Природные ресурсы китая

Алан-э-Дейл       23.10.2022 г.

Железные руды

Виды этих полезных ископаемых значительно разнятся. Что такое руды, в частности, железные? Если руда содержит достаточное для промышленной переработки количество металла, она называется железной. Они различаются происхождением, химическим составом, а также содержанием металлов и примесей, которые могут быть полезными. Как правило, это сопутствующие цветные металлы, например, хром или никель, но бывают и вредные – сера или фосфор.

Химический состав железных руд представлен различными его оксидами, гидроксидами или углекислыми солями окиси железа. К разрабатываемым рудам относятся красный, бурый и магнитный железняк, а также железный блеск – они считаются самыми богатыми и содержат металла более 50 %. К бедным относят такие, в которых полезный состав меньше – 25 %.

Мировые запасы железной руды

Добыча железной руды – одна из ведущих отраслей производственного комплекса в России. Несмотря на этот факт, наша страна добывает только 5,6% от общей добычи руды в мире. Всего же мировые запасы составляют более 160 миллиардов тонн. По предварительным подсчётам, содержание чистого железа может доходить до 80 миллиардов тонн. Распределение запасов железной руды по странам:

Карта запасов железной руды России

  • Российская Федерация – 18%;
  • Китайская Народная Республика – 9%;
  • Австралия – 14%;
  • Бразилия – 18%;
  • Украина – 11%
  • Канада – 8 %
  • США – 7 %
  • Остальные страны – 15%.

Железные руды принято различать по содержанию железа, а также по минеральному составу (примеси). Также руды разделяют на богатые железом (больше половины железа), рядовые (от четверти до половины) и бедные (содержание железа менее четверти).

Магнитный железняк, содержащий максимальное количество железа, добывается в России на Урале – в горах Высокая, Магнитная; Качканар, Благодать.

Большие залежи в Швеции близ городов Фалуня, Гелливар и Даннемор. В США значительные залежи в штате Пенсильвания. В Норвегии – Персберг и Арендаль. Россия занимает третье место в мире по числу залежей руд в мире. На первом месте – Бразилия, на втором – Австралия. Запасы железной руды в России на сегодняшний день составляют более 50 миллиардов тонн.

Способы добычи

Все способы добычи пород можно разделить на 2 основных вида: открытый (карьеры) и закрытый (шахты). Открытый способ добычи приносит больший урон экологии, в отличие от закрытого способа. Но его применение требует небольших капитальных вложений. Руда, которая залегает неглубоко в земной коре (до 500 м), извлекается карьерным способом.

На первоначальном этапе срезается верхний слой почвы. Дальнейшие действия направлены на выемку породы с помощью ковшей специальной техники, ее погрузку на транспортеры и доставку в обогатительные комбинаты.

Железные руды Урала. Бакальское месторождение

При разработке карьеров используют технологию взрыва, для более легкой выемки породы. Взрывные работы осуществляются с использованием следующих веществ:

  • аммиачная селитра;
  • эмульгированная нефть.

Взрыв осуществляется за доли секунды и способен разрушить большие площади горной породы. При взрывных работах качество руды никак не страдает. Самый большой карьер не только в России, но и во всем мире расположен в Белгородской области, между Старым Осколом и городом Губкин.

Самый большой в мире карьер, добывающий руду открытым способом, находится в Белгородской области

Называется он Лебединский, его дважды заносили в книгу рекордов Гиннеса за размеры и по объемам добычи – глубина 450 м, диаметр – 5 км, по оценкам здесь залегает 14,6 млрд тонн железной руды, в сутки работают около 133 единиц машинной техники, один самосвал способен доставлять до 200 кг руды.

Примечательным фактом о данном карьере является то, что он подвергается затоплению подземными водами. Если бы не производилась их откачка, через месяц этот огромный карьер был бы полон.

Установки для разработки шахты

Однако использование карьерной разработки месторождений становится невозможным, когда уровень залегания полезной породы ниже 500 метров. В таком случае используют строительство подземных шахт. Иногда их глубина достигает нескольких километров. Под землей копаются штреки – обширные разветвления.

Машины комбайного типа врезаются шипами в горную породу, разламывая ее, затем с помощью погрузчиков она доставляется на поверхность.

Добыча руды шахтным способом довольно затратная, поскольку требует определенной инфраструктуры, а также создания безопасных условий для работы людей и техники. Частые случаи смещения земной породы и обвала шахт, их затопления и прочие катаклизмы. Поэтому этот способ не применяется в России, когда руда содержит небольшой процент железа. Хотя технологии обрабатывающей промышленности постоянно развиваются и дают возможности более продуктивного обогащения руд, содержащих железо в малых количествах.

Запасы железных руд в стране

Россия богата различными месторождениями. Самое большое в мире – это Курская магнитная аномалия, содержащая почти 50 % всех мировых запасов. В этом регионе магнитная аномалия отмечалась уже в XVIII веке, однако разработка залежей началась лишь в 30-х годах прошлого столетия. Запасы руд в этом бассейне с высоким содержанием чистого металла, они измеряются миллиардами тонн, а добыча ведется открытым или подземным методом.

Бакчарское месторождение железных руд, являющееся одним из наибольших в стране и мире, открыто в 60-х годах прошлого века. Запасы руды в нем с концентрацией чистого железа до 60 % составляют около 30 миллиардов тонн.

В Красноярском крае находится Абагасское месторождение – с магнетитовыми рудами. Открыто было оно еще в 30-х годах прошлого столетия, однако разработку его начали вести только через полвека. В Северной и Южной зонах бассейна добыча ведется открытым способом, а точное количество запасов равно 73 миллионам тонн.

Открытое еще в 1856 году, до сих пор является действующим Абаканское месторождение железных руд. Сначала разработка велась открытым способом, а с 60-х годов XX века – подземным способом на глубине до 400 метров. Содержание чистого металла в руде доходит до 48 %.

Добыча медной руды

Вследствие низкого содержания меди в руде ее добыча связанна с переработкой больших объемов горных пород. Для того, чтобы выплавить 1 т меди нужно переработать свыше 200 т руды. Методы добычи меди:

  • открытый способ. Если рудные месторождения находятся близко к земной поверхности, то их разрабатывают таким способом глубина открытых разработок составляет 150-300 м. Метод характеризуется более низкими потерями
  • подземный способ. Этим методом руду добывают с глубины 500 м, а иногда и с 800-1000 м.

Существует пять технологических систем разработки месторождений:

  • при помощи самоходного оборудования. Эта технология широко применяется
  • при помощи вибрационных механизмов непрерывного действия
  • при помощи твердеющей закладки выработанного пространства. При этом происходит сплошная выемка запасов мощных залежей с наименьшими потерями. С применением подобных систем снижаются потери в 3-4 раза
  • метод выемки руды горизонтальными пластами. Во время наполнения выработанного пространства (в рудниках под землей) твердеющими соединениями применяют футерованные резиной или базальтом трубы, период эксплуатации которых в 50-100 раз выше, чем у стальных
  • циклично-поточная технология реализации горных работ.

Таблица 1. Добыча меди в мире

Страна Добыча руды ( тыс. тонн в год) Запасы ( млн. тонн)
Чили 5,38 140
США 1,16 35
Перу 1 30
Индонезия 0,8 35
Австралия 0,85 24
Россия 0,84 20
Китай 0,62 26
Мир 14,49 467

Запасы железных руд и руд цветных металлов (алюминия, меди, олова, никеля, золота) в мире

Мировые общегеологические запасы железных руд составляют около 400 млрд. т. Наиболее крупными запасами железных руд обладают:

  1. Россия (около 90 млрд. т — 23%);
  2. Бразилия (50 млрд. т — 13%);
  3. Китай (40 млрд. т— 10%).

Также выделяются США, Канада, Австралия, Индия, ЮАР, Украи­на, Франция, Швеция и Казахстан.

Наиболее крупными в мире железорудными регионами и месторож­дениями являются: КМА и Качканар (Россия), Кривой Рог (Украина), Анынань (Китай), Роугхат и Байладила (Индия), «железный треуголь­ник» — Серра-дус-Каражас, Итабира и Морру-ду-Урукун (Бразилия), бассейн Хаммерсли (Австралия), полуостров Лабрадор (Канада), Месаби (США), Туге (Либерия), Сайшен (ЮАР), Кирунавара (Швеция) и Лота­рингский бассейн (Франция).

Для руд цветных металлов характерно размещение в земной коре в виде металлогенических поясов — огромных бассейнов, вытянутых ино­гда на тысячи километров.

Алюминиевый пояс охватывает острова Карибского моря, проходит через северную часть Южной Америки, далее — через Западную и Эква­ториальную Африку до Индии. Среди стран алюминиевого пояса следует отметить Ямайку (Кингстон), Венесуэлу, Суринам, Гайану, Бразилию (Тромбетас), Гвинею (Боке и Фриа), Индию (Арманкантак). Однако крупнейшее в мире месторождение бокситов находится в Австралии — Уэйпа. Среди европейских стран следует отметить Россию (Бокситогорск, Сулея), Венгрию (Айка), Грецию (Парнас-Киона).

Медные руды размещаются преимущественно в трёх медных поясах мира. Первый медный пояс охватывает Кордильеры и Анды, где по запа­сам медных руд абсолютное мировое первенство принадлежит Чили, на территории которого находится крупнейшее в мире месторождение — Чукикамата. Среди других стран этого пояса выделяются США (Моренси и Дуглас), Канада (Грендак и Садбери), Мексика (Кананеа), Перу (Ило). Второй медный пояс расположен в Африке, где крупные запасы медных руд остались лишь в северной части Замбии (Ндола и Китве-Нкана). Тре­тий медный пояс начинается в Финляндии, далее проходит через Польшу (Легница), Сербию (Бор), Болгарию (Медет), Армению (Алаверди), Иран (Серчешме) и доходит до Индии (Кхетри). Среди стран не вошедших в состав медных поясов мира, следует отметить запасы России (Урал), Ка­захстана (Джезказган), Китая (Куньмин) и Австралии (Маунт-Айза).

Оловянный пояс простирается по всему западному побережью Тихого океана от Чукотки до Тасмании. Среди стран этого пояса запасами оловян­ных руд выделяются Россия (Эсэ-Хайя, Певек, Кавалерово), Китай (Гэцзю), Таиланд (Пхукет), Малайзия (Тайпинг), Индонезия (Белитунг). За пре­делами оловянного пояса расположена Боливия, где находится крупнейшее в мире месторождение оловянных руд — Потоси, а также Нигерия (Джое). Материал с сайта https://worldofschool.ru

Основные запасы никелевых руд размещаются на территории России (Норильск), Канады (Томпсон и Садбери), ЮАР (Лейдсдорп), Кубы (Никаро), Бразилии (Никеландия), Филиппин (Нонок), Индонезии (Ларона), Австралии (Камбалда) и Новой Каледонии (Нумеа).

Запасами полиметаллических руд в мире выделяются Россия (Дальнегорск), Казахстан (Усть-Каменогорск), Испания (Рио-Тинто), Китай (Шуйкоушань), США (Кёр-д’Ален), Канада (Матагами), Мексика (Чиуауа), Австралия (Брокен-Хилл и Маунт-Айза).

Крупными месторождениями золота обладают ЮАР (Витватерсранд), Австралия (Калгурли), Россия (Дукат, Бодайбо), США (Крипл-Крик), Канада (Йеллоунайф), а также Китай, Перу, Узбекистан, Индоне­зия, Гана и Папуа — Новая Гвинея.

На этой странице материал по темам:

Вопросы по этому материалу:

Способы добычи руды

Сейчас существует несколько основных методик добычи руды. Для каждого случая выбор делается индивидуально. Специалисты в ходе принятия решения оценивают ряд факторов, в том числе экономическую целесообразность эксплуатации определенных машин и агрегатов, особенности расположения железной руды и некоторые другие.

Карьерный способ

Основная масса мест добычи железной руды разрабатывается по карьерной методике. Она предполагает на начальном этапе работы подготовку карьера определенной глубины (в среднем 300 метров). Далее, в работу включается прочее оборудование. Рудная масса вывозится из него посредством крупных самосвалов.

Карьерный способ применяется для добычи угля, песка, глины, гранита, известняка, торфа

Обычно горная порода сразу же переправляется на специализированные предприятия для дальнейшего изготовления из него железорудной продукции, в том числе стали.

При подготовке карьера при данном способе добычи применяются наиболее крупные и массивные экскаваторы. Как только процесс достигнет своего завершения и техника достигнет нижних слоев рудной массы, осуществляется анализ полученных образцов непосредственно перед началом добычи железной руды. По его результатам определяется конкретная доля железа в его составе.

Решение о начале разработок и добыче железной руды принимается в том случае, если анализ показывает присутствие железа в количестве более 57%. Данный вариант будет выгодным в экономическом плане. В противном случае специальная комиссия решает необходимость добычи такого материала наряду с возможными вариантами улучшения качества производства.

Открытая методика добычи имеет массу преимуществ. Основной ее недостаток состоит в том, что разработки и извлечение рудных тел могут проводиться на небольших глубинах.

Шахтный способ

Закрытый метод добычи железной руды

На практике руда часто залегает довольно глубоко. Это обуславливает необходимость обустройства шахт. Их глубина достигает нескольких сотен метров – вплоть до километра. Изначально организуется ее ствол, который имеет внешнее сходство с колодцем.

Специализированные коридоры отходят от шахтного ствола. Их именуют штреками. Это один из самых эффективных способов добычи руды. При этом он наиболее затратен в финансовом плане и опасен.

Скважинная гидродобыча

СГД – это гидромеханический способ. В этом случае добыча предполагает организацию глубокой скважины, куда входят снабженные гидромонитором трубы. Далее, посредством струи воды горная порода откалывается и перемещается наверх.

Такой вариант характеризуется небольшой эффективностью при высокой безопасности. На практике его применяют в 3% случаев.

Схема гидродобычи

Золото

Несмотря на то, что золото получают и на медных рудниках, в стране есть и отдельные месторождения драгоценных металлов. По его добыче США входит в тройку лидирующих государств. Первые месторождения были открыты еще в 1779 году на Аляске. Самые большие залежи находятся в штате Невада. Промышленную ценность представляют районы:

  • Карлин;
  • Серовато-Коричнева шахта;
  • Золотой прииск;
  • Шахта золотого руна;
  • Робинсон.

На территории страны легально добывают золото и туристы. В Калифорнии и Аляске есть небольшие месторождения рассыпного золота, которые не имеют промышленной ценности. Но они привлекают старателей, которые пытаются обогатиться или развлечься с помощью ценных находок. Раньше на этой территории возникали даже явления золотой лихорадки.

Где добывают руду

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.

Страны, богатые рудами

Распределение ископаемых по странам выглядит следующим образом:

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

Существенные залежи железной руды отмечены в Швеции (города Фалуня и Гелливар). В Америке обнаружено большое количество руды в штате Пенсильвания. В Норвегии металл добывается в Персберге и Арендали.

Руды России

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

Интересно!


Аналитики отмечают, что масштабы добычи ископаемых на рудниках КМА сохранятся вплоть до 2020 года, в дальнейшем будет наблюдаться спад.

Площадь рудников Кольского полуострова составляет 115000 кв.км. Здесь добывается железная, никелевая, медная руды, кобальт и апатиты.

Горы Урала также входят в число самых крупных месторождений руды в РФ. Основной район разработок — Качканар. Объем рудных ископаемых составляет 7000 млн. тонн.

В меньшем объеме металл добывается в Западно-Сибирском бассейне, в Хакасии, Керченском бассейне, в Забайкальске и Иркутской области.

Железная руда — основное сырье для металлургической промышленности мира. Рынок железной руды в значительной мере влияет на экономику разных стран.

Сегодня основным потребителям этого металлургического сырья является Китай. Отметим, что именно эта азиатская страна по производству стали в мире занимает лидирующие позиции, поставляя на мировой рынок практически 50 процентов металла.

Посмотрим, каковы запасы железных руд в мире на сегодняшний день и кто лидирует в рейтинге стран, добывающих железную руду.

Добыча

Рассматривая количество полезных ископаемых, которые ежегодно добываются в стране, необходимо учитывать 2 основных фактора – как изменяется уровень добываемых ресурсов по годам и как отличается ситуация в разных регионах с точки зрения добычи ресурсов.

По регионам

Далее приведена специфическая карта, которая отражает регионы, где более всего добывают тех или иных ископаемых:

  • Основными нефтегазоносными провинциями являются – Енисейская, Анабарская, Западно-Сибирская, Прикаспийская и Волго-Уральская. Как видно из названий, больше всего этого сырья добывают в Омской, Томской, Новосибирской, Саратовская, Оренбургской, Самарской, Ульяновской, Кировской области, а также в республиках Удмуртия, Татарстан, Башкортостан. Ещё можно отметить районы Азовского и Каспийского морей.
  • Что касается добычи каменного угля, то наиболее богатыми являются Тува, Урал, Забайкалье, Сахалин, Прибайкальский район.
  • По горючим сланцем лидируют Ленинградская область, Волжский регион, а также Сибирь.
  • По запасам торфа выделяются регионы Западной Сибири и Северного Урала.
  • По железным рудам самый большой бассейн в России и один из крупнейших в мире – это Курская магнитная аномалия. Помимо этого, большие запасы наблюдаются в Карелии, Урале, Горном Алтае, Забайкалье, Восточных Саянах.
  • По марганцевым рудам богатыми являются месторождения Урала, Сибири, Дальнего Востока, Кемеровской области.
  • Титановые руды залегают в Западной и Восточной Сибири, Карелии, Забайкалье, Урале.
  • Запасы хрома разрабатываются на полярном Урале, а также в Ключевском месторождение на Урале.
  • Алюминий добывают на Кольском полуострове, Забайкалье, Бурятии.
  • Запасы вольфрама также располагаются в Бурятии, на Дальнем Востоке, в республиках Северного Кавказа, а именно в Баксанском ущелье, а также в Карелии, Свердловской, Челябинской, Мурманской областях.
  • Самые богатые месторождения золота – это Урал, Забайкалье, Восточная Сибирь, республика Саха.
  • Серебра добывают больше всего на Урале, в Якутии, Алтайском крае.
  • Алмазы, а точнее, кимберлитовые месторождения залегают в районе сибирской платформы. Именно здесь кимберлитовые трубки начали разрабатываться и проводиться добыча алмазов. Самые большие рудники в Сибири (пермский край), Урал и Якутия.

По годам

Рассматривая динамику добычи полезных ископаемых за последние 3 года, Росстат приводит следующую статистику. Все ниже представленные данные, приведены в процентном соотношении к среднемесячному показателю 2015 года:

  • На январь 2016 года общий объем составляет 100% к среднестатистическому показателю предыдущего календарного года;
  • На декабрь 2016 года показатель вырос до 108%;
  • К 6 месяцу 2017 года он составил 104%;
  • К концу 2017 года вырос до 108%;
  • К 7 месяцу 2018 года составил почти 111%.

Как видно, даже за последние 3 года, статистика свидетельствует о том, что постепенно происходит динамика получения полезных ископаемых в стране.

Если же говорить о более глобальных статистических параметрах за длительный промежуток времени, то ситуация выглядела за весь современный период России следующим образом:

  • Если принять, что в 1991 году добывалось 100%, то уже к 1994 году промышленность показала спад до 70%.
  • В 1998 году продолжала опускаться до своего максимального минуса в 65% по сравнению с 1991 годом.
  • И именно с этого момента показатель начал расти. Этот рост проходил неуклонно, и уже в 2010 году составлял около 107% по отношению к 1991 году.
  • А к 2011 календарному периоду достиг отметки в 113%.

Естественно, что это усредненные показатели. Но если рассматривать по каждой конкретной группе, то и тут будет наблюдаться рост. Так, например, в 2015 году:

  • Добыча по всем ископаемым выросла на 0,4%, по сравнению с предыдущим календарным годом.
  • Каменный уголь усилился более всего, показав прирост на 4,4%.
  • Получение урановых и ториевых руд возросла на 0,1%.
  • Добываемый бурый уголь увеличился на 7,5%.
  • Железной руды добыли на 1,1% больше.

Классификация

Существует разделение полезных минералов, при котором они имеют вид:

  • окатышей;
  • агломератов;
  • брикетов;
  • рассыпчатой руды,
  • полученной методом сепарирования.

Большое количество разнообразных по составу и происхождению минеральных ископаемых, требует распределения железных руд промышленного назначения по типам.

Магнетит-гематитовая в кварцитах. Такой минерал называют красным железняком. Залежи встречаются часто, имеют прочное строение кристаллов от вишнево-красного до красно-коричневого цвета. Поддается обработке очень сложно, имеет металлический блеск и характерную чешуйчатую или зернистую структуру.
Магно-магнетитовая в скарнах и магнетитовая руда. Структура этого минерала характерна тем, что при замещении железа на марганец, происходит увеличение структурных ячеек минерала. Может быть получена при воздействии высокой температуры в силикатной и карбонатной железных рудах.
Апатит-магнетитовый в карбонитах. Встречается со структурой кристаллов в виде иголок, призм, коротких столбцов или других форм. Часто содержит примеси различных металлов, в том числе редкоземельных элементов.
Именит-титаномагнетитовая в базитах и ультрабазитах, а также титаномагнетитовые минералы. Такой материал называют титанистым железняком, кристаллы могут иметь вид ромбоэндрических или пластинчатых форм

После извлечения теряет магнитные свойства, что очень важно для промышленной добычи.
Гетит-гидрогетитовые руды в корах выветривания. Порошкообразные, пластинчатые и игольчатые кристаллы, обычно бурого цвета, трудно поддаются плавлению паяльной лампой

Образуются под воздействием влияния атмосферных явлений.
Мартит-гидротеметитовые руды, которые образованы по кварцитам. Это минералы высокого сорта, образуются при окислении магнетита на большой глубине в гидротермальных растворах и при окислении в местах выветривания.

Применение данной классификации упрощает добычу и обработку железной руды, а также поиск полезных минералов, включающих в состав важные элементы.

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.

Свойства стали

Физические свойства

  • плотность ρ ≈ 7,86 г/см3; коэффициент линейного теплового расширения α = (11…13)·10−6 K−1;
  • коэффициент теплопроводности k = 58 Вт/(м·K);
  • модуль Юнга E = 210 ГПа;
  • модуль сдвига G = 80 ГПа;
  • коэффициент Пуассона ν = 0,28…0,30;
  • удельное электросопротивление (20 °C, 0,37—0,42 % углерода) = 1,71·10−7 Ом·м.

Зависимость свойств от состава и структуры

Свойства сталей зависят от их состава и структуры, которые формируются присутствием и процентным содержанием следующих составляющих:

  • Углерод — элемент, с увеличением содержания которого в стали увеличивается её твёрдость и прочность, при этом уменьшается пластичность.
  • Кремний и марганец (в пределах 0,5 … 0,7 %) существенного влияния на свойства стали не оказывают. Эти элементы вводятся в большинство углеродистых и низколегированных марок сталей во время операции раскисления (сначала — ферромарганец, затем — ферросилиций, как дешевые раскисляющие ферросплавы).
  • Сера является вредной примесью, образует с железом химическое соединение FeS (сернистое железо). Сернистое железо в сталях образует с железом эвтектику с температурой плавления 1258 К, которая обусловливает ломкость материала при обработке давлением с подогревом. Указанная эвтектика при термической обработке расплавляется, в результате чего между зернами теряется связь с образованием трещин. Кроме этого, сера уменьшает пластичность и прочность стали, износостойкость и коррозионную стойкость.
  • Фосфор также является вредной примесью, так как придает стали хладноломкость (хрупкость при пониженных температурах). Это объясняется тем, что фосфор вызывает сильную внутрикристаллическую ликвацию. Однако существует группа сталей с повышенным содержанием фосфора, так называемые — «автоматные стали», металлоизделия из которых легко поддаются обработке резанием (например, болты, гайки и пр. на револьверных токарных станках-полуавтоматах).
  • Феррит — железо с объемноцентрированной кристаллической решеткой. Сплавы на его основе обладают мягкой и пластичной микроструктурой.
  • Цементит — карбид железа, химическое соединение с формулой Fe3C, наоборот, придаёт стали твёрдость. При появлении в структуре заэвтектоидной стали свободного цементита (при С более 0,8 %) пропадает четкая связь между содержанием углерода и комплексом механических свойств: твердостью, ударной вязкостью и прочностью.
  • Перлит — эвтектоидная (мелкодисперсная механическая) смесь двух фаз — феррита и цементита, содержит 1/8 цементита (точнее — согласно правилу «рычага», если пренебречь растворимостью углерода в феррите при комнатной температуре — 0,8/6,67) и поэтому имеет повышенную прочность и твёрдость по сравнению с ферритом. Поэтому доэвтектоидные стали гораздо более пластичны, чем заэвтектоидные.

Стали содержат до 2,14 % углерода. Фундаментом науки о стали как сплава железа с углеродом является диаграмма состояния сплавов железо-углерод — графическое отображение фазового состояния сплавов железа с углеродом в зависимости от их химического состава и температуры. Для улучшения механических и других характеристик сталей применяют легирование. Главная цель легирования подавляющего большинства сталей — повышение прочности за счет растворения легирующих элементов в феррите и аустените, образования карбидов и увеличения прокаливаемости. Кроме того, легирующие элементы могут повышать устойчивость против коррозии, термостойкость, жаропрочность и др. Такие элементы, как хром, марганец, молибден, вольфрам, ванадий, титан образуют карбиды, а никель, кремний, медь, алюминий карбидов не образуют. Кроме того, легирующие элементы уменьшают критическую скорость охлаждения при закалке, что необходимо учитывать при назначении режимов закалки (температуры нагрева и среды для охлаждения). При значительном количестве легирующих элементов может существенно измениться структура, что приводит к образованию новых структурных классов по сравнению с углеродистыми сталями.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.