Железные руды

Гематит Железорудный агломерат для металлургического производства.

Железные руды (рус. железные руды, англ. Iron ores, нем. Eisenerze n pl) – природные минеральные образования, содержащие железо в таких количествах, при которых его экономически выгодно добывать.
Минеральные образования, содержащие железо в таких количествах, при которых его экономически выгодно добывать. Главные рудные минералы железных руд такие: оксиды железа – магнетит, гематит, мартит; гидрооксиды – гетит и гидрогетит; карбонаты – сидерит и сидероплезит; силикаты – шамозит и тюрингит.
Всего известно более 300 минералов, содержащих железо: оксиды, сульфиды, силикаты, фосфаты, карбонаты и др. Важнейшие минералы железа: магнетит Fe 2 O 4 (72,4% Fe), гематит Fe 2 O 3 (70% Fe), гетит FeOOH (62,9% Fe), лепидокрокит FeO (OH) (62,9% Fe), лимонит – смесь гидроокислов Fe с SiO 2 и др. веществами (40-62% Fe), сидерит FeCO 3 (48,2% Fe), ильменит FeTiO 3 (36,8% Fe), шамозит (34-42% FeO), вивианит (43,0% FeO), боронить (34,6% Fe 2 O 3), Ярозит (47,9% Fe 2 O 3) и др.
Содержание железа в рудах – от 10 до 72%. Бедные руды (до 46% железа) требуют обогащения. Железные руды содержат различные примеси: полезные – никель, кобальт, марганец, вольфрам, молибден, хром, ванадий и др. и вредные – сера, фосфор, цинк, свинец, мышьяк, медь. Месторождения железных руд промышленного значения связаны с эндогенной, экзогенной и метаморфогенных сериями. Среди них по генезису выделяют магматические, карбонатные, скарновые, вулканогенные гидротермальные, вулканогенно-осадочные, коры выветривания, осадочные, метаморфогенные месторождения.
Промышленные типы руд классифицируются в зависимости от рудного минерала, преобладает.
Магнетитовые руды сложены магнетитом, они больше характерны для карбонатитового, скарновых и гидротермальных месторождений. С карбонатитового месторождений попутно извлекается апатит и бадделеит, со скарновых – сульфиды цветных металлов и пирит, содержащий кобальт. Особой разновидностью являются титаномагнетита руды магматических месторождений. Магнетитовые руды содержат до 72% железа.
Гематитовые руды сложены главным образом гематитом и в меньшей степени магнетитом. Они распространены в коре выветривания железистых кварцитов, в скарновых, гидротермальных и вулканогенных осадочных рудах. Богатые гематитовые руды содержат 55 – 65% железа и 15 – 18% марганца.
Сидеритом руды подразделяются на кристаллические сидеритом руды и глинистые шпатов железняки. Они встречаются в гидротермальных и вулканогенных осадочных месторождениях. Содержание железа в сидеритов рудах 30-35%. После обжига сидеритов руд в результате удаления СО2, получают тонкопористых зализооксидни концентраты, содержащие 1-2%, а иногда до 10% марганца. В зоне окисления сидеритом руды превращаются в бурые железняки.
Силикатные железные руды сложены железистыми хлориты (шамозит, тюрингитом и др.), которые сопровождаются гидрооксидами железа, иногда сидеритом. Среднее содержание железа в рудах составляет 25-40%, примесь серы – незначительная, фосфора – до 1%. Они часто имеют оолитов текстуру. В коре выветривания силикатные руды превращаются в бурые, иногда в красные (гидрогематитови) железняки. Бури железняки составлены гидрооксидами железа, чаще гидрогетитом. Бури железняки образуют осадочные залежи (морские и континентальные) и месторождения коры выветривания. Осадочные руды часто имеют оолитов текстуру. Среднее содержание железа в рудах составляет 30-35%. В бурых железняках некоторых месторождений содержится до 1-2% марганца. В природно-легированных бурых железняках, образовавшиеся в корах выветривания ультраосновных пород, содержится 32-48% железа, до 1% никеля, до 2% хрома, сотые доли кобальта и ванадия. Из таких руд без примесей выплавляемым хромоникелевые чугуны и низколегированная сталь.
Железистые кварциты сложены тонкими кварцевыми, магнетитовыми, гематитовых, магнетит-гематитовых и сидеритов прослойками, чередующиеся местами в слоях есть примеси силикатов и карбонатов. Руды характеризуются содержанием железа от 12 до 36% и низким содержанием вредных примесей (содержание серы и фосфора составляет сотые доли процента). Месторождения этого типа обладают уникальными (более 10 млрд. т) или крупные (более 1 млрд. т) запасы руды. В коре выветривания кремнезем выносится и образуются крупные залежи богатых гематито-мартитових руд.
Полосатый магнетитовые кварцит с дисперсным гематитом, Кривой Рог. Крупнейшие запасы и объемы добычи приходятся на железистые кварциты и образованные по ним богатые железные руды, меньше распространены осадочные бурозализнякови руды, а также скарновые, гидротермальные и карбонатитов магнетитовые руды.
По содержанию железа различают богатые (более 50% железа, а кремнезема менее 8 … 10%, серы и фосфора менее 0,15%) и бедные (менее 25% железа) руды, требующие обогащения. Для качественной характеристики богатых руд важное значение имеет содержание и соотношение нерудных примесей (шлакообразующих компонентов), что выражается коэффициентом основности и кремневым модулем. По величине кремневых модуля (отношение суммы содержаний оксидов кальция и магния в сумму оксидов кремния и алюминия) железные руды и их концентраты подразделяются на кислые (менее 0,7), самофлюсуючи (0,7 – 1,1) и основные (более 1, 1). Лучшими являются самофлюсуючи руды, кислые в сравнении с основными требуют введения в доменную шихту повышенного количества известняка (флюса). По величине кремневых модуля (отношение содержания оксида кремния до содержания оксида алюминия) использование железных руд ограничивается типами руд с модулем ниже 2. К бедных руд, требующие обогащения, относят титаномагнетита, магнетитовые руды, а также магнетитовые кварциты с содержанием железа магнетитового более 10-20%; мартитовые и гематитовые руды и гематитовые кварциты с содержанием железа более 30%; сидеритом и гидрогетитом руде с содержанием железа более 25%. Нижний предел содержания железа общего и магнетитового для каждого месторождения с учетом его масштабов, горнотехнических и экономических условий устанавливается кондициями.
Руды, требующие обогащения подразделяются на легкозбагачувани и труднообогатимых. Обогатимость руд зависит от их минерального состава и текстурно-структурных особенностей. К легкозбагачуваних руд принадлежат магнетитовые руды и магнетитовые кварциты, к труднообогатимых – железные руды, в которых железо связано с скрыто-кристаллическими и коллоидальных образованиями. В этих рудах при измельчении не удается раскрыть рудные минералы за их слишком мелкие размеры и тонкого проращивания с нерудными минералами. Выбор способов обогащения определяется минеральным составом и физико-механическими свойствами руд, их текстурно-структурными особенностями, также характером нерудных минералов. Обогащения железных руд осуществляется по магнитным, магнитно-гравитационными и магнитно-флотационной технологическими схемами, которые обеспечивают получение кондиционных концентратов с содержанием железа до ~ 70%. По способу рудоподготовки и применением в производстве различают мартеновские и доменные руды. К мартеновских руд, непосредственно используемых для выплавки стали, относят магнетитовые, мартитовые, гематитовые и гидрогематитови с содержанием железа более 57%, серы и фосфора менее 0, 15% каждого, кремнезема (SiO2) не более 5%, меди, цинка, свинца, олова, мышьяка, никеля и хрома не более 0,04% каждого, марганца менее 0,5% при мартеновской плавке и менее 2% при конверторный и электродуговой. Содержание крупного класса руды с размером кусков от 10 до 250 мм, загружаемого в сталеплавильные агрегаты, должен быть не менее 70%. К доменным руд относят магнетитовые, мартитовые и гематитовые с содержанием железа более 50%, а также гидрогематитови и гидрогетитом с содержанием железа более 45%. Содержание серы и фосфора не должно превышать 0,3% каждого, меди – 0,2%, свинца и цинка 0,1% каждого, оксида олова – 0,08%, мышьяка – 0,07%. Содержание крупного класса руды с размером кусков от 10 до 100 мм, загружаемого в доменную печь, должно быть не менее 70 – 75%. Мелочь (0 – 10 мм) и комья руды с повышенным содержанием серы (выше кондиционного) поступают на агломерацию.
Большая часть железных руд используется для выплавки чугуна. Небольшое количество применяется как природные краски (охры) и утяжелители буровых глинистых растворов.
Основные рудные минералы: магнетит, мартит, гематит, сидерит, железистые хлориты. Содержание железа в З.Р. – От 10 до 72%. Бедные руды (до 46% железа) требуют обогащения. Среди полезных примесей Ni, Co, Mn, W, Mo, Сг, V и др., среди вредных – S, P, Zn, Pb, As, Cu.
По генезису З.Р. подразделяют на
В зависимости от доминирующего минерала выделяют следующие промышленные типы руд:
Кроме того, различают З.Р. по состоянию обработки:
по назначению:
Большие запасы З.Р. является РФ, Казахстане, Бразилии (34 млрд, т), Канаде (26), Австралии (21), США (17), Индии (13), ЮАР (9), Швеции (4,5) и Франции (4).
По прогнозам Римского клуба (2000 г) запасы З.Р. будут исчерпаны на Земле (в земной коре, ноокларк) за следующие 173 года.
Месторождения З.Р. промышленного значения связаны с эндогенной, экзогенной и метаморфогенных сериями.
Среди них выделяют магматические, карбонатные, скарновые, вулканогенные гидротермальные, вулканогенно-осадочные, коры выветривания, осадочные, метаморфогенные.
Магматические месторождения
Магматические месторождения представлены титаномагентитовимы и ильменит-титаномагнетитовых залежами, которые расположены в Карелии (Пудожгирське), на Урале (Качканарский, Гусивгирське, Первоуральск и др.), Горном Алтае (Харливське), Восточных Саянах Лисакивське, Кручинивське, Мало-Тагульская), в США (Тегавус), Норвегии (Телнес), Швеции (Таберг). Вмещающими породами являются оливин, пироксен, амфиболы, плагиоклаз, серпентин и другие. Залегают месторождения на огромных площадях в виде лакколиты.
Карбонатитов месторождения
Карбонатитов месторождения Перовскит-титаномагнетита и апатит-магнетитовые залежи размещены в щелочно-ультраосновных интрузива центрального типа, известные на Балтийском щите (Африканда, Ковдор), Сибирской платформе (Гулинський массив), Африканской платформе (Сукулу, Уганда, здорово, Зимбабве, Люлекоп, ЮАР ). З.Р. сосредоточены преимущественно в центральной части интрузива со значительным развитием карбонатитов с содержанием апатит-форстеритових, флогопит-форстератових, апатит-кальцитовых и кальцитовых образованиях по ультраосновных породах. Железорудные тела в таких массивах представляют собой в основном апатит-форстерит породы с сильным вкраплением, жилами и прожилками магнетита, неравномерным вкраплением пирохлора и бадделеит.
Скарновые месторождения
Скарновые месторождения скарново-магнетитовых залежей широко распространены на Урале (высокогорных, Гороблагодатське и др.), в Кустанайской области Казахстана (Сарбайского, Соколовское, Качарской и др.), Западной Сибири (Таштагольське, Абаканское, Тейское и др.), Кавказе (Дашкесанське ), в США (Айрон-Спринг, Адирондак и др.), Центральной Европе (Рудные горы), Италии, Болгарии, Румынии, Японии, Китае и других государствах. Месторождения связаны с плагиограниты, производных базальтовой магмы ранней стадии геосинклинального развития. Главным железорудным минералом является магнетит, в отдельных случаях – гематит в виде железного блеска. В составе рудных метасоматитив участвуют эпидот, актинолит, гранаты, пироксены, хлориты, цеолиты, кальцит, кварц.
Вулканогенные гидротермальные месторождения
Вулканогенные гидротермальные месторождения парагенетических связанные с трапами, известные на Сибирской платформе (Коршунивське, Рудногирське, Нерюндинське и Тагорське). Руды представлены зонами вкраплености в метасоматитив, жильными телами и платообразный залежами метасоматического смещения карбонатных пород. Роль экранов при образовании пластоподобные залежей играют пласты аргиллитов, тонкозернистых известняков и трапов солью. Рудотвирний магнетит всегда содержит изоморфную примесь магния и относится к разновидности магномагнетиту. Выделяются шток-, линзы-, пласто-и стовпоподибна метасоматические рудные тела и крутоспадаючи жили сплошного магнетита.
Вулканогенно-осадочные месторождения
Вулканогенно-осадочные месторождения представлены Западным Каражал в Центральном Казахстане, Холзунським в Горном Алтае, Терсинською группой в Кузнецком Алтае, Лан и Диль в ФРГ, Гора Джебилег и Мешера Абделазис в Алжире. Размещены в синклинальный зонах евгеосинклинальних формаций. Рудные пласты и линзы деформированные складчатыми и разрывными дислокациями вместе с содержащейся толщей. Руды представлены гематитом, реже магнетитом и сидеритом. В них встречаются сульфиды, хлорит, кварц и другие нерудные минералы. Промышленное значение месторождений этой группы невелико. Месторождения выветривания представлены гетит-гидрогетитовимы (бурозализняковимы), мартит-гидрогетитовимы зонами окисления месторождений сидеритов и Скарн-магнетитовых руд, а также ультраосновных пород. Образование зон окисления связано с эпохами древнего и современного выветривания. З.Р. помещают примеси хрома, никеля и кобальта и принадлежат к природно легированных образований. Залежи таких руд представлены Елизаветським и Серовським на Северном Урале, Аккерманский, Ново-Киевский, Ново-Петропавловским и другими месторождениями на Южном Урале, Малкинським на Северном Кавказе, а также и экваториальных областях – на Кубе, Гавайских островах, в Гвинее, Филиппинах, Гвиане и Суринаме.
Осадочные морские месторождения
Осадочные морские месторождения в виде сидеритов (в зоне окисления бурозализнякових) пластовых залежей в морских терригенно-карбонатных отложениях известны на западном склоне Южного Урала в древнем ядре герцинского антиклинорию. Они залегают в протерозойских сланцево-карбонатных отложениях. Крупнейшими из них являются Бакальская, а также мелкие месторождения в Комарово-Зигзагинському и Катав-Ивановском районах. Бакальская группа насчитывает более 200 рудных тел в виде пласто-, линзы-и гниздоутворених залежей и рудных жил. Геосинклинальные морские гематитовые месторождения в терригенно-карбонатных отложениях известны в Ангаро-Питському железорудном бассейне, в США (Клинтон в Аппалачей), Африке (Бафинг-Бакайський бассейн в Мали) и Северной Австралии.
Платформенные морские месторождения
Платформенные морские месторождения сидерит-лепту-хлорит-гидрогематитових бобово-оолитовых руд в карбонатно-теригенових отложениях представлены Керченским, Аятським и Западно-Сибирским бассейнами, а также лотарингском бассейном минетових (дрибноолитових) руд на площади Франции, ФРГ, Бельгии и Люксембурга. Значительно развиты они и в Китае.
Осадочные континентальные месторождения
Осадочные континентальные месторождения гидрогетитових бобово-оолитовых озерно-болотистых залежей представлены большим количеством мелких отложений в Тульском и Липецком районах, в верховьях рек Вятка, Кама, Сысола; в северной части Русской платформы. Руды характеризуются низким содержанием железа (30 … 35%). Залежи вытянуты на десятки километров вдоль русла палеоричок, представленные основными русловыми отложениями – линзовиднимы, овальными и неправильной формы поименно залежами, которые сопровождают их. Сегодня месторождения такой формации потеряли промысловое значение.
Метаморфогенные месторождения
Метаморфогенные месторождения включают залежи железистых кварцитов и богатых метаморфических руд древних формаций. Железистые кварциты присущие только докембрийских складчатым областям. Их месторождения залегают в метаморфизированных осадочных комплексах геосинклиналей кристаллических щитов, складчатых фундаментов древних платформ, в ядрах антиклинорию более молодых складчатых областей. Вины является преимущественно морскими хемогенных осадками и достаточно четко отделены среди терригенных и вулканогенно-осадочных вмещающих комплексов.
Для производства чугуна используют железные руды с содержанием железа более 50%, а также вредных примесей: серы – менее 0,3%; фосфора – менее 0,2%; цинка, свинца, мышьяка и меди – менее 0,1% каждый. Для выведения вредных примесей при плавке металла используют флюсу известняки. При этом коэффициент основности доменной шихты должен быть близко или более 1, а кремниевый модуль – более 1,8 … 3. Поэтому присутствие в руде карбонатов кальция и магния желательна, а избыток кремнезема вреден.
В Украине, которая занимает одно из ведущих в мире мест по запасам и добыче З.Р., они сосредоточены в Криворожском и Керченском железорудных бассейнах, Криворожско-Кременчугской, Белозерская-Ореховский, Одесско-Белоцерковской металлогенических зонах, Приазовской и Приднепровской металлогенических областях (суммарно разведанные запасы 40,1 млрд. т, прогнозные – 30,4 млрд. т, потенциальные – 133,5 млрд.т). Из 73 известных месторождений в конце ХХ в. эксплуатируется 23.
Мировая добыча железных руд в 2001 г. составил 931 млн т. Крупнейшие продуценты: Бразилия, Австралия, Китай, Россия, Индия, Украина. Мировые потоки импорта-экспорта железных руд в начале XXI века находятся на уровне 475 млн т.
ЖЕЛЕЗНАЯ РУДА РЯДОВ
ЖЕЛЕЗНАЯ РУДА Рядовые – железная руда, не подготовлена по определенной крупностью до использования в металлургической переработке. Противоположное – железная руда сортированная. да
ЖЕЛЕЗНАЯ РУДА Сортировка
ЖЕЛЕЗНАЯ РУДА Сортировка – железная руда, подготовленная по определенной крупностью до использования в металлургической переработке. Противоположное – железная руда рядовое.