Как получают и из чего делают железо (сталь)? От руды до чугуна

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.

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%.

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.

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.

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.

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:

1. Машиностроении, для производства различных станков и аппаратов.
2. Автомобилестроении, для изготовления двигателей, корпусов, рам, а также других узлов и деталей.
3. Военной и ракетной промышленности, при производстве спецтехники, оружия и ракет.
4. Строительстве, в качестве армирующего элемента или возведения несущих конструкций.
5. Легкой и пищевой промышлености, в качестве тары, производственных линий, различных агрегатов и аппаратов.
6. 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:

1. 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.
2. Экзогенные. К этому типу относятся залежи бурых железняков и других осадочных пород.
3. 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.

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:

1. 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.

1. 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.

1. 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.

1. 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.

>" url="http://kazspecgeo.com/article/sostav-i-svoystva-zheleznoy-rudyi.html">

Задавшись вопросом - для чего нужна железная руда становится понятно, что без нее человек не достиг бы высот современного развития цивилизации. Орудия труда и оружие, детали машин и станки – все это можно сделать из железной руды. Сегодня нет ни одной отрасли народного хозяйства, обходящейся без стали или чугуна.

Железо относится к широко распространенным в земной коре химическим элементам. В земной коре этот элемент в чистом виде практически не встречается, он находится в виде соединений (окислов, карбонатов, солей и прочего). Минеральные соединения, в которых содержится значительное количество этого элемента, называют железными рудами. Промышленное использование руд, содержащих в своем составе ≥ 55% железа экономически обосновано. Рудные материалы с меньшим содержанием металла подвергаются предварительному обогащению. Методы обогащения при добыче железных руд постоянно совершенствуются. Поэтому, в настоящее время, требования к количеству железа в составе железной руды (бедной) постоянно снижаются. Руда состоит из соединений рудообразующего элемента, минеральных примесей и пустой породы.

• руды, образовавшиеся под действием высокой температуры, называют магматогенными;
• образовавшиеся в результате оседания на дне древних морей – экзогенными;
• под действием экстремального давления и температуры – метаморфогенными.

Происхождение породы определяет условия добычи полезных ископаемых и в каком виде содержится железо в них.

Главная особенность железных руд – их широкая распространенность и очень значительные запасы в земной коре.

Основные железосодержащие минеральные соединения это:

• гематит – это наиболее ценный источник железа, так как содержит порядка 68-72% элемента и минимум вредных примесей, залежи гематита называют красным железняком;
• магнетит - главное свойство железной руды данного вида – магнитные свойства. Наравне с гематитом отличается содержанием железа равным 72,5%, а также высоким содержанием серы. Образует месторождения - магнитные железняки;
• группа водных окислов металла под общим названием бурые железняки. Эти руды имеют невысокое содержание железа, примеси марганца, фосфора. Это определяет свойства железной руды данного типа – значительную восстанавливаемость, пористость структуры;
• сидерит (карбонат железа) – отличается высоким содержанием пустой породы, самого металла содержится порядка 48%.

Применение железной руды

Железная руда используется для выплавки из нее чугунов, сталистого чугуна и стали. Однако, прежде чем, железную руду используют по назначению, она подвергается обогащению на горно-обогатительных комбинатах. Это относится к бедным рудным материалам, содержание железа в которых ниже 25-26%. Разработано несколько методов обогащения бедных руд:

• магнитный способ, он заключается в использовании различий магнитной проницаемости компонентов руды;
• флотационный способ, использующий различные коэффициенты смачиваемости частиц руды;
• промывочный способ, удаляющий пустые примеси струями жидкостей под большим давлением;
• гравитационный способ, применяющий специальные суспензии для удаления пустой породы.

В результате обогащения из железной руды получают концентрат, содержащий до 66-69% металла.

Как и где используется железная руда и концентраты:

• руда используется в доменном производстве для выплавки чугунов;
• для получения стали прямым способом, минуя стадию чугуна;
• для получения ферросплавов.

В итоге, из полученной стали и чугуна изготавливаются профильный и листовой прокат, из которых потом изготавливают необходимые изделия.

Более 90% всех изделий из металла в мире приходится на железо и его сплавы.

Такая тенденция в промышленности и активная добыча руды стали причиной истощения многих месторождений.

На сегодняшний день вторичная набирает обороты.

Немало этому поспособствовали упрощенный процесс обработки и низкая цена приемки на металлобазах.

Именно из-за малой стоимости и высоких требований при сдаче металлолома многие промышленные предприятия отказываются везти лом в специальные . Сдавать лом получается невыгодным делом для самих предприятий.

Чтобы государственные наблюдательные органы не налагали взыскание за излишки чугунных и стальных отходов, компании и частные лица предпринимают попытки самостоятельно решить эту проблему .

К отходам черных металлов относят железо и его различные сплавы.

Лом разделяют на:

• чугун (доля углерода составляет более 2%);
• сталь (доля углерода менее 2%);
• внеклассовые отходы.

В свою очередь, сплавы могут иметь легирующие элементы (алюминий, никель, молибден и т.п.) и подразделяться на:

• углеродистые;
• легированные.

По качественным показателям включает 25 видов и 67 групп . Более детально об этом можно прочесть в ГОСТ 278-86.

Типовые варианты отходов

Наиболее распространенные варианты отходов черного металла :

1. Цельные куски металла неопределенной формы. Также это могут быть сплющенные трубы или другие полые изделия.
2. Трубы различного диаметра и толщины. Для использовавшихся в быту приспособлений предусматривается их очистка от шлака и загрязнений.
3. Автомобильный лом: части двигателя, оси колес и прочие механизмы.
4. Рельсовый металл, включая болты для крепления.
5. Стальной листовой и перфорированный лом. Обрезки или некондиционный металл.
6. Метизная продукция: гайки, болты, шайбы и прочий мелкий металлолом.
7. Стальная стружка , в том числе брикетированная.
8. Стальная проволока и канаты .
9. Негабаритный чугун : радиаторы отопления, ванны, утюги и пр.
10. Эмалированный или оцинкованный металлолом: посуда, ведра и т.п.
11. Детали бытовых электроприборов .
12. Арматура .
13. Детали орудий и боеприпасы . Демонтируются до нерабочего состояния. Не должны иметь взрывоопасных устройств.
14. Военная техника. Должна быть разбракована, разобрана и освобождена от горюче-смазочных веществ и боеприпасов.
15. Различные сосуды : баллоны, бочки и пр.
16. Станины и другие детали промышленного оборудования.
17. Некондиционные отходы: скрап, чугунный шлак, печной шлак, отходы от марганцевого производства и пр.

Подобное разнообразие черного лома демонстрирует незаменимость железа в нашей жизни.

Выгодная реализация чермета

Получать копейки за сдачу металлолома, затратив при этом массу времени и сил на привоз старых деталей, не хочется никому. Поэтому владельцы, предпочитают хранить изношенные изделия в гараже или сарае, в надежде, что когда-то это все обретет ценность.

Не обязательно копить этот хлам годами, загромождая полезное пространство. Есть вполне доступные способы реализовать его по выгодной цене и освободить место в подсобном помещении.

Через интернет

Чугунная ванна, тяжелый радиатор или основание для швейной машинки – казалось бы, хлам, но кто-то за такими вещами охотится не первый год.

Можно сфотографировать их и выставить на продажу на соответствующем сайте (Avito, Из рук в руки и т.п.). Это займет не более получаса.

Зато есть шанс освободиться от ненужной вам вещи довольно быстро.

Продажа на рынке

Не нужно сидеть самому на рынке с ржавыми напильниками или гайками. Сдать эту мелочь торговцам будет выгоднее, чем через пункты приема металлолома.

Непосредственная продажа

Небольшие частные предприятия, занимающиеся фигурной ковкой и литьем , заинтересованы в приобретении качественного черного лома. Если одна из таких компаний расположена неподалеку, вы можете предложить им свой металл по цене немного выше, чем предлагают на пункте для сбора вторсырья.

Итак, лом черных металлов:

• железа,
• стали,

можно сдать в пункты приема вторсырья. Возможно выгоднее будет продать его через Интернет, сдать на реализацию на ближайшем рынке или продать предприятию, которое занимается фигурной ковкой и литьем.

Бытовые поделки из чермета

Плох тот хозяин, который не даст вторую жизнь вышедшей из употребления вещи. В особенности это касается изделий из черного металла. Валяющиеся на свалках трубы, радиаторы и емкости из нержавейки вполне могут сослужить еще службу.

Что же можно сделать из отходов железа? Перечислим самые распространенные варианты использования чермета .

Это простое, но очень востребованное приспособление требует вместительной емкости и приваренной к ней трубы с краником .

При наличии деталей и сварочного аппарата работа занимает не более пары дней, а то и меньше.

Летний душ поможет существенной сэкономить на горячей воде в теплое время года.

Контур для заземления

В частном секторе и домах старой постройки о заземлении не думали, когда возводили жилье. Сейчас множество бытовых приборов обладают настолько высокой мощностью, что без заземления не обойтись.

Для заземляющего устройства необходимы 3 толстых металлических стержня длиной 1,5-1,8 метра и стальные пруты длиной 1-1,2 метра .

В качестве стержней подойдут зачищенные от краски трубы небольшого диаметра, остатки рельсов, металлопрофиль . Вместо прутов можно взять использованную арматуру .

Еще вам понадобится изолированный провод, сварочный аппарат и пара рабочих рук для рытья котлована.

Хотя устройство заземления не такая простая вещь, зато это навсегда обезопасит ваших домочадцев от электрического разряда.

Полив в саду и на огороде

Большие бочки могут накапливать выпавшие осадки. Приделанный к ним снизу слив поможет использовать дождевую воду как дополнительный источник для полива .

Удобно, если на вашем дачном участке отсутствует собственная скважина, или до источника воды далеко идти.

Пресс

Самый распространенный способ использования небольшого, но неформатного куска железа .

Многие хозяйки при отжиме творога или сока используют пресс.

Достаточно умелые руки способны из железа и подручных деталей сконструировать удобное устройство, заменяющее соковыжималку .

Мангал

Обрезки листового металла или некондиционный материал вполне подойдут для данного устройства. Положенная сверху сетка поможет приготовить не только шашлык, но и мясо или рыбу барбекю.

Настоящий мужчина обязательно должен иметь мангал у себя дома, чтобы порадовать гостей мясным блюдом на майские праздники.

Собачья будка

Каркас от старой стиральной машины и остатки металлопрофиля могут стать отличным жильем для вашего питомца. В такой будке ему будет не страшен сильный ветер, а от мороза ее можно утеплить изнутри.

Буржуйка

Хотя старая печь уже давно изжила себя, на открытом пространстве такой вид обогрева более эффективен, чем разжигание обычного костра. Подойдет для пастухов или людей других профессий, работающих постоянно на открытом воздухе.

Как видите, из остатков металла можно изготовить множество полезных в быту вещей. Все, что для этого нужно – желание и умелые руки.

Дизайнерские изделия

На улицах городов можно увидеть оригинальные инсталляции , сделанные из отходов чермета.

Различные скульптуры животных, каркасы для клумб или другие поделки органично вписываются в городской ландшафт.

Существуют и более оригинальные изделия народных умельцев.

Небольшие сувениры из лома черных металлов подойдут как для подарка, так и в качестве эксклюзивной вещицы.

В качестве идей используют разные направленности.

Военная тематика

Инкрустированные фляги, ручки из снарядов, модели танков станут отличным дополнением к поздравлениям на День Защитника.

Походный инвентарь

Самодельные

• кружки,
• ножи,
• ложки,
• открывалки

просто незаменимы для ужина возле костра.

Украшения на полку

Красивые вещицы порой напоминают изделия Левши своей утонченностью и грацией.

Письменные приборы

Идеально впишутся в интерьер кабинета делового человека такие уникальные поделки из чермета как:

• подставка для канцелярских принадлежностей,
• ручки,
• пепельницы и прочие аксессуары.

Рыболовные снасти

Блесны и грузики, сделанные своими руками, по поверьям приносят больший улов, чем купленные в магазине.

Подробнее об изготовлении поделок из отходов чермета смотрите в видеоролике:

Выводы

При наличии фантазии и желания из любой вещи можно сделать что-то оригинальное и приятное для души. На ум приходит новая интерпретация притчи про лужу.

Можно сказать, что одни в груде металлолома видят хлам, а другие – великолепную арт-скульптуру.

Вконтакте

Сталь получают из железа. Из нее делают множество предметов - от нефтяных вышек до канцелярских скрепок. Наряду с 80 чистыми металлами людям известно немало сплавов - смесей металлов, качества которых отличаются от качеств чистых металлов. Башенные краны, мосты, другие сооружения делают из стали, содержащей до 0,2% углерода. Углерод делает сталь прочнее, причем она сохраняет ковкость. Сталь покрывают краской для защиты от коррозии.

Железо и сталь

Важнейшие металлы и сплавы

Алюминий . Очень легкий серебристо-белый металл, не подверженный коррозии. Его получают из бокситов путем электролиза. Из алюминия делают электропровода, самолеты, корабли (см. статью « «), автомобили, банки для напитков, фольгу для приготовления пищи. Алюминиевые банки для напитков очень легкие и прочные.

Латунь . Ковкий сплав меди и цинка. Из латуни делают украшения, орнаменты, музыкальные инструменты, винты, кнопки для одежды.

Бронза . Известный с древнейших времен ковкий, не подверженный коррозии сплав меди и олова.

Кальций . Мягкий серебристо-белый металл. Входит в состав известняка и мела, а также костей и зубов животных. Кальций в человеческом организме содержится в костях и зубах. Он использует­ся в производстве цемента и высоко качественной стали.

Хром . Твердый серый металл. Ис­пользуется в производстве нержавеющей стали. Хромом покрывают металлические изделия в защитных целях и для придания им зеркального блеска.

Медь . Ковкий красноватый металл. Из меди делают электропровода, резервуары для горячей . Медь входит в со­став латуни, бронзы, мельхиора.

Мельхиор . Сплав меди и никеля. Из него делают почти все «серебряные» монеты.

Золото . Мягкий неактивный ярко-желтый металл. Используется в и в ювелирном деле.

Железо . Ковкий серебристо-белый ферромагнетик. Добывается в основном из руды в доменных печах. Используется в инженерных конструкциях, а также в производстве стали и сплавов. В нашей тоже есть железо.

Свинец . Тяжелый ковкий ядовитый синевато-белый металл. Добывается из минерала гале­нита. Из свинца делают электрические батареи, крыши и экраны, защищающие от рентгеновских лучей.

Магний . Легкий серебри­сто-белый металл. Горит ярко-белым пламенем. Используется для сигнальных огней и фейерверков. Входит в состав легких сплавов. В праздничных ракетах есть магнии и другие металлы.

Ртуть . Тяжелый серебристо-белый ядовитый жидкий металл. Используется в термометрах, входит в состав зубной амальгамы и взрывчатых веществ.

Платина . Ковкий се­ребристо-белый неактивный металл. Ис­пользуется в качестве катализатора, а так­же в электронике и в производстве ювелирных изделий. Платина не вступает в реакции. Из нее делают украшения.

Калий . Легкий серебристый металл. Очень химически активен. Калиевые соединения входят в состав удобрений.

Припой . Сплав олова и свинца. Плавится при сравнительно низкой температуре. Используется для спайки проводов в электронике.

Натрий . Мягкий серебристо-белый хими­чески активный металл. Входит в состав поваренной . Используется в производстве натриевых ламп и в химической промышленности.

Олово . Мягкий ковкий серебристо-белый металл. Слоем олова сталь защищают от коррозии. Входит в состав таких сплавов, как бронза и припой.

Титан . Прочный белый ковкий металл, не подверженный коррозии. Из титановых сплавов делают космические аппараты, са­молеты, велосипеды.

Вольфрам . Твердый серовато-белый металл. Из него изготавливают нити ламп накаливания и детали электронных приборов. Из стали с Нить вольфрамом делают накаливания режущие инструменты.

Серебристо-белый радиоактивный металл, источник ядерной энергии. При­меняется при создании ядерного оружия.

Ванадий . Твердый ядовитый белый металл. Придает прочность стальным сплавам. Используется как катализатор при производстве серной кислоты.

Цинк . Синевато-белый металл. Добывает­ся из цинковой обманки. Используется для гальванизации железа, производства электробатареек. Входит в состав латуни.

Переработка металлов

Переработка - это повторное использование сырья, способ сохранить природные ресурсы. Металлы легко поддаются переработке, т.к. их можно переплавить и получить металл такого же качества, как и тот, что получается непосредственно из руды. Переплавлять сталь и алюминий несложно и выгодно. Медь, олово, свинец также подвергают­ся переплавке. Железные и стальные предметы можно извлечь из кучи отходов при помощи сильного магнита. Большую часть стали для переработки добывают из старых автомобилей и станков, но часть ее получают из фабричных металлических опилок и даже бытовых отходов. Стальной лом смешивают с расплавленным железом и получают новую сталь.

Алюминий - не ферромагнетик, но алюминиевые отходы можно отделить от железного лома при помощи электромагнита. Больше половины банок для напитков делают из алюминия, полученного пу­тем переработки. Чтобы узнать, сделана банка из стали или алюминия, возьми магнит. К стальной банке он прилипнет, а к алюминиевой - нет. Переработка металлолома требует значительно меньше , чем получение металла из руды, и отходов при переработке меньше. Теоретически металл можно перерабатывать сколько угодно раз. Для переработки алюминиевых банок необходимо в 20 раз меньше энергии, чем для производства нового алюминия.

Железная руда — это основное сырье для мировой металлургической промышленности. От рынка этого ископаемого в существенной мере зависит экономика разных стран, поэтому разработке рудников уделяется повышенное внимание во всем мире.

Руда: определение и особенности

Рудами называют горные породы, которые применяются для переработки и извлечения содержащихся в них металлов. Виды этих полезных ископаемых различаются по происхождению, химическому содержанию, концентрации металлов и примесей. В химическом составе руды присутствуют различные его оксиды, гидроксиды и углекислые соли железа.

Интересно! Руда востребована в хозяйстве с древних времен. Археологам удалось выяснить, что изготовление первых предметов из железа датируется II вв. до нашей эры. Впервые этот материал использовали жители Месопотамии.

Железо — распространенный в природе химический элемент. Его содержание в коре земли составляет около 4,2%. Но в чистом виде он почти не встречается, чаще всего в виде соединений — в окислах, карбонатах железа, солях и т.д. Железная руда — это соединение минералов со значительным количеством железа. В народном хозяйстве экономически обоснованным считается применение руд, содержащих более 55% этого элемента.

Что делают из руды

Железорудная промышленность — металлургическая отрасль, которая специализируется на добыче и обработке железной руды. Основное предназначение этого материала на сегодняшний день — производство чугуна и стали.

Всю продукцию, которую делают из железа, можно разделить на группы:

• Передельный чугун с повышенной концентрацией углерода (выше 2%).
• Литейный чугун.
• Сталь в слитках для изготовления проката, железобетона и стальных труб.
• Ферросплавы для выплавки стали.

Для чего нужна руда

Материал используется для выплавки чугуна и стали. Сегодня нет практически ни одной промышленной сферы, которая обходится без этих материалов.

Чугун — это сплав углерода и железа с марганцем, серой, кремнием и фосфором. Чугун производится в доменных печах, где при высоких температурах руду выделяют из оксидов железа. Практически 90% полученного чугуна является предельным и используется при выплавке стали.

Применяются различные технологии:

• электронно-лучевая выплавка для получения чистого высококачественного материала;
• вакуумная обработка;
• электро-шлаковый переплав;
• рафинирование стали (устранение вредных примесей).

Отличие стали от чугуна — минимальная концентрация примесей. Для очистки применяется окислительная выплавка в мартеновских печах.

Сталь самого высокого качества выплавляется в индукционных электрических печах с экстремально высокой температурой.

Руда отличается по концентрации содержащегося в ней элемента. Она бывает обогащенной (с концентрацией от 55%) и бедной (от 26%). Бедные руды целесообразно применять в производстве только после обогащения.

По происхождению выделяют следующие виды руд:

• Магматогенная (эндогенная) — образовавшаяся под воздействием высокой температуры;
• Поверхностная — осевшие остатки элемента на дне морских бассейнов;
• Метаморфогенная — полученная под воздействием экстремально высокого давления.

Основные соединения минералов с содержанием железа:

• Гематит (красный железняк). Самый ценный источник железа с содержанием элемента от 70% и с минимальной концентрацией вредных примесей.
• Магнетит. Химический элемент с содержанием металла от 72% отличается высокими магнитными свойствами и добывается на магнитных железняках.
• Сидерит (карбонат железа). Отмечается большое содержание пустой породы, самого железа в нем около 45-48%.
• Бурые железняки. Группа водных окислов с низким процентом железа, с примесями марганца и фосфора. Элемент с такими свойствами отличается хорошей восстанавливаемостью и пористой структурой.

Вид материала зависит от его состава и содержания дополнительных примесей. Самый распространенный красный железняк с высоким процентом железа может встречаться в разном состоянии — от очень плотного до пылевого.

Бурые железняки имеют рыхлую, слегка пористую структуру бурого или желтоватого цвета. Такой элемент часто нуждается в обогащении, при этом легко перерабатывается в руду (из него получается высококачественный чугун).

Магнитные железняки плотные и зернистые по своей структуре, выглядят как кристаллы, вкрапленные в породу. Оттенок руды — характерный черно-синий.

Как добывают руду

Добыча железной руды — это сложный технический процесс, при котором происходит погружение в земные недра с целью поиска минералов. На сегодняшний день существует два способа добычи руды: открытая и закрытая.

Открытый (карьерный способ) — распространенный и наиболее безопасный вариант по сравнению с закрытой техникой. Метод актуален для тех случаев, когда в рабочей зоне отсутствуют твердые породы, а рядом нет населенных пунктов или инженерных систем.

Сначала вырывается карьер до 350 метров глубиной, после чего со дна большими машинами собирается и вывозится железо. После добычи материал на тепловозах отправляется на заводы по изготовлению стали и чугуна.

Карьеры роются экскаваторами, но такой процесс занимает много времени. Как только машина доберется до первого пласта рудника, материал сдается на экспертизу, чтобы определить процент содержания железа и целесообразность дальнейших работ (если процент выше 55%, работы в этой местности продолжаются).

Интересно! По сравнению с закрытым способом добыча полезных ископаемых в карьерах стоит вдвое дешевле. Такая технология не требует обустройства шахт или создания тоннелей. При этом эффективность работы в открытых карьерах выше в несколько раза, а потери материала в пять раз меньше.

Закрытый способ добычи

Шахтная (закрытая) добыча руды применяется только в том случае, если планируется сохранить целостность ландшафта в той области, где ведется разработка рудных залежей. Также этот способ актуален для работ в горной местности. В этом случае создается сеть тоннелей под землей, что приводит к дополнительным расходам — строительство самой шахты и сложная транспортировка металла на поверхность. Самый главный недостаток — высокий риск для жизни рабочих, шахта может обрушиться и перекрыть доступ на поверхность.

Где добывают руду

Добыча железной руды — одна из ведущих сфер хозяйственного комплекса РФ. Но несмотря на это, доля России в мировой добыче руды составляет всего 5,6%. Мировые запасы составляют около 160 млрд. тонн. Объем чистого железа достигает 80 млрд. тонн.

Страны, богатые рудами

Распределение ископаемых по странам выглядит следующим образом:

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

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

Руды России

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

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

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

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

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