Темір рудалары
Негізгі ақпарат
Темір рудасының шығу тегі
Туған жер
Тарихи ақылдепозиттер туралы Кен орындарының өнеркәсіптік түрлері
Темір рудалары – өнеркәсіптік өндіруге болатын көлемде темір қосылыстары бар табиғи минералды түзілімдер безорынды.
Темір рудалары – жер қыртысындағы қосылыстардың жинақталуы без, одан металды үлкен көлемде және қолайлы бағамен алуға болады.
Темір рудалары – өндірудің рентабельділігі бойынша маңызды қосылыстардың жинақталуы. .
Жалпы ақыл
Қара металлургияда қолданылатын темір рудасының өнімдерінің үш түрі бар: бөлінген темір кені(темір мөлшері аз), агломерациялық кен (темір мөлшері термиялық өңдеу арқылы ұлғаяды) және түйіршіктер (әктас қосылған шикі темірі бар масса диаметрі шамамен 1 см шарлар түзіледі). Темір рудаларының келесі өнеркәсіптік түрлері бөлінеді:
Мафикалық және ультрамәндік жыныстардағы титан-магнетит және ильменит-титаномагнетит
Карбонатиттердегі апатит-магнетит
Скарндардағы магнетит және магнетит-магнетит
Темір кварциттеріндегі магнетит-гематит
Мартит және мартит-гидрогематит (темір кварциттерінен түзілген бай кендер)
Жеңіл қабықтардағы гетит-гидрогоэтит.
Темір кенминералдық құрамы, темір мөлшері, пайдалы және зиянды қоспалары, түзілу жағдайлары және өндірістік қасиеттері бойынша әртүрлі. Ең маңызды кенді минералдар: магнетит, магномагнетит, титаномагнетит, гематит, гидрогематит, гетит, гидрогоэтит, сидерит, ферругинді хлориттер (хамозит, турингит, т.б.). Өнеркәсіптік рудалардағы темір мөлшері әр түрлі – 16-дан 70%-ға дейін. Бай (i 50% Fe), қарапайым (50-25% Fe) және кедей (i 25% Fe) темір бар. кенХимиялық құрамына байланысты темір кеншойын балқыту үшін қолданылады табиғи формасынемесе байытқаннан кейін. Темір кенқұрамында 50%-дан аз Fe бар (60%-ға дейін Fe) негізінен магниттік бөлу немесе гравитациялық байыту әдістерімен байытады. Борпылдақ және күкіртті (>0,3% S) бай кендер, сондай-ақ байыту концентраттары агломерация арқылы агломерацияланады; Концентраттар деп аталатындар да концентраттардан өндіріледі. түйіршіктер. Темір кен, болат сапасының немесе балқыту жағдайларының нашарлауын болдырмау үшін домна пешіне бара жатқанда 0,1-0,3% S, P және Cu және 0,05-0,09% As, Zn, Sn, Pb болмауы керек. Темірдегі қоспалар кенКейбір жағдайлардан басқа Mn, Cr, Ni, Ti, V, Co пайдалы. Алғашқы үш элемент болаттың сапасын жақсартады, ал Ti, V және Co байыту және металлургиялық өңдеу кезінде бір уақытта қалпына келтірілуі мүмкін.
Темір рудаларының химиялық құрамы
Авторы химиялық құрамытемір рудалары – табиғатта әртүрлі руда түрінде кездесетін темірдің оксидтері, оксид гидраттары және көмірқышқыл газының солоксидтері минералдар, оның ішінде ең маңыздылары: магнитті темір рудасы немесе магнетит, темір жылтырлығы, оның тығыз сорты, қызыл темір рудасы, батпақты және көлдік кендерді қамтитын қоңыр темір кені, ең соңында, шпат темір рудасы, оның сорты, сферозидерит. Әдетте, аталған кеннің әрбір жинақталуы минералдаролардың, кейде өте жақын, құрамында темірі жоқ басқа минералдармен, мысалы, саз, әктас, тіпті кристалды магмалық жыныстардың құрамдас бөліктерімен қоспасын білдіреді. Кейде бұл пайдалы қазбалардың кейбіреулері бір кен орнында бірге кездеседі, дегенмен көп жағдайда біреуі басым, ал қалғандары генетикалық тұрғыдан онымен байланысты.
Магниттік темір рудасы – Fe 2O4 формуласы бар темір тотығы мен оксидінің қосылысы, оның таза түрінде 72,4% металл темірі бар, таза, қатты кен өте сирек болса да, барлық жерде дерлік күкірт колчедандарымен немесе басқа металдардың рудаларымен араласады. : мыс колчедандары, қорғасын жылтырлығы, мырыш қоспасы, сондай-ақ оның кен орындарындағы магнитті темір рудасымен бірге жүретін тау жыныстарының құрамдас бөліктері: дала шпаты, мүйізді, хлорит және т.б. Магниттік темір рудасы - ең жақсы және дамыған темір рудаларының бірі; Ол архей тобындағы гнейстер мен кристалды шисталарда қабаттарда, тамырларда және ұяларда кездеседі, кейде массивті магмалық жыныстардың даму аймағында тұтас тауларды құрайды. Темір жылтырлығы - сусыз темір оксиді Fe 2O3, руда түрінде аттас минералдың кристалдық түйіршіктерінің жиынтығы ретінде көрінеді; 70% дейін бар металлжәне кристалды шистілер мен гнейстердегі үздіксіз қабаттар мен шөгінділер түзеді; тазалығы жағынан ең жақсы темір рудаларының бірі. Тығыз, бағаналы, қабыршақты немесе жер тәріздес құрылымды темір оксиді қызыл темір рудасы деп аталады, сонымен қатар көптеген аудандарда темір өндірудің көзі ретінде қызмет етеді. Қоңыр темір рудалары деген атпен құрылымы жағынан өте әр түрлі темір рудалары біріктірілген, олардың құрамында 2Fe 2 O 3 + 3H 2 O сулы темір оксиді басым, бұл металдық темірдің 59,89% сәйкес келеді. Барлық жерде таза қоңыр темір рудаларында фосфор, марганец және күкірт сияқты көп мөлшерде зиянды қоспалар бар. Қоңыр темір рудасының кен орындары өте көп, бірақ айтарлықтай мөлшерге сирек жетеді. Басқа темір рудаларының үгілу өнімдері ретінде қоңыр темір рудалары белгілі темір кендерінің көпшілігінде кездеседі. Қоңыр темір рудаларының химиялық құрамы бойынша жартылай химиялық, ішінара механикалық тұнба сулы оксид пен кремний қышқылы тотығы темірдің, құмның және саздың бұршақ, торт немесе батпақтардағы губка тәрізді кеуекті массалар түріндегі химиялық құрамы, көлдер және басқа да тоқырау сулары. Әдетте 35-45% темір бар. Қоңыр темір рудалары алудың қарапайымдылығына және балқығыштығына байланысты ерте заманнан бері даму нысаны болды, бірақ олардан алынатын темір әдетте сапасыз. Сперри темір рудасы және оның сорты сферозидерит - құрамы темір оксидті карбонат (49% металл темір), қабаттар түрінде кездеседі және депозиттергнейстерде, кристалды шисттерде, сирек жаңа шөгінді түзілімдерде, олар жиі мыс колчедандарымен және қорғасын жылтырымен бірге жүреді. Әдетте табиғатта саз, мергель, көміртекті заттармен тығыз қоспада кездеседі, бұл түрінде олар сазды, мергельді және көміртекті сферозидериттер ретінде белгілі. Мұндай кендер қабаттар, ұялар немесе түрінде кездеседі депозиттерәртүрлі жастағы шөгінді жыныстарда және олардың құрамында зиянды қоспалар болмаса (әк фосфаты, күкіртті колчедан), онда олар бағалы кенді білдіреді. Ақырында, барлық жерде кездесетін қоңыр қоңыр балшықтар кейбір жерлерде темірге бай болғандықтан, оларды темір рудалары деп те атауға болады және бұл жағдайда сазды темір рудалары деп аталады - қызыл, егер құрамында сусыз оксид түріндегі темір болса, ал қоңыр, қашан. кен құрамында қоңыр темір рудасы бар. Қалған кенді минералдар, кейде айтарлықтай жинақтаулар түзеді, мысалы, жергілікті темір және күкірт колчеданы (FeS2), біріншісі шағын таралу себебінен, екіншісі құрамындағы темірді бөлу қиын болғандықтан, темір рудалары деп атауға болмайды. күкірт.
Шығу тегі темір кені
Темір рудаларының шығу әдісі мен уақыты өте алуан түрлі. Архей тобындағы гнейстер мен кристалды шисталарда ерекше көп кездесетін магнитті темір рудасы және, мүмкін, ішінара темір жылтырлығы сияқты кейбір рудалық минералдар, ең алдымен, бастапқы өнімдер - бастапқы қатаюдың нәтижесі болып табылады. жер қыртысы. Балқытылған массадан тікелей кристалданатын бастапқы минералдарға магнитті темір рудалары жатады, олардың дәндері мен кристалдары барлық магмалық тау жыныстарында кездеседі. тастарең көне граниттерден қазіргі базальт лаваларына дейін. Жер қыртысының бастапқы қабаттарының тікелей өнімдері – гнейстер мен кристалды шистер және магмалық тастар, құрамында рудадан басқа, құрамында азды-көпті мөлшерде темір бар көптеген басқа минералдар бар, одан әрі табиғатта химиялық және механикалық өңдеу кезінде темір кендерінің қайталама жинақталуы пайда болған, не тау жыныстарындағы жарықтар мен бос орындарды толтыратын материал ретінде қызмет етті. , немесе шөгінді түзілістердің арасында кең және қалың қабаттар түзетін, одан кейін біркелкі емес ұялар мен метаморфтық текті шөгінділер, әсіресе қоңыр темір тастар мен сферозидериттер шөгінділері болып табылады. Мұндай қайталама шөгінділердің пайда болуы - атмосфералық агенттердің белсенділігімен, негізінен жер үсті және жер асты суларының және сулы ерітінділердің белсенділігімен ескі тау жыныстарының өзгеруі мен бұзылуының нәтижесі - Жер тіршілігінің барлық кезеңдерінде болды және болып жатыр. қазіргі уақытта өте жігерлі, мысалы, солтүстік пен ортаның көптеген аудандарында біздің көз алдымызда қалыптасқан. Ресей Федерациясыбатпақты және көлдік темір рудалары. Дегенмен, темір рудаларының көпшілігі палеозойдың және әсіресе архей топтарының ең көне геологиялық құрылымдарының арасында кездеседі, олардың пайда болуының ерекше жағдайларына байланысты метаморфтық белсенділік ерекше күшті болды. Темір рудаларының пайда болу заңдылықтары да әртүрлі. Олар шөгінді жыныстарда да, магмалық тау жыныстарында да тамырлар, фенокристілер, ұялар немесе қорлар, қабаттар, шөгінділер, беттік массалар түрінде, тіпті шөгінділер мен борпылдақ механикалық шөгінділер түрінде де кездеседі.
Пайда болу жағдайлары, минералдық құрамы және ішінара шығу тегі бойынша рудалық кен орындарының ең жақсы мамандарының бірі (Гроддек) барлық жердегі аздаған айырмашылықтармен қайталанатын темір кенінің келесі негізгі түрлерін ажыратады. глобус:
- қабатты кен орындары
1) Қазба қалдықтары бар барлық геологиялық шөгінділерде шөгінді құрайтын шпат және сазды темір тастардың қабаттары. Минерологиялық құрамы бойынша бұл типтегі кендер тығыз сферозидерит, сирек ұсақ кристалды шпат темір кені, сазды және көміртекті заттары бар. Бұл түрдегі кен орындары негізінен Богемияда, Вестфалияда, Саксонияда, Силезияда, бірақ Англияда, Францияда және Богемияда да кездеседі.
2) Қоңыр және қызыл темір рудаларының, көбінесе қазбаға бай темір рудаларының қабаттары немесе кен орындары тығыз немесе топырақты, таза немесе сазды, әкті немесе кремнийлі, қоңыр немесе қызыл темір кенінен, өте жиі оолиттік құрылымнан тұрады. Бұл түрдегі кен орындары ішінара метаморфтық, ал ішінара қатпарлылығы мен қазба қалдықтарының болуына байланысты нағыз шөгінді түзілімдерге жатқызылады. Бұл түрдегі темір рудалары әсіресе кең таралған Солтүстік америка, Богемия және Харц.
3) әктастармен байланысты шпат теміртас кен орындары. Спарри темір рудасы кристалды және кейде қоспалар ретінде күкіртті рудаларды қамтиды: күкірт және мыс колчедандары, қорғасын, жылтыр, кобальт және никель рудалары. Бұл типтегі кен орындарының ең көп саны Каринтия, Штирия және Шығыс Альпі тауларының силур жүйесінің кристалды тақтатастары мен қабаттарында кездеседі.
4) Темір-слюда шисті - құрамында темір слюдасы (темір жылтырлығының бір түрі) және басқа да темір рудалары бар кристалды шисттер, Оңтүстік Каролина мен Бразилияның архей тобындағы кристалды шисттердің арасында кездеседі, атауымен. itabirita- темір жылтырынан, магнитті темір рудасынан, темір слюдасынан және кварц түйірлерінен тұратын түйіршікті тығыз жыныс. Итабирит қабаттары, бірге катавбирит, ол теллкас пен магнитті темір рудасының қоспасы болып табылады, көбінесе қатты кен массасын құрайды және қоспалар ретінде алтын мен алмасты қамтиды.
5) кристалды тақтатастағы қатты магнитті темір рудасының (франклинит), темір жылтырының және тығыз қызыл темір рудасының кен орындары. Темір рудалары дала шпаты, гранат, мүйізді, авгит және басқа минералдармен қоспаларда кездеседі; өте жиі мыс колчеданының айтарлықтай қоспасын қамтиды. Бұған Эльба аралында, бірнеше ғасырлар бойы өндірілген архей тобының тальк шисті мен әктастары арасындағы үлкен темір жылтыр кен орны; Испаниядағы Сьерра-Моренаның слюда шисттеріндегі тығыз қызыл темір рудасына айналатын темір жылтырының кен орындары, сонымен қатар Буковина, Силезия және Саксонияның кейбір кен орындары. Швецияда, Норвегияда және Финляндияда гнейстер арасындағы магнитті темір рудасының қор тәрізді орасан зор кен орындары кеңінен таралған, мысалы, әйгілі Даннемори және Гелливара кен орындары. Швецияжәне Арендал кен орындары Норвегия. Солтүстік Американың гнейстері мен кристалды шистінде бұл типтегі шөгінділер Смит Темір тауы, Мичигамми және басқа да массивтік кен орындары сияқты қызыл темір тастар тұтас тауларды құрайтын Жоғарғы көлдің маңында үлкен мөлшерге жетеді.
6) Магниттік темір рудасының, көбінесе титанның қосындылары массивтік тау жыныстарында өте жиі кездеседі және кейбір жерлерде олар техникалық мәнге ие болатындай маңызды жинақтарды құрайды, мысалы, Табергевте Швецияжәне әсіресе Оралда - Высокая, Магнитная және Благодати тауларының әйгілі кен орындары.
7) Массивті тау жыныстарындағы темір жылтыр қосындылары – жалғыз мысал Солтүстік Америкадағы Темір Монтения болып табылады, мұнда негізгі тау жыныстары, порфириттік мелафир темір жылтырының қалың тамырларымен қиылысады.
Бос орындарды толтыру.
8) массивтік тау жыныстарын кесіп өтетін немесе соңғысының шөгінді түзілімдермен шекарасында жатқан тамырларда кварцпен, көмірқышқыл газымен және басқа қосылыстармен араласқан қызыл шыны басы, тығыз қызыл темір рудасы және темір қаймақ түріндегі қызыл темір рудасы; Харц диабазаларында, Саксониядағы және басқа аудандардағы кристалды шисттермен граниттер мен порфириттер шекарасында өте жиі кездеседі.
9) Германияның силур, девон, триас және юра шөгінділерінде әр түрлі геологиялық жүйедегі шөгінді жыныстардағы тамырларда ағып жатқан, көбінесе кварц пен әкті немесе ауыр шпатпен араласқан қоңыр және қызыл темір тастар жиі кездеседі.
10) Қатты күйдегі немесе кварц пен әкті шпатпен қоспадағы шпальт темір рудалары өте сирек кездеседі және бұл типтегі кен орындарының классикалық үлгісі Рейн жотасының девондық түзілімдерінің ішінде Штальберг болып табылады, онда шпат темір рудасының тамырлары 16 ж. 3 0 м-ге дейін қалыңдығы сазды тақтатастарда дамыған.
11) Рио-Альбано және Терра Нера кристалды тақтатастарындағы магнитті темір рудасының және темір жылтырының тамырлары.
12) Көбінесе марганеці бар қоңыр темір тастар әктаста қуыстар немесе псевдоморфты түзілімдер түрінде кездеседі; Германиядан басқа, олар біздің ортамызда өте жиі кездеседі Ресей Федерациясы.
13) бұршақ рудалары – сфералық сазды темір рудасының, болжамды шөгінділердің жинақталуы минералды бұлақтар, Батыс Еуропаның юра шөгінділерінде мұнда және мұнда кездеседі. Біздің елде олар өте кең таралғанға ішінара сәйкес келеді заманауи білім берубатпақтар мен көлдердің түбінде, батпақты және көлдік темір рудалары деп аталады.
Классикалық кен орындары.
14) Қоңыр темір рудалары қатты немесе ішкі қуыс сынықтар және саздар мен борпылдақ жыныстардағы түйіндер ең жаңа геологиялық жүйелердің қабаттарында жиі кездеседі, бірақ олардың көлемі жағынан техникалық маңызы өте сирек.
15) Брекчиялар немесе магнитті немесе қызыл темір рудаларының борпылдақ сазды немесе тығыз темірлі цементі бар конгломераттары кейде механикалық жойылуына байланысты басқа типтегі кен орындарының тікелей маңында кездеседі. Бразилияда, Минас-Жераес провинциясында қалыңдығы 1-ден 4 м-ге дейін болатын ерекше беттік түзілім деп аталады. тапанхоакангажәне магнитті темір рудасының, итабириттің, темір жылтырының және қоңыр темір рудасының ірі бұрыштық фрагменттерінен, кварцит, итаколумит және басқа жыныстардың сынықтарымен бірге қызыл және қоңыр темір рудасын, қызыл және қоңыр темір рудасын қамтитын цементпен байланысқан басқа жыныстардан тұрады.
16) Соңында, темір рудасының борпылдақ қабаттары, көбінесе титан магнитті темір рудалары көптеген өзендердің, көлдердің және теңіздердің жағалауларында да белгілі, бірақ олар сирек маңызды өлшемдерге жетеді және өнеркәсіп үшін ерекше маңызды емес.
Туған жер
Темір кені (темір тас) болып табылады
Темір рудасының кен орындарының қорлары бойынша жіктелуі (млн. т.)
Бірегей - 1000-нан астам
Үлкен - 100-ге дейін
Орташа - 50-ге дейін
Шағын - 10-ға дейін
Кен орындары туралы тарихи мәліметтер
Еуропада Ресей Федерациясытемір рудалары Оралда, Ресей Федерациясының орталық және оңтүстігінде, Олонец губерниясында кеңінен таралған. Финляндияжәне Висла провинциялары. Темір рудасының елеулі кен орындары Алтайда, Саян тауларында және Шығыс Сібірде де белгілі, бірақ әлі де зерттелмеген. Оралда, жотаның шығыс беткейінде осында игерілген ортоклазды жыныстарға (сиениттер мен порфириттер) байланысты магнитті темір рудасының көптеген кен орындары орналасқан, олардың кейбіреулері әлі игерілмей жатыр. Благодати, Высокая және Магнитная (Ула-Утасе-Тау) тауларының кен орындары кендердің орасан қорының арқасында бүкіл жер шарында көрнекті орын алады. Осы кен орындарының ең солтүстік жағындағы Благодат тауы Оралдың ортасында, Кушвинский зауытының жанында орналасқан. Алдыңғысының оңтүстігінде, Нижне Тагил зауытының жанында Оралдың тағы бір тауы - Высака бар. Алып қор түріндегі магнитті темір рудасының негізгі кен орны таудың батыс беткейінде қоңыр сазға айналған ортоклазды жыныстардың арасында орналасқан. Ол шамамен 150 жыл бойы ашық спредте жұмыс істейді. Кен, негізінен өте жоғары сапалы, магнитті темір рудасынан тұрады, көбінесе жасырын-кристалды темір жылтырына (мартит) айналады, 63-69% металл темір шығарады, бірақ кейбір жерлерде мыс кендерінің зиянды қоспасы бар. Оралдың ең оңтүстік Магниттік тауында (Жоғары Нейрал ауданында) жоғарыда сипатталғандай сипаттағы кем емес кен қоры бар; Ағашсыз жерде орналасқан бұл кен орны осы уақытқа дейін аз ғана игерілген. Қызыл темір рудасы Оралда қоңыр темір рудасының кен орындарына бағынатын шағын массаларда ғана кездеседі. Жақында бұл кеннің айтарлықтай кен орны Солтүстік Оралдың батыс беткейінде Кутим зауытынан алыс емес жерде табылғанға ұқсайды, оның жанында Оралдағы кристалды тақтатастағы темір жылтырының жақында ашылған ең жақсы кен орны да бар. Керісінше, Оралда қоңыр темір рудасының 3000-ға дейін кен орындары бар, кейде өте маңызды, әр түрлі типтерге жатады және қабаттарда, ұяларда, массивтік және қатпарлы жыныстардағы ең көнеден бастап, шөгінділерде кездеседі. ең жаңа. Ресей Федерациясының оңтүстігінде темір рудасының ең маңызды кен орындары Екатеринослав және Херсон губернияларының шекарасында, Кривой Рог маңында, онда кристалды шисттердің арасында қызыл темір рудасының және темір жылтырының көптеген қабаттары және Корсак-Могилы кен орны орналасқан. , онда кварциттер мен гнейстер арасында магниттік минералдардың қуатты кен орындары табылған.темір кені. Донецк жотасында, кен орындарының жанында көмірКарбон жүйесінің шөгінді жыныстары арасында қоңыр темір рудасының, кейде шпатқа айналатын көптеген қабаттық кен орындары бар. Дон армиясының бір аймағындағы барлау мәліметтері бойынша, 60 м-ден аспайтын тереңдікте 23 миллиард фунтқа дейін темір рудасы бар, олар 10 миллиард фунтқа дейін бере алады. шойын. Орталық Ресей Федерациясында - Мәскеу бассейнінде - темір рудалары, негізінен қоңыр темір рудалары мен сазды сферозидериттер көптеген аудандарда ұзақ уақыт бойы белгілі және қарқынды пайдалану объектісі болып табылады. Барлық Р артықшылығыдевон, карбон және пермь жүйелерінің әктастары, доломиттері және қиыршық тастары бар язандар және әр түрлі көлемдегі ұялар мен қабат тәрізді шөгінділер құрайды, гидрохимиялық жолмен – құрамында темір бар ерітінділердің әктас жыныстарға әсерінен пайда болады. Бастапқы кенді сферозидериттер деп санау керек, олардан қоңыр темір рудалары үгілу арқылы пайда болды. Ресей Федерациясының солтүстігінде және в ФинляндияМагнитті темір рудасының және темір жылтырының көптеген тамырлары мен кен орындары Финляндияда пайдалану объектісі ретінде қызмет ететін архей тобының массивтік жыныстары мен кристалды шисті арасында белгілі. Олонец және Новгород губернияларына келетін болсақ, мұнда даму пәні тек батпақты және көлдік кендер болып табылады, бірақ оларда көптеген зиянды қоспалар бар, бірақ өндіру мен өңдеудің қарапайымдылығына байланысты олар айтарлықтай экономикалық маңыздылыққа ие. Көл кендерінің қоры соншалықты маңызды, 1891 жылы Олонец округінің зауыттары. бұл рудаларды өндіру 535 мың пұтқа жетті, оның 189,5 мың пұты балқытылған. шойын. Ақырында, Привислянск облысында, оның оңтүстік бөліктерінде қоңыр темір кендері мен сферозидериттердің көптеген кен орындары бар.
Темір кенШығу тегі бойынша олар 3 топқа бөлінеді – магмалық, экзогендік және метаморфогендік. Магмалықтардың ішінде: магмалық – габбро-пироксениттік жыныстармен байланысқан титаномагнетиттердің дамба тәрізді, дұрыс емес және парақ тәрізді кен орындары (КСРО-дағы Оралдағы Кусинский және Качканар кен орындары, Оңтүстік Африкадағы Бушвелд кешенінің кен орындары, Лигангадағы Танзания), және сиениттермен және сиенидиориттермен байланысты апатит-магнетит кен орындары (КСРО-дағы Оралдағы Лебяжинское, Швециядағы Кируна және Гелливарлар); контактілі-метасоматикалық немесе скарндар контактілерде немесе интрузивті массивтердің жанында пайда болады; жоғары температуралы ерітінділердің әсерінен негізгі карбонатты және басқа жыныстар скарндарға, сондай-ақ қатты және таралған магнетит кендерінің күрделі пішінді кен орындары оқшауланған пироксен-альбит және скаполит жыныстарына айналады (КСРО-да - Соколовское). , Солтүстік-Батыс Қазақстандағы Сарбайское, Оралдағы Магнитогорское, Высокогорское және т.б., Горная Шориядағы бірқатар кен орындары, АҚШ-тағы Темір бұлақтары және т.б.); темірдің шөгуі арқылы ыстық минералданған ерітінділердің қатысуымен гидротермиялық түзіледі кенжарықтар мен ығысу аймақтары бойында, сондай-ақ бүйірлік жыныстарды метасоматикалық ауыстыру кезінде; Бұл түрге Шығыс Сібірдегі Коршуновское және Рудногорское магнетит кен орындары, Орталық Азиядағы гидрогоэтитті-сидериттік Абайльское және Бильбао сидериттік кен орындары жатады. Испанияжәне т.б.
Экзогендік шөгінділерге мыналар жатады: теңіз және көл алаптарының шөгінді – химиялық және механикалық шөгінділері, өзен аңғарлары мен атырауларында азырақ, бассейн сулары жергілікті түрде темір қосылыстарымен байыған кезде және оларға іргелес жатқан жердің темір өнімдері тасымалданған кезде пайда болады; олар шөгінді, кейде вулканогенді-шөгінді жыныстар арасында қабаттар немесе линзалар құрайды; Бұл түрге қоңыр темір рудаларының, ішінара сидериттер, силикат кендері (КСРО-да – Қырымдағы Керчь, Аятское – Қазақ КСР; Германияда – Лан-Диль, т.б.) кен орындары жатады; үгілу қыртысының шөгінділері тау жыныстарының құрамында темірі бар тау жыныстарын түзетін минералдармен үгілу нәтижесінде пайда болады; темірмен байытылған (жыныстағы басқа компоненттердің жойылуына байланысты) бұзылу өнімдері орнында қалған кезде қалдық немесе элювиалды шөгінділер ажыратылады (Кривой Рогтың бай гематит-мартит кендерінің денелері, Курск магниттік аномалиясы, аймақ Верхный көлі АҚШт.б.), және инфильтрация (цементтену), темірді үгілу жыныстарынан тазартып, астыңғы горизонттарға (Оралдағы Алапаев кен орны және т.б.) қайта қою кезінде.
Метаморфогендік (метаморфозданған) кен орындары – шарттарда трансформацияланған жоғары қысымдаржәне температуралар бұрыннан бар, негізінен шөгінді, шөгінділер. Темір гидроксидтері мен сидериттер әдетте гематит пен магнетитке айналады. Метаморфтық процестер кейде магнетит кендерінің гидротермиялық-метасоматикалық түзілуімен толықтырылады. Бұл түрге Кривой Рогтың темірлі кварциттерінің кен орындары, Курск магниттік аномалиялары, кен орындары жатады. Кола түбегі, темір кені провинциясы Гамерсли (), Лабрадор түбегі (), Минас-Жерайс (), күйМайсор (), т.б. Темірдің негізгі өнеркәсіптік түрлері кенбасым кен минералына қарай жіктеледі. Қоңыр темір рудалары. Кенді минералдар темір гидроксидтерімен, негізінен гидрогоэтитпен ұсынылған. Мұндай кендер шөгінді және үгілу қыртысының шөгінділерінде жиі кездеседі. Құрылым тығыз немесе бос; Шөгінді кендерде көбінесе оолиттік құрылым болады. Fe мазмұны 55-30% немесе одан аз. Әдетте байытуды қажет етеді. Т.н. біртұтастығына жақын өздігінен еритін қоңыр темір рудалары барады 30% дейін Fe құрамымен балқытылған (Лотарингия). Кейбір кен орындарының қоңыр темір тастарында 1-1,5% немесе одан да көп Mn (Бильбао в. Испания, КСРО-дағы Бакальское). Күрделі хром-никельді қоңыр темір рудаларының маңызы зор, 32-48% Fe болған жағдайда олардың құрамында көбінесе 1%-ға дейін Ni, 2%-ға дейін Cr, жүзден бір пайыз Co, кейде V. Мұндай кендерден болады. , хром-никельді шойын және төмен қорытпа. Қызыл темір рудалары немесе гематит кендері. Негізгі кен минералы – гематит. Олар негізінен темірлі кварциттер мен скарн магнетит кендерінің үгілу қыртысында (тотығу аймағында) ұсынылған. Мұндай кендерді көбінесе мартит кендері деп атайды (мартит магнетиттен кейінгі гематиттің псевдоморфы). Орташа Fe мөлшері 51-ден 60%-ға дейін, кейде одан да жоғары, S және P аз қоспалары бар. Гематит кендерінің шөгінділері 15-18%-ға дейін Mn болуымен белгілі. Гематит кендерінің гидротермиялық кен орындары аз игерілген. Магниттік темір рудалары немесе магнетит кендері. Кен минералы магнетит (кейде магний), көбінесе мартиттенеді. Олар әк және магний скарндарымен байланысты контакт-метасоматикалық типті шөгінділер үшін ең тән. Бай массивтік кендермен (50-60% Fe) қатар құрамында Fe 50%-дан аз болатын диссеминирленген кендер таралған. Құнды қоспалары бар кен орындары белгілі, атап айтқанда Co, Mn. Зиянды қоспалар – сульфид күкірт, P, кейде Zn, As. Магнетиттік кендердің ерекше түрі титаномагнетиттік кендер болып табылады, олар күрделі темір-титан-ванадий кендері болып табылады. Негізінен негізгі интрузивті жыныстар болып табылатын диссеминацияланған титаномагнетит кендері мазмұны ұлғайдытау жыныстарын түзетін титаномагнетит.Олардың құрамында әдетте 16-18% Fe болады, бірақ олар магниттік сепарация арқылы оңай байытады (Оралдағы Качканар кен орны, т.б.). Сидеритті рудалар (шпарлы темір рудалары) кристалды сидеритті кендер және сазды шпатлы темір рудалары болып екіге бөлінеді.Фенің орташа мөлшері 30-35%. Қуырудан кейін СО2-ны жою нәтижесінде сидерит кендері өнеркәсіптік құнды ұсақ кеуекті темір оксидті кендерге айналады (әдетте 1-2% Mn, кейде 10% дейін болады). Тотығу аймағында сидерит кендері қоңыр темір рудаларына айналады Силикатты темір рудалары. Олардағы кен минералдары әдетте темір гидроксидтерімен, кейде сидеритпен (Fe25-40%) ілесетін темірлі хлориттер болып табылады. S қоспасы шамалы, P 0,9-1% дейін. Силикатты кендер борпылдақ шөгінді жыныстарда қабаттар мен линзалар құрайды. Олар көбінесе оолиттік құрылымға ие. Жер қыртысында олар қоңыр, жартылай қызыл темір рудаларына айналады.Темір кварциттер (жаспилиттер, темір мүйізділер) – кедей және орташа (12-36% Fe) Кембрийге дейінгі метаморфозданған. теміркен, жұқа ауыспалы кварц, магнетит, гематит, магнетит-гематит қабаттарынан тұрады, силикаттар мен карбонаттар қоспасы бар жерлерде. Темірлі кварциттерде S және P қоспалары аз.Темірлі кварциттердің кен орындары әдетте үлкен қорларға ие. металл. Оларды байыту, әсіресе магнетит сорттары, құрамында 62-68% Fe бар толық пайдалы концентрат береді. Жеңіл жер қыртысында темірлі кварциттерден кварц жойылып, гематит-мартитке бай кендердің ірі кен орындары пайда болады. Көп бөлігі темір кенішойын, болат және ферроқорытпаларды балқыту үшін қолданылады. Салыстырмалы түрде аз мөлшерде олар балшық ерітінділерін бұрғылау үшін табиғи бояулар (охра) және салмақ агенттері ретінде қызмет етеді. Талаптар өнеркәсіпсапасы мен қасиеттеріне темір кеніәртүрлі. Осылайша, кейбір құю шойындарын балқыту үшін темір металдары қолданылады. кенР үлкен қоспасымен (0,3-0,4% дейін). Шойынды балқыту үшін (негізінен тауарлардомна өндірісі), кокспен балқыту кезінде домна пешіне енгізілген кендегі S мөлшері 0,15%-дан аспауы керек. Қышқылдық әдісті қолданып, мартен процесіне өтетін шойын өндіру үшін, темір кенәсіресе күкірт пен фосфор аз болуы керек; тербелмелі ашық ошақтарда негізгі әдіспен өңдеу үшін руда Р құрамындағы қоспаның сәл жоғары болуына рұқсат етіледі, бірақ 1,0-1,5%-дан жоғары емес (Fe мазмұнына байланысты). Томас шойындары фосфорлы шойыннан балқытылған Xкен Fe мөлшерінің жоғарылауымен. Шойынның кез келген түрін балқыту кезінде құрамында Zn теміркен 0,05%-дан аспауы керек. Алдын ала агломерациясыз домна пешінде қолданылатын кен жеткілікті механикалық берік болуы керек. Т.н. Шихтаға енгізілген ашық кен рудалары кесек болуы керек және S және P қоспалары болмаған кезде Fe мөлшері жоғары болуы керек.Әдетте, тығыз бай мартит кендері бұл талаптарды қанағаттандырады. Алу үшін құрамында 0,3-0,5% Cu бар магнетит кендері қолданылады болаттаркоррозияға төзімділіктің жоғарылауымен.
Дүниежүзілік темір өндіру мен өңдеуде кенәртүрлі өнеркәсіптік типтегі кедей, бірақ жақсы байытылған кендерді, әсіресе магнетиттік темірлі кварциттерді және аз дәрежеде титан-магнетиттік кендерді таратудың айтарлықтай өсу тенденциясы айқын байқалады. Мұндай кендерді пайдаланудың рентабельділігіне тау-кен өндіру және өңдеу кәсіпорындарының ауқымдылығы, алынған концентраттарды байыту және агломерациялау технологиясын жетілдіру, атап айтқанда деп аталатын алу арқылы қол жеткізіледі. түйіршіктер. Бұл ретте ресурстарды ұлғайту міндеті өзекті болып қала береді теміркен, олар байытуды қажет етпейді.
Дүние жүзіндегі темір рудасының кен орындары
Жер қыртысындағы темірдің жоғары мөлшері, геологиялық жағдайлардың әртүрлілігі және оның шоғырлану жағдайлары темір кен орындарының көптеген түрлерін анықтады, олар да қорларының кең ауқымымен ерекшеленеді. Жалпы алғанда, дүние жүзіндегі темір рудаларының минералдық-шикізаттық базасы кен орындарының төрт негізгі геологиялық және өнеркәсіптік түрімен сипатталады, олардың ең үлкен ресурстары мен қорлары бар, олардан тауарлық кендердің барлық дерлік көлемі өндіріледі:
1 - ірі темір рудалы бассейндерінде локализацияланған феррогенді кварциттер мен кристалды қалқандардың тақтатастарындағы магнетит кендерінің кен орындары. Бұл түрдегі депозиттер қоры дүние жүзінің 71,3% құрайды. Олардың ең ірілері Ресейде, Украинада, Үндістанда, Габонда, Гвинеяда, Оңтүстік Африкада, Бразилияда, Қытайда, Венесуэлада, Канадада, АҚШЖәне Австралия.
2 – шөгінді жағалау-теңіз немесе жанартау-шөгінді қабаттарда кездесетін шөгінді және вулканогенді-шөгінді кен орындары. Бұл түрдегі депозиттер әлемдік қорлардың 11,4% құрайды. Олар Ресейде, Украинада, Қазақстанда, Қытайда, АҚШ-та, Австралияжәне кейбір елдер Еуропажәне Солтүстік Африка.
3 - ежелгі платформалардың қатпарлы аймақтарындағы және платформалардың шөгінді жамылғысындағы магнетит кендерінің кен орындары (әлемдік қордың 7,3%). Бұл түрдегі ең ірі кен орындары Ресейде, Вьетнамда, Қазақстанда, Иранда, Түркияда, АҚШ-та, Перу Республикасында және Чилиде орналасқан.
4 - магмалық және титаномагнетиттік кендер әлемдік қордың 6,5% құрайды. Бұл түрдегі депозиттер Ресейде, Швецияда, Танзанияда, Угандада, Оңтүстік Африкада, Түркияда, Иранда, АҚШ-та және кейбір басқа елдердің аумақтарында орналасқан. мемлекеттер Еуропажәне Африка.
Кішігірім депозит түрлері жалпы әлемдік резервтердің тек 3,5% құрайды. Олар темірлі үгілу қабықтарымен ұсынылған (Албания, Филиппин, Куба және елдертропикалық Африка) және қазіргі заманғы жағалау-теңіз шөгінділері (Индонезия, Жаңа Зеландия, Оңтүстік Африка және Бразилия).
Кен орындарының өнеркәсіптік түрлері
Темір кен орындарының негізгі өнеркәсіптік түрлері:
Олардан түзілген темірлі кварциттер мен бай кендердің кен орындары
Олар метаморфогендік шыққан. Кен ферругинді кварциттермен немесе жаспилиттермен, магнетитпен, гематит-магнетитпен және гематит-мартитпен (тотығу аймағында) берілген. ҚМА және Кривой Рог (КСРО) бассейндері, көл аймағы. Superior (АҚШ және Канада), Хамерсли темір кені провинциясы (), Минас-Жерайс аймағы (Бразилия)
Қабаттар шөгінділері
Олар коллоидты ерітінділерден темірдің тұнбаға түсуінен түзілген хемогендік текті. Бұл негізінен гетит пен гидрогоэтитпен ұсынылған оолиттік немесе бұршақ тұқымдас темір рудалары. Лотарингия бассейні (), Керчь бассейні, Лисаковское және т.б. (КСРО)
Скарн темір рудасының кен орындары
Сарбайское, Соколовское, Качарское, Грейс тауы, Магнитогорское, Таштагольское (КСРО)
Күрделі титамагнетит шөгінділері
Басталуы магмалық, кен орындары үлкен кембрийге дейінгі интрузиялармен шектелген. Кенді минералдар – магнетит, титаномагнетит. Качканарское, Кусинское (КСРО), Канада кен орындары, Норвегия
Темір кен орындарының шағын өнеркәсіптік түрлері:
Күрделі карбопатит-апатит-магнетит шөгінділері
Ковдорское, КСРО
Темір рудасының магнетит кен орындары
КСРО-дағы Коршуновское, Рудногорское, Нерюндинское
Темір рудасының сидерит кен орындары
Бакальское, КСРО; Зигерланд, Германияжәне т.б.
Вулкандық-шөгінді қабаттардағы темір кені мен ферромарганец оксиді қабатының шөгінділері
Қаражалское, КСРО
Темір рудасының қабаты тәрізді латерит кен орындары
Оңтүстік Орал; Куба және т.б.
Темір рудасының дүние жүзінде дәлелденген қоры шамамен 160 миллиард тоннаны құрайды, оның құрамында шамамен 80 миллиард тонна таза темір бар. АҚШ геологиялық қызметінің мәліметтері бойынша, Украина әлемдегі ең үлкен дәлелденген темір рудасына ие, ал Ресей мен Бразилия темірдің мөлшері бойынша өлшенетін руда қорлары бойынша көшбасшыларды бөліседі.
Өнеркәсіптік байыту үшін құрамында темірі 14-25% кем емес кендер қолданылады. Мұнда кен орнының көлемі, құрамында темірі бар жыныстың пайда болу жағдайлары, кеннің сапасы мен күрделілігі ескеріледі. Кендегі зиянды қоспалар болып табылады күкіртжәне фосфор. Құрамында темірі кемінде 57%, кремний диоксиді - 8-10%, ал күкірт пен фосфор - 0,15% -ға дейінгі кендер бай болып саналады. Ең жоғары сапалы кендерде әдетте 68%-дан астам темір, 2%-дан аз кремний диоксиді, 0,01% күкірт пен фосфор және 3,3%-ға дейін басқа қоспалар болады. Темір кенінің қорының көлеміне қарай олардың кен орындары шартты түрде бірегей, ірі, орташа және ұсақ болып бөлінеді. Дүниеде бірегейлері ондаған, үлкен және орта жүздеген, мыңдаған кішкентайлары бар.
Темір рудасының әртүрлі ресурстары әлемнің 100-ге жуық елінде бар. Олардың болжамды және анықталған ресурстары 664,3 млрд тоннаға жетеді. Ірі темір кен орындарының алғашқы ондығына мыналар кіреді: АҚШ, Бразилия, Австралия, Украина, Канада, Қазақстан, Үндістанжәне Швеция. Бұл елдердің әрқайсысында қара металл шикізатының қоры бар металлургиятоннадан асады. Жалпы алғанда бұл кен орындары 555,8 млрд тоннаға немесе дүние жүзіндегі анықталған қорлардың 83,7%-ына бағаланады.
Темір кенінің болжамды және анықталған қорларының континенттер бойынша бөлінуі
(млрд тоннамен):
Еуропа 55.3
2005 жылы темір рудасын өндіру ашық және жер асты әдістерімен әлемнің 52 елінде жүргізілді. Тауарлы кендерді өндіру шамамен 1100 млн тоннаны құрады.
Дүние жүзіндегі тауарлық темір рудасы 2003 жылы 486,3 млн тоннаны құрады, ал 1993 жылы – 383,1, т.б. және бұл көрсеткіш айтарлықтай өсуде. Негізгі импорттаушылар мен тұтынушылар қара үшін ең маңызды металлургияшикізаттары: Жапония, Қытай, Оңтүстік Корея, Франция, АҚШ, Тайвань, Польша, Бельгия және Люксембург.
Елдер бойынша кен қорларының бөлінуі:
Украина — 18%
Ресей – 16%
Қытай – 13%
Бразилия — 13%
Австралия — 11%
Үндістан – 4%
Басқалар - 20%
Құрамындағы темір қоры бойынша:
Ресей – 18%
Бразилия — 18%
Австралия — 14%
Украина — 11%
Қытай – 9%
Үндістан – 5%
Басқалар - 22%
Темір рудасының шикізатын ірі экспорттаушылар мен импорттаушылар
Экспорттаушылар:
Австралия — 186,1 млн.
Бразилия — 184,4 млн т.
Үндістан — 55 млн.
Канада — 27,1 млн. тонна.
Оңтүстік Африка — 24,1 млн.
Украина — 20,2 миллион тонна.
Ресей — 16,2 миллион тонна.
Швеция — 16,1 млн. тонна.
Қазақстан — 10,8 млн. тонна.
Барлығы экспорт 580 млн тонна.
Импорттаушылар:
Қытай — 148,1 млн.
Жапония — 132,1 млн.
Оңтүстік Корея — 41,3 млн.
Германия — 33,9 млн.
Франция — 19,0 млн т.
Ұлыбритания — 16,1 млн т.
Тайвань — 15,6 миллион тонна.
Италия — 15,2 млн т.
Нидерланды — 14,7 млн.
АҚШ – 12,5 млн.
Ресей Федерациясындағы темір кенін өндірудің ерекшеліктері
Тау-кен өндірісінде жерден алынған темір рудасын әдетте «шикі кен» деп атайды. Тау-кен өндірісіндегі «нарықтық кен» термині «металлургиялық өңдеуге дайындалған кен» дегенді білдіреді. Ресей Федерациясында өндірілетін темір рудасының екі түрі бар: бай және кедей. Жоғары сұрыпты темір рудасы негізгі шығу тегі шөгінді болып табылады, содан кейін әсерінен ішінара ыдырайтын. процестерауа райының бұзылуы. Бай темір рудасының негізгі жыныс түзуші минералдары гематит Fe2O3 (құрамы 40-55%) және кварц (20%-ға дейін). Төмен сұрыпты кен негізінен кварцтан, магнетиттен, гематиттен (әрдайым емес) тұратын және өзіне тән жұқа қабатты құрылымы бар тотықпаған ферругинді кварциттермен ұсынылған.
Кенді дайындау кезеңдерінің саны бай кен«шикі рудадан» «өнеркәсіптік кенге» өту жолында экрандардағы өлшемі бойынша ұсақтау және жіктеу аз.
Тотықпаған темірлі кварциттерді «шикі руда» ретінде тауарлы кенге (концентратқа) технологиялық түрлендіру әлдеқайда күрделі және мыналарды қамтиды: процестерұсақтау, ұнтақтау, өлшемі мен тығыздығы бойынша жіктеу, қақтан тазарту, магниттік бөлу, сусыздандыру. Тотықпаған темірлі кварциттерді алғашқы өңдеу процестерінің осы жиынтығында олар жаңа қасиеттерге ие болады. тауарлар, бірақ тауарлық өнімнің қасиеттері емес. Олардың қасиеттері талаптарды қанағаттандырған кезде ғана олар коммерциялық тауарларға айналады сатып алушы(металлургиялық зауыттар), яғни тұтынушылардың техникалық талаптарымен стандартталған белгілі бір стандарт талаптары. Ресей Федерациясының темір рудасын, агломерациялық кенді, домна рудасын, стандартты темір рудасының концентратын, темір рудасының түйіршіктері мен брикеттерін өндіретін және өңдейтін тау-кен (тау-кен байыту) кәсіпорындарында осындай қасиеттер бар.
Кенді өндіру және байыту бірнеше аумақта шоғырланған. Орталық федералды округте - Курск және Белгород облыстарында Лебединский, Михайловский, Стойленский тау-кен байыту комбинаттары және КМА-Руда комбинаты бар. ҚМА шөгінділері үшін магнетит концентраттарының сапасы: мөлшері - 0,1-0 мм, ылғалдылығы - 10,5%, темір мөлшері - 64% кем емес.
Ресей Федерациясының солтүстік-батысында кенді Карельский Оқатыш, Оленегорский және Ковдорский ГОК өндіреді. Оралдың ірі тау-кен байыту комбинаттары: Качканар, Высокогор, Бакал кеніштері, Богослов кен басқармасы. Сібірде орналасқаннан басқа ірі зауыттар жоқ Иркутск облысыКоршуновский атындағы ГОК. Сондай-ақ Орал, Сібір және Қиыр Шығыста орналасқан бірнеше орта және шағын тау-кен өндіру және өңдеу кәсіпорындары бар.
Магниттік кварциттерді байыту магниттік әдіспен әлсіз магнит өрісінде барабанды магниттік сепараторлар арқылы 2-5 сатыда жүргізіледі. әртүрлі түрлері, ал бірқатар кезеңдерде – жуу, дөңгелеу және флотация арқылы. Ірі материалды (6-10 мм) құрғақ магниттік сепарациялау өте тиімді.Алғашқы кенде шамамен 35% темір болған кезде, сәйкесінше 65-68 және 12%-дан аз темір бар соңғы концентрат пен қалдық алынады. Концентраттардағы темірдің алынуы 81%-дан асады.
Гематит-магнетит, гематит, қоңыр-темір кені және сидерит кендерін байыту біріктірілген магниттік-гравитациялық, магнитті-флотациялық-гравитациялық сұлбаларды қолдану арқылы жүзеге асырылады. Осылайша, Ковдор кен орнының апатит-магнетит кендері темір рудасын, бадделейит және апатит концентраттарын алу үшін біріктірілген магниттік-флотациялық-гравитациялық технологияны қолдану арқылы байытылады.
Жоғары титанды титамагнетит кендерін өңдеу үшін түпнұсқа біріктірілген технологиялар (магнитті-гравитациялық, магниттік-флотациялық және пирометаллургиялық) әзірленген. Оңтүстік Орал, Сібір және Кола түбегі.
Ашық әдіспен игерілген баланстық қорлардың үлесі 92,5% құрайды, оның ішінде 8 ірі тау-кен байыту комбинаттары темір рудасын өндірудің 85% құрайды. Жұмыс істеп тұрған 30 карьердің ішінде 5 ірі (Лебединский, Михайловский, Стойленский, Костомукша, Солтүстік Качканар ГОК) жалпыресейлік ашық тау-кен өндірісінің 69% және 3 карьер (Ковдорский, Бас және Батыс Качканарский ГОК) - 16% қамтамасыз етеді. өнім, Коршуновский карьері – 2,5 %.
Нашар темірлі кварциттерді жаппай өндіру және өңдеу металлургиялық шикізатты дайындауға арналған электр энергиясының өзіндік құнының айтарлықтай өсуіне себеп болды. Орташа ерекше құны электр энергиясытемір рудасын өндіруде кәсіпорындарРесей Федерациясы өндірілген және өңделген кеннің 1 тоннасына 44-45 кВт/сағ және алынған концентраттың 1 тоннасына 125-126 кВт/сағ құрайды. Соңғы өнімі темір рудасы түйіршіктері болып табылатын тау-кен байыту комбинаттарында 1 тонна темір рудасын өндіру мен өңдеудің энергия сыйымдылығы 61-62 кВт/сағ, ал тауарлық өнімі темір рудасы концентраты болып табылатын тау-кен байыту комбинаттарында ол 38-45 кВт/сағ құрайды.
Дереккөздер
ru.wikipedia.org - WikiPedia - еркін энциклопедия
wikiznanie.ru - WikiKnowledge - еркін энциклопедия
bse.sci-lib.com - Ұлы Кеңес Энциклопедиясы
dic.academic.ru - Академик туралы сөздіктер мен энциклопедиялар
Инвестор энциклопедиясы. 2013 .
- - Geležies rūda statusas T sritis chemija apibrėžtis Mineralų, kurių sudėtyje yra paddintas Fe kiekis, sankaupa. atitikmenys: ағылшын. темір рудасы. темір рудасы; темір кені... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
күрделі материалды құрамды темір рудасы- Құрамында темір және басқа да минералдар бар бірнеше темір кені. [ГОСТ 26475 85] Тақырыптар: темір рудасы және марганец рудасы өнімдері EN күрделі минералды құрамды темір рудасы ... Техникалық аудармашыға арналған нұсқаулық
гематит темір рудасы- Негізінен гематитпен ұсынылған темір кені. [ГОСТ 26475 85] Тақырыптар: темір рудасы және марганец рудасының өнімдері EN гематит темір рудасы ... Техникалық аудармашы анықтамалығы, Марина Сұлтанова. Бала үшін оны қоршап тұрған дүние сырлар мен ғажайыптарға толы. Оларды ашып, мұқият зерттегісі келеді, сондықтан сансыз сұрақтар қояды. Әсіресе кішкентай зерттеуші...
Темір кені – құрамында темір мен оның қосылыстары бар ерекше минералды түзілім. Руданың құрамында осы элементті өндіруге экономикалық тұрғыдан тиімді ету үшін жеткілікті мөлшерде болса, темір болып саналады.
Темір рудасының негізгі сорты - құрамында 70% дерлік темір оксиді мен темір оксиді бар. Бұл кен қара немесе болат сұр түсті. Ресейдегі магнитті темір рудасы Оралда өндіріледі. Ол Высокая, Грейс және Качканар тереңдігінде кездеседі. Швецияда ол Фалун, Даннемора және Гелливар маңында кездеседі. АҚШ-та бұл Пенсильвания, ал Норвегияда Арендал және Персберг.
Қара металлургияда темір кені өнімдері үш түрге бөлінеді:
Бөлінген темір кені (темір мөлшері төмен);
Агломерациялық кен (темір мөлшері орташа);
Түйіршіктер (шикі темірі бар масса).
Морфологиялық түрлері
Құрамында 57%-дан астам темір бар темір кен орындары бай болып саналады. Төмен сортты рудаларға құрамында кемінде 26% темір барлар жатады. Ғалымдар темір рудасын екі морфологиялық түрге бөлді: сызықтық және жазық.
Сызықтық типті темір рудасы жердегі иілу және жарықтар аймақтарында сына тәрізді кен денелері түрінде кездеседі. Бұл түрі ерекше ерекшеленеді жоғары мазмұнтемір (50-ден 69%-ға дейін), бірақ мұндай кенде күкірт пен фосфор аз мөлшерде болады.
Тегіс тәріздес шөгінділер әдеттегі үгілу қыртысын білдіретін темірлі кварцит қабаттарының үстінде орналасады.
Темір кені. Қолдану және алу
Бай темір кені шойын алу үшін пайдаланылады және негізінен конвертерлік және мартендік өндірісте балқыту үшін немесе темірді қалпына келтіру үшін тікелей қолданылады. Жоқ көп санытабиғи бояу (очер) және балшыққа салмақ түсіргіш ретінде қолданылады
Барланған кен орындарының дүниежүзілік қорының көлемі 160 миллиард тонна, ал оларда 80 миллиард тоннаға жуық темір бар. Темір рудасы Украинада кездеседі, ал Ресей мен Бразилияда таза темірдің ең үлкен қоры бар.
Дүниежүзілік кен өндіру көлемі жыл сайын өсіп келеді. Көп жағдайда темір кені ашық әдіспен өндіріледі, оның мәні кен орнына барлық қажетті құрал-жабдықтар жеткізіліп, ол жерде карьер салынады. Карьердің тереңдігі орта есеппен шамамен 500 м, ал оның диаметрі табылған кен орнының ерекшеліктеріне байланысты. Осыдан кейін арнайы техниканың көмегімен темір кені өндіріліп, ауыр жүктерді тасымалдауға арналған көліктерге орналастырылады және карьерден оны өңдейтін зауыттарға жеткізіледі.
Ашық әдістің кемшілігі – кенді тек таяз тереңдікте өндіру мүмкіндігі. Егер ол әлдеқайда тереңірек болса, сіз шахталарды салуыңыз керек. Біріншіден, қабырғалары жақсы күшейтілген терең құдыққа ұқсайтын магистраль жасалады. Дрейфтер деп аталатын дәліздер магистральдан әртүрлі бағытта созылады. Олардан табылған кенді жарып, одан кейін оның кесектерін арнайы қондырғылар арқылы жер бетіне көтереді. Бұл әдіспен темір рудасын өндіру тиімді, бірақ үлкен қауіптер мен шығындарды қамтиды.
Темір рудасын өндірудің тағы бір әдісі бар. Оны SHD немесе ұңғыманың гидравликалық экстракциясы деп атайды. Кенді жерден осылайша алады: олар ұңғыманы бұрғылайды, оған гидравликалық мониторы бар құбырларды түсіреді және өте күшті су ағынымен тау жынысын ұсақтайды, содан кейін ол жер бетіне көтеріледі. Бұл әдіспен темір рудасын өндіру қауіпсіз, бірақ, өкінішке орай, тиімсіз. Осылайша, кеннің тек 3%-ын алуға болады, ал 70%-ы шахталар арқылы өндіріледі. Дегенмен, SHD әдісінің дамуы жақсаруда және болашақта бұл нұсқа шахталар мен карьерлерді ығыстыратын негізгі нұсқаға айналу ықтималдығы жоғары.
Темір рудасының шикізаты (IROR) - қара металлургияда шойын, тікелей тотықсыздандырылған шойын (ТР) және ыстық брикеттелген шойын (HBI) өндіру үшін қолданылатын металлургиялық шикізаттың негізгі түрі.
Адам темірден жасалған бұйымдарды шамамен төрт мың жыл бұрын темір дәуірінде жасап, қолдана бастады. Бүгінгі таңда темір рудалары кең таралған пайдалы қазбалардың бірі болып табылады. Бәлкім, тереңдіктен тек көмір мен құрылыс материалдары ғана үлкен көлемде өндіріледі. Темір рудаларының 90%-дан астамы қара металлургияда шойын мен болат өндіру үшін пайдаланылады.
Шойын – темірдің көміртегімен қорытпасы (2-4%), әдетте, ол сынғыш және құрамында кремний, марганец, күкірт, фосфор, кейде легирлеуші элементтер – хром, никель, ванадий, алюминий және т.б. Шойын домна пештеріндегі темір рудаларынан алынады Шойынның негізгі бөлігі (85%-дан астамы) болатқа өңделеді (шекті шойын), аз бөлігі пішінді құймалар (құйма шойын) жасауға пайдаланылады.
Болат – темір мен көміртектің иілгіш қорытпасы (және легирлеуші қоспалар), темір рудасын өңдеудің негізгі соңғы өнімі. Болат жоғары беріктікке, қаттылыққа, ыстық және суық қысыммен өңдеу кезінде пішінін оңай өзгерту мүмкіндігіне ие және химиялық құрамы мен термиялық өңдеу әдісіне байланысты қажетті қасиеттерге ие болады: ыстыққа төзімділік, тозуға төзімділік, коррозияға төзімділік. Бұл болатты ең маңызды құрылымдық материал етеді.
Қара металлургия өнімдері өнеркәсіп өндірісінің барлық салаларында, бірақ негізінен машина жасауда және күрделі құрылыста қолданылады.
Темір рудасы қара металдарды өндіруге арналған шикізат болып табылады. Тау-кен өндірісінде жерден алынған темір рудасын әдетте «шикі кен» деп атайды.
Темір рудасының шикізаты (IROR) – қара металлургияда шойын және металдандырылған өнім (DRI және HBI) өндіру үшін, сондай-ақ болат балқытуда аз мөлшерде қолданылатын металлургиялық шикізаттың бір түрі. Темір рудасының шикізаты екі түрге бөлінеді – дайындалған (агломерацияланған) және дайын емес (агломерацияланбаған) шикізат. Дайындалған темір рудасы – шойын өндіруге арналған домна пештерінде қолдануға дайын шикізат. Дайын емес темір рудасы агломерацияланған шикізатты өндіруге арналған шикізат болып табылады. Дайын емес темір рудасы концентрат, домна және агломерациялық кен болып табылады. Концентрат негізінен құрамында темірі аз ұсақталған темір рудасын магниттік сепарациялау арқылы өндіріледі. Концентратқа темірді алу орта есеппен шамамен 80%, концентраттағы темір мөлшері 60-65% құрайды.
Агломерациялық кен (темір рудасының ұсақтары) ұсақтау, сүзу, қабығынан тазарту нәтижесінде құрамында темірі жоғары бай кеннен өндірілген, өлшемі -10 мм.
Домна пеші (кесек кен) сонымен қатар бай кеннен өндіріледі, кесінді өлшемі -70+10 мм. Домна процесіне арналған темір рудасының шикізаты агломерация мен агломерациядан өтеді. Агломертті агломерациялық кен мен концентраттан алады, түйіршіктер алу үшін тек концентраттар қолданылады.
Түйіршіктерқоспаны түйіршіктеу (диаметрі 1 см түйіршіктер) және кейіннен күйдіру нәтижесінде әктас қосу арқылы темір рудасының концентратынан өндіріледі.
Ыстық брикеттелген темір темір кені емес, өйткені шын мәнінде, бұл қазірдің өзінде металлургиялық өңдеу өнімдері. Агломерациялық кен, сидерит, әктас және құрамында темірі жоғары (шкала және т.б.) құрамында темірі бар өнеркәсіп қалдықтарының қоспасы агломерат өндіру үшін шикізат ретінде пайдаланылады. Қоспа сонымен қатар түйіршіктер мен агломерацияға ұшырайды.
Темір рудалары мен концентраттарының металлургиялық құндылығы пайдалы компоненттің (Fe), сонымен қатар пайдалы (Mn, Ni, Cr, V, Ti), зиянды (S, P, As, Zn, Pb, Cu) құрамымен анықталады. , K, Na) және шлак түзетін (Si, Ca, Mg, Al) қоспалар. Пайдалы қоспалар болаттың қасиеттерін жақсартатын табиғи легирленген элементтер болып табылады. Зиянды қоспалар не металдың қасиетін нашарлатады (күкірт пен мыс металды қызыл сынғыш етеді, фосфор - суықта сынғыш, мышьяк және мыс дәнекерлеуді төмендетеді), немесе шойын балқыту процесін қиындатады (мырыш пештің отқа төзімді қаптамасын бұзады). , қорғасын – үлпек, калий және натрий газ түтіктерінде шөгінділердің пайда болуына себепші болады) .
Тауарлы кендегі күкірт мөлшері 0,15%-дан аспауы керек. Агломерация және түйіршіктер өндіру үшін қолданылатын кендер мен концентраттарда рұқсат етілген күкірт мөлшері 0,6% дейін болуы мүмкін, өйткені түйіршіктерді күйдіру және күйдіру кезінде күкірттің жойылу дәрежесі 60-90% жетеді. Рудадағы, агломерациядағы және түйіршіктердегі фосфордың максималды мөлшері 0,07-0,15% құрайды. Кәдімгі шойынды балқыту кезінде домна шихтасының темір кен бөлігінде 0,05-0,1%, Zn 0,1-0,2%, Cu 0,2%-ға дейін (көп емес) болуына рұқсат етіледі. Қож түзетін қоспалар негіздік (Са, Mg) және қышқылдық (Si, Al) болып бөлінеді. Негізгі және қышқылдық оксидтердің арақатынасы жоғары кендер мен концентраттарға артықшылық беріледі, өйткені кейінгі металлургиялық өңдеу кезінде шикізат ағындарының түсуі азаяды.
Құрамында темір мен оның қосылыстары темірді өнеркәсіптік жолмен алу орынды болатындай көлемдегі табиғи минералды түзілімдер. Темір барлық тау жыныстарының құрамына көп немесе аз мөлшерде кіргенімен, темір рудалары атауы тек үлкен мөлшерде және пайдасы бар темір қосылыстарының осындай жинақтарын білдіреді. экономикалықметалл темірді алуға болады.
Темір рудаларының келесі өнеркәсіптік түрлері бөлінеді:
- Мафикалық және ультрафиолет жыныстарындағы титан-магнетит және ильменит-титаномагнетит;
- Карбонатиттердегі апатит-магнетит;
- Скарндардағы магнетит және магнетит-магнетит;
- Темір кварциттеріндегі магнетит-гематит;
- Мартит және мартит-гидрогематит (темір кварциттерінен түзілген бай кендер);
- Жеңіл қабықтардағы гетит-гидрогоэтит.
Қара металлургияда темір рудасы өнімдерінің үш түрі қолданылады: бөлінген темір рудасы (бөлу әдісімен байытылған ұсақталған руда), агломерациялық кен (агломерленген, термиялық өңдеу арқылы агломерацияланған) және түйіршіктер (флюстер қосылған шикі темірі бар масса (әдетте). әктас); диаметрі шамамен 1-2 см болатын шарларға айналады).
X химиялық құрамы
Темір рудалары өзінің химиялық құрамы бойынша табиғатта алуан түрлі рудалы минералдар түрінде кездесетін темір оксидінің оксидтері, оксид гидраттары және көмірқышқыл газы тұздары, олардың ішіндегі ең маңыздысы магнетит немесе магнитті темір рудасы; гетит, немесе темір жылтырлығы (қызыл темір рудасы); лимонит, немесе батпақты және көл кендерін қамтитын қоңыр темір кені; ақырында сидерит немесе шпат темір рудасы (темір шпаты), оның сорты сферозидерит. Әдетте, аталған кенді минералдардың әрбір жинақталуы олардың құрамында темірі жоқ басқа минералдармен, мысалы, саз, әктас, тіпті кристалды магмалық тау жыныстарының құрамдас бөліктерімен аралас, кейде өте жақын. Кейде бұл пайдалы қазбалардың кейбіреулері бір кен орнында бірге кездеседі, дегенмен көп жағдайда біреуі басым, ал қалғандары генетикалық тұрғыдан онымен байланысты.
Бай темір рудасы
Бай темір рудасында темір мөлшері 57%-дан жоғары, кремний диоксиді 8...10%-дан аз, күкірт пен фосфор 0,15%-дан аз. Бұл кварцты шаймалау және ұзақ мерзімді үгілу немесе метаморфоз процестері кезінде силикаттардың ыдырауы арқылы жасалған феррогенді кварциттердің табиғи байыту өнімі. Төмен сортты темір рудаларының құрамында кем дегенде 26% темір болуы мүмкін.
Темір рудасының бай кен орындарының екі негізгі морфологиялық түрі бар: жазық тәрізді және сызықты. Жазық тәрізділері қалта тәріздес негізі бар елеулі учаскелер түрінде темірлі кварциттердің тік батып жатқан қабаттарының төбесінде жатады және типтік үгілу қабықтарына жатады. Сызықтық шөгінділер метаморфоз процесінде жарылу, жарылу, ұсақтау және иілу аймақтарында тереңдікке түсетін бай кендердің сына тәрізді кен денелерін білдіреді. Кендерге темірдің жоғары мөлшері (54...69%) және күкірт пен фосфордың аздығы тән. Бай кендердің метаморфты кен орындарының ең типтік мысалы Кривбастың солтүстік бөлігіндегі Первомайское және Желтоводское кен орындары болуы мүмкін. Бай темір рудалары мартенде болат балқыту, конвертер өндірісінде немесе темірді тікелей қалпына келтіру үшін (ыстық брикеттелген шойын) пайдаланылады.
Резервтер
Темір рудасының дүние жүзінде дәлелденген қоры шамамен 160 миллиард тоннаны құрайды, оның құрамында 80 миллиард тоннаға жуық таза темір бар. АҚШ геологиялық қызметінің мәліметтері бойынша, Ресей мен Бразилиядағы темір рудасының кен орындарының әрқайсысы әлемдік темір қорының 18% құрайды. Темір рудасының әлемдік ресурстары мен қоры 01.01.2010 ж.
| САНАТ | Миллион тн | |
|---|---|---|
| Ресей | А+В+С санаттағы резервтер | 55291 |
| С санатындағы қорлар | 43564 | |
| Австралия | Дәлелденген + ықтимал қорлар | 10800 |
| Өлшенген + көрсетілген ресурстар | 25900 | |
| Болжалды ресурстар | 28900 | |
| Алжир | Тарихи ресурстар | 3000 |
| Боливия | Тарихи ресурстар | 40000 |
| Бразилия | Резервтік лавравель | 11830 |
| 70637 | ||
| Венесуэла | Резервтер | 4000 |
| Вьетнам | Тарихи ресурстар | 1250 |
| Габон | Тарихи ресурстар | ресурстар 2000 |
| Үндістан | Резервтер | 7000 |
| Ресурстар | 25249 | |
| Иран | Резервтер | 2500 |
| Ресурстар | 4526,30 | |
| Қазақстан | Резервтер | 8300 |
| Канада | Резервтер | 1700 |
| Қытай | Қамтамасыз етілген резервтер | 22364 |
| Мавритания | Резервтер | 700 |
| Ресурстар | 2400 | |
| Мексика | Резервтер | 700 |
| Пәкістан | Тарихи ресурстар | 903,40 |
| Перу | Тарихи ресурстар | 5000 |
| АҚШ | Резервтер | 6900 |
| Түркия | Дәлелденген + ықтимал қорлар | 113,25 |
| Украина | A + B + C санаттары резервтері | 24650 |
| С санатындағы қорлар | 7195,93 | |
| Чили | Тарихи ресурстар | 1800 |
| Оңтүстік Африка | Резервтер | 1000 |
| Швеция | Дәлелденген + ықтимал қорлар | 1020 |
| Өлшенген + көрсетілген + болжамды ресурстар | 511 | |
| Бүкіл әлем | Резервтер | 1 58 000 |
2010 ж. ірі темір рудасы шикізатын өндірушілер
АҚШ мәліметтері бойынша Геологиялық барлау, әлемдік өндірістемір рудасы 2009 жылы 2,3 млрд тоннаны құрады (2008 жылмен салыстырғанда 3,6%-ға өсті).
Темір рудалары - бұл руданы өңдеу пайдалы болатындай мөлшерде темір бар тау жыныстары. Табиғатта құрамында темірі жоғары (23-72%) 20-ға жуық минерал бар. Рудадағы темір тау жыныстарымен біріккен оксидтер немесе тұздар түрінде болады. Темірдің орналасқан күйіне қарай темір кендерінің төрт түрі бөлінеді.
Қоңыр темір рудасының құрамында 2Fe2O3-3H2O су оксиді түріндегі Темір бар. Кеннің түсі сары-қоңыр. Бұл кенде темір аз (35-тен 60%-ға дейін), ал, керісінше, басқа кендерге қарағанда күкірт пен фосфор көп. Кенді оңай алуға болады. Оның ең ірі кен орындары Оралда (құрамында темірі жоғары, күкірт пен фосфор қоспалары жоқ дерлік Бакал кендері) орналасқан. Керчь түбегінде ұнтақ түріндегі қоңыр темір рудасының үлкен қоры бар. Тула және Липецк кен орындары, Кола түбегінің рудалары, Тоғай темір кені бассейні де белгілі.
Қызыл темір рудасында Fe2O3 оксиді түріндегі темір бар. Кен қызыл түсті, темір мөлшері 55-60%. Бұл ең жақсы темір рудаларының бірі; ол оңай қалпына келтіріледі және құрамында күкірт пен фосфор аз. Қызыл темір рудасының ең бай кен орындары Кривой Рогта орналасқан. Курск магниттік аномалиясы аймағында қызыл темір рудасының үлкен қоры бар.
Магниттік темір рудасының құрамында Fe304 оксиді түріндегі темір бар. Кені қара, темір мөлшері 45-70%. Бұл темірге ең бай кен. Оның магниттік қасиеті бар, тығыз және қалпына келтіру қиын. Ол негізінен Оралда - Магнитная, Высокая және Благодат тауларында орналасқан. Қазақстандағы Тоғай даласында соңғы уақытта магнитті темір рудасының кен орындары барланған.
Шпат темір рудасында FeCO3 тұзы түріндегі темір бар. Бұл кен сидерит немесе батпақты кен деп аталады. Оның құрамында темір аз (30-45%). Шпат темір рудасының кен орындары Оралда Бақал кен орны аймағында кездеседі
Күрделі темір рудаларының құрамында темірден басқа домналық балқыту кезінде тотықсыздандырылатын басқа металдар (хром, никель, титан, ванадий) бар:
Орско-Халилов кен орнының хром-никельді қоңыр темір рудаларында 35-45% темір бар; 1,3-1,5% хром және 0,3-0,5% никель;
құрамында 42-48% темір бар титаномагнетиттер; 0,3-0,4/шамамен ванадий және 4,5-13,0% титан диоксиді Оралда Качканарское, Кусинское және Первоуральское кен орындарында өндіріледі.
Марганец кендері балқытылған шойын құрамындағы марганецті арттыру үшін қолданылады. Бұл кендер жұмсақ, борпылдақ және гигроскопиялық. Олардағы марганец оксидінің мөлшері 28-40% құрайды. Бай рудалардың маңызды кен орындары (марганец оксидінің мөлшері 48-52%) Кавказдағы Чиатурское, Украинадағы Никопольское, Сібірдегі Ачинск қаласының маңындағы, Орал мен Қазақстандағы Уралоазовское және Полуночное кен орындары.
Домна пешінде балқыту процесінде темір және марганец кендерінен басқа әртүрлі қалдықтар: шойын сынықтары мен жоңқалары, ластанған болат сынықтары қолданылады.
Флюстер бос жыныстар мен отын күлін қожға балқыту үшін домна пешінде балқытуда қолданылады. Домна пештері кокспен жұмыс істегенде негізінен әктас (CaCO3) пайдаланады. Егер бос жыныстардың құрамында негіздік оксидтер болса, қышқылдық ағындар – кварциттер қолданылады.
Кокс домна пешінде балқыту үшін отын ретінде пайдаланылады. Металлургиялық отынның келесі сапалары болуы керек: жоғары калориялылығы, беріктігі, кеуектілігі, күлділігі аз және күкірт мөлшері аз. Кокс осы талаптардың барлығына дерлік жауап береді. Кокстың жану жылуы 5600 ккал/кг, сондықтан дүние жүзіндегі шойынның 98%-ы онда балқытылады. Кокс көмірді арнайы пештерде ауа кірмей 950-1000° дейін қыздыру арқылы өндіріледі. Бұл процесте көмірден ұшқыш заттар жойылады, ал қалған бөлігі қатты және кеуекті коксқа агломерацияланады.
Қазіргі заманғы кокс пеші (батарея) сыйымдылығы 18-20 м3 болатын 50-70 тар ұзын камерадан тұрады, олардың әрқайсысы 12-16 тонна коксты жағады. Кокстеу процесінің ұзақтығы шамамен 12-15 сағатты құрайды. Бір тонна көмірден 750-800 кг кокс және 300-350 м3 жоғары калориялы газ алуға болады.
Ең жақсы кокс Кузнецк коксы болып саналады, оның құрамында 0,5-0,6% күкірт және 12-13,5% күл бар.
Домналық балқыту кезінде кокстың ең тиімді жартылай алмастырғыштарының бірі табиғи газ болып табылады. Оның құны 2 рубльден аспайды. 1000 л3, яғни кокстың өзіндік құнынан ондаған есе төмен.
Табиғи газды пайдалану шойынның құнын төмендетуге көмектеседі, өйткені кокстың 10-15% үнемделеді.
5. Домна пешінің конструкциясы және оның жұмысы
Домна пеші- домна пеші) — үздіксіз жұмыс істейтін шахталы пеш. Ол кең негіздермен бүктелген екі кесілген конус тәрізді, олардың арасында распар деп аталатын цилиндрлік бөлік бар.
Шойын темір рудаларынан домна деп аталатын арнайы пештерде балқытылады. Сондықтан темір рудаларынан шойын алу процесі домна пеші деп аталады.
Домна пешінде процестің үздіксіздігін қамтамасыз ететін көптеген арнайы құрылғылар мен механизмдер бар. Көптеген механизмдер автоматты түрде жұмыс істейді.
1-өткізу; 2-құю құрылғысы; 3-домна пеші; 4 фурма саңылаулары; 5- шойыннан жасалған кран тесігі; шлак кран; 7-ауа жылытқыштары; 8-газ тазалау құрылғылары; 9 - мұржа
Домна пешіне құю үшін белгілі пропорцияда руда, кокс және флюс қоспасы дайындалады. Бұл қоспа қоспа деп аталады. Арнайы көтергіш – скип 1, көлбеу жолдармен қозғалып, шихтаны домна пешінің жоғарғы бөлігіне жеткізеді, ол жерден зарядтау аппараты 2 арқылы 3 пешке түседі.
Жүктелген кокстың қарқынды жануын қамтамасыз ету үшін ауаның көп мөлшері қажет. Пешке ауа пештің төменгі бөлігіндегі арнайы саңылаулар 4 арқылы беріледі, оларды фурма саңылаулары деп атайды. Ауа шихтаның жоғары бағанасынан өтіп, пештің барлық бөліктеріне енуі үшін, сондай-ақ барлық отынның жануы үшін оттегінің жеткілікті мөлшерін қамтамасыз ету үшін пешке ауа үрленеді. қысым 1-2 ati. Ауа 600-800° температураға дейін қызады, өйткені көп мөлшерде суық ауаны айдау пеш ішіндегі температураны төмендетеді, соның нәтижесінде кенді балқыту процесі баяулайды.
Ауа домна пешінің жанынан салынған ауа қыздырғыштарда 7 жылытылады. Ауа қыздырғыштар шойын балқыту кезінде алынған домна (пеш) газымен қыздырылады. Домна пешінің газы алдын ала арнайы газ тазалау құрылғыларында шаңнан тазартылады 8. Ауа жылытқыштарының жану өнімдері мұржа 9.
Пеште өндірілген сұйық шойын оның төменгі бөлігіне түсіріледі, ол жерден мезгіл-мезгіл шойын кран тесігі деп аталатын 5-тесік арқылы босатылады. Арнайы үлкен сыйымдылықтағы шөміштерде домна пешінен шыққан шойын болат өңдеу үшін болат балқыту цехтарына немесе шойын алу үшін құю машинасына тасымалданады.
Банды, флюстер және отын күлі пеште сұйық қожды құрайды, оның меншікті салмағы шойынға қарағанда төмен, сондықтан сұйық шойынның үстінде орналасады. Қож пештен шлак кран тесігі 6 арқылы шығарылады және өңдеуге және одан әрі пайдалану үшін жіберіледі. құрылыс материалынемесе қож үйіндісіне.
Домна пеші қарсы ағым принципі бойынша үздіксіз жұмыс істейді: бастапқы материалдар жоғарыдан жүктеледі, бірте-бірте төмен түседі, шойын мен шлакқа айналады, ал пештің төменгі аймағында қыздырылған газдар бастапқы материалдармен кездесу үшін жоғары көтеріледі.
Пештің қаптама деп аталатын сыртқы болат қабығы және ішкі кірпіш немесе төсемі бар. Қаптау шикізаттың үздіксіз түсетін бағандарының үйкелісінен тозуға тұрақты қарсы тұруы керек, балқымай немесе деформацияны тудырмай жоғары температураға төтеп беруі керек. Сондықтан қаптау үшін жоғары сапалы шамот кірпіштері қолданылады.
6. Конвертерлерде болат өндіру
Үстіңгі үрлеуі бар ОТТЕК КОНВЕРТОР. 1 – болат корпус; 2 – отқа төзімді төсем; 3 – оттегі найзасы; 4 – флюсті толтыру; 5 – легірлеуші қоспалар; 6 – кран тесігі; 7 – шөміш; 8 – дайындама; 9 – сым; 10 – жіксіз құбыр; 11 - гүлдену; 12 – сәуле; 13 – қалың қаңылтыр болат; 14 – парақ дайындамасы (плита); 15 – орама парақтар.
Жоғарыдан тазартатын оттегі түрлендіргіші диаметрі шамамен алмұрт тәрізді ыдыс (ашық, тар жоғарғы мойыны бар). 6 м және биіктігі шамамен. 10 м, ішінен магнезия (негізгі) кірпішпен қапталған. Бұл төсем шамамен 1500 қызуға төтеп бере алады. Конвертер тірек сақиналарында бекітілген бүйірлік түйреуіштермен жабдықталған, бұл оны еңкейтуге мүмкіндік береді. Түрлендіргіштің тік күйінде оның мойыны түтін шығаратын каминнің сорғыштың астында орналасқан. Бір жағындағы бүйірлік розетка ағызу кезінде металды шлактан бөлуге мүмкіндік береді. Конвертер цехында әдетте түрлендіргіштің жанында жүк тиеу орны болады. Мұнда домна пешінен шыққан сұйық шойын үлкен шөмішпен тасымалданады, ал металл сынықтары тиеу үшін болат бункерлерге жиналады. Бұл шикізаттың барлығы конвертерге аспалы кран арқылы беріледі. Конвертердің екінші жағында құю алаңы орналасқан, онда балқытылған болаттарды қабылдайтын шөміш және оны құю алаңына тасымалдауға арналған темір жол арбалары бар.
Оттегі-конвертер процесі басталмас бұрын конвертер тиеу орнына қарай еңкейтіліп, мойын арқылы металл сынықтары құйылады. Содан кейін конвертерге шамамен 4,5% көміртегі және 1,5% кремний бар домна пешінен алынған сұйық металл құйылады. Металл алдымен шөміште күкіртсіздендіріледі. Конвертер тік күйіне қайтарылады, жоғарыдан сумен салқындатылған найза енгізіледі және оттегі беру қосылады. Шойынның құрамындағы көміртегі СО немесе СО2 тотығады, ал кремний SiO2 диоксидіне дейін тотығады. Кремний диоксиді бар шлак түзу үшін «дроссель» (құю науасы) бойымен әк қосылады. Шойынның құрамындағы кремнийдің 90% дейін шлакпен бірге жойылады. Дайын болаттағы азот мөлшері СО-ның шаю әрекетіне байланысты айтарлықтай азаяды. Шамамен 25 минуттан кейін үрлеу тоқтатылады, конвертер аздап еңкейтіледі, үлгі алынады және талданады. Реттеу қажет болса, түрлендіргішті қайтадан тік күйіне қайтарып, мойынға оттегі шанағын салуға болады. Егер балқыманың құрамы мен температурасы техникалық сипаттамаларға сәйкес келсе, онда конвертер құю алаңына қарай еңкейтіліп, болат розетка арқылы ағызылады.
7. Мартен пештерінде болат өндіру
Мартен процесін 1865 жылы француз металлургтерінің әкесі Э.Мартин мен ұлы П.Мартин жасаған. Мартен пеші конструкциясы мен жұмыс істеу принципі бойынша жалынды қалпына келтіретін пеш болып табылады. Оның балқыту кеңістігінде газ тәрізді отын немесе мазут жағылады. Балқытылған күйде болатты алудың жоғары температурасы пеш газдарынан жылуды қалпына келтіру арқылы қамтамасыз етіледі. Пештің жұмыс балқыту кеңістігі төменнен ошақ пен беткейлерден құралған ваннамен шектеледі; жоғарыдан - қойма арқылы; бүйірлерден - алдыңғы және артқы қабырғалар; ұшынан - бастар. Алдыңғы қабырғада терезелер бар, олар арқылы бастапқы шихта және қосымша материалдар пешке жүктеледі (балқыту процесі кезінде), металл және шлак үлгілері де алынады, фосфорсыздандыру кезінде қож алынады. Терезелер қарау тесіктері бар жапқыштармен жабылған. Дайын балқыма ошақтың төменгі деңгейіндегі артқы қабырғада орналасқан тесік арқылы шығарылады. Саңылау тоқырауға төзімділігі төмен материалдармен тығыз жабылған.
Пайдаланылған газдардың жылуын толық пайдалану үшін газды шығару жүйесінде регенераторлар орнатылады. Регенераторлар отқа төзімді кірпіш қаптамамен толтырылған камералар түрінде жасалады. Жылуды қалпына келтіру принципі бір жұп регенератордың саптамасы пештен шығатын газдармен біраз уақыт 1250 - 1300 oС дейін қызады. Содан кейін клапандардың көмегімен регенераторлардың қозғалыс бағыты автоматты түрде өзгереді. Пештің жұмыс кеңістігіне қыздырылған регенераторлардың біреуі арқылы ауа беріледі, ал екіншісі арқылы газ беріледі. Саптама арқылы өтіп, олар 1100-1200 С-қа дейін қызады. Бұл кезде басқа жұп регенераторлар қызады, пайдаланылған газдардың жылуын жинақтайды. Регенератор саптамасы белгіленген температураға дейін салқындағаннан кейін клапандар автоматты түрде қайтадан ауысады.
8. Электр пештерінде болат өндіру
Электр пештерінде балқыту конвертерлерде және мартен пештерінде балқытуға қарағанда бірқатар артықшылықтарға ие. Жоғары температура күшті негізді қождарды қолдануға, флюстардың көп мөлшерін енгізуге және болаттан күкірт пен фосфорды барынша жоюға мүмкіндік береді. Электр пешінде балқыту үшін ауа қажет емес; Пештің тотықтырғыштық қабілеті төмен, сондықтан ваннадағы FeO мөлшері шамалы, болат айтарлықтай тотықсызданған және тығыз болып шығады. Пештегі жоғары температураның арқасында балқитын элементтері бар легирленген болаттарды алуға болады: вольфрам, молибден және т.б.
Электр пештерінде балқытудың бастапқы материалдары болат сынықтары, темір рудалары және қақ болып табылады. Шойын шойын тек көміртегі мөлшері жоғары болаттар үшін қолданылады, бірақ көбінесе электродтармен немесе күкіртті кокспен ауыстырылады.
Негізгі пештерде флюс ретінде әк, ал қышқылды пештерде кварц құмы қолданылады. Негізгі шлактарды сұйылту үшін флюоршпат, боксит және шамот қалдықтары, қышқылды қождар үшін әк пен шамот қалдықтары қолданылады. Болатты тотықсыздандыру үшін кәдімгі ферроқорытпалардан басқа күрделі тотықсыздандырғыштар (АМС, кремний, марганец және алюминий, силикомарганец, кремний кальцийі 10% бар) қолданылады.
Ылғалдың ыдырауынан болат сутегімен қанықпауы үшін электр пештеріне жүктелетін барлық материалдар құрғақ болуы керек.
Металл балқытуға арналған электр пештері үш түрге бөлінеді : қарсылық, доғалық және индукциялық пештер.
Болат балқыту үшін негізінен доғалық және индукциялық пештер қолданылады, ал түсті металдардың қорытпалары кедергілік пештерде балқытылады.
Доғалық пештер nОлар өнеркәсіпте ең көп таралған, өйткені олардың конструкциясы мен жұмысы қарапайым, олардың тиімділігі жоғары және сонымен қатар олар әртүрлі болаттар мен түсті металл қорытпаларын балқыту үшін қолданылады. Доғалық пештерде электр энергиясы доғаның жылу энергиясына айналады, ол сәулелену арқылы балқыту зарядына өтеді.
Индукциялық пештержоғары легірленген болаттар мен құрамында көміртегі аз қорытпаларды балқыту үшін, сондай-ақ арнайы әдістермен (жоғалған балауыз, қысыммен және т.б.) жұқа қабырғалы пішінді құймалар алу үшін қолданылады.
Болатты электрослакпен қайта балқытуабсолютті білдіреді жаңа әдісжоғары сапалы легирленген болаттарды, оның ішінде жылдам болаттарды өндіру. атындағы электр дәнекерлеу институты әзірлеген. Украина КСР Ғылым академиясының Патон Э.О.
Оның мәні кәдімгі пештерде алынған болат құймаларының электрошлак пешінде кейіннен қайта балқыту үшін электродтарға өңделуінде жатыр. электродтардың балқуы электр доғасының қызуынан емес, ол арқылы электр тогы өткенде қарсылық қызметін атқаратын балқытылған шлак қабатында бөлінетін жылу есебінен болады. Электрқожды қайта балқыту принципі өте қарапайым. Диаметрі 150 мм-ге дейін және ұзындығы 2-ден 6 м-ге дейін электрод құймасы 1 (3-сурет) қуыс цилиндр болып табылатын мыс сумен салқындатылған кристаллизаторға 2 енгізіледі. Кристаллизатордың түбіне тұқым 4 бар науа 5 бекітілген - бұл қайта балқытылған болаттан жасалған шайба. Тұқымға алюминий ұнтағы мен магнийдің электр өткізгіш ағыны құйылады. Электрод құймасы мен кристаллизатор қабырғасының арасындағы саңылауға Al2O3, CaFe2 және CaO-дан тұратын жұмыс ағыны 3 құйылады.
9. Болат өндірудің прогрессивті әдістері
Күрделі және жоғары легирленген болаттарды алудың прогрессивті әдістерінің бірі электрометаллургиялық: электр доғалық және индукциялық пештерде балқыту.
Әсіресе жоғары сапалы болат вакуумдық электр пештерінде, сондай-ақ электрошлакпен, плазмалық балқытумен және электронды сәулелік балқытумен балқытады.
10. Металдар туралы жалпы мәліметтер. Металдардың классификациясы.
Металдар – бірқатар спецификалық қасиеттерге ие кристалдық құрылымы бар материалдар: металл жылтырлығы; жоғары электр және жылу өткізгіштік; электр кедергісінің оң температуралық коэффициенті; электрондық шығарындылар; қалыпты жағдайда олар қатты күйде болады (сынап ерекшелік болып табылады).
Сыртқы түріне қарай металдар қара және түсті болып бөлінеді. Қара металдарға темір және оның негізіндегі қорытпалар жатады, ал басқа металдар әдетте түсті деп жіктеледі.
Тұрмыстық бұйымдарды өндіруде қолданылатын қара металдар екі қорытпамен ұсынылған: болат (көміртегі бар темір қорытпасы, соңғы мөлшері 2,14%-дан аспайтын) және шойын (соңғы мөлшері 2,14-тен жоғары көміртегі бар темір қорытпасы). %).
Шойын домна пештерінде темір кенінен балқытылады.
Болат шойыннан артық көміртекті атмосфералық оттегімен жағу арқылы алынады.
11. Металдардың атомдық-кристалдық құрылысы.
Атомдық кристалдық құрылым деп түсініледі өзара реттеукристалда бар атомдар. Кристалл үш өлшемде периодты түрде қайталанатын белгілі бір ретпен орналасқан атомдардан (иондардан) тұрады.
Кристаллдарда атомдардың орналасу реті қысқа ғана емес, сонымен қатар ұзақ диапазондағы реттілік болады, яғни кристалдағы бөлшектердің реттелген орналасуы кристалдардың үлкен аумақтарында сақталады. Атомдық-кристалдық құрылымды сипаттау үшін кеңістіктік немесе кристалдық тор ұғымы қолданылады.
Кристалл торы — түйіндерінде атомдар (иондар) орналасқан, металды (қатты кристалды дене) құрайтын ойдан шығарылған кеңістіктік тор.
Бүкіл көлемдегі металдың атомдық құрылымы туралы түсінік беретін кристалдың ең кіші көлемі элементар кристалдық жасуша деп аталады.
12. Металдар мен қорытпалардың қасиеттері
Негізгі механикалық қасиеттерге мыналар жатады:
Күш
Пластмасса
Қаттылық
Беріктік - бұл материалдың жүктеме кезінде бұзылуға қарсы тұру қабілеті.
Пластикалық – материалдың сыртқы күштердің әсерінен пішіні мен өлшемін өзгерту қабілеті.
Қаттылық – материалдың оған басқа дененің енуіне қарсы тұру қабілеті.
Физикалық қасиеттері
Физикалық қасиеттерге мыналар жатады:
Тығыздығы
Еру нүктесі
Жылу өткізгіштік
Электр өткізгіштік
Магниттік қасиеттер
Түс - металдардың белгілі бір толқын ұзындығының сәулеленуін көрсету қабілеті. Мысалы, мыс қызғылт-қызыл түсті, ал алюминий күмістей ақ.
Металлдың тығыздығы массаның көлем бірлігіне қатынасымен анықталады. Тығыздығына қарай металдар жеңіл (4500 кг/м3 кем) және ауыр болып бөлінеді.
Балқу температурасы – металл қатты күйден сұйық күйге ауысатын температура. Балқу температурасына қарай олар отқа төзімді (вольфрам - 3416 °С, тантал - 2950 °С және т.б.) және төмен балқитын (қалайы - 232 ° C, қорғасын - 327 ° C) деп ажыратады. SI өлшем бірліктерде балқу температурасы Кельвин градусымен (К) көрсетіледі.
Жылу өткізгіштік - металдардың дененің көп қызған жерлерінен аз қыздырылған жерлеріне жылуды беру қабілеті. Күміс, мыс және алюминий жоғары жылу өткізгіштікке ие. SI бірліктерде жылу өткізгіштік W/(m K) өлшеміне ие.
Металдардың электр тогын өткізу қабілеті екі қарама-қарсы сипаттамалармен бағаланады - электр өткізгіштік және электр кедергісі.
Электрөткізгіштік сименспен (Sm) SI бірліктерімен өлшенеді. Электр кедергісі Оммен (Оммен) өрнектеледі. Жақсы электр өткізгіштік қажет, мысалы, ток өткізетін сымдар үшін (олар мыс, алюминийден жасалған). Электр жылыту құрылғылары мен пештер өндірісінде жоғары электр кедергісі бар (никромнан, константаннан, манганиннен) қорытпалар қажет. Металдың температурасы жоғарылаған сайын оның электр өткізгіштігі төмендейді, ал төмендеген сайын жоғарылайды.
Магниттік қасиеттер металдардың магниттелу қабілетімен көрінеді. Ферромагниттік деп аталатын темір, никель, кобальт және олардың қорытпалары жоғары магниттік қасиетке ие. Магниттік қасиеттері бар материалдар электр жабдықтарында және магниттер жасау үшін қолданылады.
Химиялық қасиеттері
Химиялық қасиеттері металдар мен қорытпалардың тотығуға қарсы тұру қабілетін немесе әртүрлі заттармен: атмосфералық оттегімен, қышқыл ерітінділерімен, сілті ерітінділерімен және т.б.
Химиялық қасиеттерге мыналар жатады:
Коррозияға төзімділік
Ыстыққа төзімділік
Коррозияға төзімділік - металдардың олардың бетіндегі сыртқы агрессивті ортаның әсерінен химиялық жойылуға қарсы тұру қабілеті (коррозия басқа элементтермен химиялық әрекеттесу кезінде пайда болады).
Ыстыққа төзімділік – металдардың жоғары температурада тотығуға қарсы тұру қабілеті
Химиялық қасиеттер ең алдымен химиялық агрессивті ортада жұмыс істейтін өнімдер немесе бөлшектер үшін ескеріледі:
Химиялық реагенттерді тасымалдауға арналған цистерналар
Химиялық құбырлар
Химия өнеркәсібіндегі құрылғылар мен аспаптар
13. Ұғымдар: Қорытпа, компонент, фаза, механикалық қоспалар, қатты ерітінділер, химиялық қосылыстар.
Қорытпа – екі немесе қоспасынан тұратын макроскопиялық біртекті металл материал Көбірекметалл компоненттері басым болатын химиялық элементтер.
Компоненттер – жүйе құрайтын заттар. Таза заттар мен химиялық қосылыстар зерттелетін температура диапазонында өздерінің құрамдас бөліктеріне диссоциацияланбаса, компоненттер ретінде әрекет етеді.
Фаза – құрылым мен қасиеттері күрт өзгеретін ауысу кезінде беттік интерфейс жүйесінің басқа бөліктерінен бөлінген жүйенің біртекті бөлігі.
МЕХАНИКАЛЫҚ АРАС (металлургияда) – қатты күйде өзара ерімейтін және қосылыстар түзу үшін химиялық реакцияға түспейтін екі компоненттен тұратын қорытпаның құрылымы. Қорытпа А және В компоненттерінің кристалдарынан тұрады
Қатты ерітінділер - әртүрлі элементтердің атомдары ортақ кристалдық торда орналасқан айнымалы құрамды фазалар.
Химиялық қосылыс – екі немесе одан да көп элементтердің химиялық байланысқан атомдарынан (гетеронадролық молекулалар) тұратын күрделі зат. Кейбір қарапайым заттаролардың молекулалары коваленттік байланыс арқылы байланысқан атомдардан (азот, оттегі, йод, бром, хлор, фтор, астатин болуы мүмкін) тұрса, химиялық қосылыстар ретінде де қарастыруға болады.
14. Металдар мен қорытпалардың кристалдануы
Металдар мен қорытпалардың кристалдану процестері, бұл олардың сұйық күйден қатты күйге өту процестері кристалданудың жасырын жылуының бөлінуімен байланысты. Металлдың немесе қорытпаның кристалдану процесі жүруі үшін оны үнемі салқындату керек (одан жылуды алып тастау, алу).
Кристалдану процестерін қарастырғанда, ең алдымен жылу беретін сұйық металдың немесе қорытпаның белгілі бір көлемін және оны қабылдайтын пішінді ескеру керек. Сұйық металдан және қорытпадан пішінге жылу беру бірден болмайды, өйткені сұйық металдың немесе қорытпаның және пішіннің жылу өткізгіштігі белгілі бір шекті мәндерге ие. Сондықтан қалыптағы металдың немесе қорытпаның бүкіл көлемін бір мезгілде кристалдануы оның көлемінің барлық нүктелерінде бірдей температураларда да мүмкін емес.
15. Бинарлы қорытпалардың фазалық диаграммаларының тәжірибелік құрылысы
16. Фазалар мен сегменттердің ережелері
Фазалар сұйық ерітінділер, қатты ерітінділер және химиялық қосылыстар болуы мүмкін. Демек, біртекті сұйықтық бір фазалы жүйе, кристалдардың екі түрінің механикалық қоспасы екі фазалы жүйе және т.б.
Жүйенің еркіндік дәрежелерінің саны (дисперсиясы) сыртқы және саны ретінде түсініледі ішкі факторлар(температура, қысым және концентрация), оны жүйедегі фазалар санын өзгертпей өзгертуге болады.
Орналасқан жүйенің еркіндік дәрежелерінің саны арасындағы сандық тәуелділік тепе-теңдік күйі, ал компоненттер мен фазалар саны әдетте фазалық ереже (Гиббс заңы) деп аталады. Металлдық жүйелер үшін фазалық ереже теңдеу арқылы өрнектеледі
C = K - F + m,
мұндағы С – жүйенің еркіндік дәрежелерінің саны; K – компоненттер саны; Ф - фазалар саны; t – сыртқы факторлардың саны (температура, қысым).
Егер барлық түрлендірулер тұрақты қысымда (P = const) жүреді деп есептесек, бұл теңдеу келесі формада болады: C = K – F + 1, мұндағы 1 сыртқы. айнымалы фактор(температура).
Фазалық ережені қолдана отырып, балқытылған таза металл (К = 1; Ф = 1) С = 1-1 + 1 = 1, яғни бір компонентті жүйенің еркіндік дәрежелерінің саны қалай өзгеретінін қарастырайық. температураны фазалар санын өзгертпей өзгертуге болады. Жүйенің бұл күйі моновариантты (бір нұсқалы) деп аталады. Кристалдану процесінде F = 2 (екі фаза - сұйық және қатты), ал K = 1, содан кейін С = 1-2 + 1 = 0. Бұл екі фазаның қатаң белгіленген температурада (балқу нүктесі) тепе-теңдікте екенін білдіреді және оны фазалардың бірі жойылмайынша өзгерту мүмкін емес. Жүйенің бұл күйі өзгермейтін (вариантсыз) деп аталады.Сұйық күйдегі (К = 2; Ф = 1) екі компонентті жүйе үшін фазалық ереже C = 2-1 + 1 = 2 түрінде болады, мұндай жүйе бивариантты (екі нұсқалы) деп аталады. Бұл жағдайда екі тепе-теңдік факторын өзгертуге болады (температура және концентрация), бірақ фазалар саны өзгермейді. Бір жүйе үшін екі фаза (сұйық және қатты) болса, K = 2, Ф = 2, фазалық ереже бойынша C = 2-2+1 = 1, яғни. температураның өзгеруімен концентрацияны қатаң түрде анықтау керек.
Бірінші типті күй диаграммасы үшін фазалық ережені қолдану (суретті қараңыз). Бұл диаграмманы пайдалана отырып, кез келген температурада кез келген құрамды қорытпалардың фазалық күйін анықтауға болады. Мәселен, мысалы, 1 аймақта бір фаза бар - сұйық ерітінді. Фазалық ереже C = K – Ф + 1 = 2- 1 + 1 = 2 түрінде жазылады, яғни жүйеде екі еркіндік дәрежесі бар. Қалған 2, 3, 4 және 5 аймақтары үшін жүйе бір еркіндік дәрежесімен сипатталады (C = 2 – 2 + 1 = 1).
17. Механикалық қоспасы бар қорытпалардың күйінің диаграммасы
22. Темір-көміртекті қорытпалардың құрылымдық компоненттері
Ферритα-темірдегі көміртегінің қатты ерітіндісі болып табылады. Көміртектің максималды концентрациясы тек 0,025% (Р нүктесі). Сағат бөлме температурасы– 0,006%-дан жоғары емес. Феррит жұмсақ және икемді.
Аустенит– γ-темірдегі көміртегінің қатты ерітіндісі. Көміртектің максималды концентрациясы 2,14% (Е нүктесі). Аустениттің қаттылығы төмен, пластикалық және магниттік емес.
Цементит- темірдің көміртегімен химиялық қосылысы (темір карбиді, Fe3C). Көміртек концентрациясы сәйкесінше тұрақты – 6,67% көміртек. Цементит өте қатты, сынғыш және пластик емес.
Сондай-ақ темір-көміртекті қорытпалардың 2 құрылымдық компонентін ажырату қажет:
Перлит(эвтектоид) – 2 фазадан тұратын механикалық қоспа – феррит пен цементиттің пластиналары/түйіршіктері. Перлит PSK сызығынан төмен өткенде 0,8% көміртегі концентрациясы бар аустениттің («бос» немесе ледебурит құрамына кіреді) перлиттік түрленуі нәтижесінде түзіледі:
A0,8→F0,025 + C6,67
Бұл жағдайда темір γ-формадан α-формаға өтеді. Механикалық қасиеттер берілген перлитті құрайтын бөлшектердің мөлшеріне (дисперстілігіне) қатты тәуелді.
Ледебурит (эвтектикалық)– 2 фазаның механикалық қоспасы – пластиналар/аустенит пен цементит түйірлері. Ледебурит ECF сызығынан төмен өткенде көміртегі концентрациясы 4,3% сұйық фазадан түзіледі:
Ж4.3→А2.14 + С6.67
Ледебуриттің құрылымы. С – цементит, А – аустенит.
23. Темір-цементит қорытпаларының күй диаграммасы
Темір-көміртек диаграммасы (темір-цементит)бастапқы орташа көміртектің концентрациясы мен қорытпаның ағымдағы температурасына байланысты тек темір мен көміртектен тұратын қорытпалардың құрылымын графикалық бейнелеу болып табылады. Темір-көміртекті диаграммасы болатты термиялық өңдеу кезінде болатын процестерді түсінуге мүмкіндік береді.
Темір-көміртекті (темір-цементит) диаграммасы. Жеңілдетілген
ACD сызығы. Сұйықтық сызығы. Оның астындағы қорытпалар салқындаған кезде олардың кристалдануы басталады;
AECF сызығы. Solidus сызығы. Оның астындағы қорытпаларды суытқанда, бүкіл қорытпа қатты күйге айналады;
ECF сызығы. Кейде ледебурит түрлендіру сызығы деп аталады. Көміртегі мөлшері 2,14%-дан жоғары қорытпаларды суытқанда оның астындағы сұйық фаза ледебуритке айналады;
PSK желісі. Перлит трансформация сызығы. Оның астындағы қорытпаларды суытқанда аустенит перлитке айналады.
Диаграммадағы бірнеше маңызды сәттерге назар аударайық:
E нүктесі. Аустениттің көміртегімен максималды қанығу нүктесі 2,14%, 1147°С температурада;
нүктесі P. Ферриттің көміртегімен максималды қанығу нүктесі 0,025%, 727 ° C температурада;
S нүктесі. Көміртегі концентрациясы 0,8% аустениттің бірдей орташа концентрациядағы перлитке (эвтектоидқа) айналуының “0,8% С-727°С” нүктесі;
нүктесі С. «2,14% С-1147°С» нүктесі көміртегі концентрациясы 2,14% сұйықты бірдей орташа концентрациядағы ледебуритке (эвтектикаға) айналдыру үшін.
>" url="http://kazspecgeo.com/article/sostav-i-svoystva-zheleznoy-rudyi.html">Темір кені не үшін қажет деген сұрақты қойғаннан кейін, онсыз адам өркениеттің заманауи дамуының шыңына жете алмайтыны белгілі болды. Құралдар мен қару-жарақ, станок бөлшектері мен станоктар - мұның бәрін темір рудасынан жасауға болады. Бүгінде болатсыз, шойынсыз жұмыс істейтін халық шаруашылығының бірде-бір саласы жоқ.
Темір – жер қыртысында кең таралған химиялық элементтердің бірі. Бұл элемент іс жүзінде ешқашан таза күйінде жер қыртысында кездеспейді, ол қосылыстар (оксидтер, карбонаттар, тұздар және т.б.) түрінде кездеседі. Құрамында осы элементтің едәуір мөлшері бар минералды қосылыстар темір рудалары деп аталады. Құрамында ≥ 55% темір бар кендерді өнеркәсіпте пайдалану экономикалық тұрғыдан негізделген. Алдын ала байытуға металл мөлшері аз кен материалдары жатады. үшін байыту әдістері темір рудасын өндіруүнемі жетілдіріліп отырады. Сондықтан қазіргі кезде темір рудасындағы (нашар) темірдің мөлшеріне қойылатын талаптар үнемі төмендеуде. Кен руда түзуші элементтің қосылыстарынан, минералды қоспалардан және бос жыныстардан тұрады.
- жоғары температураның әсерінен түзілген кендер магмалық деп аталады;
- ежелгі теңіздердің түбінде шөгу нәтижесінде пайда болған – экзогендік;
- шектен тыс қысым мен температураның әсерінен – метаморфогендік.
Тұқымның шығу тегі анықтайды тау-кен жағдайларыжәне олардың құрамында темір қандай күйде болады.
Темір рудаларының басты ерекшелігі олардың жер қыртысында кең таралуы және өте маңызды қоры болып табылады.
Құрамында темір бар негізгі минералды қосылыстар:
- гематит темірдің ең құнды көзі болып табылады, өйткені оның құрамында шамамен 68-72% элемент және ең аз зиянды қоспалар бар, гематит кен орындары қызыл темір рудасы деп аталады;
- магнетит - темір рудасының осы түрінің негізгі қасиеті магниттік қасиет. Гематитпен қатар оның құрамында 72,5% темір бар, сонымен қатар күкірт мөлшері жоғары. Кен орындарын қалыптастырады – магнитті темір рудалары;
- қоңыр темір рудалары деп аталатын сулы металл оксидтерінің тобы. Бұл кендерде темірдің мөлшері аз, марганец пен фосфор қоспалары бар. Бұл осы типтегі темір рудасының қасиеттерін анықтайды - айтарлықтай тотықсыздану, құрылымның кеуектілігі;
- сидерит (темір карбонаты) – құрамында бос жыныстар көп, металдың өзінде шамамен 48% бар.
Темір кенін қолдану
Темір рудасы шойын, болат шойын және болат балқыту үшін қолданылады. Дегенмен, темір рудасын өз мақсатына пайдаланбас бұрын тау-кен байыту комбинаттарында байытудан өтеді. Бұл темір мөлшері 25-26%-дан төмен нашар кен материалдарына қатысты. Төмен сортты кендерді байытудың бірнеше әдістері әзірленді:
- магниттік әдіс, ол кен компоненттерінің магниттік өткізгіштігінің айырмашылығын пайдалануды қамтиды;
- руда бөлшектерінің әртүрлі сулану коэффициенттерін пайдалана отырып, флотация әдісі;
- жоғары қысымда сұйықтықтардың ағындарымен бос қоспаларды кетіретін шаю әдісі;
- гравитациялық әдіс, бос жыныстарды жою үшін арнайы суспензияларды қолдану.
Байыту нәтижесінде темір рудасынан құрамында 66-69%-ға дейін металл бар концентрат алынады.
Темір рудалары мен концентраттары қалай және қайда қолданылады:
- кен шойын балқыту үшін домна өндірісінде қолданылады;
- шойын сатысын айналып өтіп, тікелей болат өндіруге;
- ферроқорытпаларды өндіруге арналған.
Нәтижесінде алынған болат пен шойыннан профильдер мен парақтар жасалады, содан кейін қажетті өнімдер жасалады.
Жүктелуде...
