Minerale: minereuri de fier. Vedeți ce este „Minereu” în alte dicționare Ce sunt minereurile în chimie

Unul dintre cele mai importante minerale, alături de combustibili, sunt așa-numitele minerale. Minereul este o rocă care conține anumite elemente sau compușii acestora (substanțe) în cantități mari. Cele mai utilizate tipuri de minereuri sunt fierul, cuprul și nichelul.

Minereu de fier este un minereu care conține fier în astfel de cantități și compuși chimici ca extragerea lui este posibila si rentabila din punct de vedere economic. Cele mai importante minerale sunt: ​​magnetita, magnetita, titanomagnetita, hematitul si altele. Minereuri de fier variază în compozitia minerala, continut de fier, benefic si impurități nocive, condițiile educaționale și proprietățile industriale.

Minereurile de fier sunt împărțite în bogate (mai mult de 50% fier), obișnuite (50-25%) și sărace (mai puțin de 25% fier, în funcție de compoziția chimică, sunt utilizate pentru topirea fontei). formă naturală sau după îmbogățire. Minereurile de fier folosite la fabricarea oțelului trebuie să conțină anumite substanțe în proporţiile cerute. De aceasta depinde calitatea produsului rezultat. Unele elemente chimice (pe lângă fier) ​​pot fi extrase din minereu și utilizate în alte scopuri.

Zăcămintele de minereu de fier sunt împărțite după origine. De obicei sunt 3 grupe: magmatice, exogene și metamorfogene. Ele pot fi împărțite în mai multe grupuri. Magmatogene se formează în principal atunci când diverși compuși sunt expuși la temperaturi ridicate. Depozitele exogene au apărut în văile râurilor în timpul depunerii sedimentelor și al intemperiilor rocilor. Depozitele metamorfogene sunt depozite sedimentare preexistente transformate în condiții presiuni mari si temperaturile. Cea mai mare cantitate de minereu de fier este concentrată în Rusia.

Anomalia magnetică Kursk este cel mai puternic bazin de minereu de fier din lume. Depozitele de minereu de pe teritoriul său sunt estimate la 200-210 miliarde de tone, ceea ce reprezintă aproximativ 50% din rezervele de minereu de fier de pe planetă. Este situat în principal în regiunile Kursk, Belgorod și Oryol.

Minereu de nichel este un minereu care conține elementul chimic nichel în astfel de cantități și compuși chimici încât extracția acestuia este nu numai posibilă, ci și profitabilă din punct de vedere economic. De obicei, acestea sunt depozite de minereuri sulfurate (conținut de nichel 1-2%) și silicați (conținut de nichel 1-1,5%). Cele mai importante sunt mineralele întâlnite în mod obișnuit: sulfuri, silicați hidrați și cloriți de nichel.

Minereurile de cupru sunt formațiuni minerale naturale în care conținutul de cupru este suficient pentru extracția economică a acestui metal. Dintre multele minerale cunoscute care conțin cupru, aproximativ 17 sunt folosite la scară industrială: cupru nativ, bornit, calcopirită (pirită de cupru) și altele. Următoarele tipuri de zăcăminte sunt de importanță industrială: pirite de cupru, cupru-magenetită skarn, magnetită de cupru-titan și cupru porfir.

Ele se află printre rocile vulcanice din perioada antică. Numeroși vulcani terestre și subacvatici au fost activi în această perioadă. Vulcanii au eliberat gaze de dioxid de sulf și ape fierbinți saturate cu metale - fier, cupru, zinc și altele. Dintre acestea pe fundul mării iar în rocile subiacente se depuneau minereuri, constând din sulfuri de fier, cupru și zinc, numite pirite. Principalul mineral al minereurilor de pirit este pirita sau pirita sulfuroasă, care constituie partea predominantă (50–90%) din volumul minereurilor de pirit.

Cea mai mare parte a nichelului extras este folosită pentru producția de oțeluri și aliaje rezistente la căldură, structurale, pentru scule, inoxidabile. O mică parte din nichel este cheltuită pentru producția de produse laminate cu nichel și cupru-nichel, pentru fabricarea de sârmă, benzi, diverse echipamente pentru industrie, precum și în aviație, știința rachetelor, în producția de echipamente pentru centrale nucleare. , și în fabricarea instrumentelor radar. În industrie, nichelul este aliat cu cupru, zinc, aluminiu, crom și alte metale.

, titan, cupru, plumb etc.) există baritul, grafitul, azbestul, corindonul, fosfatul și alte minereuri similare care sunt clasificate drept minerale nemetalice. Extras din minereuri și folosit în economie nationala peste 80 de produse chimice elemente.

Există minereuri mono- și poliminerale, constând respectiv din. de la unul sau mai multe minerale Toate minereurile au o compoziție complexă și adesea eterogenă. În funcție de raportul dintre utile (minereu) și altele neindustriale. mineralele valoroase se disting prin minereuri solide și diseminate. Primul consta în principal din din minereuri; de exemplu, minereurile de fier pot consta aproape în întregime din magnetit. În minereurile diseminate, mineralele utile sunt distribuite sub formă de așa-numite. fenocristale, care pot constitui 20-60% din masa solului.

R oud se numește simplu sau complex dacă din el se extrage oudul corespunzător. unul sau mai multe componente utile. Minereurile complexe conțin adesea impurități ale metalelor rare, de exemplu: bauxită - Ga, La și Sc, minereuri de fier - V, minereuri de titan - V, Sc, Nb. Prezența impurităților elementelor rare (V, Ge, Ga, elemente de pământuri rare etc.) crește valoarea minereului. De exemplu, extracția minereurilor de titanomagnetită de calitate scăzută este recomandabilă numai cu extracția însoțitoare de vanadiu (minereu de tip Kachkanar). Impuritățile dăunătoare fac metalurgia dificilă. prelucrarea minereurilor (și concentratele acestora) sau deteriorarea calității produsului rezultat. Astfel, concentratul de ilmenit destinat producerii pigmentului de oxid de titan prin metoda acidului sulfuric trebuie sa contina: Cr 2 O 3 8 0,05%, P 2 O 5 8 0,1%; prelucrarea minereurilor de fier devine mai complicată în prezența Ti, S, P sau As, iar cu un conținut de TiO2 mai mare de 4% titanomagnetită este nepotrivită pentru procesul de furnal. Pentru cele corecte și cele mai multe utilizare deplină minereuri, este necesar un studiu detaliat al compoziției lor elementare și materiale (în special, minerale).

Minim conținut de componente valoroase, care este fezabil din punct de vedere economic pentru industrie. extracție, precum și max. conținut de impurități nocive, numite balul de absolvire. condiție. Ele depind de formele de apariție a componentelor utile în minereuri, technol. metode de extragere și prelucrare a acestuia. Odată cu îmbunătățirea acestuia din urmă, evaluarea minereurilor dintr-un anumit zăcământ se modifică. Astfel, în 1955, în Krivoy Rog a fost extras minereu de fier cu un conținut de fier de cel puțin 60%, iar ulterior au început să fie folosite minereuri care conțin 25-30% fier. Cu cât valoarea metalului este mai mare, cu atât este mai puțin probabil. rezervele minereurilor sale în zăcământ și scad conținutul acestuia în minereuri (Tabelul 1). Acest lucru se aplică în special metalelor rare, radioactive și nobile. De exemplu, scandiul se obține din minereuri cu un conținut de cca. 0,002%, aur și platină la un conținut de 0,0005%.

Nevoile în continuă expansiune ale industriei ne obligă să aducem în producție tot mai multe tipuri noi de minereuri care nu au mai fost folosite până acum. Complexitatea utilizării minereurilor tradiționale este în creștere.

Potrivit lui geol. În funcție de condițiile de formare, minereurile sunt împărțite în magmatice, exogene și metamorfogene (vezi Minerale). Fierul formează adesea acumulări mari (miliarde de tone) atât de origine magmatică, cât și exogenă și metamorfogenă. Dr. componentele utile sunt mai puțin frecvente și, de regulă, formează componente industriale. acumulări ale unui număr limitat de tipuri de minereuri.

Ca urmare a actiunii diverselor geol. procese, se formează corpuri de minereu (acumulări de minereuri), având diferite. formă și dimensiune. Potrivit lui V.I Smirnov (1976), se disting următoarele. de bază forme ale corpurilor de minereu: 1) izometrice, dintre care trei dimensiuni sunt apropiate; 2) în formă de placă, două dimensiuni (lungime și lățime) dintre care sunt semnificativ mai mari decât a treia (putere); 3) tubular, în care o dimensiune (lungime) este semnificativ mai mare decât celelalte două (grosime și lățime); 4) forme complexe, având contururi neregulate, în schimbare bruscă, în toate dimensiunile. Formele corpurilor de minereu depind de geologie. structuri şi litologie compoziţia rocilor gazdă. Minereurile singenetice se formează concomitent cu rocile în care se află, minereuri epigenetice ca urmare a pătrunderii soluțiilor gazoase și lichide în roci.

R Oudul se caracterizează printr-o varietate de structuri și texturi. Structura minereului este determinată de structura mineralului. agregate, adică forma, dimensiunea și metoda de combinare a boabelor individuale care alcătuiesc un anumit agregat. Există 13 grupe structurale: cu granulație uniformă, cu granulație neuniformă, lamelară, fibroasă, zonală, orientată cristalografic, acreție apropiată, franjure, înlocuire, strivire, colomorfă, sferulitică și detritică. Fiecare grup este împărțit în diferite. număr de specii.

Textura minereului este spațiu. locație minerală agregate, care diferă unele de altele ca mărime, formă și compoziție. Sunt 10 principale. grupuri de texturi: masive, pete, cu benzi, nervurate, sferoidale, în formă de rinichi, zdrobite, goale, încadrate și libere. Fiecare grup are propriile tipuri, de exemplu: spotted include două tipuri de texturi (taxitice și diseminate), iar banded are nouă tipuri de texturi (de fapt, banded, ribbon, complex etc.). Analiza structurilor și texturilor minereurilor ne permite să stabilim succesiunea de formare a mineralelor și caracteristicile formării corpurilor de minereu.

Conform chimiei Compoziția mineralelor predominante distinge între oxid, silicat, sulfură, nativ, carbonat, fosfat și minereuri mixte. Astfel, reprezentanți caracteristici ai minereurilor de oxizi sunt acumulări de minerale de fier (magnetita Fe 3 O 4, hematita Fe 2 O 3) și titan (ilmenita FeTiO 3, rutil TiO 2); minereurile sulfurate includ minereuri care conţin pirit FeS 2, calcopirită CuFeS 2, sfalerit ZnS, galena PbS; Ch. este extras din minereuri native. arr. Au și Pt. Asemănarea geochimică Sf. în Nesk. metalele conduce la faptul că minereurile care le conțin sunt legate spațial și genetic în natură cu complexe montane bine definite.

Minereu de fier este principala materie primă pentru lume industria metalurgică. Economia depinde în mare măsură de piața acestui mineral. tari diferite Prin urmare, dezvoltarea minelor primește o atenție sporită în întreaga lume.

Minereu: definiție și caracteristici

Minereurile sunt roci care sunt folosite pentru prelucrarea și extragerea metalelor pe care le conțin. Tipurile acestor minerale diferă ca origine, conținut chimic, concentrație de metale și impurități. ÎN compoziție chimică Minereul conține diferiți oxizi de fier, hidroxizi și săruri de dioxid de carbon.

Interesant! Minereul a fost căutat în fermă încă din cele mai vechi timpuri. Arheologii au putut afla că fabricarea primelor obiecte de fier datează din secolul al II-lea. î.Hr. Acest material a fost folosit pentru prima dată de locuitorii Mesopotamiei.

Fier- un element chimic comun în natură. Conținutul său în scoarța terestră este de aproximativ 4,2%. Dar în forma sa pură nu se găsește aproape niciodată, cel mai adesea sub formă de compuși - în oxizi, carbonați de fier, săruri etc. Minereul de fier este o combinație de minerale cu o cantitate semnificativă de fier. În economia națională, utilizarea minereurilor care conțin mai mult de 55% din acest element este considerată fezabilă din punct de vedere economic.

Ce se face din minereu

Industria minereului de fier este o industrie metalurgică specializată în extracția și prelucrarea minereului de fier. Scopul principal al acestui material astăzi este producția de fontă și oțel.

Toate produsele fabricate din fier pot fi împărțite în grupuri:

• Fonta bruta cu concentratie mare de carbon (peste 2%).
• Fontă.
• Lingouri de oțel pentru producția de produse laminate, beton armat și țevi de oțel.
• Feroaliaje pentru fabricarea oțelului.

Pentru ce este nevoie de minereu?

Materialul este folosit pentru topirea fierului și a oțelului. Astăzi practic nu există sfera industriala, care se descurcă fără aceste materiale.

Fontă este un aliaj de carbon și fier cu mangan, sulf, siliciu și fosfor. Fonta este produsă în furnalele înalte, unde temperaturi mari minereul este izolat de oxizi de fier. Aproape 90% din fonta rezultată este marginală și este utilizată în topirea oțelului.

Sunt utilizate diverse tehnologii:

• topirea fasciculului de electroni pentru a obține material pur de înaltă calitate;
• prelucrare în vid;
• retopire electro-zgură;
• rafinarea oțelului (îndepărtarea impurităților dăunătoare).

Diferența dintre oțel și fontă este concentrația minimă de impurități. Topirea oxidativă în cuptoarele cu vatră deschisă este utilizată pentru purificare.

Oțelul de cea mai înaltă calitate este topit în cuptoare electrice cu inducție la temperaturi extrem de ridicate.

Minereu diferă prin concentrația elementului pe care îl conține. Poate fi îmbogățit (cu o concentrație de 55%) și sărac (de la 26%). Este recomandabil să folosiți minereuri de calitate scăzută în producție numai după îmbogățire.

Pe baza originii lor, se disting următoarele tipuri de minereuri:

• Magmatogen (endogen) - format sub influența temperaturii ridicate;
• Suprafață - resturi așezate ale elementului pe fundul bazinelor marine;
• Metamorfogen – obținut sub influența unei presiuni extrem de mari.

Principalii compuși minerali care conțin fier:

• Hematit (minereu de fier roșu). Cea mai valoroasă sursă de fier cu un conținut de elemente de 70% și o concentrație minimă de impurități nocive.
• Magnetit. Element chimic cu un conținut de metal de 72%, are proprietăți magnetice ridicate și este extras din minereuri de fier magnetice.
• Siderita (carbonat de fier). Există un conținut ridicat de rocă sterilă, fierul în sine este de aproximativ 45-48%.
• Minereuri brune de fier. Un grup de oxizi apoși cu un procent scăzut de fier, cu amestecuri de mangan și fosfor. Un element cu astfel de proprietăți se caracterizează printr-o bună recuperare și o structură poroasă.

Tipul de material depinde de compoziția sa și de conținutul de impurități suplimentare. Cel mai comun minereu de fier roșu cu un procent mare de fier poate fi găsit în diferite stări - de la foarte dens la praf.

Minereurile de fier brun au o structură liberă, ușor poroasă, de culoare maro sau gălbui. Un astfel de element necesită adesea îmbogățire, dar este ușor de prelucrat în minereu (din el se obține fontă de înaltă calitate).

Minereurile de fier magnetice au o structură densă și granulară, arătând ca niște cristale încorporate în rocă. Culoarea minereului este caracteristică negru-albastru.

Cum se extrage minereul

Exploatarea minereului de fier este un proces tehnic complex care implică scufundarea în adâncurile pământului pentru a căuta minerale. Astăzi, există două metode de extragere a minereului: deschisă și închisă.

Deschis (metoda carierei) este o opțiune comună și cea mai sigură în comparație cu tehnologia închisă. Metoda este relevantă pentru acele cazuri când Zona de lucru nu sunt pietre dure și nu sunt în apropiere aşezări sau sisteme de inginerie.

Mai întâi, este săpată o carieră de până la 350 de metri adâncime, după care fierul este colectat și îndepărtat de pe fund de mașini mari. După extracție, materialul este trimis pe locomotive diesel către fabricile de oțel și fier.

Carierele sunt săpate folosind excavatoare, dar acest proces durează mult. De îndată ce mașina ajunge la primul strat al minei, materialul este supus examinării pentru a determina procentul de conținut de fier și fezabilitatea lucrărilor ulterioare (dacă procentul este peste 55%, lucrările în acest domeniu continuă).

Interesant! În comparație cu metoda închisă, exploatarea în cariere costă jumătate mai mult. Această tehnologie nu necesită construcția de mine sau crearea de tuneluri. În același timp, eficiența muncii în cariere este de câteva ori mai mare, iar pierderea de material este de cinci ori mai mică.

Metoda de exploatare închisă

Exploatarea minereului minier (închis) este utilizată numai dacă este planificată pentru a menține integritatea peisajului în zona în care sunt exploatate zăcămintele de minereu. Această metodă este relevantă și pentru lucrul în zonele muntoase. În acest caz, se creează o rețea de tuneluri în subteran, ceea ce duce la costuri suplimentare - construcția minei în sine și transportul complex al metalului la suprafață. Principalul dezavantaj este riscul ridicat pentru viața lucrătorilor; mina se poate prăbuși și bloca accesul la suprafață.

Unde se extrage minereul?

Exploatarea minereului de fier este una dintre principalele zone ale complexului economic al Federației Ruse. Dar, în ciuda acestui fapt, ponderea Rusiei în producția mondială de minereu este de doar 5,6%. Rezervele mondiale se ridică la aproximativ 160 de miliarde de tone. Volumul de fier pur ajunge la 80 de miliarde de tone.

Țări bogate în minereuri

Distribuția mineralelor pe țară este următoarea:

• Rusia - 18%;
• Brazilia - 18%;
• Australia - 13%;
• Ucraina - 11%;
• China - 9%;
• Canada - 8%;
• SUA - 7%;
• alte țări - 15%.

S-au observat zăcăminte semnificative de minereu de fier în Suedia (orașele Falun și Gellivar). Găsit în America un numar mare de minereu în Pennsylvania. În Norvegia, metalul este extras în Persberg și Arendali.

Minereuri din Rusia

Anomalia magnetică Kursk este un mare zăcământ de minereu de fier din Federația Rusă și din lume, în care volumul de metal nerafinat ajunge la 30.000 de milioane de tone.

Interesant! Analiștii notează că amploarea producției de minerale la minele KMA va continua până în 2020 și va exista un declin în viitor.

Suprafața minelor din Peninsula Kola este de 115.000 km pătrați. Aici se exploatează fier, nichel, minereuri de cupru, cobalt și apatite.

Munții Urali sunt, de asemenea, printre cele mai mari zăcăminte de minereu din Federația Rusă. Principala zonă de dezvoltare este Kachkanar. Volumul de minereu este de 7000 milioane de tone.

Metalul este extras în cantități mai mici în bazinul Siberiei de Vest, Khakassia, bazinul Kerci, Zabaikalsk și regiunea Irkutsk.