взаимодействию с частицами тяжелых металлов.

Химическое обогащение применяют как для обработки самих руд, так и для рудных концентратов, полученных в результате механического или физического воздействия. Такую обработку выполняют посредством плавления, обжига или выщелачивания.

Метод плавления использует различные свойства металлов и способствует полному избавлению от пустых пород и концентрированию железных элементов. Обжиг используют, как предварительную обработку перед выщелачиванием, которое выполняют в водной среде или растворителе с применением и газообразных реагентов.

Извлечение металлических включений находящихся в руде после обогащения, выполняют, применяя электролиз или химическое осаждение. Возможно использование различных растворителей, которые отделят необходимый ценный элемент.

Обогащение железной руды


Обогащение железной руды

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.

Результатом обогащения становиться железорудный концентрат, использующийся при плавке.

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.

Типы руд

До хардмода

  • Медь — самая первая руда, встречается повсеместно, даже на поверхности.
  • Олово является альтернативой меди и немного лучше по характеристикам.
  • Железо может залегать неглубоко под землей и редко на поверхности.
  • Свинец является альтернативой железу и немного лучше по характеристикам.
  • Серебро встречается в пещерах, также может быть найдено под парящими островами.
  • Вольфрам в основном встречается под землёй и является альтернативой серебру.
  • Золото встречается глубоко под землей, очень редко на поверхности.
  • Платина залегает там же, где и золото, соответственно альтернатива последнего. Как и перечисленные выше руды может быть добыта даже медной киркой.
  • Демонит падает с Глаза Ктулху и Пожирателя миров в мирах с Искажением. Иногда можно найти под землей в очень малых количествах (1-7), она светится, что упрощает ее нахождение. Добывается золотой киркой и лучше.
  • Кримтан падает с Глаза Ктулху и Мозга Ктулху в мирах с Кримзоном.Является альтернативой демониту, соответственно немного лучше по характеристикам. Иногда можно найти под землей в очень малых количествах (1-5), она светится, что упрощает ее нахождение. Добывается золотой киркой и лучше.
  • Метеоритная руда добывается из метеорита и наносит урон игроку при прикосновении, накладывая на игрока дебафф Горение, пока не будет надет обсидиановый череп или вещи сделанные из него. Если вблизи игрока есть 50 или более блоков метеорита начинают спавниться метеоритные головы. Добывается вольфрамовой киркой и лучше.
  • Адский камень находится глубоко в Аду. Как и метеоритная руда, накладывает на игрока дебафф Горение; избежать урона можно такими же способами. Добывается кошмарной киркой или лучшей. После добычи оставляет за собой полблока лавы, но если уже добытый блок руды поставить, а потом опять сломать, то лавы не будет.

В хардмоде

  • Кобальт появляется после перехода игры в режим хардмода после разрушения первого демонического алтаря. Добывается адской киркой или лучше.
  • Палладий может быть сгенерирован вместо кобальта при разрушении демонического алтаря, соответственно альтернатива последнего. Добывается адской киркой и лучше.
  • Мифрил также является хардмод-рудой. Появляется после разрушения второго демонического алтаря. Добывается кобальтовым буром (киркой) и лучше.
  • Орихалк является заменой мифрилу, генерируется при разрушении второго демонического алтаря, соответственно альтернатива последнего. Добывается кобальтовым буром (киркой) и лучше.
  • Адамантит — самая лучшая руда хардмода до обновления 1.2. Появляется после разрушения третьего демонического алтаря. Добывается мифриловым буром (киркой) и лучше.
  • Титан может возникнуть вместо адамантита при разрушении третьего демонического алтаря, соответственно альтернатива последнего. Добывается мифриловым буром (киркой) и лучше.
  • Хлорофит — самая лучшая руда в игре до обновления 1.3. Встречается глубоко в джунглях в хардмоде, добывается буропилом (киркопором) и лучше.
  • Люминит — самая лучшая руда в игре. Не встречается в мире в виде залежей, можно получить только в качестве дропа с Лунного лорда. С помощью нее создаётся лучшая броня и самые мощные инструменты в игре. Может быть разрушена любой киркой после размещения. 

Характер происхождения

Большая часть известных рудниковых типов была сформирована под влиянием трёх основных факторов. От них, собственно, зависят особенности и характеристики руды железа.

Магматическое формирование. Магматические составы формировались под воздействием высоких температур магмы либо при условии высокой активности древних вулканов. По сути, имели место естественные процессы перемешивания и переплавки горных пород.

Эта разновидность полезных ископаемых представляет собой кристаллические минеральные ископаемые соединения, отличающиеся высоким процентом содержания железа. Залежи магматических ископаемых, как правило, можно обнаружить в зонах старинного образования гористых местностей. Именно в этих местах расплавленные вещества подходили максимально близко к поверхностным слоям почвы.

Метаморфическое формирование. В процессе такого формирования образуются минералы осадочного типа. Суть этого процесса сводится к передвижению отдельных участков коры Земли при котором определённые пласты, богатые определёнными элементами, попадают под породы, залёгшие выше.

Полезные ископаемые, которые образовались при очередном перемещении, мигрируют ближе к земляной поверхности. Железная руда, которая образуется в процессе метаморфического формирования, как правило, имеет высокое процентное содержание полезных металлических соединений и располагается не слишком глубоко от поверхности. Один из наиболее распространённых примеров – железняк магнитный, содержащий в своём составе до 75% железа.

Осадочное формирование. В данном случае основные факторы этого типа формирования рудников – естественные силы природы, в частности ветры и вода. Пласты породы подвергаются разрушению и перемещению в низины – именно здесь они скапливаются, формируя отдельные слои. В качестве реагента выступает вода, которая выщелачивает исходные материалы. В ходе таких процессов формируются залежи бурого железняка, представляющего собой рассыпчатую, разрыхлённую массу с высоким содержанием минеральных примесей и процентным содержанием железа до 35-40%.

За счёт различной специфики образования метаморфических пород сырьё часто перемешивается внутри пластов с магматической породой, известняком и глиной. В одном и том же месторождении, обозначенном соответствующим знаком на карте, обнаруживаются различные по происхождению залежки, которые перемешаны между собой. Места, предположительно богатые осадочными железными рудами в этом случае определяются в ходе геологических разведочных мероприятий.

Основные свойства и типы. Из какой руды получают железо?

К наиболее распространённому типу принято относить красный железняк, основой которого служит гематитовый оксид. В его составе содержится минимум побочных примесей и свыше 70% железа.

Следующий по распространённости – бурый железняк (лимонит), представляющий собой оксид железа, содержащий в своём составе H2O. Как правило, в состав лимонита входит порядка четверти процентного содержания железа. В природе бурый железняк можно встретить в форме пористых, рыхлых пород, содержащих фосфор и марганец. В качестве пустой породы в руде содержится глина.

Магнитная руда железа содержит в своём составе магнитный оксид, свойства которого теряются в условиях сильного нагрева. В природе встречается намного реже вышеперечисленных пород и по процентному соотношению железа в некоторых случаях не уступает красному железняку.

Железняк шпатовый – рудная порода, содержащая сидерит с высоким содержанием глины в составе. Это весьма редкая порода, а за счёт малого содержания железа добывают его намного реже, особенно если речь идёт о промышленном применении.

Помимо оксидов существуют другие железорудные типы, в основу которых входят карбонаты и силикаты.

Географическое расположение ключевых месторождений

Все основные месторождения принято делить на:

  1. Метаморфогенные – кварцитовые залежи;
  2. Экзогенные – бурый железняк и прочие осадочные породы;
  3. Эндогенные – преимущественно титаномагнетитовые составы.

Подобные рудные залежи встречаются практически на каждом континенте. Большая часть железорудных залежей находится на территории стран СНГ, в частности это территория Казахстана, России и Украины. Достаточно большими запасами железорудных скоплений могут похвастать такие государства, как ЮАР, Индия, США, Австралия, Канада и Бразилия. Существуют карты месторождений железной руды, как в мировых масштабах, так и с более подробным указанием залежей на территории конкретного государства.

СТРУКТУРА

Две модификации кристаллической решетки железа

Для железа установлено несколько полиморфных модификаций, из которых высокотемпературная модификация — γ-Fe(выше 906°) образует решетку гранецентрированного куба типа Сu (а = 3,63), а низкотемпературная — α-Fe-решетку центрированного куба типа α-Fe (a = 2,86).
В зависимости от температуры нагрева железо может находиться в трех модификациях, характеризующихся различным строением кристаллической решетки:

  1. В интервале температур от самых низких до 910°С —а-феррит (альфа-феррит), имеющий строение кристаллической решетки в виде центрированного куба;
  2. В интервале температур от 910 до 1390°С — аустенит, кристаллическая решетка которого имеет строение гранецентрированного куба;
  3. В интервале температур от 1390 до 1535°С (температура плавления) — д-феррит (дельта-феррит). Кристаллическая решетка д-феррита такая же, как и а-феррита. Различие между ними только в иных (для д-феррита больших) расстояниях между атомами.

При охлаждении жидкого железа первичные кристаллы (центры кристаллизации) возникают одновременно во многих точках охлаждаемого объема. При последующем охлаждении вокруг каждого центра надстраиваются новые кристаллические ячейки, пока не будет исчерпан весь запас жидкого металла.
В результате получается зернистое строение металла. Каждое зерно имеет кристаллическую решетку с определенным направлением его осей.
При последующем охлаждении твердого железа при переходах д-феррита в аустенит и аустенита в а-феррит могут возникать новые центры кристаллизации с соответствующим изменением величины зерна

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.