Как выглядит железная руда: Железная руда

alexxlab | 23.11.1989 | 0 | Разное

Содержание

Подтверждается магматическое происхождение железных руд типа Кируна • Владислав Стрекопытов • Новости науки на «Элементах» • Геология

Дискуссия о том, как образовались железные руды типа Кируна, продолжается уже полтора столетия. За это время были высказаны уже, пожалуй, все возможные гипотезы происхождения этих гигантских по запасам залежей руд апатит-магнетитового состава, которые и сегодня обеспечивает более 90% объемов производства железа в Европе. Недавнее объемное исследование изотопного состава железа и кислорода магнетита руд типа Кируна из месторождений трех континентов вносит некоторую определенность в один из самых спорных вопросов рудной геологии, подтверждая магматическую версию их происхождения.

Впервые богатые железом апатит-магнетитовые руды были обнаружены (в XVII веке) на самом севере Швеции вблизи города Кируна, поэтому все открытые позднее в разных точках земного шара подобные руды называют рудами типа Кируна. Сегодня шведские месторождения в Кируне и Малмбергете (Malmberget) — крупнейшие и наиболее важные источники железа в Европе, а месторождения типа Кируна имеют глобальное значение. Запасы руды только на месторождении Кируна превышают 2 млрд тонн (для сравнения: подтвержденные запасы железной руды во всем мире составляют около 200 млрд тонн). Месторождения типа Кируна также обладают большим потенциалом с точки зрения получения весьма востребованных и критических для многих отраслей промышленности редкоземельных элементов, а также фосфора.

В зарубежной литературе руды типа Кируна часто называют «апатитовыми железными рудами» (apatite-iron ores). Связано это с тем, что в этих рудах часто присутствует апатит (Са₅[PO₄]₃(F, Cl, ОН)), хотя его содержание обычно небольшое (доля в химическом составе руд редко превышает 5%, составляя обычно от 0,02 до 2%), а основной объем руд сложен рудными минералами железа: в основном это магнетит и, в меньшей степени, гематит. Благодаря этому такие руды чрезвычайно богаты железом: содержание Fe в них составляет 50–70%.

Рудные тела, как правило, представлены пластовыми залежами среди вулканических и метаморфических пород. Так, рудное тело месторождения Кируна локализовано на контакте сиенитовых и кварцевых порфиров — субвулканических пород среднего и кислого состава, которые образуются на небольших глубинах и занимают промежуточное положение между плутоническими магматическими породами и излившимися на поверхность лавами. Сами сиенитовые порфиры при этом также содержат магнетит, который образует вкрапленность в породе (магнетит-сиенитовый порфир), неправильные округлые обособления и прожилки. На других месторождениях магнетитовые руды залегают среди метаморфизованных вулканогенных образований типа туфов. Иногда встречаются и магнетитовые жилы, секущие все перечисленные породы.

Такое морфологическое разнообразие рудных образований вызвало появление многочисленных гипотез образования руд типа Кируна. Первые геологи, изучавшие эти руды в конце XIX — начале XX века, считали их метаморфизованными осадочными образованиями. Потом появилась магматическая гипотеза происхождения руд месторождения Кируна, которая со временем стала господствующей. Сторонники этой гипотезы, в том числе и крупные российские ученые А. Н. Заварицкий, В. А. Обручев, С. А. Вахрамеев, рассматривали рудное тело Кирунавары как пластовую интрузию, образовавшуюся при внедрении богатого летучими и рудными компонентами позднего продукта дифференциации кислой щелочной магмы. Некоторые гипотезы объясняли образование пластовых рудных залежей гравитационной дифференциацией магмы или образованием их в результате пневматолитических процессов (изменения магматических пород более поздними растворами из того же магматического очага). Достаточно весомые аргументы приводились сторонниками гипотезы вулканогенно-осадочного происхождения, согласно которой апатит и магнетит осаждались при подводных излияниях магмы, а также сторонниками эксгаляционно-осадочного происхождения — процесса, при котором вулканические возгоны (эксгаляции), отделившиеся от магмы, пропитывают осадочные толщи, отлагая в них рудные элементы. До сих пор остается сильной и гипотеза низкотемпературного гидротермального образования руд типа Кируна, в соответствии с которой магнетит осаждался из горячих растворов постмагматического происхождения.

Чтобы распутать весь этот клубок гипотез, важно для начала определиться с источником рудного вещества, что и попыталась сделать международная группа ученых из Швеции, Финляндии, Индии, Ирана, Великобритании и Южной Африки во главе с Валентином Троллем (Valentin R. Troll) из шведского Университета Уппсалы. Для этого они проанализировали изотопный состав железа и кислорода из магнетита (Fe₃O₄) руд типа Кируна из месторождений Швеции, Чили, США и Ирана. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Сравнив полученные значения δ⁵⁶Fe и δ¹⁸О с глобальными справочными данными по слоистым интрузиям и вулканитам, содержащим в своем составе магнетит, а также по достоверно установленным низкотемпературным гидротермальным железным рудам, авторы пришли к выводу, что примерно 80% магнетита из изученных руд типа Кируна имеют изотопные отношения, которые перекрываются с вулканическими и плутоническими эталонными породами, образование которых происходило при температуре более 800°С (рис. 2). Оставшиеся 20% результатов, которые приходятся на рассеянный и жильный магнетит, соответствуют значениям, характерным для гидротермальных образований с температурой менее 400°С.

Как видно из рисунка 2, руды типа Кируна имеют преимущественно магматическое происхождение, но могут содержать также магнетит гидротермального происхождения, отложившийся, судя по всему, из растворов поздней стадии функционирования того же магматического очага. В поле низкотемпературных гидротермальных магнетитов не попал ни один из исследованных образцов, включая жильный магнетит месторождений Кируна и Гренгесберг. То есть, весь магнетит в рудах типа Кируна связан с первично магматическим источником, а общая схема образования руд выглядит так, как показано на рисунке 3.

На главной магматической стадии при температурах 1000–800°С происходит выделение магнетита из самого магматического расплава. На поздней магматической стадии (800–400°С) магнетит осаждается из высокотемпературных магматических растворов высокого давления. Поздняя генерация магнетита образуется уже из гидротермальных (400–150°С) постмагматических растворов низкого давления, завершающих активность магматической системы. Из низкотемпературных (ниже 150°С) гидротермальных растворов, смешивающихся с поверхностными водами, осаждения магнетита уже не происходит. Плавный характер изменения значений δ¹⁸О говорит о том, что магнетит различных генераций осаждался из эволюционирующих и остывающих растворов, имеющих один и тот же магматический источник.

Таким образом, данные об изотопах кислорода и железа для массивных апатит- магнетитовых руд типа Кируна указывают на первичный магматический источник железа в них. При этом картина не зависит от возраста и степени метаморфизма месторождений. Она примерно одинакова для руд раннепротерозойских месторождений Швеции, для палеозойских руд Ирана и для более молодых (юрских и неогеновых) месторождений Чили.

Несмотря на то, что авторы говорят о подтверждении магматической гипотезы происхождения магнетитовых руд типа Кируан, это не значит, что массивный магнетит, образующий пластовые залежи, образовался непосредственно из магматического расплава. Скорее надо говорить о том, что эти руды, судя по результатам изотопных исследований, образовались в субвулканических условиях под действием высокотемпературных постмагматических растворов.

Источник: Valentin R. Troll, Franz A. Weis, Erik Jonsson, Ulf B. Andersson, Seyed Afshin Majidi, Karin Högdahl, Chris Harris, Marc-Alban Millet, Sakthi Saravanan Chinnasamy, Ellen Kooijman, Katarina P. Nilsson. Global Fe–O isotope correlation reveals magmatic origin of Kiruna-type apatite-iron-oxide ores // Nature Communications. 2019. V. 10. DOI: 10.1038/s41467-019-09244-4.

Владислав Стрекопытов

Железная руда: месторождения, добыча, свойства, обогащение

Железная руда стала добываться человеком много веков назад. Уже тогда стали очевидными преимущества использования железа.

Найти минеральные образования, содержащие железо, довольно легко, так как этот элемент составляет около пяти процентов земной коры. В целом, железо является четвертым по распространенности элементом в природе.

Железная руда

В чистом виде найти его невозможно, железо содержится в определенном количестве во многих типах горных пород. Наибольшее содержание железа имеет железная руда, добыча металла из которой является наиболее экономично выгодным. От ее происхождения зависит количество содержащегося в ней железа, нормальная доля которого в составе около 15%.

Содержание

Химический состав

Свойства железной руды, ее ценность и характеристики напрямую зависят от ее химического состава. Железная руда может содержать различное количество железа и других примесей. В зависимости от этого выделяют ее несколько типов:

очень богатые, когда содержание железа в рудах превышает 65%;
богатые, процент железа в которой варьируется в диапазоне от 60% до 65%;
средние, от 45% и выше;
бедные, в которых процент полезных элементов не превышает 45%.

Чем больше побочных примесей в составе железной руды, тем больше необходимо энергии на ее переработку, и тем менее эффективным является производство готовой продукции.

Состав породы может представлять собой совокупность различных минералов, пустой породы и других побочных примесей, соотношение которых зависит от ее месторождения.

: Химический состав железных руд

: Состав железных руд крупных месторождений

Пустая порода также может содержать железо, но ее переработка экономически не целесообразна. Наиболее часто встречающиеся минералы представляют собой оксиды, карбонаты и силикаты железа.

Следует отметить, что в составе железистых пород может содержаться огромное количество вредных веществ, среди которых можно выделить серу, мышьяк, фосфор и другие.

Типы железных руд

На сегодняшний день выделяется множество видов железных руд, характеристики и названия которых зависят от состава.

Наиболее часто в природе встречается такой вид, как красный железняк, в основе которого лежит оксид под названием гематит. Этот оксид содержит в составе количество железа, превышающее 70%, и минимальное количество побочных примесей.

Физическое состояние данного оксида может варьироваться от порошкообразного до плотного.

Бурый железняк представляет собой оксид железа с содержанием воды. Его очень часто называют лимонитом. В его составе значительно меньше железа, количество которого обычно не превышает четверти. В природе такой железняк содержится в виде рыхлой, пористой породы, со значительным содержанием марганца и фосфора. Обычно обильно насыщен влагой, имеет в качестве пустой породы глину. Из него очень часто делают чугун, несмотря на незначительную часть железа, так как он очень легко перерабатывается.

Бурый железняк

Магнитные руды отличаются тем, что в их основе заложен оксид, имеющий магнитные свойства, но при сильном нагреве они теряются. Количество этого типа породы в природе ограничено, но содержание железа в нем может не уступать красному железняку. Внешне он выглядит как твердые кристаллы черно-синего цвета.

Шпатовый железняк представляет собой рудную породу, в основе которой лежит сидерит. Очень часто имеет в составе значительное количество глины. Этот тип породы относительно тяжело найти в природе, что на фоне малого количества содержимого железа делает его редко используемым. Поэтому отнести их к промышленным типам руд невозможно.

Шпатовый железняк

Кроме оксидов в природе содержаться другие руды на основе силикатов и карбонатов. Количество содержимого железа в породе очень важно для ее промышленного использования, но также важно наличие полезных побочных элементов, таких как никель, магний, и молибден.

Отрасли применения

Сфера применения железной руды практически полностью ограничена металлургией. Ее используют, в основном, для выплавки чугуна, который добывают с помощью мартеновских или конверторных печей. На сегодняшний день чугун используется в различных сферах жизнедеятельности человека, в том числе в большинстве видов промышленного производства.

Не в меньшей степени используются различные сплавы на основе железа – наиболее широкое применение обрела сталь благодаря своим прочностным и антикоррозийным свойствам.

Чугун, сталь и различные другие сплавы железа используются в:

Машиностроении, для производства различных станков и аппаратов.
Автомобилестроении, для изготовления двигателей, корпусов, рам, а также других узлов и деталей.
Военной и ракетной промышленности, при производстве спецтехники, оружия и ракет.
Строительстве, в качестве армирующего элемента или возведения несущих конструкций.
Легкой и пищевой промышлености, в качестве тары, производственных линий, различных агрегатов и аппаратов.
Добывающей промышленности, в качестве спецтехники и оборудования.

Месторождения железной руды

Мировые запасы железной руды ограничены в количестве и своем местоположении. Территории скопления запасов руд называют месторождениями. На сегодняшний день месторождения железных руд делят на:

Эндогенные. Они характеризуются особым расположением в земной коре, обычно в виде титаномагнетитовых руд. Формы и расположения таких вкраплений разнообразны, могут быть в форме линз, пластов, расположенных в земной коре в виде залежей, вулканообразовных залежей, в виде различных жил и других неправильных форм.
Экзогенные. К этому типу относятся залежи бурых железняков и других осадочных пород.
Метаморфогенные. К которым относятся залежи кварцитов.

Месторождения таких руд можно встретить на территории всей нашей планеты. Наибольшее количество залежей сконцентрировано на территории постсоветских республик. В особенности Украины, России и Казахстана.

Крупнейшие месторождения железных руд в России

Большие запасы железа имеют такие страны как Бразилия, Канада, Австралия, США, Индия и ЮАР. При этом практически в каждой стране на земном шаре имеются свои разрабатываемыми месторождения, в случае дефицита которых, порода импортируется из других стран.

Обогащения железных руд

Как было указано, существует несколько типов руд. Богатые можно перерабатывать непосредственно после извлечения из земной коры, другие необходимо обогатить. Кроме процесса обогащения, переработка руды включает в себя несколько этапов, таких как сортировка, дробление, сепарация и агломерация.

На сегодняшний день существует несколько основных способов обогащения:

Промывка.

Применяется для очистки руд от побочных примесей в виде глины или песка, вымывание которых проводят с помощью струй воды под высоким давлением. Такая операция позволяет увеличить количество содержимого железа в бедной руде примерно на 5%. Поэтому его используют только в комплексе с другими типами обогащения.

Гравитационная очистка.

Выполняется с помощью специальных типов суспензий, плотность которых превышает плотность пустой породы, но уступает плотности железа. Под воздействием гравитационных сил побочные компоненты поднимаются на верх, а железо опускается на низ суспензии.

Магнитная сепарация.

Наиболее распространенный способ обогащения, который основывается на различном уровне восприятия компонентами руды воздействия магнитных сил. Такую сепарацию могут проводить с сухой породой, мокрой, или в поочередном сочетании двух ее состояний.

Для переработки сухой и мокрой смеси используют специальные барабаны с электромагнитами.

Флотация.

Для этого метода раздробленную руду в виде пыли опускают в воду с добавлением специального вещества (флотационный реагент) и воздуха. Под действием реагента железо присоединяется к воздушным пузырькам и поднимается на поверхность воды, а пустая порода опускается на дно. Компоненты, содержащие железо, собираются с поверхности в виде пены.

Железные руды Откуда добывают железную руду

Россия – земля, которую природа щедро одарила таким минеральным богатством как железная руда. Чтобы хотя бы примерно оценить это везение, достаточно представить роль металлических предметов в нашей жизни и перекинуть логический мостик к категориям производства.

Недаром времена, когда они только вошли в жизнь людей сотни веков назад, изменения в укладе и сознании человечества оказались настолько велики, что эпоха эта стала именоваться «железным веком».

Что такое железная руда и как она выглядит

Образования в земной коре, содержащие железо в более или менее чистом виде или его соединения с другими веществами: кислородом, серой, кремнием и др.

Рудой такие залежи называются тогда, когда добыча ценного вещества в промышленных масштабах является экономически выгодной.

Видов подобных минеральных образований очень много. Видовой лидер геологической породы – красный железняк или по-гречески гематит. Название в переводе с греческого означает «кроваво-красный», имеет химическую формулу – Fe 2 O 3 .

Оксид железа отличается сложным цветом от черного до вишневого и красного. Непрозрачный, может быть в пылевом состоянии и плотным (во втором случае обладает поверхностным блеском).

Разнообразен по форме – встречается в виде зерна, чешуек, кристаллов и даже розового бутона.

Образование железной руды

По происхождению в природе можно классифицировать полезные для человека железосодержащие минералы на несколько основных групп:

Магматогенные образования — формируются под воздействием высоких температур.
Экзогенные — зародились в речных долинах в результате осадков и выветривании горных пород.
Метаморфогенные — образуются на базе старых осадочных месторождений от высокого давления и жара.

Эти группы в свою очередь делятся на многочисленные подвиды.

Виды железных руд и их характеристики

С экономической точки зрения их классифицируют прежде всего по содержанию железа:

Высокое – более 55%. Это не природные образования, а уже промышленный полуфабрикат.
Среднее. Пример – аглоруда. Получают из богатого железом природного сырья через механическое воздействие.
Низкое – менее 20%. Это полученные в результате магнитного сепарирования.

Экономически немаловажно и место добычи руд:

Линейные — залегают в местах углублений земной поверхности, самые богатые железом, с малым содержанием серы и фосфора .
Плоскоподобные — в природе формируются на поверхности железосодержащих кварцитов.

По геологическим параметрам, помимо гематитов, широко распространены и активно используются:

Бурый железняк (nFe 2 O 3 + nH 2 O) – окись металла с участием воды на основе, обычно, лимонитов. Характерного грязно-желтоватого цвета, рыхлый, пористый. Ценного металла содержится от четверти до полсотни процентов. Немного — но вещество хорошо восстанавливается. Обогащается для дальнейшего изготовления хорошего чугуна.
Магнитный железняк, магнетит – природный оксид железа (Fe 3 O 4). Распространены меньше гематитовых, но зато железа в них бывает более 70%. Бывают плотными и зернистыми, в виде вкрапленных в породу кристаллов, черно-синего цвета. Изначально соединение обладает магнитными свойствами, воздействие высоких температур их нивелирует.
Шпатовый железняк, содержащий сидерит FeCO 3.
В руде бывает большая доля глины, тогда это глинистый железняк. Редкий вид с относительно низким железо-содержанием и пустотами.

Месторождения железной руды в России

Самое крупное месторождение в мире – Курская магнитная аномалия. Природное творение настолько грандиозное, что к его осознанию шли с конца 16 века. Навигационные приборы сходили с ума от мощи электрического поля, воздействующего из-под земли на протяжении более 150 квадратных километров. Рудные запасы исчисляются миллиардным тоннажем.

В Оленегорском месторождении под Муромском разрабатываются залежи магнетитовых кварцитов.

На Кольском полуострове добывают магнетит, оливин, апатит и магнезиоферрит из Еиско-Ковдорского скопления, много рудников в Карелии на территории Костомукшского месторождения.

Одно из старейших мест добычи руды, которое можно обнаружить на карте России, расположено в Свердловской области. Оно поставляет материал с конца 18 столетия и называется Качканарская группа месторождений.

Наследие семьи предпринимателей петровской эпохи Демидовых активно преобразуется. В конце 20 века здесь стали разрабатывать Гусевогорское рудное скопление.

Запасы железной руды в мире

После грандиозного скопления под Курском самое масштабное явление среди подобных на мировой географической карте – полоса железных залежей Криворожского месторождения в Украине.

Карта месторождений железной руды в мире (для увеличения нажмите)

Богатства Лотарингского железорудного бассейна делят между собой три европейские страны – Франция, Люксембург и Бельгия.

В Северной Америке крупные рудники работают в Ньюфаундленде, Бель-Айленде и под Лабрадор-Сити. В Южной — места, богатые рудой, назвали Итабира и Каражас.

На северо-востоке Индии также имеются внушительные запасы руды, а на африканском континенте ее добывают в гвинейском городе Конакри.

Список распределения по странам выглядит так:

Добыча железной руды

Первый критерий способов добычи – где ведутся работы:

На земле: когда ископаемые залегают не более, чем в полукилометре от поверхности. В этом случае экономически выгоднее (и дороже для экологии) разрыть гигантские карьеры посредством взрывных работ и специальной техники. Это открытый способ добычи.

Под землей: большая погруженность руды в земные недра требует создания шахты. Закрытый способ добычи не так травматичен для экологической системы, но более трудоемкий и опасный для человека.

Извлеченную руду транспортируют на комбинат, где сырье измельчают для последующего обогащения. Происходит оттягивание железа из химических соединений с другими элементами.

Иногда для этого приходится пройти не один, а несколько процессов:

Гравитационная сепарация (частицы руды из-за разной физической плотности распадаются за счет механического воздействия на материал – дробления, вибрации, вращения и отсеивания).
Флотация (окисление равномерно измельченного сырья воздухом, присоединяющим к себе металл).

Магнитная сепарация:
- примесь смывают потоком воды, а металл оттягивают магнитом – получается рудный концентрат;
- продукт магнитной сепарации проходит флотацию – сырье выявляет еще половину железа в чистом виде.
Комплексный метод: использование всех указанных выше процессов, иногда и несколько раз.

Полученное в итоге горячебрикетированное железо отбывает на электрометаллургический комбинат, где принимает вид металлической заготовки стандартных форм или по индивидуальному заказу до 12 метров. А чугун отправляется в доменное производство.

Применение железной руды

Использование по прямому назначению – изготовление чугуна и стали.

А уж делают из них великое разнообразие самых разных вещей, окружающих нас: автомобили, офисная техника, трубопроводы, посуда и станки, художественная ковка и различные инструменты.

Заключение

Запасы железной руды обозначается на картах в виде равнобедренного треугольника с широким основанием черного цвета. Знак передает всю суть черной металлургии: это устойчивая основа современной производственной экономики, которую по-прежнему большинство финансистов считают истинной – в противоположность различным криптовалютным рынкам.

В учебниках по окружающему миру и в первом, и во втором, и в третьем, и в четвертом классе изучаю камни, руды и минералы. Часто учитель задает на дом подготовить сообщение, доклад или презентацию о какой-нибудь руде на выбор ученика. Одна из самых популярных и необходимых в жизни людей – железная руда. О ней и поговорим.

Железная руда

Я расскажу о железной руде. Железная руда – основной источник получения железа. Она, как правило, черного цвета, слегка блестит, со временем рыжеет, очень твердая, притягивает металлические предметы.

Почти все основные месторождения железной руды находятся в породах, которые образовались больше миллиарда лет назад. В то время земля была покрыта океанами. В составе планеты было много железа и в воде находилось растворенное железо. Когда в воде появились первые организмы, создающие кислород, он стал вступать в реакцию с железом. Получившиеся вещества оседали в большом количестве на морском дне, спрессовывались, превращались в руду. Со временем вода ушла, и теперь человек добывает эту железную руду.

Так же железная руда образуется при высоких температурах, например при извержении вулкана. Именно поэтому ее залежи находят и в горах.

Бывают разные виды руды: магнитный железняк, красный и бурый железняк, железный шпат.

Железная руда есть повсеместно, но добывают ее обычно только там, где в составе руды хотя бы половина – это соединения железа. В России месторождения железной руды находятся на Урале, Кольском полуострове, на Алтае, в Карелии, но самое большое в России и в мире месторождение железной руды – Курская магнитная аномалия.

Залежи руды на её территории оцениваются в 200 миллиардов тонн. Это составляет около половины всех запасов железной руды на планете. Она располагается на территории Курской, Белгородской и Орловской областей. Там находится самый большой в мире карьер для добычи железной руды – Лебединский ГОК. Это огромная яма. Карьер достигает 450 метров в глубину и около 5 км в ширину.

Сначала руду взрывают, чтобы раздробить на куски. Экскаваторы на дне карьера набирают эти куски в огромные самосвалы. Самосвалы загружают железную руду в специальные вагоны поездов, которые вывозят ее из карьера и везут на переработку на комбинат.

На комбинате руду измельчают, потом отправляют на магнитный барабан. Все железное прилипает к барабану, а не железное – смывается водой. Железо собирают и переплавляют в брикеты. Теперь из него можно плавить сталь и делать изделия.

Сообщение подготовил
ученик 4Б класса
Максим Егоров

Железная руда представляет собой минеральное образование природного характера, которое имеет в своем составе соединения железа, накопленные в таком объеме, которого достаточно для экономически выгодного его извлечения. Конечно, железо есть в составе всех горных пород. Но железными рудами называют именно те железистые соединения, которые настолько богаты этим веществом, что позволяют промышленную добычу металлического железа.

Типы железных руд и их основные характеристики

Все железные руды сильно отличаются по своему минеральному составу, наличию вредных и полезных примесей. Условиям их образования и, наконец, содержанию железа.

Основные материалы, которые относят к рудным, можно разделить на несколько групп:

Оксиды железа, к которым относятся гематит, мартит, магнетит.
Гидроксиды железа – гидрогетит и гетит;
Силикаты – тюрингит и шамозит;
Карбонаты – сидероплезит и сидерит.

В промышленных железных рудах железо содержится в различных концентрациях – от 16 до 72%. К полезным примесям, содержащимся в железных рудах, относят: Mn, Ni, Co, Mo, и пр. Есть и вредные примеси, к которым можно отнести: Zn, S, Pb, Cu и др.

Месторождения железных руд и технология добычи

По генезису существующие месторождения железных руд разделяются на:

Эндогенные. Они могут быть магматическими, представляющими собой вкрапления титаномагнетитовых руд. Также могут быть карбонатитовые вкрапления. Кроме того, существуют линзообразные, пластообразные скарново-магнетитовые залежи, вулкано-осадочные пластовые залежи, гидротермальные жильные, а также неправильной формы рудные тела.

Экзогенные. К ним в основном относят бурожелезняковые и сидеритовые осадочные пластовые месторождения, а также месторождения тюрингитовых, шамозитовых и гидрогетитовых руд.
Метаморфогенные – это месторождения железистых кварцитов.

Максимальные объемы добычи руд спровоцированы значительными запасами и приходятся на докембрийсские железистые кварциты. Меньшее распространение имеют осадочные бурожелезняковые руды.

При добыче различают богатые, и требующие обогащения руды. Отрасль, осуществляющая добычу железной руды, проводит также ее предварительную переработку: сортировку, дробление и вышеупомянутое обогащение, а также агломерация. Промышленность добычи руды именуется железорудной отраслью и является сырьевой базой для черной металлургии.

Отрасли применения

Железная руда является основным сырьем для получения чугуна. Он поступает на мартеновское или конвертерное производство, а также на восстановление железа. Из железа, как известно, производят самую различную продукцию, как впрочем, и из чугуна. В этих материалах нуждаются такие отрасли:

Машиностроение и металлообработка;
Автомобильная промышленность;
Ракетная промышленность;
Военная промышленность;
Пищевая и легкая промышленность;
Строительная отрасль;
Добыча нефти и газа и их транспортировка.

Железной рудой называются природные минеральные образования, которые содержат железо в больших количествах и таких химических соединениях, что его извлечение возможно и целесообразно. Важнейшими являются: магнетит, магномагнетит, титаномагнетит, гематит, гидрогематит, гётит, гидрогётит, сидерит, железистые хлориты. Железные руды различаются по минеральному составу, содержанию железа, полезных и вредных примесей, условиям образования и промышленным свойствам.

Железные руды разделяют на богатые (более 50% железа), рядовые (50-25%) и бедные (менее 25% железа) В зависимости от химического состава их применяют для выплавки чугуна в естественном виде или после обогащения. Железные руды, использующиеся для производства стали, должны содержать определённые вещества в необходимых пропорциях. От этого зависит качество получаемого продукта. Некоторые химические элементы (помимо железа) могут извлекаться из руды и использоваться для других целей.

Месторождения железной руды разделяют по происхождению. Обычно выделяют 3 группы: магматогенные, экзогенные и метаморфогенные. Они могут подразделяться ещё на несколько групп. Магматогенные образуются в основном при воздействии на различные соединения высоких температур. Экзогенные месторождения возникли в долинах при отложении осадков и Метаморфогенные месторождения — ранее существовавшие осадочные месторождения, преобразовавшиеся в условиях высоких и температур. Наибольшее количество железной руды сосредоточено на территории России.

В состав Курской магнитной аномалии входят Приоскольское железорудное месторождение и Чернянское железорудное месторождение.

Редко бывает так, что я посещаю одно и то же производство дважды. Но когда меня опять позвали на Лебединский ГОК и ОЭМК, то я решил, что нужно пользоваться моментом. Интересно было посмотреть, что изменилось за 4 года с прошлой поездки, к тому же в этот раз я был больше экипирован и помимо фотоаппарата, захватил с собой еще и 4К камеру для того, чтобы передать вам в действительности всю атмосферу, обжигающие и завораживающие глаза кадры с ГОКа и сталелитейных цехов Оскольского электрометаллургического комбината.

Сегодня специально для репортаж о добыче железной руды, ее переработке, переплавке и получении стальных изделий.

Лебединский ГОК является крупнейшим российским предприятием по добыче и обогащению железной руды и имеет самый крупный в мире карьер по добыче железной руды. Комбинат и карьер расположены в Белгородской области, недалеко от г. Губкин. Предприятие входит в компанию “Металлоинвест” и является лидирующим производителем железорудной продукции в России.

Вид со смотровой площадки при въезде на карьер завораживает.

Он действительно огромный и разрастается с каждым днем. Глубина карьера Лебединского ГОКа – 250 м от уровня моря или 450 м – от поверхности земли (а диаметр – 4 на 5 километров), в него постоянно просачиваются подземные воды, и если бы не работа насосов, то он заполнился до самого верха за месяц. Он дважды занесен в книгу рекордов Гиннесса как крупнейший карьер по добыче негорючих полезных ископаемых.

Так он выглядит с высоты полета шпионского спутника.

Помимо Лебединского ГОКа, в состав Металлоинвест также входит Михайловский ГОК, что расположен в Курской области. Вместе два крупнейших комбината выводят компанию в мировые лидеры по добыче и переработке железной руды в России, и в 5-ку в мире по производству товарной железной руды. Совокупные разведанные запасы этих комбинатов оцениваются в 14,2 млрд тонн по международной классификации JORС, что гарантирует около 150 лет эксплуатационного периода при текущем уровне добычи. Так что горняки и их дети будут надолго обеспечены работой.

Погода в этот раз также не была солнечной, местами даже моросил дождь, чего не было в планах, но от того фотографии вышли еще контрастнее).

Примечательно, что прямо “в сердце” карьера расположен участок с пустой породой, вокруг которого уже добыли всю руду содержащую железо. За 4 года он заметно уменьшился, поскольку сие мешает дальнейшему развитию карьера и его планомерно вырабатывают тоже.

Железную руду загружают тут же в жд составы, в специальные усиленные вагоны, которые вывозят руду из карьера, они называются думпкары, их грузоподъемность – 120 тонн.

Геологические пласты, по которым можно изучать историю развития Земли.

Кстати, верхние слои карьера, состоящие из каменных пород, не содержащих железо, не уходят в отвал, а перерабатываются в щебень, который потом используется как стройматериал.

Гигантские машины с высоты обзорной площадки кажутся не больше муравья.

По этой железной дороге, которая связывает карьер с заводами, руду транспортируют на дальнейшую переработку. Об этом рассказ будет дальше.

В карьере работает много всевозможной техники, но самая заметная, конечно же, – это многотонные самосвалы “Белаз” и “Caterpillar”.

Кстати, у этих гигантов есть такие же автомобильные номера, как и обычных легковых авто и они зарегистрированы в ГИБДД.

В год оба горно обогатительных комбината входящих в Металлоинвест (Лебединский и Михайловский ГОК) производят около 40 млн. тонн железной руды в виде концентрата и аглоруды (это не объем добычи, а обогащенная уже руда, то есть отделенная от пустой породы). Таким образом выходит, что в день на двух ГОКах производится в среднем около 110 тысяч тонн обогащенной железной руды.

Этот Белаз за один раз перевозит до 220 тонн железной руды.

Экскаватор дает сигнал и он аккуратно дает задний ход. Всего несколько ковшов и кузов гиганта заполнен. Экскаватор еще раз дает сигнал и самосвал отъезжает.
У этого экскаватора “Хитачи”, который является самым крупным в карьере емкость ковша 23 куб.м.

“Белаз” и “Caterpillar” чередуются. Импортный самосвал перевозит кстати всего 180 тонн.

Скоро и этой грудой заинтересуется водитель “Хитачи”.

Интересная фактура у железной руды.

Ежесуточно в карьере Лебединского ГОКа работает 133 единицы основной горной техники (30 большегрузных самосвалов, 38 экскаваторов, 20 бурстанков, 45 тяговых агрегатов).

Белазы помельче

Взрывы увидеть не удалось, да и редко когда сми или блогеров пускают на них из-за норм безопасности, Такой взрыв делают один раз в три недели. Вся техника и работники по нормам безопасности перед этим выводится из карьера.

Ну а потом самосвалы выгружают руду ближе к железной дороге тут же в карьере, откуда другие экскаваторы перегружают ее в думпкары, о которых я писал выше.

Затем руду везут на обогатительную фабрику, где железистые кварциты подвергаются дроблению и происходит процесс отделения пустой породы методом магнитной сепарации: руду измельчают, потом отправляют на магнитный барабан (сепаратор), к которому в соответствии с законами физики все железное прилипает, а не железное – смывается водой. После этого из полученного железорудного концентрата делают окатыши и ГБЖ, которое затем используется для выплавки стали.

На фото мельница, перемалывающая руду.

В цехах стоят такие поильники, все-таки тут жарко, а без воды никак.

Масштабы цеха, где в барабанах дробится руда впечатляют. Руда перемалывается естественным образом, когда камни бьются друг о друга в процессе вращения. В барабан с семиметровым диаметром помещается около 150 тонн руды. Существуют и 9-метровые барабаны, их производительность больше чуть ли не вдвое!

Зашли на минуту в пульт управления цехом. Здесь довольно скромно, но напряжение чувствуется сразу: работают диспетчеры и контролируют рабочий процесс на пультах управления. Все процессы автоматизированы, поэтому любое вмешательство – будь то остановка или запуск какого либо из узлов проходит через них и с их непосредственным участием.

Следующей точкой маршрута стал комплекс третьей очереди цеха по производству горячебрикетированного железа – ЦГБЖ-3, на котором как вы уже догадались, производится горячебрикетированное железо.

Производственная мощность ЦГБЖ-3 составляет 1,8 млн тонн продукции в год, общий объем производственных мощностей компании с учетом 1 и 2 очереди по производству ГБЖ вырос совокупно до 4,5 млн тонн в год.

Комплекс ЦГБЖ-3 занимает территорию в 19 гектаров, и в него входит около 130 объектов: станции грохочения шихты и продукта, тракты и транспортировки окисленных окатышей и готовой продукции, системы обеспыливания нижнего уплотнительного газа и ГБЖ, эстакады трубопроводов, редукционная станция природного газа, станция уплотнительного газа, электрические подстанции, реформер, компрессор технологического газа и другие объекты. Сама шахтная печь высотой 35,4 м, размещается в восьмиярусной металлоконструкции высотой 126 метров.

Также в рамках проекта также была проведена и модернизация сопутствующих производств – обогатительной фабрики и фабрики окомкования, обеспечивших выпуск дополнительных объемов железорудного концентрата (содержанием железа более 70%) и высокоосновных окатышей повышенного качества.

Производство ГБЖ сегодня является самым экологичным способ получения железа. При его производстве не образуются вредные выбросы, связанные с производством кокса, агломерата и чугуна, кроме того нет и твёрдых отходов в виде шлака. По сравнении с производством чугуна энергозатраты на производство ГБЖ ниже на 35%, выбросы парниковых газов – ниже на 60%.
Производится ГБЖ из окатышей при температуре около 900 градусов.

В последующем через пресс-форму или как ее еще называют “брикет-пресс” образуются железные брикеты.

Вот так выглядит товарная продукция:

Ну теперь немного позагораем в горячих цехах! Это Оскольский электрометаллургический комбинат, проще говоря ОЭМК, где плавится сталь.

Близко подходит нельзя, жар чувствуется ощутимо.

На верхних этажах горячий, богатый железом суп помешивают половником.

Занимаются этим жаростойкие сталевары.

Слегка пропустил момент выливания железа в специальную емкость.

А это уже готовый железный суп, пожалуйте к столу, пока не остыл.

И еще один такой же.

А мы идем дальше по цеху. На рисунке можно заметить образцы стальных изделий, которые производит завод.

Производство здесь очень фактурное.

В одном из цехов комбината производят вот такие стальные заготовки. Их длина может достигать от 4 до 12 метров, в зависимости от желания заказчиков. На фото 6-ручьевая машина непрерывного литья заготовок.

Здесь видно, как заготовки режутся на куски.

В следующем цеху горячие заготовки охлаждаются водой до нужной температуры.

А так выглядят уже остывшие, но еще не обработанные изделия.

Это склад, куда помещаются такие полуфабрикаты.

А это многотонные, тяжелые валы для проката железа.

В соседнем цехе ОЭМК обтачивают и полируют стальные пруты разного диаметра, прошедшие прокат в предыдущих цехах. Кстати, этот комбинат – седьмое по величине предприятие в России по производству стали и стальной продукции.

После полировки продукция в соседнем цехе.

Еще один цех, здесь происходит обточка и полировка изделий.

Так они выглядят в необработанном виде.

Складывание полированных прутов воедино.

И складирование с помощью крана.

Основными потребителями металлопродукции ОЭМК на российском рынке являются предприятия автомобильной, машиностроительной, трубной, метизной и подшипниковой промышленности.

Нравятся сложенные аккуратно стальные пруты).

ОЭМК применяет передовые технологии, включая технологию прямого восстановления железа и электродуговой плавки, что обеспечивает производство металла высокого качества, с уменьшенным содержанием примесей.

Металлопродукция ОЭМК экспортируется в Германию, Францию, США, Италию, Норвегию, Турцию, Египет и многие другие страны.

Комбинат производит изделия, используемые ведущими мировыми автомобилестроителями, такими как Peugeot, Mercedes, Ford, Renault, Volkswagen. Из них делают подшипники для этих самых иномарок.

По требованию заказчика на каждое изделие клеится стикер. На стикере проштамповывается номер плавки и код марки стали.

Противоположный конец может маркироваться краской, а к каждому пакету к готовыми изделиями крепятся бирки с номером контракта, страны назначения, марки стали, номера плавки, размера в миллиметрах, наименования поставщика и веса пакета.

Спасибо, что дочитали до конца, надеюсь вам было интересно.
Отдельное спасибо кампании “Металлоинвест” за приглашение!

Жми на кнопку, чтобы подписаться на “Как это сделано”!

Что, черт возьми, железная руда? • Earth.com • Earthpedia

Промышленная эра и мощь стали во многом повлияли на наше общество сегодня. Железная руда составляет большую часть этого. Может быть, вы изучаете историю региона, в котором живете. Возможно, вы из семьи шахтеров. Возможно, вы знаете слово «железная руда» только из игральной карты Settlers of Catan (отличная настольная игра для зимнего времени). Но что, черт возьми, такое железная руда? Это справедливо, чтобы быть любопытным. Продолжайте читать и узнайте.

Так что же такое железная руда?

Железная руда или железные руды — это типы горных пород и минералов, из которых можно извлечь металлическое железо. Эти породы и минералы различаются по цвету: от ржаво-красного до темно-фиолетового, ярко-желтого и темно-серого.

Железо само по себе является одним из самых распространенных элементов во Вселенной, о которых мы знаем. Это минерал, который нужен нашему телу для роста и развития. Он также отвечает за красный цвет, который мы часто наблюдаем в окружающем нас мире. Это особенно заметно в ландшафте в районах красных скал пустынь Юты и темно-красных песков Западной Австралии.

art_photo_s/Shutterstock.com

Существует четыре основных типа месторождений железной руды:

Массивный гематит

Гематит (Fe2O3) сам по себе является очень распространенным минералом. Может образовываться в виде осадочного осадка. Он образуется, когда другие богатые железом минералы выветриваются, а также во времени, пространстве и окислении.

Магнетит

Как следует из названия, это магнитный минерал. Состоящий из оксида железа, мы нашли его в магматических, метаморфических и осадочных породах. Имперская формула Fe3O4. Мы исторически назвали этот минерал двухвалентным оксидом железа и тетраоксидом трижелеза.

Титаномагнетит

Минерал, содержащий титан и железо. Минерал иногда образует «железные пески». Его обширные залежи расположены вдоль западного побережья и Северного острова Новой Зеландии.

Пизолитовый железняк

Писолитовый железняк – еще один минерал, состоящий из гематита, шамозита (кремнезема или силикатов), сидерита, магнетита и гетита или лимонита. Например, в долине среднего Нигера в Нигерии два основных уровня этого железняка разделены слоем глинистых отложений.

Где, черт возьми, это?

Мы уже упоминали о наличии железной руды в Новой Зеландии и Нигерии, но железная руда составляет 5% земной коры и распределена по всей планете.

Например, горнодобывающая компания BHP может похвастаться пятью рудниками в регионе Пилбара в Западной Австралии, хотя Rio Tinto является крупнейшей горнодобывающей компанией в этом регионе. Австралийский экспорт составляет половину мировой железной руды.

Бразилия — еще один крупный игрок, экспортирующий около 23% мировой железной руды. Как неудивительно для всех, кто обращает внимание, добыча полезных ископаемых может быть чрезмерно вредной деятельностью в экосистемах. Это очень верно в случае леса Амазонки. Активисты коренных народов и глобальные защитники окружающей среды работают над тем, чтобы смягчить и остановить это разрушение, хотя глобальный аппетит к стали не показывает никаких признаков замедления.

И хотя эти две страны являются крупнейшими производителями и контролируют крупнейшие запасы железной руды, весь мир действительно находится в движении.

Россия, Китай и Украина следуют за Австралией и Бразилией по совокупным запасам и объему промышленного производства. Другие страны, такие как Южная Африка и США, сохраняют запасы железной руды. И хотя это меньший процент в мировом масштабе, горнодобывающая промышленность играет большую роль в государственной политике и кампаниях общественного мнения.

Андрей Соловьев/Shutterstock.com

Как, черт возьми, используется железная руда?

Так как же, черт возьми, используется железная руда после того, как люди добывают ее в этих местах? Огромные и разнообразные формы, которые она принимает в нашей жизни, могут быть ошеломляющей реальностью для размышлений. Мы используем сталь (изготовленную из железной руды) более чем в 20 раз больше, чем любые другие металлы вместе взятые. Для производства одной тонны стали требуется около 1,6 тонны железной руды.

После добычи и извлечения железной руды из земной коры мы переплавляем ее в сталь, а затем импортируем или экспортируем покупателям. Эти покупатели (как частные компании, так и государства) затем используют его для производства широкого спектра продуктов, которые мы используем каждый день.

Например, железная руда используется в крупных строительных проектах для зданий и мостов. Он используется в бытовой технике, такой как тостеры, холодильники и духовки. Это основной компонент большинства наших видов транспорта: самолетов, поездов, грузовиков, автобусов. Это космические корабли, которые мы отправляем на Луну, и ракеты, которые мы запускаем через границы.

Железная руда также является важным аспектом предприятий возобновляемой энергетики, используемых для изготовления ветряных турбин и опор электропередач. Странная ирония (понятно?), что наши самые рекламируемые методы устойчивой энергетики зависят от добычи ресурсов и производства с большим объемом выбросов. Это, безусловно, одна из самых больших проблем нашего глобального сообщества, которую еще предстоит решить на будущее.

Как, черт возьми, железная руда становится сталью?

Замечание о стали вокруг вас, безусловно, может привести к постоянно расширяющимся и экзистенциалистским абстрактным мыслям, но давайте сузим наше внимание до реального процесса. Как, черт возьми, сырье — пропитанные железом отложения в земной коре — становится основой наших городских небоскребов? Какие процессы стоят за сталью и сталеплавильным производством?

Вот суть: железная руда добывается, а затем транспортируется на определенные объекты. Затем люди (с помощью машин, сделанных, конечно, из стали) смешивают железную руду с «коксом» в доменной печи. Кокс получают из перегретого металлургического угля. Нагретый воздух дует в печь и создает пламя с температурой 2000. Тепло превращает руду в расплавленный «чугун» и шлак — этап рафинирования в процессе, но не конечный продукт.

Затем люди (и их машины) удаляют примеси из чугуна и шлака, в то время как добавляются другие легирующие элементы. Это часть процесса, где появляется сталь. Затем мы отливаем, охлаждаем и прокатываем сталь для использования в будущих проектах.

Этот процесс нагревания, плавления и извлечения металла из руды называется плавкой. И хотя сегодня это высокоиндустриальный бизнес, выплавка металла также является искусством, вошедшим в легенды и фольклор по всему миру. Кузнецы и алхимики пересекаются на протяжении всей нашей истории в восхитительной игре между технологиями, ориентированными на эффективность, и фантастическими, причудливыми попытками создать магию и сварить золото. Некоторые из самых почитаемых ученых западного мира — Ньютон, Галилей и другие — верили в эту объединенную силу железной руды, работая и экспериментируя как в практической, так и в мистической сферах.

Марина Варнава/Shutterstock.com

Что, черт возьми, происходит сегодня с железной рудой?

Сегодня Китай доминирует в производстве стали и сталелитейной промышленности – добыча, переработка, импорт и транспортировка более 43% мирового производства чугуна и 35% мирового производства. Это чертовски много экспорта железной руды, и у Китая, безусловно, есть выбросы, чтобы поддержать это.

Но есть много стран и крупных горнодобывающих компаний, которые участвуют в уничтожении биоразнообразия и важных экосистем во имя добычи железной руды из-под земли. Годовой доход компании Vale в Бразилии составляет 32 миллиарда долларов, и это всего лишь одна компания, расположенная на участке леса площадью 3000 квадратных миль. Такие компании, как Vale, предварительно начали сотрудничать с защитниками природы, но только после смертельных аварий на шахтах, разоблачений взрывчатых веществ, глобального осуждения и изъятия инвестиций.

Цена на железную руду находится на рекордно высоком уровне по состоянию на июнь 2021 года, поднявшись до 233,10 долларов США за метрическую тонну. И страны покупают тонны и тонны, поскольку они вкладывают ресурсы и инфраструктурные планы в свою экономику, чтобы прийти в себя после глобальной пандемии.

Андрей Соловьев/Shutterstock.com

Заключение

Немного разбираясь в железной руде, мы понимаем, как отрасль влияет на нас. Мы можем видеть, как она определяет аспекты жизни на Земле. Люди могут потребовать, чтобы лидеры сообществ, национальные представители и глобальные коалиции защищали планету от пагубных методов добычи полезных ископаемых. Мы также можем защитить и сохранить права и человеческое достоинство добытчиков железной руды. Судя по всему, добыча железной руды в ближайшее время никуда не денется. Вот почему мы должны выяснить, как регулировать и минимизировать разрушение текущего процесса.

Посетите нас в EarthSnap, бесплатном приложении, созданном Эриком Раллсом и Earth.com.

Железная руда

Железная руда

Железная руда представляет собой горную породу и минералы, из которых можно экономично извлекать металлическое железо. Руды обычно богаты оксидами железа и различаются по цвету от темно-серого, ярко-желтого, темно-фиолетового до ржаво-красного. Само железо обычно находится в виде магнетита (Fe3O4), гематита (Fe2O3), гетита, лимонита или сидерита. Гематит также известен как «природная руда». Название относится к ранним годам добычи полезных ископаемых, когда некоторые гематитовые руды содержали 66% железа и могли подаваться непосредственно в доменные печи. Железная руда — это сырье, используемое для производства чугуна, который является одним из основных сырьевых материалов для производства стали. 98% добываемой железной руды используется для производства стали.

Железная руда Миннесоты была обнаружена, когда старатели искали золото. Поскольку объектом их поиска было золото, железо было проигнорировано. Оказалось, что железо станет гораздо более ценным для северной Миннесоты, чем небольшое количество найденного золота. Железная руда была обнаружена на трех железных рудниках в разное время. Первая руда, доставленная с хребта Вермилион, была отправлена в 1884 г., с хребта Месаби — в 1892 г., а с хребта Куйуна — в 1919 г.11.

Гематитовая руда

Месторождения гематитовой железной руды в настоящее время эксплуатируются на всех континентах, с наибольшей интенсивностью эксплуатации в Южной Америке, Австралии и Азии. Источником большинства крупных месторождений гематитовой железной руды являются метасоматически измененные полосчатые железные образования и редко магматические скопления. Гематитовое железо обычно встречается реже, чем магнетитсодержащие образования полосчатого железа или другие породы, которые образуют его основной источник или протолитовую породу, но обогащать гематитовые руды значительно дешевле и проще, и для дробления и измельчения требуется значительно меньше энергии. Однако гематитовые руды могут содержать значительно более высокие концентрации штрафных элементов, как правило, с более высоким содержанием фосфора, воды (особенно осадочные скопления пизолита) и алюминия (глины внутри пизолитов).

Магнетитовые полосчатые месторождения железа

Полосчатые железные образования представляют собой мелкозернистые метаморфизованные осадочные породы, состоящие преимущественно из магнетита и кремнезема (кварца). Полосчатые железные образования в Северной Америке известны как такониты.

Добыча и переработка пластов полосчатого железа включает грубое дробление и просеивание с последующим грубым дроблением и тонким измельчением для измельчения руды до точки, при которой кристаллизованный магнетит и кварц достаточно мелки, чтобы кварц оставался позади, когда полученный порошок проходит через магнитный сепаратор.

Ключевыми экономическими параметрами магнетитовой руды являются кристалличность магнетита, содержание железа во вмещающей породе пласта полосчатого железа и загрязняющие элементы, присутствующие в магнетитовом концентрате. Размер и коэффициент обнажения большинства ресурсов магнетита не имеют значения, поскольку полосчатые железные образования могут иметь толщину в сотни метров, простираться на сотни километров и могут легко достигать более 2500 миллионов тонн содержащейся руды.

Типичное содержание железа, при котором добыча магнетитсодержащего полосчатого железа становится экономически целесообразной, составляет примерно 25% Fe, что обычно может обеспечить извлечение магнетита от 33% до 40% по весу, чтобы получить концентрат с содержанием выше 64% Fe по массе. Типичный концентрат магнетитовой железной руды содержит менее 0,1% фосфора, 3-7% кремнезема и менее 3% алюминия.

Размер зерен магнетита и степень его смешения с основной массой кремнезема определяют размер помола, до которого необходимо измельчить породу, чтобы обеспечить эффективную магнитную сепарацию и получить магнетитовый концентрат высокой чистоты. Это определяет затраты энергии, необходимые для выполнения операции фрезерования. Как правило, большинство отложений железа с полосами магнетита должны быть измельчены до размера от 32 до 45 микрометров, чтобы получить магнетитовый концентрат с низким содержанием кремнезема. Марки магнетитового концентрата обычно превышают 63% Fe по весу и обычно имеют низкое содержание фосфора, алюминия, титана и кремнезема и требуют более высокой цены.

В настоящее время магнетитовая железная руда добывается в Миннесоте и Мичигане в США, а таконит добывается в Восточной Канаде. Магнетитсодержащие полосчатые железные породы в настоящее время широко добываются в Бразилии, которая экспортирует значительные объемы в Азию, а в Австралии имеется крупная и развивающаяся промышленность по добыче магнетитовой железной руды.

Таконит

Таконит представляет собой железосодержащую кремнеподобную породу с высоким содержанием кремния. Это докембрийская осадочная порода, называемая полосчатой железной формацией из-за типичного чередования богатых железом слоев и слоев сланца или кремня. Содержание очень мелкодисперсного железа, присутствующего в виде магнетита, обычно составляет от 25 до 30%. В конце 19го и начала 20 веков железная руда была настолько высокого качества, что таконит считался нерентабельным отходом. После Второй мировой войны большая часть высококачественной руды в Соединенных Штатах была добыта, и поэтому таконит стал новым источником железа. Для обработки таконита руда измельчается в мелкий порошок, железо отделяется от пустой породы с помощью сильных магнитов, а затем порошкообразный концентрат железа смешивается с бентонитовой глиной и известняком в качестве флюса и скатывается в окатыши размером около одного сантиметра. диаметр, которые примерно на 65% состоят из железа. Гранулы нагревают до очень высоких температур, чтобы окислить магнетит (Fe3O4) до гематита (Fe2O3) для дальнейшей обработки.

Район Mesabi Iron Range в Миннесоте является основным производственным районом. Концентрат таконитового железа доставляется по железной дороге к погрузочным докам в Силвер-Бей, Ту-Харборс и портах-близнецах Дулут, Миннесота, и Верхнего, Висконсин, все на озере Верхнем. Руда обычно доставляется озерными грузовыми судами в другие места на Великих озерах. Многие центры производства стали расположены недалеко от озера Эри и нижнего озера Мичиган, вокруг Гэри, Индиана.

Руководство по анализу железной руды

Что такое железная руда?

Железная руда представляет собой минеральное вещество, которое образует металлическое железо (Fe) при нагревании с восстановителем. Железная руда обычно состоит из оксидов железа, основными формами которых являются магнетит (Fe3O4) и гематит (Fe2O3). Гематит широко считается одной из самых важных железных руд из-за его высококачественного концентрата железа и его изобилия. Железная руда, содержащая более 60% гематита или магнетита, считается высококачественной железной рудой, также известной как руда для прямой доставки.

Магнетит, также называемый магнитом, представляет собой черный изометрический минерал, наиболее известный своими магнитными свойствами. Некоторые формы магнетита из определенных мест являются магнитами, единственный пример любого природного минерала, являющегося магнитом.

Всего существует четыре основных типа месторождений железной руды:

Массивный гематит
Магнетит
Титаномагнетит
Пизолитовый железняк

Пять основных типов минералов, образующих железную руду:0003

Гематит (70% Fe)
Магнетит (72% Fe)
Гетит (63% Fe)
Лимонит (до 60% Fe)
Сидерит (48,2% Fe)

1 Качество руды также пострадал от окружающего его коммерчески бесполезного материала, известного под общим названием пустая порода. Соединения кремнезема и фосфора особенно важны, поскольку они влияют на структуру металла и иногда могут усложнить процесс производства стали.

Несмотря на то, что железо является четвертым по распространенности элементом в земной коре, оно является одним из самых важных элементов, когда-либо обнаруженных.

Как выглядит железная руда?

Железные руды имеют различный внешний вид. Гематит, например, может варьироваться от грубого до металлического. Его цвет также колеблется от красных и коричневых тонов до черных, темно-серых или серебристых тонов. Однако при соскабливании на пластине для скребка все образцы гематита будут давать красноватую полосу.

Магнетит, однако, обычно имеет черный, коричневый или темно-серый цвет, иногда с темно-фиолетовым оттенком. непрозрачность и металлический блеск.

Гетит также может различаться по внешнему виду, от коричневато-желтого до темно-коричневого, а лимонит часто имеет цвет от ярко-желтого до темно-коричневого. Наконец, сидерит часто имеет серовато-белые тона.

Для чего используется железная руда?

Железная руда, чаще всего чугун, используется для снабжения черной металлургии в мире, включая транспорт, строительство, бытовую технику, такую как стиральные машины, а также энергетику и железнодорожную инфраструктуру. Это ключевой ингредиент в производстве стали, на которую опирается подавляющее большинство промышленных предприятий мира. Геологическая служба США утверждает, что сталелитейная промышленность потребляет почти все (98%) спроса на железную руду.

Ряд секторов использует оставшиеся 2%. Например, в медицинской промышленности радиоактивное железо используется в качестве индикаторного элемента в биохимических и металлургических исследованиях. Порошковое железо используется для некоторых типов магнитов, стальных катализаторов и автозапчастей. Напротив, черный оксид железа используется в качестве пигмента в полировальных составах, медицине и металлургии.

Железо также широко используется с другими металлами для создания сплавов, особенно кованого железа. Кованое железо представляет собой сплав с низким содержанием углерода. Он мягкий и податливый, но при этом очень прочный, что делает его идеальным для различных ограждений, подков и трубопроводов.

Как добывается железная руда?

Существует два основных метода добычи железной руды: наземная и подземная . Добыча железа должна осуществляться в значительно больших масштабах по минимально возможной цене, чтобы быть экономичной. Вот почему многие компании предпочитают добычу открытым способом, хотя есть и исключения.
В качестве альтернативы, несколько горнодобывающих компаний выбирают подземную добычу, если железная руда на поверхности не имеет достаточно высокого качества.

Далее идет переработка железной руды. Как только экономически добытая руда попадает на завод по производству окатышей, она подвергается дроблению, то есть буквально дробится на гораздо более мелкие кусочки. Машины дробят камни до тех пор, пока они не станут размером с мрамор. Материалы разделяются, а отходы передаются в хвостохранилища.

Мелкая железная руда затем отправляется на завод по производству окатышей. Затем они агломерируются в окатыши в процессе, известном как спекание, а затем затвердевают в печи для создания окатышей из железной руды. Затем они обычно поставляются в доменную печь или завод прямого восстановления как часть производства стали.

Крупнейшие производители железной руды

Подавляющая часть мировой добычи железной руды приходится на Австралию. Как показано на приведенном ниже графике, в 2021 году Австралия произвела около 900 млн тонн, а Бразилия заняла второе место со значительно меньшими 380 млн тонн.

Vale

Что касается ведущих компаний по добыче железной руды в 2021 году, бразильский горнодобывающий гигант Vale (BOVESPA: VALE3) снова сохранил первое место, произведя примерно 3190,6 млн тонн в этом году. Одним из самых значительных железорудных рудников Vale является рудник Карахас, расположенный в Пара на севере Бразилии, с запасами железной руды в размере 7,27 млрд тонн (доказанными и вероятными).

Rio Tinto

Вторым по величине производителем железной руды стала компания Rio Tinto (ASX: RIO), объем производства которой в 2021 году оценивается в 276,6 млн тонн. У Rio Tinto есть сеть предприятий по добыче железной руды, расположенная в регионе Пилбара в Западной Австралии. , состоящая из 16 шахт значительного размера.

BHP (ранее BHP Billiton)

Подобно железной руде Rio Tinto, BHP (ASX: BHP) в настоящее время владеет пятью рудниками в регионе Пилбара в Западной Австралии. По оценкам, в 2021 году компания произвела 245,4 млн тонн железной руды. BHP также отвечает за ввод в эксплуатацию крупнейшего за более чем 50 лет нового железорудного рудника в Австралии, известного как рудник South Flank.

Fortescue Metals

Наконец, на четвертом месте австралийская горнодобывающая компания Fortescue Metals. Группа Fortescue Metals (ASX: FMG) произвела 84,7 млн тонн железной руды в 2021 году. Крупнейший рудник Christmas Creek группы Fortescue Metals также находится в Западной Австралии.

Желанная смесь Pilbara на Среднем Западе

Регион Pilbara является центром горнодобывающей промышленности Австралии и вносит значительный вклад в национальное богатство страны. Его промышленность по производству железной руды и сжиженного природного газа оценивается более чем в 70 миллиардов австралийских долларов, что составляет более 70% добычи полезных ископаемых и энергии в Западной Австралии. Многих горняков привлекают природные ресурсы ржавой красной скалы Пилбары.

Австралийские производители железной руды имеют логистическое преимущество перед бразильскими конкурентами. Это связано с передовыми портовыми сооружениями и всего 12 днями для завершения экспорта железной руды в Китай по сравнению с примерно 45 днями из Бразилии.

Цена на железную руду

Согласно данным, собранным S&P Market Intelligence, текущая спотовая цена на железную руду NYMEX-Iron Ore 62% по состоянию на 8 июля составила 147,16 долларов США за тонну.

Историческая динамика цен

Цены на железную руду в течение последних 30 лет испытывали значительные колебания. На изображении ниже показаны пики и впадины, которые превзошли железную руду с 2004 года.

Как ранее сообщалось в статье Assay, в течение многих лет цены на железную руду обычно торговались ниже 30 долларов США за тонну вплоть до 2000-х годов. Эта отрасль была низкорентабельным бизнесом, где майнеры получали прибыль от своих первоначальных инвестиций в течение длительных периодов времени.

Десятилетия предсказуемой модели ценообразования изменились с началом резкого роста производства сырой стали в Китае, когда цены на железную руду резко подскочили к отметке в 200 долларов США за тонну. Доминирующие производители железной руды были ошеломлены зарождающимся спросом в Китае, что привело к дефициту, который необходимо было решить. Растущий спрос в сочетании с ограниченным предложением – приводит к стремительному росту цен.

Согласно отчету агентства Reuters, цены на железную руду в начале 2022 года резко выросли. По оценке агентства Argus, занимающегося составлением отчетов о ценах на сырьевые товары, спотовая цена с доставкой в северный Китай достигла максимума в 153,55 доллара за тонну 10 февраля 2022 года.

Этот анализ проводится в сочетании с данными, собранными S&P, согласно которым, по данным Нью-Йоркской товарной биржи, 10 февраля 2022 года стальной индекс рудной мелочи 62% (преимущественно тип железа, импортируемый Китаем) достиг 153,75.

. как зажатый между краткосрочными опасениями по поводу экономической мощи мирового доминанта железной руды Китая, преимущественно перед лицом ужесточения карантина, и долгосрочной угрозой нынешней рыночной системе, поскольку Пекин стремится постоянно снижать затраты.

В отчете Reuters говорится, что 17 июня базовая стоимость железной руды с содержанием 62% для доставки в северный Китай упала до 121,95 доллара за тонну. Значительное снижение по сравнению с 1 января, на 24% ниже самой высокой спотовой цены в 2022 году, которая составляла 160,30 доллара США 8 марта.

Прогноз цен на железную руду

Квартальный отчет Австралии по ресурсам и энергетике за март 2022 года изменил более высокие прогнозы мировых цен на железную руду на 2022 год. , после относительно жесткой политики до 2021 года. Ожидается, что это поддержит спрос на сталь и железную руду в 2022 году».

В отчете также говорится, что в 2027 году мировое производство стали будет расти в среднем на 1,2% в год. Ожидается, что низкий рост производства стали в Китае будет компенсирован более быстрым ростом в Индии, Бразилии и Юго-Восточной Азии. Несмотря на это, он также утверждает, что цены на железную руду, вероятно, снизятся до более низких уровней в долгосрочной перспективе. Это ожидается из-за все более скромного роста доменных печей, используемых в сталеплавильном производстве, из-за глобальной инициативы по внедрению дополнительных экологически чистых методов добычи и производства с низким уровнем выбросов.

TOP HEADLINES