Minereuri de fier - formațiuni minerale naturale care conțin fier și compușii acestuia într-un asemenea volum încât este recomandată extracția industrială a fierului din aceste formațiuni. În ciuda faptului că fierul este inclus în cantități mai mari sau mai mici în toate stânci, denumirea de minereuri de fier se referă numai la astfel de acumulări de compuși feroși, de care există un beneficiu în din punct de vedere economic puteți obține fier metalic.
Minereurile de fier sunt formațiuni minerale speciale care conțin fier și compușii acestuia. Un anumit tip de minereu este considerat fier dacă proporția acestui element este conținută într-un astfel de volum încât extracția sa industrială este viabilă din punct de vedere economic.
Există trei tipuri principale de produse din minereu de fier utilizate în metalurgia feroasă:
— minereu de fier separat (conținut scăzut de fier);
— minereu de sinter (conținut mediu de fier);
— peleți (masă brută care conține fier)
Depozitele de minereu de fier sunt considerate bogate dacă proporția de fier din ele este mai mare de 57%. Minereurile de fier de calitate scăzută pot conține minimum 26% fier. Oamenii de știință identifică două principale tip morfologic minereu de fier; liniară și plată. 
Depozitele liniare de minereu de fier sunt corpuri de minereu în formă de pană în zone de falii de pământ, coturi în procesul de metamorfoză. Acest tip de minereu de fier se caracterizează printr-un conținut deosebit de ridicat de fier (54-69%) cu un conținut scăzut de sulf și fosfor.
Depozitele de tip plat pot fi găsite deasupra paturilor de cuarțit feruginos. Ele aparțin crustelor tipice de intemperii.
Minereurile de fier de calitate superioară sunt trimise în principal pentru topire în vatră deschisă și producție de convertoare sau pentru reducerea directă a fierului.
Principalele tipuri industriale de zăcăminte de minereu de fier:
- — depozite sedimentare stratificate;
- — depozite complexe de titanomagnetită;
- — zăcăminte de cuarțite feruginoase și minereuri bogate;
- — zăcăminte de minereu de fier skarn;
Tipuri industriale minore de zăcăminte de minereu de fier:
- — zăcăminte de siderit de minereu de fier;
- — zăcăminte de laterită stratificată cu minereu de fier;
- — depozite complexe de carbopatită apatită-magnetită;
Rezervele mondiale de zăcăminte dovedite de minereu de fier se ridică la 160 de miliarde de tone, conținând aproximativ 80 de miliarde de tone de fier pur. Cele mai mari depozite Minereu de fier se găsește în Ucraina, iar cele mai mari rezerve de fier pur sunt situate în Rusia și Brazilia.
Volumul producției globale de minereu de fier crește în fiecare an. Peste 2,4 miliarde de tone de minereu de fier au fost extrase în 2010, China, Australia și Brazilia reprezentând două treimi din producție. Dacă le adăugăm Rusia și India, cota lor totală de piață va fi mai mare de 80%.
Cum se extrage minereul
Să ne uităm la câteva opțiuni principale pentru exploatarea minereului de fier. În fiecare caz concret, alegerea în favoarea uneia sau alteia tehnologii se face ținând cont de localizarea resurselor minerale, de fezabilitatea economică a utilizării unuia sau altuia echipament etc.
În cele mai multe cazuri, minereul este extras prin metoda carierei. Adică, pentru organizarea mineritului, mai întâi se săpă o carieră adâncă, de aproximativ 200-300 de metri adâncime. După aceasta, minereul de fier este îndepărtat direct de pe fundul său folosind mașini mari. Care, imediat după extracție, este transportată cu locomotive diesel la diverse fabrici, unde se face oțel din acesta. Astăzi mulți mari intreprinderi Extrac minereu dacă au toate echipamentele necesare pentru a efectua astfel de lucrări.
Ar trebui să săpați o carieră folosind excavatoare mari, dar trebuie să țineți cont de faptul că acest proces vă poate dura câțiva ani. După ce excavatoarele sapă până la primul strat de minereu de fier, este necesar să îl supuneți experților pentru analiză, astfel încât aceștia să poată determina exact ce procent de fier conține. Dacă acest procent este de cel puțin 57, atunci decizia de a extrage minereu în această zonă va fi profitabilă din punct de vedere economic. Un astfel de minereu poate fi transportat în siguranță la plante, deoarece după procesare va produce cu siguranță oțel de înaltă calitate.
Cu toate acestea, asta nu este tot, oțelul care provine din prelucrarea minereului de fier trebuie verificat cu mare atenție. Dacă calitatea minereului extras nu îndeplinește standardele europene, atunci este necesar să înțelegem cum să îmbunătățim calitatea producției.
Dezavantajul metodei în cariera deschisă este că permite extragerea minereului de fier doar la o adâncime relativ mică. Deoarece se află adesea mult mai adânc - la o distanță de 600-900 m de suprafața pământului - este necesar să se construiască mine. În primul rând, se face un puț de mină, care seamănă cu o fântână foarte adâncă, cu pereți întăriți în siguranță. Coridoarele numite drifturi se extind de la trunchi în direcții diferite. Minereul de fier găsit în ele este sablat, iar apoi piesele sale sunt ridicate la suprafață cu ajutorul unor echipamente speciale. Această metodă de extragere a minereului de fier este eficientă, dar în același timp este asociată cu pericole grave și este costisitoare. 
Există o altă modalitate de a extrage minereu de fier. Se numește SHD sau minerit hidraulic de foraj. Minereul se extrage din pământ în felul următor: forat fântână adâncă, coboară acolo conducte cu un monitor hidraulic și, folosind un jet de apă foarte puternic, zdrobesc roca, apoi o ridică la suprafață. Această metodă este sigură, dar, din păcate, încă nu este eficientă. Datorită acestei metode, doar aproximativ 3% din minereul de fier poate fi extras, în timp ce aproximativ 70% este exploatat folosind mine. Cu toate acestea, specialiștii dezvoltă metoda de exploatare hidraulică a forajului și, prin urmare, există speranța că în viitor această opțiune va deveni cea principală, înlocuind carierele și minele.
Minereul de fier este o formațiune minerală specială care include fier și compușii săi. Minereul este considerat fier dacă conține acest element în cantități suficiente pentru a-l face viabil din punct de vedere economic extragerea acestuia.
Principala varietate de minereu de fier este Conține aproape 70% oxid de fier și oxid feros. Acest minereu este de culoare neagră sau gri oțel. Minereul de fier magnetic din Rusia este extras în Urali. Se găsește în adâncurile Vysokaya, Grace și Kachkanar. În Suedia, se găsește în vecinătatea Falun, Dannemora și Gellivar. În SUA este Pennsylvania, iar în Norvegia este Arendal și Persberg.
În metalurgia feroasă, produsele din minereu de fier sunt împărțite în trei tipuri:
Minereu de fier separat (conținut scăzut de fier);
Minereu de sinter (cu conținut mediu de fier);
Peleți (masă brută care conține fier).
Tipuri morfologice
Depozitele de minereu de fier care conțin mai mult de 57% fier în compoziția lor sunt considerate bogate. Minereurile de calitate scăzută le includ pe cele care conțin cel puțin 26% fier. Oamenii de știință au împărțit minereul de fier în două tipuri morfologice: liniare și plane.
Minereu de fier de tip liniar apare ca corpuri de minereu în formă de pană în zonele de curbe și falii ale pământului. Acest tip se caracterizează printr-un conținut deosebit de ridicat de fier (de la 50 la 69%), dar sulful și fosforul sunt conținute în cantități mici în acest minereu.
Depunerile plate apar deasupra straturilor de cuarțit feruginos, care reprezintă crusta tipică de intemperii.
Minereu de fier. Aplicare și extracție
Minereu bogat de fier este folosit pentru a produce fontă și este folosit în principal pentru topire în producția de convertoare și vatră deschisă sau direct pentru reducerea fierului. O cantitate mică este folosită ca vopsea naturală (ocru) și agent de greutate a argilei.
Volumul rezervelor mondiale de zăcăminte explorate este de 160 de miliarde de tone și conțin aproximativ 80 de miliarde de tone de fier. Minereu de fier se găsește în Ucraina, iar Rusia și Brazilia au cele mai mari rezerve de fier pur.
Volumele producției globale de minereu cresc în fiecare an. În cele mai multe cazuri, minereul de fier este extras prin metoda în cariera deschisă, a cărei esență este că toate echipamentele necesare sunt livrate la zăcământ și acolo se construiește o carieră. Adâncimea carierei este în medie de aproximativ 500 m, iar diametrul acesteia depinde de caracteristicile zăcământului găsit. După aceasta, folosind echipamente speciale, minereul de fier este extras, plasat pe vehicule destinate transportului de încărcături grele și livrat din carieră la fabricile care îl prelucrează.
Dezavantajul metodei deschise este capacitatea de a extrage minereu numai la adâncimi mici. Dacă se află mult mai adânc, trebuie să construiți mine. În primul rând, se face un trunchi care seamănă cu o fântână adâncă, cu pereți bine întăriți. Coridoarele, așa-numitele drifturi, se extind în direcții diferite de la trunchi. Minereul găsit în ele este sablat, iar apoi piesele sale sunt ridicate la suprafață folosind echipamente speciale. Exploatarea minereului de fier în acest mod este eficientă, dar implică pericole și costuri grave.
Există o altă metodă prin care se extrage minereul de fier. Se numește SHD sau extracție hidraulică din foraj. Minereul este extras din pământ în acest fel: forează un puț, coboară conducte cu un monitor hidraulic și zdrobesc roca cu un jet de apă foarte puternic, care este apoi ridicat la suprafață. Exploatarea minereului de fier folosind această metodă este sigură, dar, din păcate, ineficientă. În acest fel, doar 3% din minereu poate fi extras, iar 70% este exploatat folosind mine. Cu toate acestea, dezvoltarea metodei SHD se îmbunătățește și există o mare probabilitate ca în viitor această opțiune să devină cea principală, înlocuind minele și carierele.
Minereuri de fier- formațiuni minerale naturale care conțin fier și compușii acestuia într-un asemenea volum încât este recomandată extracția industrială a fierului din aceste formațiuni. În ciuda faptului că fierul este inclus în cantități mai mari sau mai mici în compoziția tuturor rocilor, denumirea de minereuri de fier se referă doar la astfel de acumulări de compuși feroși din care se poate obține fier metalic cu beneficii economice.
Clasificare
Se disting următoarele tipuri industriale de minereuri de fier:
Există patru tipuri principale de produse din minereu de fier utilizate în metalurgia feroasă:
- minereu de fier separat (minereu pesmet îmbogățit prin metoda de separare),
- brichete de minereu de fier.
Compoziție chimică
De compoziție chimică minereurile de fier sunt oxizi, hidrați de oxizi și săruri de dioxid de carbon ale oxidului feros, găsite în natură sub formă de o varietate de minerale de minereu, dintre care cele mai importante sunt: magnetita, sau minereul de fier magnetic; hematit sau luciu de fier (ironstone roșu); limonitul sau minereul de fier brun, care include minereuri de mlaștină și de lac; în cele din urmă, siderita sau minereu de fier (spar de fier) și soiul său sferosiderit. De obicei, fiecare acumulare a mineralelor numite minereu reprezintă un amestec al acestora, uneori foarte apropiat, cu alte minerale care nu conțin fier, cum ar fi argila, calcarul sau chiar componente roci magmatice cristaline. Uneori unele dintre aceste minerale apar împreună în același zăcământ, deși în majoritatea cazurilor unul este predominant, iar celelalte sunt înrudite genetic cu acesta.
Minereu bogat de fier
Minereu bogat de fier are un conținut de fier de peste 57%, silice mai puțin de 8-10%, sulf și fosfor mai puțin de 0,15%. Este un produs al îmbogățirii naturale a cuarțitelor feruginoase, creată prin levigarea cuarțului și descompunerea silicaților în timpul proceselor de intemperii sau metamorfoză pe termen lung. Minereurile de fier de calitate scăzută pot conține minimum 26% fier.
Există două tipuri morfologice principale de zăcăminte bogate de minereu de fier: plane și liniare. Cele plate se află pe vârfurile unor straturi cu scufundare abruptă de cuarțite feruginoase sub formă de zone semnificative cu o bază asemănătoare unui buzunar și aparțin crustelor tipice de intemperii. Depozitele liniare reprezintă corpuri de minereu în formă de pană de minereuri bogate care se încadrează în adâncime în zone de falii, fracturându-se, strivindu-se și îndoind în timpul procesului de metamorfoză. Minereurile se caracterizează printr-un conținut ridicat de fier (54-69%) și un conținut scăzut de sulf și fosfor. Cel mai tipic exemplu de zăcăminte metamorfice de minereuri bogate poate fi zăcămintele Pervomaiskoye și Zheltovodskoye din partea de nord a Krivbass.
Minereurile bogate de fier sunt folosite pentru a topi fonta brută în furnalele înalte, care este apoi transformată în oțel în cuptoare cu focar deschis, convertor sau electrice. O mică parte din minereurile bogate de fier extrase sunt folosite ca coloranți și agenți de greutate pentru noroiurile de foraj. Separat, există procese de reducere directă a fierului, unul dintre produsele cărora este fierul brichetat la cald. Minereurile sărace și medii de fier pentru uz industrial trebuie să treacă mai întâi printr-un proces de valorificare.
Factorii care determină valoarea minereurilor
- Principalul factor care determină valoarea metalurgică a minereurilor de fier este conținutul de fier. După acest criteriu, minereurile de fier se împart în bogate (60-65% Fe), cu conținut mediu (45-60%) și sărace (mai puțin de 45%). O scădere a cantității de fier din minereu determină o scădere progresivă a valorii sale metalurgice datorită creșterii semnificative a randamentului relativ al zgurii în topirea furnalului. Practica exploatării furnalelor a stabilit că odată cu creșterea conținutului de fier în încărcătură cu 1% (absolut), productivitatea cuptorului crește cu 2-2,5%, iar consumul specific de cocs scade cu 1-1,5%.
- Compoziția ganguei are un impact semnificativ asupra calității minereului de fier. Când bazicitatea ganguei este zero, cantitatea de zgură este dublă față de cantitatea de gangă contribuită de minereu. Dacă roca sterilă a minereului se autotopește, adică bazicitatea minereului și a zgurii sunt egale, atunci nu este necesară introducerea de flux, iar cantitatea de zgură este egală cu cantitatea de rocă sterilă, adică randamentul său va fi pe jumătate mai mic. Odată cu scăderea randamentului de zgură, consumul specific de cocs scade și productivitatea furnalului crește. Astfel, valoarea metalurgică a minereurilor crește odată cu creșterea bazicității ganguei.
- Impuritățile dăunătoare reduc valoarea minereului și când cantitate semnificativă face-l nepotrivit pentru utilizare directă într-un furnal, chiar și cu conținut ridicat de fier.
- În timpul topirii în furnal, o cantitate mică de compuși ai sulfului devine gaz și este transportată cu ea din cuptor, dar cea mai mare parte a sulfului este distribuită între fontă și zgură. A traduce suma maxima sulf în zgură și pentru a preveni producerea de fontă sulfurată, furnalul trebuie să conțină zgură puternic încălzită cu bazicitate crescută, care în cele din urmă crește consumul specific de cocs și reduce proporțional productivitatea cuptorului. Se crede că reducerea conținutului de sulf în partea de minereu a încărcăturii cu 0,1% (absolut) reduce consumul specific de cocs cu 1,5-2%, consumul de flux cu 6-7% și crește productivitatea furnalului cu 1,5%. -2% cuptoare. Standardele actuale limitează conținutul maxim de sulf din minereul destinat topirii în furnal la 0,2-0,3%. Totuși, datorită faptului că în prezent, înainte de a fi alimentate în cuptor, cea mai mare parte a minereurilor extrase este supusă îmbogățirii urmate de prelucrare termică a concentratelor în procesul de aglomerare sau prăjire peleți, în urma căreia o proporție semnificativă de sulful original (80-95%) se arde, a devenit posibilă utilizarea minereurilor de fier cu conținut de sulf de până la 2-2,5%. Mai mult decât atât, minereul care conține sulf sulfurat, cu celelalte lucruri fiind egale, are o valoare mai mare în comparație cu minereul în care sulful este sub formă de sulfați, deoarece acesta din urmă este mai puțin ușor îndepărtat în timpul sinterizării și prăjirii peletelor.
- Și mai rău, arsenul este îndepărtat în timpul aglomerării. În furnal se transformă complet în fontă. Conținutul de arsen din minereul extras nu trebuie să depășească 0,1-0,2%, chiar dacă este utilizat pentru sinterizare.
- Fosforul nu este îndepărtat în timpul aglomerării. Într-un furnal, se transformă complet în fontă, astfel încât conținutul său maxim în minereu este determinat de posibilitatea de topire a fontei de un anumit grad. Astfel, pentru fonta Bessemer (fosfor pur), cantitatea acesteia în minereu nu trebuie să depășească 0,02%. Dimpotrivă, atunci când se produce fontă cu fosfor pentru prelucrarea Thomas, aceasta ar trebui să fie de 1% sau mai mare. Conținutul mediu de fosfor de 0,3-0,5% este cel mai nefavorabil, deoarece pentru topirea fontei Thomas o astfel de concentrație de fosfor este scăzută, iar pentru fonta Bessemer este prea mare, ceea ce duce la o deteriorare a indicatorilor tehnici și economici ai procesul de fabricare a oțelului.
- Zincul nu este îndepărtat în timpul aglomerării. Prin urmare, condițiile tehnice limitează conținutul de zinc din minereurile topite la 0,08-0,10%.
- Impuritățile utile cresc valoarea metalurgică a minereurilor de fier din următoarele motive. Prin topirea unor astfel de minereuri se pot obține fonte aliate natural, iar apoi oțeluri care nu necesită introducerea de aditivi speciali scumpi pentru aliere (sau reduc consumul acestora). Așa se folosesc impuritățile de nichel și crom din minereuri. În alte cazuri, alte metale valoroase sunt produse simultan cu fonta. De exemplu, la prelucrarea minereurilor de titanomagnetită ca urmare a prelucrării metalurgice, pe lângă fier, se extrage un metal foarte valoros și scump - vanadiu, ceea ce face rentabilă din punct de vedere economic prelucrarea materiilor prime cu un conținut scăzut de fier ( vezi de exemplu Kachkanarsky GOK). Cantitate crescută de mangan în minereuri de fier face posibilă obținerea fontelor cu mangan, în care procesele de desulfurare au loc mai complet, iar calitatea metalului se îmbunătățește.
- Capacitatea de îmbogățire a minereului (revestirea minereului) este un semn important al valorii sale metalurgice, deoarece majoritatea minereurilor de fier extrase sunt supuse uneia sau alteia metode de îmbogățire pentru a-și crește conținutul de fier sau a reduce concentrația de impurități nocive. Procesul de ameliorare presupune separarea mai mult sau mai puțin completă a minereului de roca sterilă, sulfuri. Beneficiul este facilitat dacă ganga nu conține aproape fier și particulele minerale de minereu sunt boabe relativ mari. Astfel de minereuri aparțin categoriei îmbogățit ușor. Diseminarea fină a particulelor de minereu și cantități mari de fier în gangă formează minereu greu de îmbogățit, ceea ce îi reduce semnificativ valoarea metalurgică. Conform îmbogăţirii tipuri individuale minereurile pot fi dispuse pe următorul rând în ordinea deteriorării lor: minereuri de fier magnetice (îmbogățite cu cele mai ieftine și mod eficient- separare magnetică), minereuri de hematită și marțită, minereuri de fier brun, siderite. Un exemplu de minereu ușor de beneficiat sunt magnetitele zăcământului Olenegorsk. Separarea magnetică permite cuarțului gang să fie ușor separat de magnetit. Când conținutul de fier din minereul inițial este de 29,9%, se obține un concentrat cu 65,4% fier. De asemenea, în timpul separării magnetice a titanomagnetiților din zăcământul Kachkanar, ponderea fierului în care este de 16,5%, se obține un concentrat cu 63-65% fier. Categoria minereurilor greu de prelucrat include, de exemplu, minereurile de fier brun Kerch, a căror spălare, cu un conținut inițial de fier de 40,8%, face posibilă creșterea acestuia în concentrat la doar 44,7%. În roca sterilă spălată din minereu, ponderea acesteia ajunge la 29-30%. Valoarea metalurgică a minereului de fier este crescută și mai mult atunci când, în timpul îmbogățirii acestuia, din roca sterilă sunt extrase simultan și alte componente utile. De exemplu, la îmbogățirea minereului din zăcământul Eno-Kovdor, pe lângă concentratul de minereu de fier, se obține concentrat de apatită, care este materia primă pentru producerea de îngrășăminte minerale. Astfel de prelucrare complexă minereul de fier extras din subsol crește semnificativ profitabilitatea dezvoltării zăcămintelor.
- La principal proprietăți fizice Factorii care afectează valoarea metalurgică a minereurilor de fier includ: rezistența, distribuția mărimii particulelor (codulări), porozitatea, capacitatea de umiditate etc. Utilizarea directă a minereurilor cu rezistență scăzută și praf în furnal este imposibilă, deoarece fracțiunile lor mici afectează foarte mult gazul. permeabilitatea coloanei materialului de încărcare. În plus, fluxul de gaz al furnalului îndepărtează particulele de minereu cu dimensiunea mai mică de 2-3 mm din spațiul de lucru al cuptorului, care apoi se depun în colectoare de praf. La prelucrarea minereurilor cu rezistență scăzută, aceasta duce la creșterea consumului lor specific pentru topirea fierului. Extracția minereurilor mâloase vrac implică necesitatea construirii unor fabrici scumpe de sinterizare pentru aglomerarea acestora, ceea ce depreciază semnificativ valoarea acestor minereuri. Cantitatea de amenzi este deosebit de mare atunci când se exploatează minereurile de fier brun și minereurile de hematit. Astfel, minereurile bogate din anomalia magnetică Kursk, atunci când sunt extrase, produc până la 85% din finele care necesită aglomerare. Randamentul mediu al unei fracții mai mare de 10 mm (potrivit pentru topirea furnalului) din minereurile bogate Krivoy Rog nu depășește 32%, iar randamentul unei fracții mai mare de 5 mm din minereurile Kerch extrase nu este mai mare de 5%. În conformitate cu condițiile de topire în furnal, limita inferioară a dimensiunii minereului încărcat în furnal ar trebui să fie de 5-8 mm, totuși, din cauza dificultății de a elimina astfel de fracții mici, în special minereurile umede, pe site, crește. până la 10-12 mm. Limita superioară a dimensiunii pieselor este determinată de reductibilitatea minereului și nu trebuie să depășească 30-50 mm, dar în practică poate fi de 80-100 mm.
- Rezistența minereurilor în timpul uscării, încălzirii și reducerii. Datorită faptului că minereurile conțin componente minerale cu coeficienți diferiți de dilatare termică, atunci când sunt încălzite, în bucățile de minereu apar tensiuni interne semnificative, determinând distrugerea acestora cu formarea de fine. Uscarea prea rapidă poate cauza ruperea bucăților de minereu din cauza eliberării de vapori de apă. Scăderea rezistenței materialelor de minereu de fier în timpul uscării și încălzirii se numește decrepitare.
- O calitate tehnologică importantă a minereurilor de fier este moliciunea lor. Într-un furnal, masele aluoase de zgură formate în timpul înmuierii părții minereului din sarcină creează o rezistență mare la trecerea gazelor. Prin urmare, este recomandabil să folosiți minereuri cu cele mai multe temperatura ridicataînceput de înmuiere. În acest caz, minereul nu se înmoaie în puțul furnalului, ceea ce are un efect benefic asupra permeabilității la gaz a coloanei de încărcare. Cu cât intervalul de înmuiere a minereului este mai scurt (diferența de temperatură dintre începutul și sfârșitul înmuierei), cu atât masele asemănătoare aluatului înmuiate se transformă mai repede într-o topitură lichidă, mobilă, care nu prezintă o rezistență prea mare la curgerea gazelor. Prin urmare, minereurile cu un interval scurt și o temperatură ridicată de început de înmuiere au valoare metalurgică mai mare.
- Conținutul de umiditate al minereului determină conținutul de umiditate al acestuia. Pentru tipuri variate Pentru minereurile de fier, conținutul de umiditate admisibil, ținând cont de capacitatea lor de umiditate, este stabilit de condițiile tehnice: pentru minereurile de fier brun - 10-16%, minereurile de hematit - 4-6%, magnetite - 2-3%. Umiditatea crescută crește costurile de transport pentru transportul minereului și în timp de iarna necesită costuri de uscare pentru a preveni înghețarea. Astfel, odată cu creșterea umidității și a capacității de reținere a umidității minereurilor, valoarea metalurgică a acestora scade.
- Natura porozității minereului determină în mare măsură suprafața de reacție de interacțiune a agenților reducători gazoși cu oxizii de fier ai minereului. Se face o distincție între porozitatea totală și cea deschisă. La aceeași porozitate totală, pe măsură ce dimensiunea porilor scade, suprafața de reacție a bucăților de minereu crește. Toate celelalte lucruri fiind egale, acest lucru crește capacitatea de recuperare a minereului și valoarea sa metalurgică.
- Reductibilitatea unui minereu este capacitatea sa de a ceda oxigenul, legat de fier în oxizii săi, la un agent reducător gazos într-o rată mai mare sau mai mică. Cu cât reducbilitatea minereului este mai mare, cu atât timpul de ședere în furnal poate fi mai scurt, ceea ce face posibilă accelerarea topirii. Cu același timp de ședere în cuptor, minereurile ușor reduse eliberează mai mult oxigen legat de fier în gazele cuptorului. Acest lucru face posibilă reducerea gradului de dezvoltare a reducerii directe și a consumului specific de cocs pentru topirea fierului. Astfel, din orice punct de vedere, reductibilitatea crescută a minereului este proprietatea sa valoroasă. Cea mai mare reductibilitate o au, de obicei, minereurile și sideritele de fier brun, liber, foarte poroase, care, atunci când CO 2 este îndepărtat în orizonturile superioare ale unui furnal sau ca urmare a prearcerii, capătă porozitate ridicată. Ele sunt urmate în ordinea descrescătoare a reductibilității de minereuri mai dense de hematită și magnetită.
- Dimensiunea unui zăcământ de minereu de fier este un criteriu important pentru evaluarea acestuia, deoarece odată cu creșterea rezervelor de minereu, profitabilitatea dezvoltării acestuia crește, precum și rentabilitatea construcției și exploatării structurilor principale și auxiliare (cariere, mine, comunicații). , locuințe etc.) crește. Atelierul de furnal al unei fabrici metalurgice moderne de capacitate medie topește 8-10 milioane de tone de fontă pe an, iar cererea anuală de minereu este de 15-20 de milioane de tone. Pentru a compensa costurile de construcție, uzina trebuie să funcționeze minim 30 de ani (perioada de amortizare). Aceasta corespunde rezervelor minime ale câmpului de 450-600 milioane tone.
- Condițiile de exploatare, care depind de natura apariției corpului de minereu, au un impact semnificativ asupra stabilirii limitei de respingere a conținutului de fier. Apariția profundă a straturilor de minereu necesită construirea de mine scumpe pentru dezvoltarea lor, costuri mari de exploatare (pentru ventilație, iluminat mină, pomparea apei, ridicarea minereului și a rocii sterile etc.). Un exemplu de condiții miniere și geologice extrem de nefavorabile pentru apariția unui corp de minereu este zăcământul Yakovlevskoye KMA, în care înălțimea acoperișului deasupra minereului ajunge la 560 m în unele zone Opt acvifere sunt situate în acoperiș condiţii hidrogeologice pentru minerit şi necesită diversiune panza freatica din zona zăcământului de minereu sau înghețarea artificială a solului din această zonă. Toate acestea necesită capital mari și costuri de exploatare pentru extracția minereurilor și reduc valoarea minereurilor. Apariția zăcământului aproape de suprafața pământului și posibilitatea exploatării minereului metoda deschisa(în cariere) reduc semnificativ costul extracției minereului și cresc valoarea zăcământului. În acest caz, devine profitabilă să exploatezi și să procesezi minereuri cu un conținut mai mic de fier decât în mineritul subteran.
- Alături de date privind cantitatea și calitatea minereului de fier factor important la evaluarea unui anumit depozit, se ia în considerare amplasarea geografică și economică a acestuia: distanța față de consumator, disponibilitatea comunicațiilor de transport, resurse de muncăși așa mai departe.
Tipuri industriale de zăcăminte
Principalele tipuri industriale de zăcăminte de minereu de fier
- Din acestea s-au format zăcăminte de cuarțite feruginoase și minereuri bogate
Sunt de origine metamorfogenă. Minereul este reprezentat de cuarțite feruginoase, sau jaspilite, magnetit, hematit-magnetit și hematit-martit (în zona de oxidare). Bazinele Anomaliei Magnetice Kursk (KMA, Rusia) și Krivoy Rog (Ucraina), regiunea Lacului Verkhniy (Engleză) Rusă(SUA și Canada), provincia de minereu de fier Hamersley (Australia), regiunea Minas Gerais (Brazilia).
- Depozite sedimentare stratificate. Sunt de origine chimiogenă, formate ca urmare a precipitării fierului din soluțiile coloidale. Acestea sunt minereuri de fier oolitice, sau leguminoase, reprezentate în principal de goethit și hidrogoethit. Bazinul Lorenei (Franța), bazinul Kerci, Lisakovskoye etc. (fosta URSS).
- Zăcăminte de minereu de fier Skarn. Sarbaiskoye, Sokolovskoye, Kacharskoye, Muntele Grace, Magnitogorskoye, Tashtagolskoye.
- Depozite complexe de titanomagnetită. Originea este magmatică, depozitele sunt limitate la mari intruziuni precambriene. Minerale minerale - magnetit, titanomagnetit. Zacaminte Kachkanarskoye, Kusinskoye, zacaminte din Canada, Norvegia.
Tipuri industriale minore de zăcăminte de minereu de fier
- Depozite complexe de apatită-magnetită carbonatită. Kovdorskoe.
- Zăcăminte de magnetită de minereu de fier. Korshunovskoe, Rudnogorskoe, Neryundinskoe.
- Zăcăminte de siderit de minereu de fier. Bakalskoye, Rusia; Siegerland, Germania etc.
- Depozite de minereu de fier și oxid de feromangan în straturile vulcanico-sedimentare. Karazhalskoe.
- Zăcăminte de laterită asemănătoare foilor de minereu de fier. Uralii de Sud; Cuba, etc.
Rezerve
Rezervele dovedite de minereu de fier ale lumii sunt de aproximativ 160 de miliarde de tone, care conțin aproximativ 80 de miliarde de tone de fier pur. Potrivit US Geological Survey, zăcămintele de minereu de fier din Brazilia și Rusia reprezintă fiecare 18% din rezervele de fier ale lumii. Rezerve în ceea ce privește conținutul de fier.
Conținutul de fier din minereurile industriale variază de la 16 la 72%. Impuritățile benefice includ Ni, Co, Mn, W, Mo, Cr, V etc., iar impuritățile dăunătoare includ S, R, Zn, Pb, As, Cu. În funcție de geneza lor, minereurile de fier sunt împărțite în și (vezi harta).
Minereuri de fier de bază
Tipurile industriale de minereuri de fier sunt clasificate în funcție de minereul predominant mineral. Minereurile de magnetită sunt compuse din magnetită (uneori magneziană - magnomagnetită, adesea martitizată - transformată în hematită în procesul de oxidare). Sunt cele mai tipice pentru carbonatit, skarn și depozite hidrotermale. Din depozite de carbonatit extrase pe parcurs apatitȘi baddeleyite, din skarns - care conțin cobalt pirităși sulfuri de metale neferoase. Un tip special de minereuri de magnetit sunt minereuri complexe (Fe-Ti-V) de titanomagnetită depozite magmatice. Minereurile de hematit, compuse în principal din hematit și, într-o măsură mai mică, magnetit, sunt comune în latra intemperii feruginoase cuarzite(minereuri de martită), în minereuri skarn, hidrotermale și vulcanico-sedimentare. Minereurile bogate de hematită conțin 55-65% Fe și până la 15-18% Mn. Minereurile de siderit sunt împărțite în minereuri de siderit cristaline și minereuri de fier argilos; sunt adesea magneziene (magnosiderite). Se găsesc în depozite hidrotermale, sedimentare și vulcanico-sedimentare. Conținutul mediu de Fe din ele este de 30-35%. După tragere minereuri de siderit, ca urmare a eliminării CO 2, oxid de fier cu poros fine concentrate, conţinând 1-2%, uneori până la 10% Mn. În zona de oxidare, minereurile de siderit se transformă în maro minereuri de fier. Minereurile de fier silicat sunt compuse din feruginoase cloriti(, leptoclorit etc.), însoțit de hidroxizi de fier, uneori. Ele formează depozite sedimentare. Conținutul mediu de Fe din ele este de 25-40%. Impuritate sulf nesemnificativ fosfor până la 1%. Au adesea o textură oolitică. În crusta de intemperii, se transformă în minereuri de fier maro, uneori roșii (hidrohematit). Minereurile brune de fier sunt compuse din hidroxizi de fier, cel mai adesea hidrogoethit. Ele formează depozite sedimentare (marine și continentale) și depozite de scoarță de intemperii. Minereurile sedimentare au adesea o textură oolitică. Conținutul mediu de Fe din minereuri este de 30-35%. În minereurile de fier brun din unele zăcăminte (Bakalskoye în CCCP, Bilbao în Spania etc.) conţine până la 1-2% Mn sau mai mult. Minereurile de fier brun aliate în mod natural, formate în crustele de intemperii ale rocilor ultramafice, conțin 32-48% Fe, până la 1% Ni, până la 2% Cr, sutimi de procente Co, V. Din astfel de minereuri, crom-nichel turnat fierul și oțelul slab aliat sunt topite fără aditivi. (, feruginos) - sărac și mediu în conținut de fier (12-36%) minereuri de fier metamorfozate, compuse din straturi subțiri alternante de cuarț, magnetit, hematit, magnetit-hematit și siderit, pe alocuri cu un amestec de silicați și carbonați. Ele se disting printr-un conținut scăzut de impurități nocive (S și R - sutimi de procent). Depozitele de acest tip au de obicei rezerve de minereu unice (peste 10 miliarde de tone) sau mari (peste 1 miliard de tone). În crusta de intemperii, siliciul este transportat și apar depozite mari de minereuri bogate de hematit-martită.
Cele mai mari rezerve și volume de producție se găsesc în cuarțitele feruginoase precambriene, iar minereurile bogate de fier formate din acestea, precum și minereurile de skarn, hidrotermale și carbonatite sunt mai puțin frecvente.
Ameliorarea minereului de fier
Există minereuri bogate (peste 50% Fe) și sărace (mai puțin de 25% Fe) care necesită. Pentru caracterizarea calitativă a minereurilor bogate important are conținutul și raportul de impurități nemetalice (componente care formează zgura), exprimate prin coeficientul de bazicitate și modulul de siliciu. În ceea ce privește mărimea, coeficientul de bazicitate (raportul sumei conținutului de oxizi calciuȘi magneziu la suma oxizilor siliciu i) minereurile de fier și concentratele lor sunt împărțite în acide (mai puțin de 0,7), autofluxante (0,7-1,1) și bazice (mai mult de 1,1). Minereurile cu autofluxare sunt cele mai bune: minereurile acide, în comparație cu minereurile de bază, necesită introducerea unei cantități crescute în sarcina furnalului. calcar(flux). În funcție de modulul de siliciu (raportul dintre conținutul de oxid de siliciu și oxid de aluminiu), utilizarea minereurilor de fier este limitată la tipuri de minereuri cu un modul sub 2. Minereurile de calitate scăzută care necesită beneficii includ titanomagnetita, magnetita și magnetita. cuarțite cu un conținut de magnetită Fe mai mare de 10-20%; cuarțite de marțită, hematită și hematită cu un conținut de Fe de peste 30%; minereuri de siderit, hidrogoethit și hidrogoethit-leptoclorit cu un conținut de Fe de peste 25%. Limita inferioară a conținutului de Fe total și de magnetită pentru fiecare depozit, ținând cont de acesta scară, minerit și conditii economice instalat prin aer conditionat.
Minereurile care necesită ameliorare sunt împărțite în ușor de profitat și greu de beneficiat, ceea ce depinde de compoziția lor minerală și de caracteristicile texturale și structurale. Minereurile ușor de prelucrat includ minereurile de magnetită și minereurile de magnetită. cuarţ, greu de îmbogățit - minereuri de fier în care fierul este asociat cu formațiuni criptocristaline și coloidale, în care măcinare nu poate fi deschis minerale de minereu datorită dimensiunilor lor extrem de mici și a creșterii fine cu minerale nemetalice. Alegerea metodelor de îmbogățire este determinată de compoziția minerală a minereurilor, de caracteristicile lor texturale și structurale, precum și de natura mineralelor nemetalice și de proprietățile fizice și mecanice ale minereurilor. Minereurile de magnetită sunt îmbogățite prin metoda magnetică. Aplicare uscata si umeda separare magnetică asigură producerea de concentrate de calitate chiar și cu un conținut relativ scăzut de fier în minereul inițial. Dacă este prezent în minereuri continuturi industriale Pentru hematit, alături de magnetit, se folosesc metode de îmbogățire prin flotație magnetică (pentru minereurile fin diseminate) sau magnetic-gravitaționale (pentru minereurile cu diseminare grosieră). Dacă minereurile de magnetită conțin apatită sau sulfuri în cantități industriale, cupruȘi zinc, minerale borși altele, apoi pentru extragerea lor din deșeurile magnetice separare se aplică plutirea. Schemele de îmbogățire pentru minereurile de titanomagnetit și ilmenit-titan magnetit includ separarea magnetică umedă în mai multe etape. Pentru a evidenția ilmenit Deșeurile de la separarea magnetică umedă sunt îmbogățite în concentrat de titan prin flotație sau gravitație, urmată de separarea magnetică în camp intensitate mare.
Schemele de îmbogățire pentru cuarțitele de magnetită includ despărțindu-se, măcinare și îmbogățire magnetică într-un câmp slab. Îmbogățirea cuarților feruginoase oxidate se poate face prin metode magnetice (în câmp puternic), prăjire, magnetice și de flotație. Pentru îmbogățirea minereurilor de fier brun oolitic cu hidrogoethit-leptoclorit, se utilizează o metodă gravitațională sau gravitațional-magnetică (în câmp puternic) și se efectuează cercetări privind îmbogățirea acestor minereuri folosind o metodă de prăjire magnetică. Hidrogoetita de argilă și minereurile (de bolovan) sunt îmbogățite înroșirea. Valorificarea minereurilor de siderit se realizează de obicei prin prăjire. La prelucrarea cuarțitelor feruginoase și a minereurilor skarn-magnetite se obțin de obicei concentrate cu un conținut de Fe de 62-66%; în concentrate condiționate de separare magnetică umedă din minereuri de apatită-magnetită și magnetită de fier, cel puțin 62-64%; Pentru prelucrarea electrometalurgică, se produc concentrate cu un conținut de Fe nu mai mic de 69,5%, SiO2 nu mai mare de 2,5%. Concentratele gravitaționale și îmbogățirea gravitațională-magnetică a minereurilor de fier brun oolitic sunt considerate standard cu un conținut de Fe de 48-49%; Pe măsură ce metodele de îmbogățire se îmbunătățesc, cerințele pentru concentrate de minereu cresc.
Majoritatea minereurilor de fier sunt folosite pentru a topi fierul. O cantitate mică servește ca vopsele naturale (ocru) și greutăți de găurit. soluții de argilă.
Rezerve de minereu de fier
În ceea ce privește rezervele de minereu de fier (bilanţ - peste 100 de miliarde de tone), CCCP ocupă locul 1 în lume. Cele mai mari rezerve de minereu de fier din CCCP sunt concentrate în Ucraina, în regiunile centrale RSFSR, în nordul Kazahstanului, în Urali, în vest și est Siberia. Din numărul total din rezervele explorate de minereu de fier, 15% sunt bogate și nu necesită îmbogățire, 67% sunt îmbogățite folosind circuite magnetice simple, 18% necesită metode complexe de îmbogățire.
KHP, RPDCși CPB au rezerve semnificative de minereu de fier, suficiente pentru dezvoltarea propriei metalurgii feroase. Vezi si
Se încarcă...
