Самые большие запасы железной руды. Как это сделано, как это работает, как это устроено

2. Главные месторождения железных руд в СССР

По запасам железных руд СССР занимает первое место в мире. В Советском Союзе находится около 54% мирового запаса разведанных железных руд. Основными месторождениями в СССР являются следующие.

Юг и Центр СССР

Руды Криворожского месторождения отличаются высоким содержанием железа и незначительным количеством вредных примесей: 0,04 - 0,08% S и 0,03 - 0,06% Р. Криворожский бассейн имеет очень большие залежи так называемых кварцитов, которые содержат около 35% железа и примерно такое же количество пустой породы в виде кремнезема (SiO 2).

Керченское месторождение представлено в основном] бурыми железняками, которые содержат до 4,6% марганца, до 1% фосфора (иногда и выше) и сравнительно мало железа - до 39%.

Тульское и Липецкое месторождения представлены бурыми железняками. В руде Тульского месторождения содержание железа доходит до 45%, а в липецкой руде - до 47%. В тульской руде больше содержится фосфора (около 0,44%).

Белгородский железорудный район включает пять месторождений. Отдельные месторождения этого района богаты магнититовыми кварцитами. Здесь встречаются также и богатые руды, в которых содержание железа достигает 61%.

Курская магнитная аномалия (КМА) - месторождение, содержащее богатые гематиты (содержащие железа 54,8 - 61,4%) и бедные кварциты. Месторождение очень крупное и перспективное.

Месторождения Северо-Запада

В этом районе насчитывается семь месторождений железных руд. Наиболее крупными являются Оленегорское и Ено-Ковдорское, руды которых служат железорудной базой Череповецкого металлургического завода. В основном руды Оленегорского месторождения представлены магнетитами и гематитами. Среднее содержание железа в этих рудах составляет около 31%. Пустая порода руд этого месторождения такая же, как и в Криворожском месторождении. Особенностями химического состава железных руд Ено-Ковдорского месторождения являются высокое содержание в них фосфора и повышенная основность пустой породы. Среднее содержание железа по этому месторождению 30%.

Месторождение железных руд Кавказа и Закавказья

Железнорудной базой Закавказского металлургического завода является Дашкесанское месторождение. Руды этого месторождения содержат до 14% извести (СаО) и до 1,2% магнезии (MgO). По содержанию железа они относятся к бедным, так как содержание его не превышает 39%.

Месторождения железных руд Урала

К крупнейшим месторождениям этого района относятся Магнитогорское (руду используют Магнитогорский металлургический комбинат), Тагило-Кушвинское (Кушвинский и Ново-Тагильский металлургический заводы) и Бакальское (Челябинский металлургический завод).

Основная масса магнитного железняка Магнитогорского месторождения состоит из руд двух типов: магнитита и мартита. Магнититы этого месторождения сернистые. Содержание серы в отдельных гнездах достигают 4%, а железа 59%. Мартиты содержат серы значительно меньше (до 0,16%) при среднем содержании железа 62% (до 65%). Пустая порода этих руд состоит из кремнезема, глинозема, извести и магнезии. Основная пустая порода - глинозем.

Тагило-кушвинские магнитные железняки (горы Благодать, Высокая и Лебяжья) содержат до 62% железа; в отдельных местах его содержание снижается до 30 - 32%. Пустая порода этих руд состоит из кремнезема и глинозема. Руда - сернистая и фосфористая, на отдельных участках содержание серы достигает 1,5%, а фосфора 1,2%. В отдельных участках руда относительно чиста по фосфору. Гороблагодатская руда содержит медь. При добыче руды разделяют на маломедистую, содержащую до 0,2% меди, и медистую - до 0,7%. Кусковатые обогащенные руды используют для доменной плавки в сыром виде, а пылеватые - после обогащения и агломерации.

Бурые железняки Бакальского месторождения можно считать чистыми по сере и фосфору. Среднее содержание железа в рудах этого месторождения составляет 48 - 50%.

Железные руды Сибири и Дальнего Востока

Месторождения этого района можно разделить на несколько групп:

Горная Шория, где в рудах содержится 42 - 55% железа, и Хакассия (в руде содержится до 46% железа). Эти месторождения являются сырьевой базой Кузнецкого металлургического комбината.

Белорецкая, Инская (на Алтае), Аузасская и Алатау-Алталыцкая группы, руды которых станут сырьевой базой Западно-Сибирского металлургического завода.

Ангаро-Питская и Ангаро-Илимская группы с Нижне-Ангарским, Коршуновским, Рудногорским и другими месторождениями будут основными базами новых металлургических заводов - Красноярского и Прибайкальского.

Гаринская и Кимпанская группы (Дальний Восток), Приаргунский район Читинской области и Алданская группа в Якутской АССР.

Пустая порода месторождений Сибири и Дальнего Востока представлена в основном в виде окиси кальция (СаО), что не вызывает затруднений при доменной плавке. Богатые руды этого района содержат от 50 до 55%, а бедные 33 - 45% железа.

Месторождения Казахской ССР

По территориальному признаку железорудные ресурсы Казахской ССР разделяют на три района: Центрально-Казахстанский, Приаральский и Кустанайский. Последний железорудный район является также базой Магнитогорского металлургического комбината и Барнаульского завода в Западной Сибири. Этот район представлен магнититовыми рудами (45 - 59%) Соколовского, Сарбайского, Качарского, Куржункульского и других месторождений; бурыми железняками (37 - 42%) Аятского, Лисаковского и Кировского месторождений.

По технологическим типам железные руды подразделяют на магнититы (19,0%), гематиты (1,9%), бурые железняки (77,3%), сидериты (0,1%) и гематитовые кварциты (1,7%), из которых 4,17 млн. т не требуют обогащения (55,9%).

Самым важным показателем качества железной руды является содержание в ней железа. Поэтому при металлургической оценке железных руд прежде всего обращают внимание на этот показатель, а также на состав пустой породы. Пустую породу, для которой отношение суммы оснований CaO+MgO к сумме кислот SiО2 + Аl 2 О 3 равно или близко к единице, называют самоплавкой.

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.

Сырьевая база каждого металлургического района имеет свои специфические особенности, которые в значительной мере определяют технологию всего цикла металлургического завода и его экономику. Как мы уже говорили в разделе «что такое железная руда? », запасы железной руды на нашей планете оцениваются приблизительно в 150 млрд. тонн, а наиболее богатыми в пересчете на железо странами являются: Россия, Бразилия, Австралия, Украина, Китай, Индия и США.

Первоначально рассмотрим наиболее значимые месторождения железной руды в Украине.

Криворожское месторождение в районе г. Кривой Рог дает. Руда, получаемый на месте концентрат и производимые окатыши используются на Криворожском металлургическом комбинате, а также экспортируются за рубеж. Руда залегает на глубине до 500 м, но кварциты выходят на поверхность. Поэтому разработка ведется как открытым, так и закрытым способами. Запасы богатых руд (гематитов и мартитов) оцениваются в 1,2 млрд. т, а кварцитов (магнетитовых и гематитовых окисленных) - до 18 млрд. т.

Разработка железной руды открытым способом

Среднее содержание железа в руде составляет около 55 %, а в добываемых магнетитовых кварцитах - 35-37 %. Пустая порода состоит практически только из кремнезема. Руда не содержит вредных примесей. Богатая руда на месте дробится и сортируется по крупности частиц. Фракция 0-10 мм направляется на агломерацию, а >10 мм - прямо в доменные цехи. Магнетитовые кварциты обогащаются методом магнитной сепарации. Из концентрата, содержащего около 65 % железа, производится агломерат, окатыши или он направляется на металлургические заводы. Кременчугское месторождение, расположенное к северо-востоку от Криворожского, является его продолжением. В нем сосредоточено 1,1 млрд. т магнетитовых кварцитов, содержащих около 30 % железа, которые обогащаются на построенном тут Полтавском ГОКе до 65 % железа, из концентрата производятся окатыши.

Белорецкое месторождение , расположенное вблизи г. Запорожье, представлено богатыми гематитовыми рудами, содержащими около 63 % железа. Запасы составляют 500 млн. т. Расположенный тут Запорожский ГОК обрабатывает добытую руду, после чего направляет ее непосредственно на заводы.

Керченское месторождение бурых железняков имеет запасы около 2 млрд. т. Руда представляет собой оолитовый (зернистый) бурый железняк, содержащий 34-39 % железа. Низкое содержание железа, высокое содержание вредных примесей (около 1 % фосфора, 0,05-0,15 % мышьяка) и трудности обогащения привели к тому, что это месторождение в настоящее время не используется.

Россия является наиболее богатой железными рудами страной, а Курская магнитная аномалия , самым крупным железорудным районом мира. Магнитная аномалия этого района, имеющего ширину 50-100 км, длину 400-600 км. вызывается мощной толщей крутопадающих пластов кварцитов, представляющих практически неисчерпаемые запасы железа. Пласты руды находятся на глубине 35-580 м. Учтенные запасы Курской магнитной аномалии превышают 40 млрд. т, а перспективные - до 200 млрд. т. Основные запасы месторождения представлены кварцитами, главным образом магнетитовыми, содержащими 35-40 % Fе, и богатыми гематит-мартитовыми рудами, содержащими 50-61 % Fе. Кроме того, эти руды содержат 0,1-0,6 % S, 0,02-0,09 % Р и 10-20 % гигроскопической влаги.

Отрицательной особенностью пустой породы является повышенное (до 2,5-3,5 %) содержание глинозема, который ухудшает свойства шлака. Наиболее крупными месторождениями являются Михайловское (возле г. Курска), Лебединское и Стойленское (близ г. Губкина). Они разрабатываются открытым способом, кварциты обогащаются, из концентрата на ГОКах производятся окатыши, часть концентрата направляется непосредственно на заводы.

На фотографии представлен

Так же предлагаем Вашему вниманию небольшой ролик о работе Стойленского ГОКа, дабы вы представляли как происходит добыча и дальнейшая переработка железной руды.

Перспективны расположенные близ г. Белгорода месторождения Яковлевское, Гостищевское и другие, запасы которых составляют около 25 млрд. т богатых гематит-мартитовых руд, залегающих, однако, на глубинах около 500 м.

В Мурманской области и Карелии расположено несколько железорудных месторождений, являющихся базой Череповецкого металлургического комбината.

Оленегорское месторождение , расположенное южнее г. Мурманска, состоит из железистых кварцитов, содержащих около 31 % железа. Запасы его составляют около 600 млн. т. Они на месте обогащаются магнитно-гравитационным методом на Оленегорском ГОКе до содержания 62 % Fе, концентрат поставляется на аглофабрики.

На фотографии представлен

Ено-Ковдорское месторождение , расположенное западнее Оленегорского, представлено магнетитовыми кварцитами, содержащими 31-32 % Fе, имеет мощность около 500 млн. т. Особенностью его является основная пустая порода, имеющая индекс основности 1,6 и высокое содержание фосфора, которое после магнитного обогащения на Ковдорском ГОКе снижается с 2,7-2,9 % только до 0,18-0,20 %. Концентрат, содержащий 64-65 % Fе, направляется на комбинаты для агломерации.

Костамукшское месторождение магнетитовых кварцитов мощностью около 1,2 млрд. т расположено в Карельской АССР, на границе с Финляндией. Кварциты, содержащие 30-35 % Fе, около 0,07 % Р и 0,2 % S, обогащаются на построенном тут ГОКе до содержания 63-65 % Fе, из них производятся окатыши, направляемые на Череповецкий металлургический комбинат.

Качканарское месторождение титаномагнетитов расположено севернее г. Нижний Тагил, имеет запасы около 12 млрд. т. Крайне низкое содержание железа (всего 16-17 %) в процессе обогащения повышается до 61 %. Руда содержит около 0,15 % ванадия, что является важной особенностью. Качканарский ГОК производит агломерат и окатыши и поставляет их на Нижне-Тагильский металлургический комбинат.

Первоначальной базой этого комбината были месторождения Тагило-Кушвинского железорудного района, которые к настоящему времени практически выработаны.

Магнитогорское месторождение магнетитовых руд, сыгравшее огромную роль в развитии Магнитогорского металлургического комбината, вследствие длительной интенсивной эксплуатации также истощено.

Южнее г. Новокузнецка расположен Горно-Шорский железорудный район, образованный Темир-Тауским, Одрабашским, Таштагольским и другими месторождениями магнетитовых и мартитовых руд, содержащих 30-49 % Fе. Отличительной особенностью некоторых руд является наличие в них цинка (0,1- 1,1 %), повышенное содержание серы. Запасы оцениваются в 200 млн. т. Руды и концентраты спекаются на обогатительно-агломерационных фабриках, агломерат направляется на Новокузнецкий и Западно-Сибирский металлургические комбинаты. Однако основной их базой являются Абаканское и Тейское месторождения, расположенные восточнее г. Новокузнецка, в Хакассии. Их запасы составляют около 2 млрд. т магнетитовых руд.

В Восточной Сибири расположено ряд крупных железорудных месторождений.

К северу от г. Красноярска в Ангаро-Питском железорудном районе расположены месторождения Нижнеангарское, Ишимбинское и др. Руды этих месторождений в основном гематитовые, труднообогащаемые, содержат около 30- 40 % Fе, пустая порода - кремнеземисто-глиноземистая. Запасы этого района составляют около 1,4 млрд. т.

Севернее г. Иркутска находится крупный Ангаро-Илимский железорудный район, объединяющий месторождения Коршуновское, Рудногорское и др. Запасы оцениваются в 900 млн. т. Руда этих месторождений магнетитовая, содержит 38-50 % Fе, 0,03 % S и 0,8 % Р.

Рассмотрим крупнейшие зарубежные месторождения железных руд.

Основной железорудной базой черной металлургии США является район озера Верхнего, который дает около 80 % добываемой в стране руды. В этом районе наибольшее количество руды добывается в округе Месаби, от которого получила название и руда. Руда месаби содержит 50-52 % Fе, 9-10 % SiO2, 0,77 % Мn, 0,09 % Р и около 11 % влаги. Запасы руды оцениваются в 1 млрд. т, кроме этого, в /месторождении есть около 30 млрд. т кварцитов (местное название - такониты), из которых около 5 млрд. т являются магнетитовыми. Последние добываются и обогащаются от 31 до 64 % Fе, затем подвергаются окускованию в агломерат или окатыши. Это и другие месторождения удовлетворяют потребности черной металлургии США лишь частично.

Характерной особенностью металлургической промышленности развитых капиталистических стран (США, Япония, Германии и др.) является импорт больших количеств железной руды и окатышей из крупных месторождений мира, расположенных обычно в развивающихся странах. Высокое качество этих руд, низкая стоимость их добычи и обогащения и незначительные транспортные расходы обеспечивают эффективность такой работы. Ниже дана краткая характеристика наиболее крупных железорудных районов мира.

Канада обладает значительными запасами железных руд и имеет развитую железорудную промышленность - добычу, обогащение и окускование в виде агломерации и производства окатышей. Главные месторождения находятся в провинциях Квебек, Ньюфаундленд (остров Ньюфаундленд, месторождение Вабана) и др. Запасы основных месторождений Канады оцениваются в 5,5 млрд. т, из которых около 3 млрд. т находится в районе Квебек-Лабрадор. Руды этого месторождения являются гематитами и магнетитами, содержат около 53 % Fе, имеют кремнеземистую пустую породу, не содержат серу, но содержат 0,03-1,1 % Р. Получаемые концентрат и окатыши экспортируются в США, Англию и Германию.

Венесуэла обладает большими запасами качественных руд, которые оцениваются в 2,2 млрд. т. Руды гематитовые, с очень высоким содержанием железа (63-68 %), не содержат серу и фосфор. В год добывается около 20 млн. т руды, 80 % которой отправляется в США.

Бразилия имеет огромные запасы высококачественных железных руд. Запасы в штате Минас-Жераис (месторождения Итабири, Итабирита) оцениваются в 16 млрд. т и содержат 50-60 % Fе. Кусковая руда содержит 66-69 % Fе и 0,1-1,5 % SiO 2 , 0,5-1 % А1 2 0 3 .

В Австралии разведаны месторождения с запасом около 16 млрд. т гематитовых и частично лимонитовых руд. Основные месторождения расположены в Западной Австралии, вблизи побережья. В наиболее крупном месторождении Брокен сосредоточено около 8 млрд. т гематитовой и гематито-лимонитовой руды, содержащей 54-69 % железа. Добываемые здесь руды и производимые на месте окатыши через близлежащие порты вывозятся в основном в Японию.

В Индии имеются значительные запасы железных руд, которые составляют около 20 млрд. т. Основные месторождения расположены на 300 км западнее г. Калькутты в штатах Бихар, Орисса и Мадхъя-Прадеш, образуют в комплексе так называемый Железный пояс с общими запасами 8 млрд. т богатых гематитовых руд. Они содержат 60-68 % Fе, очень чистые по сере и фосфору. Отрицательной особенностью этих руд является преобладание глинозема в пустой породе.

Железная руда представляют собой особое минеральное образование, включающее железо, а также его соединения. Руду считают железной в том случае, если она содержит этот элемент в достаточных объемах для того, чтобы было экономически выгодно его извлекать.

Основной разновидностью железной руды является магнитный железняк. Он содержит почти 70% окиси и закиси железа. Эта руда имеет черный или серо-стальной цвет. на территории России добывают на Урале. Встречается он в недрах Высокая, Благодать и Качканар. На территории Швеции его находят в окрестностях Фалуня, Даннемора и Гелливара. В США - это Пенсильвания, а в Норвегии - Арендаль и Персберг.

В черной металлургии железорудную продукцию разделяют на три вида:

Сепарированную железную руду (с низким содержанием железа);

Аглоруду (со средним содержанием железа);

Окатыши (сырую железосодержащую массу).

Морфологические типы

Богатыми считаются такие залежи железной руды, которые содержат более 57% железа в своем составе. К бедным рудам относят те, в которых не менее 26% железа. Ученые разделили железную руду на два морфологических типа: линейный и плоскоподобный.

Железная руда линейного типа представляет собой рудные клиновидные тела в зонах изгибов и земных разломов. Данный тип отличается особенно большим содержанием железа (от 50 до 69%), но сера и фосфор в такой руде содержится в небольшом количестве.

Плоскоподобные залежи встречаются на вершинах пластов железистых кварцитов, которые представляют собой типовую кору выветривания.

Железная руда. Применение и добыча

Богатая железная руда применение находит для получения чугуна и в основном идет на выплавку в конвертерное и мартеновское производство или же непосредственно на восстановление железа. Небольшое количество используется как природная краска (охра) и утяжелитель глинистых

Объем мировых запасов разведанных месторождений составляют 160 млрд. тонн, а железа в них содержится около 80 млрд. тонн. Железная руда найдена на Украине, а самыми крупными запасами чистого железа обладают Россия и Бразилиия.

Объемы мировой добычи руды растут с каждым годом. В большинстве случаев железная руда добывается открытым методом, суть которого заключается в том, что всю нужную технику доставляют к месторождению, и там же строят карьер. Глубина карьера составляет в среднем около 500 м, а его диаметр зависит от особенностей найденного месторождения. После этого при помощи специального оборудования добывают железную руду, складывают на машины, приспособленные для перевозки тяжелых грузов, и доставляют из карьера на предприятия, которые занимаются переработкой.

Недостатком открытого метода является возможность добывать руду только на небольшой глубине. Если же она лежит намного глубже, приходится возводить шахты. Вначале делают ствол, напоминающий глубокий колодец с хорошо укрепленными стенками. В разные стороны от ствола отходят коридоры, так называемые штреки. Найденную в них руду взрывают, а потом ее куски поднимают на поверхность с помощью особого оборудования. Добыча железной руды таким способом эффективна, но связана с серьезной опасностью и затратами.

Существует еще другой способ, при помощи которого добывают железную руду. Его называют СГД или скважинной гидродобычей. Руда извлекается из-под земли таким образом: бурят скважину, опускают в нее трубы с гидромонитором и очень мощной водной струей дробят породу, которую потом поднимают на поверхность. Добыча железной руды этим способом безопасна, однако, к сожалению, неэффективна. Так удается добыть лишь 3% руды, а 70% добывается с помощью шахт. Однако разработка метода СГД совершенствуется, и есть большая вероятность, что в будущем этот вариант станет основным, вытеснив шахты и карьеры.

Сегодня трудно представить себе жизнь без стали, из которой изготовлены многие окружающие нас вещи. Основой этого металла является железо, получаемое при плавке руды. Железная руда отличается по происхождению, качеству, способу добычи, что определяет целесообразность ее извлечения. Также железная руда отличается минеральным составом, процентным соотношением металлов и примесей, а также полезностью самых добавок.

Железо как химический элемент входит в состав многих горных пород, однако, не все они считаются сырьем для добычи. Все зависит от процентного состава вещества. Конкретно железной называют минеральные образования, в которых объем полезного металла делает его извлечение экономически целесообразным.

Добывать такое сырье начали еще 3000 лет назад, так как железо позволяло изготавливать более качественные прочные изделия в сравнении с медью и бронзой (см. ). И уже в то время мастера, имевшие плавильни, отличали виды руды.

Сегодня добывают следующие типы сырья для дальнейшей выплавки металла:

Титано-магнетитовые;
Апатит-магнетитовые;
Магнетитовые;
Магнетит-гематитовые;
Гетит-гидрогетитовые.

Богатой считается железная руда, в составе которой имеется не менее 57% железа. Но, разработки могут считаться целесообразными при 26%.

Железо в составе породы находится чаще в виде оксидов, остальные добавки — это кремнеземы, сера и фосфор.

Все ныне известные типы руд образовались тремя способами:

Магматическим . Такие руды образовывались в результате воздействия высокой температуры магмы или древней вулканической деятельности, то есть переплавки и перемешивания других горных пород. Такие полезные ископаемые — это твердые кристаллические минералы с высоким процентным составом железа. Залежи руд магматического происхождения обычно привязаны к старым зонам горообразования, где расплавленное вещество подходило близко поверхности.

Процесс образования магматических пород таков: расплав различных минералов (магма) — это очень текучее вещество, и при образовании трещин в местах разломов, оно их заполняет, остывая и приобретая кристаллическую структуру. Именно так сформировались пласты с застывшей в земной коре магмой.

Метаморфическим . Так преобразовываются осадочные типы минералов. Процесс следующий: при перемещениях отдельных участков земной коры, некоторые ее пласты, содержащие необходимые элементы, попадает под залегающие выше породы. На глубине они поддаются воздействию высокой температуры и давлению верхних слоев. В течение миллионов лет такого воздействия здесь происходят химические реакции, преобразующие состав исходного материала, кристаллизация вещества. Потом в процессе очередного перемещения породы оказываются ближе к поверхности.

Обычно железная руда такого происхождения залегает не слишком глубоко и имеет высокий процент состава полезного металла. Например, как яркий образец – магнитный железняк (до 73-75% железа).

Осадочным . Главными «работниками» процесса образования руд становятся вода и ветер. Разрушающие пласты породы и перемещающие их в низины, где они накапливаются в виде слоев. Плюс вода, как реагент, может видоизменять исходный материал (выщелачивать). В итоге образуется бурый железняк – рассыпчатая и рыхлая руда, содержащая от 30% до 40% железа, с большим количеством различных примесей.

Сырье благодаря разнообразным путям образования часто перемешано в пластах с глинами, известняками и магматическими породами. Иногда разные по происхождению залежи могут быть перемешаны на одном месторождении. Но чаще всего преобладает один из перечисленных типов породы.

Установив путем геологической разведки приблизительную картину происходящих в конкретной местности процессов, определяют возможные места с залеганием железных руд. Как, например, Курская магнитная аномалия, или Криворожский бассейн, где вследствие магматических и метаморфических воздействий образовались ценные в промышленном значении типы железной руды.

Добыча железных руд в промышленных масштабах

Добывать руду человечество начало очень давно, но чаще всего это было сырье низкого качества со значительными примесями серы (осадочные породы, так называемое «болотное» железо). Масштабы разработки и выплавки постоянно увеличивались. Сегодня выстроена целая классификация различных месторождение железистых руд.

Основные типы промышленных месторождений

Все залежи руды делят на типы зависимо от происхождения породы, что в свою очередь позволяет выделить главные и второстепенные железнорудные районы.

Главные типы промышленных залежей железной руды

К ним относят следующие месторождения:

Залежи различных типов железной руды (железистые кварциты, магнитный железняк), образованной метаморфическим способом, что позволяет добывать на них очень богатые по составу руды. Обычно месторождения связаны с древнейшими процессами образования горных пород земной коры и залегают на образованиях называемых щитами.

Кристаллический щит — это формирования в виде большой изогнутой линзы. Состоит из пород, образованных еще на этапе формирования земной коры 4,5 млрд. лет назад.

Наиболее известные месторождения такого типа: Курская магнитная аномалия, Криворожский бассейн, озеро Верхнее (США/Канада), провинция Хамерсли в Австралии, и железнорудный район Минас-Жерайс в Бразилии.

Залежи пластовых осадочных пород. Эти месторождения образовались вследствие оседания богатых железом соединений, которые имеются в составе разрушенных ветром и водой минералов. Яркий образец железной руды в таких залежах – бурый железняк.

Наиболее известные и большие месторождения — это Лотарингский бассейн во Франции и Керченский на одноименном полуострове (Россия).

Скарновые месторождения. Обычно руда имеет магматическое и метаморфическое происхождение, пласты которой после образования были смещены в момент образования гор. То есть железная руда, располагающаяся слоями на глубине, была смята в складки и перемещена на поверхность во время движения литосферных плит. Такие залежи размещаются чаще в складчатых областях в виде пластов или столбов неправильной формы. Образовались магматическим способом. Представители таких месторождений: Магнитогорское (Урал, Россия), Сарбайское (Казахстан), Айрон-Спрингс (США) и прочие.
Титаномагнетитовые залежи руд. Их происхождение магматическое, чаще всего встречаются на выходах древних коренных пород – щитов. К ним относят бассейны и месторождения в Норвегии, Канаде, России (Качканарское, Кусинское).

К второстепенным месторождениям относят: апатит-магнетитовые, магно-магнетитовые, сидеритовые, железомарганцевые залежи, разрабатываемые на территории России, стран Европы, Кубы и прочих.

Запасы железной руды в мире — страны-лидеры

На сегодня по различным оценкам разведано залежей с суммарным объемом в 160 млрд. тонн руды, с которой можно получить около 80 млрд. тонн металла.

Геологическая служба США представляет данные, по которым на Россию и Бразилию приходится около 18% мировых запасов железорудного сырья.

В пересчете на запасы железа, можно выделить следующие страны-лидеры

Картина мировых запасов руды выглядит следующим образом

Большинство этих стран является и крупнейшими экспортерами железной руды. В общем, объем продаваемого сырья составляет около 960 млн. тонн в год. Наибольшими импортерами являются Япония, Китай, Германия, Южная Корея, Тайвань, Франция.

Обычно добычей и продажей сырья занимаются частные компании. К примеру, крупнейшие в нашей стране Металлинвест и Евразхолдинг, производящие в общей сумме около 100 млн. тонн железорудной продукции.

По оценкам той же Геологической службы США, объемы добычи и производства постоянно растут, за год добывается около 2,5-3 млрд. тонн руды, что снижает ее стоимость на мировом рынке.

Наценка на 1 тонну сегодня приблизительно 40 долларов. Рекордная цена была зафиксирована в 2007 году – 180 долл/ тонну.

Как добывают железную руду?

Пласты железной руды залегают на различной глубине, что и определяет ее способы извлечения из недр.

Карьерный способ. Самый распространенный способ карьерной добычи, используется при нахождении залежей на глубине около 200-300 метров. Разработка происходит путем применения мощных экскаваторов и установок для дробления породы. После чего ее грузят для транспортировки на обогатительные комбинаты.

Шахтный метод. Шахтный метод применяют при более глубинном залегании пластов (600-900 метров). Изначально пробивают створ шахты, от которого вдоль пластов разрабатывают штреки. Откуда раздробленная порода подается «на гора» с помощью транспортеров. Руду из шахт также отправляют на обогатительные предприятия.

Скважинная гидродобыча. Прежде всего, для скважинной гидродобычи бурят скважину до пласта породы. После чего в створ заводят трубы, мощным напором воды дробят руду с дальнейшим извлечением. Но такой метод на сегодня имеет очень низкую эффективность и используется довольно редко. Например, таким приемом добывают 3% сырья, а шахтным 70%.

После добычи железорудный материал нужно переработать, чтобы получить основное сырье для выплавки металла.

Так как в составе руд кроме необходимого железа есть множество примесей, то для получения максимального полезного выхода необходимо очистить породу, подготовив материал (концентрат) для выплавки. Весь процесс осуществляется на горно-обогатительных комбинатах. К различным видам руд, применяются свои приемы и методы очистки и удаление ненужных примесей.

Например, технологическая цепочка обогащения маггнитных железняков следующая:

Изначально руда проходит стадию дробления на дробильных установках (например, щековых) и подается ленточным транспортером на станции сепарации.
Используя электромагнитные сепараторы, отделяют части магнитного железняка от пустой ненужной породы.
После чего рудная масса транспортируется на очередное дробление.
Измельченные минералы перемещают на очередную станцию очистки, так называемые вибрационные сита, здесь полезная руда просеивается, отделяясь от легкой ненужно породы.
Следующий этап – бункер мелкой руды, в котором вибрациями отделяются мелкие частицы примесей.
Последующие циклы включают очередное добавление воды измельчение и прохождение рудной массы через шламовые насосы, удаляющие вместе с жидкостью ненужный шлам (пустую породу), и опять дробление.
После многократного очищения насосами, руда поступает на так называемый грохот, который гравитационным методом в очередной раз очищает минералы.
Многократно очищенная смесь поступает на обезвоживатель, удаляющий воду.
Осушенная руда опять попадает на магнитные сепараторы, и уже потом на газожидкостную станцию.

Бурый железняк очищается несколько по другим принципам, но суть от этого не меняется, ведь главная задача обогащения — получить наиболее чистое сырье для производства.

Результатом обогащения становиться железорудный концентрат, использующийся при плавке.

Что делают из железной руды — применение железной руды

Понятно, что железная руда используется для получения металла. Но, еще две тысячи лет назад металлурги поняли, что в чистом виде железо довольно мягкий материал, изделия из которого немного лучше бронзы. Результатом стало открытие сплава железа с углеродом – стали.

Углерод для стали играет роль цемента, упрочняющего материал. Обычно в составе такого сплава имеется от 0,1 до 2,14% углерода, причем свыше 0,6% — это уже высокоуглеродистая сталь.

Сегодня из этого металла изготавливается огромный список изделий, оборудования и машин. Однако, изобретение стали было связано с развитием оружейного дела, мастера в котором пытались получить материал с прочными характеристиками, но в то же время, с отличной гибкостью, ковкостью, и прочими техническими, физическими и химическими характеристиками. Сегодня высококачественный металл имеет и другие добавки, легирующие его, добавляя твердость износоустойчивость.

Вторым материалом, который производится с железной руды, является чугун. Это также сплав железа с углеродом, которого в составе имеется более чем 2,14%.

Длительное время чугун считался бесполезным материалом, который получался либо при нарушении технологии выплавки стали, или как побочный металл, оседающий на дне плавильных печей. В основном его выбрасывали, его невозможно ковать (хрупкий и практически не пластичный).

До появления артиллерии чугун пытались пристроить в хозяйстве различными способами. Например, в строительстве из него изготавливали фундаментные блоки, в Индии производили гробы, а в Китае изначально даже чеканили монеты. Появление пушек позволило использовать чугун для литья ядер.

Сегодня чугун используют во многих отраслях, особенно в машиностроении. Также этот металл используется для получения стали (мартеновские печи и бессмеровский способ).

С ростом производства требуется все больше материалов, что способствует интенсивной разработке месторождений. Но развитые страны считают более целесообразным импортировать относительно недорогое сырье, сокращая объемы собственного производства. Это позволяет основным странам экспортерам наращивать добычу железной руды с дальнейшим ее обогащением и продажей в качестве концентрата.