Темір рудалары - құрамында темір және оның қосылыстары бар табиғи минералды түзілімдер, бұл түзілімдерден темірді өнеркәсіптік алу орынды болатындай көлемде. Темірдің барлығында көп немесе аз мөлшерде енгізілгеніне қарамастан тастар, темір рудалары атауы тек темір қосылыстарының осындай жинақтарын білдіреді, олардың пайдасы бар. экономикалықметалл темір алуға болады.
Темір рудалары – құрамында темір және оның қосылыстары бар ерекше минералды түзілімдер. Руданың берілген түрі, егер бұл элементтің үлесі оның өнеркәсіптік алынуы экономикалық тиімді болатындай көлемде болса, темір болып саналады.
Қара металлургияда темір рудасының үш негізгі түрі қолданылады:
— бөлінген темір кені (темір мөлшері төмен);
— агломерациялық кен (орташа темір мөлшері);
— түйіршіктер (шикі темірі бар масса)
Темір рудасының кен орындары бай болып саналады, егер олардағы темірдің үлесі 57%-дан жоғары болса. Төмен сортты темір рудаларының құрамында кем дегенде 26% темір болуы мүмкін. Ғалымдар екі негізгі нәрсені анықтайды морфологиялық түрітемір рудасы; сызықты және жазық тәрізді. 
Темір рудасының сызықты кен орындары жер жыртылу аймақтарындағы сына тәрізді кен денелері, метаморфоз процесінде иілу. Темір рудасының бұл түрі күкірт пен фосфордың төмен мөлшерімен ерекше жоғары темірмен (54-69%) сипатталады.
Тегіс тәріздес шөгінділерді феррогенді кварцит қабаттарының үстінде табуға болады. Олар әдеттегі атмосфералық қыртыстарға жатады.
Жоғары сортты темір рудалары негізінен мартен және конвертер өндірісінде балқытуға немесе темірді тікелей тотықсыздандыруға жіберіледі.
Темір кен орындарының негізгі өнеркәсіптік түрлері:
- — қабатты шөгінді кен орындары;
- — күрделі титамагнетит кен орындары;
- — темірлі кварциттер мен бай рудалардың кен орындары;
- — скарндық темір рудасының кен орындары;
Темір кен орындарының шағын өнеркәсіптік түрлері:
- — темір рудасының сидерит кен орындары;
- — темір рудасының қабатталған латерит кен орындары;
- — күрделі карбопатит-апатит-магнетит кен орындары;
Барланған темір кен орындарының әлемдік қоры 160 миллиард тоннаны құрайды, оның құрамында шамамен 80 миллиард тонна таза темір бар. Ең ірі депозиттерТемір рудасы Украинада, ал таза темірдің ең үлкен қоры Ресей мен Бразилияда орналасқан.
Әлемдік темір рудасын өндіру көлемі жыл сайын артып келеді. 2010 жылы 2,4 миллиард тоннадан астам темір рудасы өндірілді, өндірістің үштен екісі Қытай, Австралия және Бразилияға тиесілі. Оларға Ресей мен Үндістанды қоссақ, олардың жалпы нарықтағы үлесі 80 пайыздан асады.
Кен қалай өндіріледі
Темір рудасын өндірудің бірнеше негізгі нұсқаларын қарастырайық. Әрбір нақты жағдайда сол немесе басқа технологияның пайдасына таңдау минералдық ресурстардың орналасуын, сол немесе басқа жабдықты пайдаланудың экономикалық орындылығын және т.б.
Көп жағдайда кенді карьерлік әдіспен өндіреді. Яғни, тау-кен жұмыстарын ұйымдастыру үшін алдымен тереңдігі шамамен 200-300 метр болатын терең карьер қазылады. Осыдан кейін темір кені үлкен машиналар арқылы оның түбінен тікелей алынады. Ол экстракциядан кейін бірден тепловоздармен әртүрлі зауыттарға тасымалданады, онда одан болат жасалады. Бүгінде көп ірі кәсіпорындарОсындай жұмыстарды жүргізуге қажетті құрал-жабдықтары болса, олар кенді өндіреді.
Сіз үлкен экскаваторларды пайдаланып карьер қазуыңыз керек, бірақ бұл процестің сізге бірнеше жыл кетуі мүмкін екенін ескеру керек. Экскаваторлар темір рудасының ең бірінші қабатына дейін қазып болғаннан кейін, оның құрамында темірдің қанша пайызы бар екенін нақты анықтау үшін мамандарға талдауға беру керек. Егер бұл пайыз кем дегенде 57 болса, онда бұл аймақта кен өндіру туралы шешім экономикалық тұрғыдан тиімді болады. Мұндай кенді зауыттарға қауіпсіз тасымалдауға болады, өйткені өңдеуден кейін ол міндетті түрде жоғары сапалы болат береді.
Дегенмен, бұл бәрі емес, темір рудасын өңдеуден алынатын болатты өте мұқият тексеру керек. Егер өндірілетін кеннің сапасы еуропалық стандарттарға сәйкес келмесе, онда өнім сапасын қалай жақсартуға болатынын түсіну керек.
Ашық әдістің кемшілігі темір рудасын тек салыстырмалы түрде таяз тереңдікте алуға мүмкіндік береді. Ол көбінесе әлдеқайда тереңірек жатқандықтан - жер бетінен 600-900 м қашықтықта - шахталарды салу қажет. Біріншіден, сенімді күшейтілген қабырғалары бар өте терең ұңғымаға ұқсайтын шахталық оқпан жасалады. Дрейфтер деп аталатын дәліздер магистральдан әртүрлі бағытта созылады. Олардан табылған темір рудалары жарылып, одан кейін оның кесектері арнайы жабдықтың көмегімен жер бетіне көтеріледі. Темір рудасын алудың бұл әдісі тиімді, бірақ сонымен бірге ол елеулі қауіптермен байланысты және қымбат. 
Темір рудасын өндірудің тағы бір жолы бар. Оны SHD немесе ұңғыманы гидравликалық өндіру деп атайды. Кенді жерден келесі жолмен алады: бұрғылау терең құдық, олар онда гидравликалық мониторы бар құбырларды түсіреді және өте күшті су ағынын пайдаланып, тасты ұсақтап, содан кейін оны жер бетіне көтереді. Бұл әдіс қауіпсіз, бірақ, өкінішке орай, ол әлі тиімді емес. Осы әдістің арқасында темір рудасының шамамен 3% ғана алынуы мүмкін, ал шамамен 70% шахталар арқылы өндіріледі. Дегенмен, мамандар ұңғыманың гидравликалық тау-кен әдісін әзірлеуде, сондықтан болашақта бұл нұсқа карьерлер мен шахталарды ығыстыратын негізгі нұсқаға айналады деген үміт бар.
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 түр темірдің ерекше жоғары құрамымен сипатталады (50-ден 69% дейін), бірақ күкірт пен фосфор бұл кенде аз мөлшерде болады.
Тегіс тәріздес шөгінділер әдеттегі үгілу қыртысын білдіретін темірлі кварцит қабаттарының үстінде орналасады.
Темір кені. Қолдану және өндіру
Бай темір кені шойын алу үшін пайдаланылады және негізінен конвертерлік және мартендік өндірісте балқыту үшін немесе темірді қалпына келтіру үшін тікелей қолданылады. Табиғи бояу (очер) және балшықты өлшейтін агент ретінде аз мөлшерде 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 рудалары- құрамында темір және оның қосылыстары бар табиғи минералды түзілімдер, бұл түзілімдерден темірді өнеркәсіптік алу орынды болатындай көлемде. Темірдің барлық тау жыныстарының құрамында азды-көпті мөлшерде болатынына қарамастан, темір рудалары атауы экономикалық тиімділікпен металл темір алуға болатын қара қосылыстардың осындай жинақтарын ғана білдіреді.
Классификация
Темір рудаларының келесі өнеркәсіптік түрлері бөлінеді:
Қара металлургияда темір рудасының төрт негізгі түрі қолданылады:
- бөлінген темір рудасы (бөлу әдісімен байытылған үгінді руда),
- темір рудасының брикеттері.
Химиялық құрамы
Авторы химиялық құрамытемір рудалары – табиғатта алуан түрлі кенді минералдар түрінде кездесетін оксидтер, оксидтердің гидраттары және темір оксидінің көмірқышқыл газы тұздары, олардың ішінде ең маңыздылары: магнетит немесе магнитті темір рудасы; гематит немесе темір жылтырлығы (қызыл темір тас); лимонит, немесе батпақты және көл кендерін қамтитын қоңыр темір кені; ақырында сидерит немесе шпат темір рудасы (темір шпаты), оның сорты сферозидерит. Әдетте, аталған кен минералдарының әрбір жинақталуы олардың құрамында темірі жоқ басқа минералдармен, мысалы, саз, әктас немесе тіпті өте жақын араласқан қоспасын білдіреді. құрамдас бөліктеркристалды магмалық тау жыныстары. 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. Кендер құрамында темірдің жоғары болуымен (54-69%) және күкірт пен фосфордың аздығымен ерекшеленеді. Бай кендердің метаморфты кен орындарының ең типтік мысалы Кривбастың солтүстік бөлігіндегі Первомайское және Желтоводское кен орындары болуы мүмкін.
Шойынды домна пештерінде балқыту үшін бай темір рудалары пайдаланылады, содан кейін ол мартен, конвертер немесе электр пештерінде болатқа айналады. Өндірілетін бай темір рудаларының аз бөлігі бұрғылау ерітінділері үшін бояғыштар және салмақ агенттері ретінде пайдаланылады. Бөлек, темірдің тікелей тотықсыздану процестері бар, оның өнімдерінің бірі ыстық брикеттелген темір болып табылады. Өнеркәсіптік пайдалану үшін нашар және орташа темір рудалары алдымен байыту процесінен өтуі керек.
Кендердің құндылығын анықтайтын факторлар
- Темір рудаларының металлургиялық құндылығын анықтайтын негізгі фактор – темірдің мөлшері. Осы критерий бойынша темір рудалары бай (60-65% Fe), орташа құрамды (45-60%) және кедей (45%-дан төмен) болып бөлінеді. Рудадағы темір мөлшерінің азаюы домна пешінде балқыту кезінде қождың салыстырмалы шығымының айтарлықтай артуы есебінен оның металлургиялық құндылығының үдемелі төмендеуін тудырады. Домна пештерін пайдалану тәжірибесі шихтадағы темір мөлшерінің 1%-ға (абсолютті) жоғарылауымен пештің өнімділігі 2-2,5%-ға артып, кокстың меншікті шығыны 1-1,5%-ға төмендейтінін анықтады.
- Ганг құрамы темір рудасының сапасына айтарлықтай әсер етеді. Ганга негізділігі нөлге тең болғанда, шлак мөлшері руда қосқан ганга мөлшерінен екі есе көп болады. Егер кеннің бос жынысы өздігінен еритін болса, яғни руда мен шлактың негізділігі тең болса, онда флюс енгізу қажет емес, ал шлак мөлшері бос жыныстың мөлшеріне тең, яғни оның өнімділігі екі есе төмен болады. Қож шығымының төмендеуіне сәйкес кокстың меншікті шығыны азайып, домна пешінің өнімділігі артады. Осылайша, кендердің металлургиялық құндылығы ганга негізділігі жоғарылаған сайын артады.
- Зиянды қоспалар кеннің құнын төмендетеді және қашан елеулі соматемір мөлшері жоғары болса да домна пешінде тікелей пайдалануға жарамсыз етеді.
- Домна пешінде балқыту кезінде күкірт қосылыстарының аздаған мөлшері газға айналады және онымен бірге пештен тасымалданады, бірақ күкірттің негізгі бөлігі шойын мен шлак арасында таралады. Аудару үшін максималды сомакүкіртті қожға құю және күкіртті шойын өндіруді болдырмау үшін домна пешінің құрамында негізділігі жоғары жоғары қыздырылған қождар болуы керек, бұл ақыр соңында кокстың меншікті шығынын арттырады және пештің өнімділігін пропорционалды төмендетеді. Шихтаның кен бөлігіндегі күкірттің құрамын 0,1%-ға (абсолютті) азайту кокстың меншікті шығынын 1,5-2%-ға, флюс шығынын 6-7%-ға төмендетеді және домна пешінің өнімділігін 1,5-ке арттырады деп есептеледі. -2% пештер. Қолданыстағы стандарттар домна пешінде балқытуға арналған рудадағы күкірттің шекті мөлшерін 0,2-0,3%-ға дейін шектейді. Дегенмен, қазіргі уақытта пешке құйылғанға дейін өндірілген кендердің негізгі бөлігі байытудан кейін концентраттарды термиялық өңдеуден кейін агломерация немесе түйіршіктерді күйдіру процесінде, соның нәтижесінде айтарлықтай үлесі бастапқы күкірт (80-95%) жанып кетеді, құрамында күкірті 2-2,5%-ға дейінгі темір рудаларын пайдалану мүмкін болды. Сонымен қатар, күкірт сульфаттар түрінде болатын рудамен салыстырғанда құрамында сульфидті күкірт бар руданың құндылығы жоғары, өйткені түйіршіктерді күйдіру және күйдіру кезінде соңғысы оңай жойылады.
- Одан да сорақысы, агломерация кезінде мышьяк жойылады. Домна пешінде ол толығымен шойынға айналады. Өндірілетін руда құрамындағы мышьяк агломерацияға пайдаланылса да 0,1-0,2%-дан аспауы керек.
- Агломерация кезінде фосфор жойылмайды. Домна пешінде ол толығымен шойынға айналады, сондықтан оның рудадағы максималды мөлшері берілген сортты шойынды балқыту мүмкіндігімен анықталады. Осылайша, Бессемер (таза фосфор) шойын үшін оның кендегі мөлшері 0,02%-дан аспауы керек. Керісінше, Томас өңдеу үшін фосфорлы шойын өндіру кезінде ол 1% немесе одан жоғары болуы керек. Фосфордың орташа мөлшері 0,3-0,5% ең қолайсыз, өйткені Томас шойын балқыту үшін мұндай фосфор концентрациясы төмен, ал Бессемер шойын үшін ол тым жоғары, бұл оның техникалық-экономикалық көрсеткіштерінің нашарлауына әкеледі. болат балқыту процесі.
- Агломерация кезінде мырыш жойылмайды. Сондықтан техникалық шарттар балқытылған рудалардағы мырыш мөлшерін 0,08-0,10% дейін шектейді.
- Пайдалы қоспалар келесі себептерге байланысты темір рудаларының металлургиялық құндылығын арттырады. Мұндай кендерді балқыту арқылы табиғи легирленген шойындарды, содан кейін легірлеуге арнайы қымбат қоспаларды енгізуді қажет етпейтін болаттарды алуға болады (немесе олардың шығынын азайтады). Рудалардағы никель мен хром қоспалары осылайша пайдаланылады. Басқа жағдайларда шойынмен бір мезгілде басқа бағалы металдар өндіріледі. Мысалы, титаномагнетит кендерін металлургиялық өңдеу нәтижесінде өңдеу кезінде темірден басқа өте бағалы және қымбат метал – ванадий алынады, бұл оның құрамында темірі аз шикізатты өңдеуді экономикалық жағынан тиімді етеді ( мысалы, Качканарский ГОК қараңыз). Құрамындағы марганец мөлшері артады темір рудаларымарганец шойындарын алуға мүмкіндік береді, оларда күкіртсіздену процестері толық жүреді және металдың сапасы жақсарады.
- Кеннің байыту қабілеті (кенді шоғырландыру) оның металлургиялық құндылығының маңызды белгісі болып табылады, өйткені өндірілетін темір рудаларының көпшілігі олардың құрамындағы темірді арттыру немесе зиянды қоспалардың концентрациясын азайту үшін сол немесе басқа байыту әдісіне ұшырайды. Байыту процесі рудалық минералды бос жыныстардан, сульфидтерден азды-көпті толық бөлуді қамтиды. Егер гангада темір дерлік болмаса және кеннің минералды бөлшектері салыстырмалы түрде ірі дәндер болса, байытуды жеңілдетеді. Мұндай кендер санатқа жатады оңай байытылады. Кен бөлшектерінің жұқа таралуы және гангадағы темірдің көп мөлшері кенді құрайды байыту қиын, бұл оның металлургиялық құндылығын айтарлықтай төмендетеді. Байыту бойынша жеке түрлерікендерді тозуы бойынша келесі қатарда орналастыруға болады: магнитті темір рудалары (ең арзан және тиімді жолы- магниттік сепарация), гематит және мартит кендері, қоңыр темір рудалары, сидериттер. Оңай байытылатын кенге мысал ретінде Оленегорск кен орнының магнетиттерін келтіруге болады. Магниттік бөлу ганг кварцын магнетиттен оңай бөлуге мүмкіндік береді. Бастапқы рудадағы темір мөлшері 29,9% болғанда 65,4% темірі бар концентрат алынады. Сондай-ақ, темірдің үлесі 16,5% құрайтын Қашқанар кен орнының титаномагнититтерін магниттік сепарациялау кезінде 63-65% темірі бар концентрат алынады. Қиын өңделетін рудалар санатына, мысалы, Керчь қоңыр темір рудалары кіреді, оларды жуу, бастапқы темір мөлшері 40,8% болса, концентраттағы оны тек 44,7% дейін арттыруға мүмкіндік береді. Кенден шайылған бос жыныстарда оның үлесі 29-30%-ға жетеді. Темір рудасының металлургиялық құндылығы оны байыту кезінде бос жыныстардан басқа пайдалы компоненттерді бір мезгілде алу кезінде одан әрі артады. Мысалы, Эно-Ковдор кен орнындағы кенді байытқанда темір рудасының концентратынан басқа, апатит концентраты алынады, ол өндіруге арналған шикізат болып табылады. минералды тыңайтқыштар. Мұндай күрделі өңдеужер қойнауынан алынатын темір кені кен орнын игерудің табыстылығын айтарлықтай арттырады.
- Негізгіге физикалық қасиеттеріТемір рудаларының металлургиялық құндылығына әсер ететін факторларға мыналар жатады: беріктігі, бөлшектердің мөлшерінің таралуы (кесектігі), кеуектілігі, ылғал сыйымдылығы және т.б. Беріктілігі төмен және шаңды кендерді домна пештерінде тікелей пайдалану мүмкін емес, өйткені олардың шағын фракциялары газды қатты бұзады. шихта материалының бағанының өткізгіштігі. Сонымен қатар, домна пешінің газ ағыны пештің жұмыс кеңістігінен көлемі 2-3 мм-ден аз кен бөлшектерін алып тастайды, кейін олар шаң жинағыштарда шөгеді. Беріктілігі төмен кендерді өңдеу кезінде бұл олардың темір балқытуға меншікті шығынының артуына әкеледі. Борпылдақ лайлы кендерді өндіру оларды агломерациялау үшін қымбат агломерациялық зауыттарды салу қажеттілігін білдіреді, бұл мұндай кендердің құнын айтарлықтай төмендетеді. Айыппұл мөлшері әсіресе қоңыр темір және гематит кендерін өндіру кезінде көп болады. Осылайша, Курск магниттік аномалиясының бай кендері өндірілген кезде агломерацияны қажет ететін 85% -ға дейін ұсақ түйіршіктер береді. Кривой Рогтың бай кендерінен 10 мм-ден асатын фракцияның орташа шығымы (домна пешінде балқытуға жарамды) 32%-дан аспайды, ал өндірілген Керчь кендерінен 5 мм-ден асатын фракцияның шығымы 5%-дан аспайды. Домналық балқыту жағдайлары бойынша домна пештеріне тиелген кен мөлшерінің төменгі шегі 5-8 мм болуы керек, алайда мұндай ұсақ фракцияларды, әсіресе дымқыл кендерді экрандарда сүзгілеудің қиындығынан ол көтеріледі. 10-12 мм-ге дейін. Кесектердің өлшемдерінің жоғарғы шегі кеннің тотықсыздануымен анықталады және 30-50 мм-ден аспауы керек, бірақ іс жүзінде ол 80-100 мм болуы мүмкін.
- Кептіру, қыздыру және қалпына келтіру кезіндегі кендердің беріктігі. Кендерде термиялық кеңею коэффициенттері әртүрлі минералды құрамдас бөліктер болғандықтан, қыздыру кезінде руда бөліктерінде маңызды ішкі кернеулер пайда болады, олар майда бөлшектердің пайда болуымен жойылады. Тым тез кептіру су буының шығуына байланысты кен бөліктерінің үзілуіне әкелуі мүмкін. Кептіру және қыздыру кезінде темір кені материалдарының беріктігінің төмендеуін тозу деп атайды.
- Темір рудаларының маңызды технологиялық сапасы олардың жұмсақтығы болып табылады. Домна пешінде шихтаның кен бөлігін жұмсарту кезінде түзілетін қождың қамыр тәрізді массалары газдардың өтуіне үлкен кедергі жасайды. Сондықтан ең көп кендерді пайдаланған жөн жоғары температуражұмсартудың басталуы. Бұл жағдайда домна пешінің шахтасында кен жұмсармайды, бұл шихта колоннасының газ өткізгіштігіне жақсы әсер етеді. Кенді жұмсарту интервалы неғұрлым қысқа болса (жұмсартудың басы мен соңындағы температура айырмашылығы), жұмсартылған қамыр тәрізді массалар тезірек сұйық, жылжымалы балқымаға айналады, ол газдар ағынына көп қарсылық көрсетпейді. Сондықтан қысқа интервалды және жұмсарту басталу температурасы жоғары кендердің металлургиялық маңызы жоғары.
- Кеннің ылғалдылығы оның ылғалдылығын анықтайды. Үшін әртүрлі түрлеріТемір рудалары үшін олардың ылғал сыйымдылығын ескере отырып, рұқсат етілген ылғалдылық техникалық шарттармен белгіленеді: қоңыр темір рудалары үшін - 10-16%, гематит кендері үшін - 4-6%, магнетиттер - 2-3%. Ылғалдылықтың жоғарылауы кенді тасымалдауға арналған тасымалдау шығындарын арттырады және қыс мезгілімұздатуды болдырмау үшін кептіру шығындарын талап етеді. Осылайша, рудалардың ылғалдылығы мен ылғал ұстау қабілеті жоғарылаған сайын олардың металлургиялық құндылығы төмендейді.
- Кеннің кеуектілігінің табиғаты көбінесе кеннің темір оксидтерімен газтәрізді қалпына келтіргіштердің әрекеттесуінің реакциялық бетін анықтайды. Жалпы және ашық кеуектілік арасында айырмашылық бар. Жалпы кеуектіліктің бірдей шамасында, кеуек өлшемі азайған сайын, кен бөліктерінің реакциялық беті ұлғаяды. Қалған жағдайлардың бәрі бірдей болса, бұл кеннің алыну қабілетін және оның металлургиялық құндылығын арттырады.
- Кеннің тотықсыздандырғыштығы – оның оксидтеріндегі темірмен байланысқан оттегін газ тәрізді тотықсыздандырғышқа үлкен немесе аз жылдамдықпен беру қабілеті. Кеннің тотықсыздану қабілеті жоғары болған сайын, оның домна пешінде тұру уақыты қысқарады, бұл балқытуды тездетуге мүмкіндік береді. Пеште бірдей болу уақытымен оңай төмендетілген кендер пеш газдарына темірмен байланысқан оттегінің көбірек бөлінуін қамтамасыз етеді. Бұл темір балқыту үшін кокстың тікелей тотықсыздануының және үлестік шығынының даму дәрежесін төмендетуге мүмкіндік береді. Сонымен, кез келген тұрғыдан алғанда, кеннің тотықсыздануының жоғарылауы оның құнды қасиеті болып табылады. Ең жоғары тотықсыздануға әдетте борпылдақ, өте кеуекті қоңыр темір кендері мен сидериттер ие, олар СО 2 домна пешінің жоғарғы горизонттарында жойылғанда немесе алдын ала күйдіру нәтижесінде жоғары кеуектілікке ие болады. Олардан кейін гематит пен магнетит кендерінің тотықсыздануы төмендейді.
- Темір кен орнының көлемі оны бағалаудың маңызды критерийі болып табылады, өйткені кен қорының ұлғаюымен оны игерудің рентабельділігі артады, негізгі және қосалқы құрылыстарды (карьерлер, шахталар, коммуникациялар) салу мен пайдаланудың экономикалық тиімділігі артады. , тұрғын үй және т.б.) артады. Орташа қуатты заманауи металлургиялық комбинаттың домна цехы жылына 8-10 миллион тонна шойын балқытады, ал оның рудаға деген жылдық қажеттілігі 15-20 миллион тоннаны құрайды.Құрылыс шығындарын өтеу үшін зауыт жұмыс істеуі керек. кемінде 30 жыл (амортизация кезеңі). Бұл 450-600 млн тонна кен орнының ең төменгі қорына сәйкес келеді.
- Құрамындағы темірдің қабылданбау шегін анықтауға рудалық дененің пайда болу сипатына байланысты тау-кен жағдайлары айтарлықтай әсер етеді. Кен қабаттарының тереңде болуы оларды игеру үшін қымбат шахталар салуды, пайдалану шығындарының жоғары болуын (желдету, шахталарды жарықтандыру, суды айдау, кенді және бос жыныстарды көтеру және т.б.) талап етеді. Кенді дененің пайда болуы үшін өте қолайсыз тау-кен-геологиялық жағдайлардың мысалы ретінде Яковлевское КМА кен орны болып табылады, онда кен үстіндегі төбенің биіктігі кейбір аудандарда 560 м жетеді.Төбеде сегіз сулы горизонт орналасқан, бұл қиын жағдай туғызады. тау-кен өндіруге арналған гидрогеологиялық жағдайлар және бұру қажет жер асты суларыкен орнының аймағынан немесе осы аймақтағы топырақты жасанды мұздату. Мұның бәрі кен өндіруге үлкен капиталды және операциялық шығындарды талап етеді және кендердің құнын төмендетеді. Кен орнының жер бетіне жақын орналасуы және кенді өндіру мүмкіндігі ашық әдіс(карьерлерде) кен өндірудің өзіндік құнын айтарлықтай төмендетіп, кен орнының құнын арттырады. Бұл жағдайда жерасты өндіруге қарағанда құрамында темірі аз кендерді өндіру және өңдеу тиімді болады.
- Темір рудасының саны мен сапасы туралы мәліметтермен қатар маңызды факторбелгілі бір кен орнын бағалау кезінде оның географиялық және экономикалық орналасуы ескеріледі: тұтынушыдан қашықтығы, көлік коммуникациясының болуы, еңбек ресурстарыжәне т.б.
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. Курск магниттік аномалия бассейндері (КМА, Ресей) және Кривой Рог (Украина), Верхний көлі (ағылшын)орыс(АҚШ және Канада), Гамерсли темір кені провинциясы (Австралия), Минас-Жерайс аймағы (Бразилия).
- Қабатты шөгінді кен орындары. Олар коллоидты ерітінділерден темірдің тұнбаға түсуінен түзілген хемогендік текті. Бұл негізінен гетит пен гидрогоэтитпен ұсынылған оолиттік немесе бұршақ тұқымдас темір рудалары. Лотарингия бассейні (Франция), Керчь бассейні, Лисаковское және т.б. (бұрынғы КСРО).
- Скарн темір рудасының кен орындары. Сарбайское, Соколовское, Качарское, Грейс тауы, Магнитогорское, Таштагольское.
- Күрделі титамагнетит шөгінділері. Басталуы магмалық, кен орындары үлкен кембрийге дейінгі интрузиялармен шектелген. Кенді минералдар – магнетит, титаномагнетит. Качканарское, Кусинское кен орындары, Канада, Норвегия кен орындары.
Темір кен орындарының кіші өнеркәсіптік түрлері
- Күрделі карбонатитті апатит-магнетит шөгінділері. Ковдорское.
- Темір рудасының магнетит кен орындары. Коршуновское, Рудногорское, Нерюндинское.
- Темір рудасының сидерит кен орындары. Бакальское, Ресей; Сигерланд, Германия және т.б.
- Вулкандық-шөгінді қабаттарда темір рудасы мен ферромарганец оксиді қабатының шөгінділері. Қаражалское.
- Темір рудасының қабаты тәрізді латерит кен орындары. Оңтүстік Орал; Куба және т.б.
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 Бразилия мен Ресейдегі темір рудасының кен орындарының әрқайсысы әлемдік темір қорының 18% құрайды. Құрамындағы темір бойынша қорлар.
Өнеркәсіптік кендерде темір мөлшері 16-дан 72%-ға дейін. Пайдалы қоспаларға Ni, Co, Mn, W, Mo, Cr, V т.б., ал зиянды қоспаларға S, R, Zn, Pb, As, Cu жатады. Генезисі бойынша темір рудалары және болып бөлінеді (картаны қараңыз).
Негізгі темір рудалары
Темір рудаларының өнеркәсіптік түрлері басым кенге қарай жіктеледі минерал. Магнетитті кендер магнезитті (кейде магнезитті – магномагнетит, көбінесе мартиттенген – тотығу процесінде гематитке айналады) тұрады. Олар ең тән карбонатит, скарн және гидротермалдық кен орындары. бастап карбонатит шөгінділеріжолда шығарылады апатитЖәне бадделейит, скарндардан – құрамында кобальт бар пиритжәне түсті металдардың сульфидтері. Магнетит кендерінің ерекше түрі күрделі (Fe-Ti-V) титаномагнетиттік кендер болып табылады магмалық кен орындары. Негізінен гематиттен және аз дәрежеде магнетиттен тұратын гематит кендері кең таралған. қабығытемірлілердің ауа райының бұзылуы кварциттер(мартит кендері), скарндық, гидротермиялық және жанартаулық-шөгінді кендерде. Бай гематитті кендерде 55-65% Fe және 15-18% дейін Mn болады. Сидерит кендері кристалды сидеритті кендер және саз шпат темір рудалары болып бөлінеді; олар көбінесе магнезиялы (магносидериттер). Олар гидротермальды, шөгінді және жанартаулық-шөгінді кен орындарында кездеседі. Олардағы орташа Fe мөлшері 30-35% құрайды. Кейін атусидерит кендері, СО 2, ұсақ кеуекті темір оксидін жою нәтижесінде концентраттар, құрамында 1-2%, кейде 10% дейін Mn. Тотығу аймағында сидерит кендері айналады қоңыртемір рудалары. Силикатты темір рудалары темірден тұрады хлориттер(, лептохлорит және т.б.), темір гидроксидтерімен бірге жүреді, кейде. Олар шөгінді кен орындарын түзеді. Олардағы орташа Fe мөлшері 25-40% құрайды. Тазалық күкіртелеусіз фосфор 1%-ға дейін. Олар көбінесе оолиттік құрылымға ие. Үзіліс қыртысында олар қоңыр, кейде қызыл (гидрогематит) темір рудаларына айналады. Қоңыр темір рудалары темір гидроксидтерінен, көбінесе гидрогоэтиттен тұрады. Олар шөгінді шөгінділерді (теңіздік және континенттік) және үгілу қыртысының шөгінділерін құрайды. Шөгінді кендерде көбінесе оолиттік құрылым болады. Кендерде орташа Fe мөлшері 30-35% құрайды. Кейбір кен орындарының қоңыр темір рудаларында (CCCP-де Бакальское, Бильбао в Испаният.б.) 1-2% дейін Mn немесе одан да көп болады. Ультракүлгін тау жыныстарының үгілу қыртысында түзілетін табиғи легирленген қоңыр темір рудаларының құрамында 32-48% Fe, 1% дейін Ni, 2% дейін Cr, жүзден бір пайыз Co, V. Мұндай кендерден хром-никельді құйылған. шойын мен аз легирленген болат қоспасыз балқытылады. (, ферругинді) – құрамында темірі нашар және орташа (12-36%), метаморфизмге ұшыраған темір рудалары ауыспалы жұқа кварц, магнетит, гематит, магнетит-гематит және сидерит қабаттарынан тұрады, силикаттар мен карбонаттар қоспасы бар жерлерде. Олар зиянды қоспалардың төмен мөлшерімен ерекшеленеді (S және R - пайыздың жүзден бір бөлігі). Бұл типтегі кен орындарының әдетте бірегей (10 млрд тоннадан астам) немесе ірі (1 млрд тоннадан астам) кен қоры бар. Ылғалданған жер қыртысында кремнезем тасымалданады және бай гематит-мартит кендерінің ірі кен орындары пайда болады.
Ең үлкен қорлар мен өндіру көлемі кембрийге дейінгі феррогенді кварциттерде және олардан түзілген бай темір рудаларында, шөгінді қоңыр темір рудаларында, сонымен қатар скарн, гидротермальды және карбонатит магнетит кендері азырақ кездеседі.
Темір кенін байыту
Қажетті бай (50% Fe) және кедей (25% Fe) кендері бар. Бай кендердің сапалық сипаттамасы үшін маңыздынегіздік коэффициентімен және кремний модулімен өрнектелген металл емес қоспалардың (шлак түзетін компоненттер) құрамы мен қатынасы бар. Шамасы бойынша негіздік коэффициент (оксидтердің қосындысының қатынасы кальцийЖәне магнийоксидтерінің қосындысына дейін кремнийи) темір рудалары және олардың концентраттары қышқылдық (0,7-ден төмен), өздігінен ағынды (0,7-1,1) және негіздік (1,1-ден жоғары) болып бөлінеді. Өздігінен ағынды рудалар ең жақсысы: қышқылды кендер, негізгі кендермен салыстырғанда, домна пешінің шихтасына жоғарылатылған мөлшерді енгізуді талап етеді. әктас(ағын). Кремний модуліне сәйкес (кремний оксидінің алюминий оксидіне қатынасы) темір рудаларын пайдалану модулі 2-ден төмен рудалардың түрлерімен шектеледі. Байытуды қажет ететін төмен сұрыпты кендерге титаномагнетит, магнетит және магнетит жатады. магнетитті Fe 10-20%-дан жоғары кварциттер; 30%-дан астам Fe құрамы бар мартит, гематит және гематит кварциттер; сидерит, гидрогоэтит және гидрогоэтит-лептохлорит кендері Fe мөлшері 25%-дан жоғары. Әрбір кен орны үшін жалпы және магнетитті Fe мазмұнының төменгі шегі, оны ескере отырып масштаб, тау-кен және экономикалық жағдайларкондиционер арқылы орнатылады.
Байытуды қажет ететін рудалар минералдық құрамы мен текстуралық-құрылымдық ерекшеліктеріне байланысты жеңіл алынатын және қиын алынатын болып бөлінеді. Оңай өңделетін кендерге магнетит кендері мен магнетит кендері жатады. кварц, байыту қиын – темір криптокристалды және коллоидты түзілімдермен байланысқан темір рудалары, оларда ұнтақтауашу мүмкін емес кенді минералдаролардың өте кішкентай мөлшеріне және металл емес пайдалы қазбалармен жақсы аралас өсуіне байланысты. Байыту әдістерін таңдау кендердің минералдық құрамымен, олардың текстуралық және құрылымдық ерекшеліктерімен, сондай-ақ металл емес минералдардың табиғатымен және кендердің физикалық-механикалық қасиеттерімен анықталады. Магнетитті кендерді байыту магниттік әдіспен жүргізіледі. Құрғақ және дымқыл жағыңыз магниттік бөлубастапқы рудадағы темір салыстырмалы түрде төмен болса да сапалы концентраттарды өндіруді қамтамасыз етеді. Егер кендерде болса өнеркәсіптік мазмұныГематит үшін магнетитпен қатар магниттік флотация (ұсақ таралған кендер үшін) немесе магнитті-гравитациялық (ірі таралған кендер үшін) байыту әдістері қолданылады. Магнетиттік кендерде өнеркәсіптік мөлшерде апатит немесе сульфидтер болса, мысЖәне мырыш, минералдар боржәне басқалары, содан кейін оларды магниттік қалдықтардан алу үшін бөлуқолданылады флотация. Титаномагнетит және ильменит-титан магнетит кендерін байыту схемаларына көп сатылы ылғалды магниттік сепарация жатады. Бөлектеу үшін ильменитЫлғалды магниттік сепарацияның қалдықтары флотация немесе гравитация арқылы титан концентратына байытады, содан кейін магниттік сепарация арқылы өрісжоғары қарқындылық.
Магнетиттік кварциттер үшін байыту схемаларына жатады бөліну, әлсіз өрісте ұсақтау және магниттік байыту. Тотыққан темірлі кварциттерді байыту магниттік (күшті өрісте), күйдіру, магниттік және флотациялық әдістермен жүргізілуі мүмкін. Гидрогоэтит-лептохлорит оолиттік қоңыр темір кендерін байыту үшін гравитациялық немесе гравитациялық-магниттік (күшті өрісте) әдіс қолданылады, сонымен қатар бұл кендерді магниттік күйдіру әдісімен байыту бойынша зерттеулер жүргізілуде. Сазды гидрогетит және (тас) кендері байытылған қызару. Сидерит кендерін байыту әдетте күйдіру арқылы жүзеге асады. Ферругинді кварциттер мен скарн-магнетит кендерін өңдеу кезінде әдетте Fe мөлшері 62-66% концентраттар алынады; темірдің апатит-магнетит және магнетит кендерінен ылғалды магниттік сепарацияның шартты концентраттарында, кемінде 62-64%; Электрометаллургиялық өңдеу үшін концентраттар Fe құрамындағы 69,5% кем емес, SiO 2 2,5% көп емес шығарылады. Оолитті қоңыр темір рудаларының гравитациялық және гравитациялық-магниттік байыту концентраттары Fe мөлшері 48-49% стандартты болып саналады; Байыту әдістері жетілген сайын кен концентраттарына қойылатын талаптар да артады.
Темір рудаларының көпшілігі темірді балқыту үшін пайдаланылады. Аз мөлшерде табиғи бояулар (очер) және бұрғылау салмағы ретінде қызмет етеді. саз ерітінділері.
Темір кенінің қорлары
Темір рудасының қоры бойынша (баланс – 100 млрд. тоннадан астам) CCCP әлемде 1-ші орында. CCCP-дегі ең үлкен темір рудасының қоры Украинада шоғырланған орталық аудандарРСФСР, Солтүстік Қазақстанда, Оралда, батыста және шығыста Сібір. бастап жалпы саныбарланған темір рудасы қорларының 15%-ы бай және байытуды қажет етпейді, 67%-ы қарапайым магниттік тізбектер арқылы байытылған, 18%-ы күрделі байыту әдістерін қажет етеді.
KHP, КХДРжәне CPB темір рудасының айтарлықтай қорларына ие, олар өздерінің қара металлургиясын дамытуға жеткілікті. да қараңыз
Жүктелуде...
