Erzmaterialien. Die wichtigsten Mineralien von Eisenerzen. Eisenerzreserven im Land

Folgende Industrietypen werden unterschieden Eisenerz:

Es gibt vier Haupttypen von Eisenerzprodukten, die in der Eisenmetallurgie verwendet werden:

• getrenntes Eisenerz (durch Trennverfahren angereichertes brüchiges Erz),
• Briketts aus Eisenerz.

Chemische Zusammensetzung

Durch chemische Zusammensetzung Eisenerze sind Oxide, Hydrate von Oxiden und Kohlensäuresalzen von Eisenoxid, kommen in der Natur in Form einer Vielzahl von Erzmineralien vor, von denen die wichtigsten sind: Magnetit (magnetisches Eisenerz), Hämatit (Eisenglanz oder rotes Eisenerz ); Limonit (braunes Eisenerz, das Sumpf- und Seeerze umfasst), Siderit (Spat-Eisenerz oder Eisenspat und seine Sorte - Sphärosiderit). Üblicherweise ist jede Ansammlung der genannten Erzminerale eine Mischung aus ihnen, teilweise sehr eng, mit anderen Mineralien, die kein Eisen enthalten, wie Ton, Kalkstein oder sogar Bestandteile kristalline Eruptivgesteine. Manchmal werden einige dieser Mineralien zusammen in derselben Lagerstätte gefunden, obwohl in den meisten Fällen eines von ihnen überwiegt, während andere genetisch damit verwandt sind.

reiches Eisenerz

Reiches Eisenerz hat einen Eisengehalt von über 57 %, weniger als 8-10 % Kieselsäure, weniger als 0,15 % Schwefel und Phosphor. Es ist ein Produkt der natürlichen Anreicherung von eisenhaltigen Quarziten, die durch Auslaugen von Quarz und Zersetzung von Silikaten während der Prozesse der langfristigen Verwitterung oder Metamorphose entstehen. Arme Eisenerze können mindestens 26 % Eisen enthalten.

Es gibt zwei morphologische Haupttypen von reichen Eisenerzvorkommen: flach und linear. Die flächigen liegen auf den Kuppen steil abfallender Schichten eisenhaltiger Quarzite in Form großer Flächen mit taschenartigem Grund und gehören zu typischen Verwitterungskrusten. Lineare Ablagerungen sind keilförmige Erzkörper aus reichen Erzen, die in Zonen von Störungen, Brüchen, Quetschungen und Biegungen im Prozess der Metamorphose in die Tiefe fallen. Die Erze zeichnen sich durch einen hohen Eisengehalt (54-69 %) und einen niedrigen Schwefel- und Phosphorgehalt aus. Das charakteristischste Beispiel für metamorphe Lagerstätten von reichen Erzen können die Lagerstätten Pervomayskoye und Zheltovodskoye im nördlichen Teil von Krivbass sein.

Reichhaltige Eisenerze werden verwendet, um Roheisen in Hochöfen zu verhütten, das dann in offenen Herden, im Konverter oder in der Elektrostahlerzeugung zu Stahl umgewandelt wird. Ein kleiner Teil der geförderten reichen Eisenerze wird als Farbstoffe und Beschwerungsmittel für Bohrschlämme verwendet. Unabhängig davon gibt es Prozesse zur direkten Reduktion von Eisen, eines der Produkte davon ist heißes brikettiertes Eisen. Erze mit niedrigem und mittlerem Eisengehalt für industrielle Zwecke müssen zuerst den Anreicherungsprozess durchlaufen.

Faktoren, die den Wert von Erzen bestimmen

1. Der Hauptfaktor, der den metallurgischen Wert von Eisenerzen bestimmt, ist der Eisengehalt. Eisenerze auf dieser Basis werden in reich (60-65% Fe) mit einem durchschnittlichen Gehalt (45-60%) und arm (weniger als 45%) unterteilt. Eine Abnahme der Eisenmenge im Erz verursacht eine fortschreitende Abnahme seines metallurgischen Werts aufgrund einer signifikanten Zunahme der relativen Ausbeute an Schlacke beim Hochofenschmelzen. Die Betriebspraxis von Hochöfen hat festgestellt, dass bei einer Erhöhung des Eisengehalts in der Charge um 1% (abs.) die Produktivität des Ofens um 2-2,5% zunimmt und der spezifische Koksverbrauch um 1- 1,5 %.
2. Die Zusammensetzung des Abfallgesteins hat einen erheblichen Einfluss auf die Qualität des Eisenerzes. Bei einer Abfallgesteinsbasizität von Null verdoppelt sich die Schlackenmenge im Vergleich zu der durch das Erz eingebrachten Abfallgesteinsmenge. Wenn das Abfallerz selbstschmelzend ist, dh die Basizität von Erz und Schlacke gleich ist, ist die Einführung von Flussmittel nicht erforderlich, und die Menge an Schlacke ist gleich der Menge an Abfallgestein, dh seine Ausgabe wird halb so viel sein. Proportional zur Abnahme der Schlackenausbeute sinkt der spezifische Koksverbrauch und die Produktivität des Hochofens steigt. Somit steigt der metallurgische Wert von Erzen mit der Erhöhung der Basizität des Abfallgesteins.
3. Schädliche Verunreinigungen mindern den Wert des Erzes und machen es in erheblichem Umfang selbst bei hohem Eisengehalt für den direkten Einsatz im Hochofen ungeeignet.
   • Während des Hochofenschmelzens geht eine kleine Menge Schwefelverbindungen in Gas über und wird mit diesem aus dem Hochofen weggetragen, aber der Großteil des Schwefels wird zwischen dem Roheisen und der Schlacke verteilt. Um die maximale Menge an Schwefel in Schlacke umzuwandeln und die Entstehung von saurem Roheisen zu verhindern, muss der Hochofen hocherhitzte Schlacken mit erhöhter Basizität enthalten, was letztendlich den spezifischen Koksverbrauch erhöht und die Produktivität des Ofens proportional verringert. Es wird angenommen, dass eine Verringerung des Schwefelgehalts im Erzteil der Ladung um 0,1% (abs.) den spezifischen Koksverbrauch um 1,5-2% und den Flussmittelverbrauch um 6-7% verringert und die Produktivität der Sprengung erhöht Ofen um 1,5-2 %. Die gegenwärtigen Bedingungen begrenzen den maximalen Schwefelgehalt in Erzen, die für die Hochofenverhüttung bestimmt sind, auf 0,2-0,3 %. Aufgrund der Tatsache, dass derzeit der Großteil der abgebauten Erze vor der Einspeisung in den Ofen einer Aufbereitung unterzogen wird, gefolgt von einer thermischen Verarbeitung der Konzentrate im Prozess der Agglomeration oder Pelletröstung, wodurch eine erhebliche ein Teil des anfänglichen Schwefels (80-95%) verbrennt, wurde es möglich, Eisenerze mit einem Schwefelgehalt von bis zu 2-2,5% zu verwenden. Gleichzeitig ist Erz, das Sulfidschwefel enthält, ceteris paribus, wertvoller als Erz, in dem Schwefel in Form von Sulfaten vorliegt, da letzteres beim Agglomerieren und Rösten der Pellets schlechter entfernt wird.
   • Beim Agglomerieren wird Arsen noch schlechter entfernt. Beim Hochofenschmelzen wandelt es sich vollständig in Gusseisen um. Der Gehalt an Arsen im abgebauten Erz sollte 0,1-0,2 % nicht überschreiten, auch wenn es zur Agglomeration verwendet wird.
   • Phosphor wird während der Agglomeration nicht entfernt. In einem Hochofen wandelt es sich vollständig in Roheisen um, daher wird sein Grenzgehalt im Erz durch die Möglichkeit bestimmt, Roheisen dieser Qualität zu schmelzen. Bei Bessemer-Gusseisen (mit reinem Phosphor) sollte seine Menge im Erz 0,02% nicht überschreiten. Im Gegensatz dazu sollte es bei der Gewinnung von Phosphor-Gusseisen für das Thomas-Verfahren 1 % oder mehr betragen. Der durchschnittliche Phosphorgehalt von 0,3-0,5% ist am ungünstigsten, da eine solche Phosphorkonzentration für das Schmelzen von Tomasov-Eisen niedrig und für Bessemer-Eisen zu hoch ist, was zu einer Verschlechterung des technischen und wirtschaftlichen Zustands führt Indikatoren für den Stahlherstellungsprozess.
   • Zink wird während der Agglomeration nicht entfernt. Daher begrenzen technische Bedingungen den Zinkgehalt in geschmolzenen Erzen auf 0,08-0,10 %.
4. Nützliche Verunreinigungen erhöhen den metallurgischen Wert von Eisenerzen aus den folgenden Gründen. Während des Schmelzens solcher Erze können natürlich legierte Gusseisen erhalten werden und dann Stähle, die keine Einführung spezieller teurer Zusätze zum Legieren erfordern (oder deren Verbrauch reduzieren). So werden Nickel- und Chromverunreinigungen in Erzen verwendet. In anderen Fällen werden gleichzeitig mit Gusseisen weitere wertvolle Metalle gewonnen. Beispielsweise wird bei der Verarbeitung von Titanomagnetit-Erzen als Ergebnis der metallurgischen Verarbeitung neben Eisen ein sehr wertvolles und teures Metall gewonnen - Vanadium, wodurch es wirtschaftlich wird, Rohstoffe mit niedrigem Eisengehalt zu verarbeiten ( siehe zum Beispiel Kachkanarsky GOK). Ein erhöhter Mangangehalt in Eisenerzen ermöglicht es, Mangangusseisen zu erhalten, bei denen Entschwefelungsprozesse vollständiger ablaufen und die Qualität des Metalls verbessert wird.
5. Die Fähigkeit eines Erzes zur Anreicherung (Aufbereitung des Erzes) ist ein wichtiges Zeichen für seinen metallurgischen Wert, da die meisten der gewonnenen Eisenerze der einen oder anderen Anreicherungsmethode unterzogen werden, um ihren Eisengehalt zu erhöhen oder die Konzentration zu verringern schädliche Verunreinigungen. Der Aufbereitungsprozess besteht in einer mehr oder weniger vollständigen Trennung des Erzminerals vom Abfallgestein, den Sulfiden. Die Anreicherung wird erleichtert, wenn das Abfallgestein fast kein Eisen enthält und die Partikel des Erzminerals relativ große Körner sind. Solche Erze werden klassifiziert als leicht bereichert. Feine Einstreuung von Erzpartikeln und eine große Menge Eisen im Abfallgestein machen das Erz aus schwer zu bereichern, was seinen metallurgischen Wert erheblich verringert. Hinsichtlich der Anreicherung lassen sich einzelne Erzarten in der Reihenfolge ihres Verfalls in folgende Reihe einordnen: magnetisches Eisenerz (angereichert mit dem billigsten u effektiver Weg- Magnetabscheidung), Hämatit- und Martiterze, braunes Eisenerz, Siderit. Ein Beispiel für ein leicht anzureicherndes Erz sind die Magnetite der Lagerstätte Olenegorsk. Magnetische Trennung macht es einfach, Gangartquarz von Magnetit zu trennen. Wenn der Eisengehalt im ursprünglichen Erz 29,9 % beträgt, wird ein Konzentrat mit 65,4 % Eisen erhalten. Auch bei der magnetischen Trennung von Titanomagnetiten der Lagerstätte Kachkanarskoye, deren Eisenanteil 16,5% beträgt, wird ein Konzentrat mit 63-65% Eisen erhalten. Zum Beispiel kann das braune Eisenerz von Kerch der Kategorie der feuerfesten Erze zugeordnet werden, deren Waschen bei einem anfänglichen Eisengehalt von 40,8 % eine Erhöhung des Konzentrats auf nur bis zu 44,7 % ermöglicht. In dem aus Erz gewaschenen Abfallgestein erreicht sein Anteil in diesem Fall 29-30%. Der metallurgische Wert von Eisenerz wird weiter erhöht, wenn andere nützliche Komponenten auf dem Weg aus Abfallgestein extrahiert werden. Beispielsweise wird bei der Anreicherung des Erzes der Lagerstätte Eno-Kovdorskoye neben Eisenerzkonzentrat Apatitkonzentrat gewonnen, das ein Rohstoff für die Herstellung von Mineraldünger ist. Eine solche aufwendige Verarbeitung Das aus den Tiefen des Eisenerzes geförderte Eisenerz erhöht die Rentabilität der Erschließung der Lagerstätte erheblich.
6. Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften, die den metallurgischen Wert von Eisenerzen beeinflussen, sind: Festigkeit, granulometrische Zusammensetzung (Klumpenbildung), Porosität, Feuchtigkeitskapazität usw. Die direkte Verwendung von Erzen mit geringer Festigkeit und Schluff in Hochöfen ist unmöglich, da ihre feinen Fraktionen stark beeinträchtigen die Gasdurchlässigkeit der Beschickungsstoffsäule . Außerdem entfernt der Hochofengasstrom Erzpartikel, die kleiner als 2-3 mm sind, aus dem Arbeitsraum des Hochofens, die sich dann in den Staubabscheidern absetzen. Bei der Verarbeitung von Erzen mit geringer Festigkeit führt dies zu einer Erhöhung ihres spezifischen Verbrauchs für die Eisenverhüttung. Die Gewinnung lockerer schluffiger Erze ist mit der Notwendigkeit verbunden, teure Sinteranlagen für deren Agglomeration zu bauen, was solche Erze deutlich entwertet. Bei der Gewinnung von braunem Eisenerz und Hämatiterzen ist die Menge an Feinanteilen besonders groß. So geben die reichhaltigen Erze der Magnetanomalie Kursk während des Abbaus bis zu 85 % der Feinstoffe ab, die agglomeriert werden müssen. Die durchschnittliche Ausbeute einer Fraktion größer als 10 mm (geeignet zum Schmelzen im Hochofen) aus reichen Krivoy-Rog-Erzen überschreitet nicht 32%, und die Ausbeute einer Fraktion größer als 5 mm aus abgebauten Kertsch-Erzen beträgt nicht mehr als 5%. Gemäß den Bedingungen des Hochofenschmelzens sollte die untere Grenze der Größe des in Hochöfen geladenen Erzes 5-8 mm betragen, jedoch steigt sie aufgrund der Schwierigkeit, solche feinen Fraktionen, insbesondere nasse Erze, auf Sieben zu sieben bis 10-12 mm. Die Obergrenze der Stückgröße wird durch die Reduzierbarkeit des Erzes bestimmt und sollte 30-50 mm nicht überschreiten, in der Praxis liegt sie aber auch bei 80-100 mm.
7. Festigkeit von Erzen beim Trocknen, Erhitzen und Reduzieren. Aufgrund der Tatsache, dass die Zusammensetzung der Erze mineralische Komponenten mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten enthält, treten beim Erhitzen erhebliche innere Spannungen in den Erzstücken auf, die zu ihrer Zerstörung unter Bildung von Feinanteilen führen. Eine zu schnelle Trocknung kann dazu führen, dass die Erzstücke unter der Einwirkung des austretenden Wasserdampfes zerfallen. Die Abnahme der Festigkeit von Eisenerzmaterialien während des Trocknens und Erhitzens wird als Dekrepitation bezeichnet.
8. Eine wichtige technologische Eigenschaft von Eisenerzen ist ihre Erweichung. In einem Hochofen erzeugen teigige Schlackenmassen, die sich beim Erweichen des Erzanteils der Charge bilden, einen großen Widerstand gegen den Gasdurchgang. Daher ist es wünschenswert, Erze mit der höchsten Erweichungsbeginntemperatur zu verwenden. Dabei erweicht das Erz im Hochofenschacht nicht, was sich günstig auf die Gasdurchlässigkeit der Chargiersäule auswirkt. Je kürzer das Erzerweichungsintervall (Temperaturdifferenz zwischen Beginn und Ende der Erweichung) ist, desto schneller verwandeln sich die erweichten pastösen Massen in eine flüssige bewegliche Schmelze, die dem Gasstrom keinen großen Widerstand entgegensetzt. Daher sind Erze mit einem kurzen Intervall und einem hohen Erweichungspunkt von großem metallurgischem Wert.
9. Der Feuchtigkeitsgehalt eines Erzes bestimmt seinen Feuchtigkeitsgehalt. Für verschiedene Arten von Eisenerzen wird der zulässige Feuchtigkeitsgehalt unter Berücksichtigung ihrer Feuchtigkeitskapazität durch technische Bedingungen festgelegt: für braunes Eisenerz - 10-16%, Hämatiterze - 4-6%, Magnetite - 2-3%. Eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit erhöht die Transportkosten für den Transport von Erz und in Winterzeit erfordert die Kosten des Trocknens, um sein Einfrieren zu beseitigen. Somit nimmt mit zunehmender Feuchtigkeit und Feuchtigkeitskapazität von Erzen ihr metallurgischer Wert ab.
10. Die Art der Porosität des Erzes bestimmt weitgehend die Reaktionsfläche der Wechselwirkung von gasförmigen Reduktionsmitteln mit Eisenoxiden des Erzes. Unterscheiden Sie zwischen allgemeiner und offener Porosität. Bei gleichem Wert der Gesamtporosität nimmt mit abnehmender Porengröße die Reaktionsfläche der Erzstücke zu. Dies erhöht ceteris paribus die Reduzierbarkeit des Erzes und seinen metallurgischen Wert.
11. Die Reduzierbarkeit eines Erzes ist seine Fähigkeit, an Eisen gebundenen Sauerstoff mehr oder weniger stark in seine Oxide zu einem gasförmigen Reduktionsmittel freizusetzen. Je höher die Reduzierbarkeit des Erzes ist, desto kürzer kann seine Verweilzeit im Hochofen sein, wodurch das Schmelzen beschleunigt werden kann. Bei gleicher Verweilzeit im Ofen geben leicht zu reduzierende Erze den Ofengasen mehr mit Eisen assoziierten Sauerstoff. Dadurch ist es möglich, den Ausbaugrad der Direktreduktion und den spezifischen Koksverbrauch für die Eisenverhüttung zu reduzieren. Somit ist die erhöhte Reduzierbarkeit des Erzes in jeder Hinsicht seine wertvolles Eigentum. Am stärksten reduzierbar sind in der Regel lockere, hochporöse Brauneisenerze und Siderite, die bei der CO 2 -Entnahme in den oberen Horizonten des Hochofens oder durch Vorfeuerung eine hohe Porosität erhalten. Ihnen folgen in abnehmender Reihenfolge der Reduzierbarkeit dichtere Hämatit- und Magnetiterze.
12. Die Größe einer Eisenerzlagerstätte ist ein wichtiges Kriterium für ihre Bewertung, da mit einer Zunahme der Erzreserven die Rentabilität ihrer Entwicklung steigt, die Effizienz des Baus und des Betriebs der Haupt- und Nebenstrukturen (Steinbrüche, Minen, Kommunikation, Wohnen) steigt , usw.) steigt. Die Hochofenhalle eines modernen Hüttenwerks mit durchschnittlicher Kapazität erschmilzt 8-10 Millionen Tonnen Roheisen pro Jahr, und ihr jährlicher Erzbedarf beträgt 15-20 Millionen Tonnen.Um die Baukosten zu kompensieren, muss die Anlage betrieben werden mindestens 30 Jahre (Amortisationszeit). Dies entspricht den minimalen Feldreserven von 450-600 Millionen Tonnen.
13. Einen wesentlichen Einfluss auf die Bestimmung der Rückweisungsgrenze für den Eisengehalt haben die Abbaubedingungen, je nach Art des Vorkommens des Erzkörpers. Das tiefe Vorkommen von Erzschichten erfordert den Bau teurer Minen für deren Erschließung, hohe Betriebskosten (für Belüftung, Beleuchtung von Minen, Abpumpen von Wasser, Heben von Erz und taubem Gestein usw.). Ein Beispiel für äußerst ungünstige bergbauliche und geologische Bedingungen für das Auftreten eines Erzkörpers ist die Lagerstätte Jakowlewskoje KMA, bei der die Dachhöhe über dem Erz in einigen Bereichen 560 m erreicht.Im Dach befinden sich acht Grundwasserleiter, was schwierig ist hydrogeologischen Bedingungen für den Bergbau und erfordert die Entnahme von Grundwasser aus dem Bereich einer Erzlagerstätte oder künstliche Vereisung des Bodens in diesem Bereich. All dies erfordert große Kapital- und Betriebskosten für den Erzabbau und reduziert den Wert von Erzen. Die Lage der Lagerstätte in der Nähe der Tagesoberfläche der Erde und die Möglichkeit, Erz auf offenem Weg (in Steinbrüchen) abzubauen, reduzieren die Kosten des Erzabbaus erheblich und erhöhen den Wert der Lagerstätte. In diesem Fall wird es rentabel, Erze mit einem geringeren Eisengehalt als im Untertagebau zu gewinnen und zu verarbeiten.
14. Zusammen mit Daten über die Menge und Qualität von Eisenerz ein wichtiger Faktor Bei der Bewertung einer bestimmten Lagerstätte ist ihre geografische und wirtschaftliche Lage: Entfernung vom Verbraucher, Anwesenheit Verkehrskommunikation, Arbeitsressourcen usw.

Industrielle Arten von Lagerstätten

Die wichtigsten industriellen Arten von Eisenerzvorkommen

• Auf ihnen bildeten sich Ablagerungen von eisenhaltigen Quarziten und reichen Erzen

Sie sind metamorphen Ursprungs. Das Erz wird durch eisenhaltige Quarzite oder Jaspilite, Magnetit, Hämatit-Magnetit und Hämatit-Martit (in der Oxidationszone) repräsentiert. Becken der Magnetanomalie Kursk (KMA, Russland) und Krivoy Rog (Ukraine), Oberseeregion (Englisch) Russisch(USA und Kanada), Eisenerzprovinz Hamersley (Australien), Region Minas Gerais (Brasilien).

• Stratum Sedimentablagerungen. Sie sind chemogenen Ursprungs und entstehen durch Ausfällung von Eisen aus kolloidalen Lösungen. Dies sind oolithische oder Leguminosen-Eisenerze, die hauptsächlich durch Goethit und Hydrogoethit repräsentiert werden. Lothringen-Becken (Frankreich), Kertsch-Becken, Lisakowskoje und andere (ehemalige UdSSR).
• Skarn-Eisenerzvorkommen. Sarbaiskoje, Sokolovskoye, Kacharskoye, Berg Blagodat, Magnitogorskoye, Taschtagolskoye.
• Komplexe Titanomagnetit-Lagerstätten. Der Ursprung ist magmatisch, die Ablagerungen beschränken sich auf große präkambrische Intrusionen. Erzmineralien - Magnetit, Titanomagnetit. Kachkanarskoye, Kusinskoye Ablagerungen, Ablagerungen von Kanada, Norwegen.

Kleinere industrielle Arten von Eisenerzvorkommen

• Komplexe Karbonatit-Apatit-Magnetit-Lagerstätten. Kowdorskoje.
• Eisenerz-Magno-Magnetit-Lagerstätten. Korshunowskoje, Rudnogorskoje, Neryundinskoje.
• Eisenerz-Siderit-Lagerstätten. Bakalskoe, Russland; Siegerland, Deutschland usw.
• Eisenerz- und Ferromanganoxidablagerungen in vulkanisch-sedimentären Schichten. Karazhalskoe.
• Eisenerzplattenartige lateritische Ablagerungen. Südlicher Ural; Kuba und andere

Vorräte

Die nachgewiesenen Eisenerzreserven der Welt betragen etwa 160 Milliarden Tonnen, die etwa 80 Milliarden Tonnen reines Eisen enthalten. Nach Angaben des US Geological Survey Eisenerzvorkommen

KAPITEL 7. GRUPPEN VON ERZMINERALEN NACH PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN. DIAGNOSTISCHE EIGENSCHAFTEN VON REFERENZMINERALEN. TABELLEN-DETERMINANTEN.

STANDARD-STUDIENSCHEMA

ERZ MINERAL UND EINE WELLE

Aus einer großen Anzahl von Erzmineralien können charakteristische Verbindungen dreier Arten unterschieden werden: natürliche Elemente (Metalle), Sulfide und ähnliche Verbindungen sowie Oxide - Verbindungen von Metallen mit Sauerstoff. Sie unterscheiden sich erheblich in ihren physikalischen Eigenschaften, was die Diagnose erleichtert.

1. Native Elemente wie Au, Ag, Fe, Cu, Pt haben die physikalischen Eigenschaften idealer Metalle, d.h. Formbarkeit, Duktilität, metallischer Glanz (lichtundurchlässig), Wärme- und Elektrizitätsleitfähigkeit, hohe Dichte. Ihre Eigenschaften beruhen hauptsächlich auf der metallischen Art der elektronischen Bindung zwischen Atomen. Die Art der Bindung bestimmt den Aufbau von Kristallgittern und optische Eigenschaften. Für Erzminerale sind Reflektivität und Härte wichtige Eigenschaften. Natürliche Metalle sind im Allgemeinen die am stärksten reflektierenden Objekte und haben eine geringe Härte. Zu den typischen Erzmineralen gehört auch eine hexagonale Modifikation des nativen Kohlenstoffs – Graphit, die sich durch geringe Reflexion auszeichnet.

2. Sulfide wie: Bleiglanz - PbS, Sphalerit - ZnS, Millerit - NiS, Zinnober - HgS, Pyrrhotit - FeS, Covellit - CuS - haben nicht die Eigenschaften von Metallen. Sie sind meist zerbrechlich, leiten Strom schlecht, haben ein durchschnittliches Reflexionsvermögen, einige lassen Licht teilweise durch. Die elektronischen Bindungen zwischen den in den Kristallgittern von Sulfiden enthaltenen chemischen Elementen sind ionischer oder gemischter Art, was einen scharfen Unterschied in ihren optischen Eigenschaften verursacht. Viele Sulfide zeigen eine breite Anisotropie der physikalischen Eigenschaften, einschließlich Härte und Reflexionsvermögen. Zu dieser Gruppe der Erzminerale gehören auch zahlreiche Selen-, Tellurid-, Arsen- und Antimonverbindungen, darunter viele industriell bedeutende Minerale.

3. Oxide, zum Beispiel Magnetit - Fe 2+ Fe 3+ 2 O 4, Hämatit - Fe 2 O 3, Rutil - TiO 2, Cuprit - Cu 2 O, Ilmenit - FeTiO 3, Chromit - FeCr 2 O 4, unterscheiden sich noch mehr von Metallen durch den Mangel an Plastizität, elektrische Leitfähigkeit. Oxide sind im Allgemeinen durch ein geringes Reflexionsvermögen und eine hohe Härte gekennzeichnet. Viele Oxide lassen Licht durch. Die Arten chemischer Bindungen in Oxiden sind unterschiedlich, was ihre großen Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften verursacht.

Anders ist die Rolle der natürlichen Metalle, Sulfide und Oxide bei der Lagerstättenbildung. Einheimische Metalle bilden selten Lagerstätten, und Sulfide und Oxide sind die Hauptbestandteile zahlreicher Lagerstätten.

Die wichtigsten erzhaltigen Lagerstätten sind:

Referenzmineralien umfassen: Pyrit, Bleiglanz, Fahlore, Sphalerit. Ihre diagnostischen Eigenschaften sind in der Tabelle angegeben. eines.

Tabelle 1

Diagnostische Eigenschaften von Referenzmineralien

Es ist wichtig, die Eigenschaften dieser Mineralien zu kennen, um sie in der Praxis leicht erkennen und zur Diagnose anderer Mineralien verwenden zu können. Der Hauptvorteil der vorgeschlagenen Gruppe von Standards liegt in der weiten Verbreitung in verschiedenen Lagerstätten, der Stabilität ihrer Eigenschaften, Standardfarben, Reflexionsstärke usw. Beispielsweise in einer Verringerung des Reflexionskoeffizienten in der Reihe: Pyrit-Bleiglanz-Fahlore -Sphalerit tritt im Bereich von 10–15% auf, was dem Empfindlichkeitsintervall des Auges entspricht. Dies erleichtert das Navigieren in den Referenztabellen mit der „Kontaktmethode“. Die Mikrohärte steigt natürlich auch in der Reihe: Bleiglanz-Sphalerit-Fahlore-Pyrit (von 2,5 auf 6,5), was die Verwendung eines primitiven Schemas zur Bestimmung von Härtegruppen nach der „Kratzmethode“ ermöglicht. Am Beispiel von Standards werden solche diagnostischen Eigenschaften wie Referenzfarben aufgenommen: Weiß (Bleiglanz) und Grau (Sphalerit), „innere Struktur“ (Dreiecke aus Splittern in Bleiglanz) und „innere Reflexionen“ (Sphalerit und verblasstes Erz) usw.

Die Eigenschaften weiterer Minerale, die in der Lehrveranstaltung „Erzmineralisierung“ enthalten sind, werden in Form von Standardschlüsseltabellen angegeben.

Ein Beispiel für die Arbeit mit einer Nachschlagetabelle

Betrachten Sie als Beispiel die Tabelle C.A. Juschko und V. V. Ivanov (Anhang 4), gegeben in der Arbeit von S.A. Yushko "Methoden der Laborforschung von Erzen" (1984). Die Tabelle wird anhand der wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Erzmineralien erstellt, die der Student im Labor bestimmt. Die in der Tabelle aufgeführten Mineralien sind je nach ihren Eigenschaften in 36 Gruppen eingeteilt.

Es wird empfohlen, zunächst die Art der Anisotropie des Minerals zu bestimmen. Auf dieser Grundlage werden Mineralien in zwei Teile geteilt große Gruppen. Die genaue Definition der Anisotropie ermöglicht es, den Umfang der Suche nach dem Mineral stark einzuschränken.

Im nächsten Schritt wird der Reflexionsgrad bestimmt. In jeder Gruppe von sowohl isotropen als auch anisotropen Mineralien ist die erste vertikale Spalte links mit „Reflexion“ beschriftet. Es ist in drei Unterabschnitte (von unten nach oben) unterteilt: „gleich Sphalerit und kleiner“, „gleich Bleiglanz und kleiner“ und „größer als Bleiglanz“. Eine ungefähre Bestimmung des Reflexionskoeffizienten nach Standards ermöglicht es Ihnen, die Suche nach einem Mineral auf 3-7 Gruppen zu beschränken.

Die Bestimmung der Farbe eines Minerals im reflektierten Licht ist nicht sehr schwierig, löst aber ein anderes Problem - es trennt „klar gefärbte“ Mineralien, die beispielsweise unter den anisotropen Mineralien nicht so zahlreich sind. Diese Eigenschaft ist in der zweiten vertikalen Spalte der Tabelle angegeben: "Mineralfarbe".

Die nächste vertikale Spalte – „Interne Reflexionen im Pulver“ ermöglicht es Ihnen, Mineralien mit deutlich ausgeprägten internen Reflexionen hervorzuheben, was besonders in Gruppen farbloser Mineralien wichtig ist.

Die letzte Spalte vor der Ermittlung der Nummer der Diagnosegruppe ist „Härte“. Die Bestimmung der Härte durch Schüler erfolgt in

Schrankbedingungen schnell auf zwei Arten. Nach der Methode des Kratzens mit Kupfer- und Stahlnadeln wird die Härteklasse bestimmt: „hoch“, „mittel“ und „niedrig“. Der Wert der Mikrohärte wird auf dem MPT-3-Mikrohärtetester angegeben.

Die Bestimmung der diagnostischen Gruppe grenzt die Suche nach dem Mineral ein, löst aber das Bestimmungsproblem noch nicht vollständig. Einige Gruppen sind sehr komplex in Bezug auf den Mineraliensatz, z. B. Nr. 7, 10, 15, 22 usw. Als nächstes sollten Sie alle zusätzlichen Eigenschaften aus den Nachschlagewerken verwenden: Kornmorphologie, innere Struktur, paragenetische Assoziationen , Farbschattierungen usw. Eine große Hilfe können mikrochemische Reaktionen in Gegenwart einer Reihe von Standardreagenzien sein. Die Definition einiger Minerale kann nur durch Analyse der chemischen Zusammensetzung und Röntgenaufnahmen bestimmt werden.

Standardschemata für die Untersuchung von Erzmineralien und Schliff

Schema der Mineralforschung:

1. Der Reflexionsgrad wird geschätzt (relativ zu Standards) oder auf einem Spektrophotometer gemessen.

2. Bestimmt: Farbe, Anisotropie, Doppelreflexion, Farbeffekte, Vorhandensein interner Reflexionen, Mikrohärte durch Kratzen.

3. Das Vorhandensein von Magnetismus wird überprüft.

4. Die Form und innere Struktur der Körner werden untersucht.

5. Gemäß der Eigenschaftstabelle werden das Mineral und die Gruppe der Analoga bestimmt.

6. Gemäß den Verzeichnissen werden die Zeichen angegeben und eine Auswahl getroffen.

7. Wenn die Bestimmung schwierig ist, wird die Mikrohärte auf dem PMT-3-Gerät angegeben und das Mineral erneut gemäß der Mineralhärtetabelle bestimmt.

8. Wenn das Mineral nicht aus den Tabellendaten bestimmt werden konnte:

– Vorbereitung einer Probe für die Mikrosondenanalyse zur Klärung der chemischen Zusammensetzung;

- Bereiten Sie die Vorbereitung für die Röntgenuntersuchung vor.

Schema zur Beschreibung des Anschliffs:

1. Die Textur der Probe wird makroskopisch bestimmt.

2. Die vollständige Mineralzusammensetzung wird unter einem Mikroskop bestimmt.

3. Die Anzahl der Mineralphasen und ihr Volumen:

– wichtige Mineralien (> 1%);

- geringfügige Mineralien< 1 %);

– seltene Mineralien (Einzelkörner).

4. Die Korngrößen aller Mineralien werden gemessen.

5. Regelmäßige Verwachsungen, Paragenese und Assoziationen werden unterschieden.

6. Altersbeziehungen zwischen Mineralien und Assoziationen werden analysiert.

7. Die Reihenfolge der Ausbildung wird festgelegt, ihr Schema wird erstellt.

8. Die Struktur, Art der Mineralisierung wird bestimmt.

9. Es wird ein Rückschluss auf die Genese gezogen.

10. Orte zur Veranschaulichung von Beweisen sind umrissen.

Wenn man die Frage stellt, warum wir Eisenerz brauchen, wird klar, dass eine Person ohne sie die Höhen nicht erreicht hätte moderne Entwicklung Zivilisation. Werkzeuge und Waffen, Maschinenteile und Werkzeugmaschinen – all das lässt sich aus Eisenerz herstellen. Heute gibt es keine Industrie nationale Wirtschaft ohne Stahl oder Gusseisen.

Eisen ist eines der am weitesten verbreiteten chemischen Elemente in der Erdkruste. In der Erdkruste kommt dieses Element praktisch nicht in reiner Form vor, sondern in Form von Verbindungen (Oxide, Carbonate, Salze usw.). Mineralverbindungen, die eine erhebliche Menge dieses Elements enthalten, werden als Eisenerze bezeichnet. Die industrielle Nutzung von Erzen mit ≥ 55 % Eisen ist wirtschaftlich gerechtfertigt. Erzmaterialien mit einem geringeren Metallgehalt werden einer Voranreicherung unterzogen. Anreicherungsmethoden bei der Gewinnung von Eisenerzen werden ständig verbessert. Daher nehmen derzeit die Anforderungen an die Eisenmenge in der Zusammensetzung von Eisenerz (arm) ständig ab. Das Erz besteht aus Verbindungen des erzbildenden Elements, mineralischen Verunreinigungen und Abfallgestein.

• Erze, die unter dem Einfluss hoher Temperaturen gebildet werden, werden als magmatogen bezeichnet;
• gebildet durch Absenkung am Grund alter Meere - exogen;
• unter dem Einfluss von extremem Druck und Temperatur - metamorphogen.

Die Herkunft des Gesteins bestimmt die Abbaubedingungen und in welcher Form Eisen darin enthalten ist.

Das Hauptmerkmal von Eisenerzen ist ihre weite Verbreitung und sehr bedeutende Reserven in der Erdkruste.

Die wichtigsten eisenhaltigen Mineralverbindungen sind:

• Hämatit ist die wertvollste Eisenquelle, da er etwa 68-72% des Elements und ein Minimum an schädlichen Verunreinigungen enthält. Hämatitablagerungen werden als rotes Eisenerz bezeichnet.
• Magnetit - die Haupteigenschaft dieser Art von Eisenerz sind magnetische Eigenschaften. Neben Hämatit zeichnet es sich durch einen Eisengehalt von 72,5 % sowie einen hohen Schwefelgehalt aus. Bildet Ablagerungen - magnetisches Eisenerz;
• eine Gruppe von wasserhaltigen Metalloxiden unter gemeinsamen Namen braune Eisen. Diese Erze haben einen geringen Gehalt an Eisen, Manganverunreinigungen und Phosphor. Dies bestimmt die Eigenschaften von Eisenerz dieser Art - signifikante Reduzierbarkeit, Porosität der Struktur;
• Siderit (Eisencarbonat) - hat einen hohen Gehalt an Gangart, das Metall selbst enthält etwa 48%.

Anwendung von Eisenerz

Eisenerz wird zum Schmelzen von Gusseisen, Gusseisen und Stahl verwendet. Allerdings vorher Eisenerz Für den vorgesehenen Zweck verwendet, wird es in Bergbau- und Verarbeitungsanlagen angereichert. Dies gilt für schlechte Erzmaterialien, deren Eisengehalt unter 25-26 % liegt. Mehrere Methoden zur Anreicherung von minderwertigen Erzen wurden entwickelt:

• magnetische Methode besteht darin, Unterschiede in der magnetischen Permeabilität der Erzkomponenten zu nutzen;
• Flotationsverfahren unter Verwendung unterschiedlicher Benetzbarkeitskoeffizienten von Erzpartikeln;
• ein Spülverfahren, das leere Verunreinigungen mit Flüssigkeitsstrahlen unter hohem Druck entfernt;
• Schwerkraftmethode, bei der spezielle Suspensionen verwendet werden, um Abfallgestein zu entfernen.

Als Ergebnis der Anreicherung von Eisenerz wird ein Konzentrat erhalten, das bis zu 66-69 % des Metalls enthält.

Wie und wo werden Eisenerz und Konzentrate verwendet:

• das Erz wird in der Hochofenproduktion zur Eisenverhüttung verwendet;
• Stahl durch ein direktes Verfahren unter Umgehung der Gusseisenstufe zu erhalten;
• Ferrolegierungen zu erhalten.

So entstehen aus dem entstehenden Stahl und Gusseisen Profil- und Blechprodukte, aus denen dann die notwendigen Produkte hergestellt werden.

Die Grundlage der Grundlagen der Eisenmetallurgie, ihr Hauptrohstoff und ihre Eisenquelle ist ein Mineral - Eisenerz ; In seiner reinen Form kommt Eisen, wie die meisten Metalle, nicht in der Natur vor.

Eisenerz besteht aus Mineralien, die in zwei Gruppen eingeteilt werden: eisenhaltige Mineralien (Erzminerale) und eisenfreie Mineralien, die Abfallgestein bilden.

BEI Erzmineralien Eisen liegt in Form von Oxiden vor Fe 2 Ö 3 , Fe 3 Ö 4 , Karbonate FeCO 3 , Sulfide FeS 2 . Derzeit sind mehr als 300 eisenhaltige Mineralien bekannt.

Magnetit und Hämatit

Die Eigenschaften von vier von ihnen, die am häufigsten in der Eisenmetallurgie verwendet werden, sind in der Tabelle aufgeführt.

Haupterzmineralien

Nach dem Eisengehalt werden Eisenerze eingeteilt arm und reich. Je höher der Eisengehalt im Erz, desto rentabler seine Verarbeitung. Leider , derzeit sind die Reserven an reichen Erzen praktisch erschöpft, Daher sind arme Erze mit niedrigem Eisengehalt im Umlauf. Die direkte Gewinnung von Eisen aus solchen Erzen ist wirtschaftlich ineffizient und technologisch sehr schwierig. Daher umfasst die moderne Eisenmetallurgie eine obligatorische Stufe Aufbereitung von Eisenerzen für die metallurgische Verarbeitung.

Diese Vorbereitung umfasst mehrere Stufen. Aus den Eingeweiden der Erde gewonnenes Eisenerz wird zuerst auf die Größe von 6-8 mm großen Stücken zerkleinert, dann wird das Erzmineral vom Abfallgestein getrennt (dieser Vorgang wird als Anreicherung). Als Ergebnis bekommen konzentrieren mit einem höheren Eisengehalt als im ursprünglichen Erz. Das Konzentrat wird in Stücke mit einer Größe von 30-40 mm gesintert (der Vorgang wird Agglomeration genannt, und das Produkt ist es Agglomerat) oder aus dem Konzentrat Kugeln mit einem Durchmesser von 10-15 mm formen (der Vorgang heißt Pelletieren, und das Produkt ist Pellets). So wird ein eisenhaltiges Material erhalten, das sich am besten zur Weiterverarbeitung eignet, um daraus Eisen zu extrahieren.

In solchen Verbindungen und in einer solchen Menge, dass seine Gewinnung aus Erzen erfolgen kann. kosteneffizient. Der Eisengehalt in Erzen liegt zwischen 25 und 70 %. Die Rentabilität der Verwendung von Erz wird zusätzlich zu den Eigenschaften des Erzes selbst, der Wirtschaftlichkeit, durch folgende Faktoren bestimmt: a) die Kosten für den Abbau des Erzes; b) der Kraftstoffpreis in einem bestimmten Gebiet (billiger Kraftstoff ermöglicht die Verarbeitung schlechterer Erze), c) die Nähe der Märkte und d) die Höhe der Frachtraten auf dem See- und Schienenweg.

Die Qualität des Erzes hängt zusätzlich zum prozentualen Eisengehalt ab von: a) seiner Reinheit, d. h. der Qualität und Menge der darin enthaltenen schädlichen Verunreinigungen, b) der Qualität und Zusammensetzung des damit vermischten Abfallgesteins Erz, und c) Grad der Leichtigkeit der Rückgewinnung.

Die Reinheit von Erzen hängt von der Menge an schädlichen Verunreinigungen ab. Zu letzteren gehören: 1) Schwefel, der am häufigsten in Form von Schwefelkies (FeS 2), Kupferkies (Cu 2 S Fe 2 S 3), Magnetkies (FeS), gelegentlich in Form von Bleiglanz ( PbS), sowie in Form von Sulfatsalzen von Calcium, Barium und Eisen; 2) Arsen, das am häufigsten in Form von Arsenpyrit (FeS 2 FeAs 2) und Lollingit (FeAs 2) vorkommt; 3) Phosphor, gefunden in Form von Phosphatsalzen von Ca [Apatit 3 Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2 oder 3 Ca 3 (PO 4) 2 CaCl 2], Eisenphosphat [das sogenannte Vivianit Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O] und Aluminium (Wavelit ZAl 2 O 3 2P 2 O 3 12H 2 O); 4) Kupfer, gefunden in Form von Kupferpyrit (Cu 2 S Fe 2 S 3).

Es hängt von der Menge an Abfallgestein und dem Gehalt an schädlichen Verunreinigungen ab, ob das Erz sortiert, gewaschen oder angereichert wird. Abhängig von der Qualität des Abfallgesteins des Erzes, m. oder sauer oder basisch. Saure Erze, sog. Quarzerze, enthalten einen Überschuss an Kieselsäure und erfordern das Fluxen mit Basen beim Schmelzen. Die Haupterze (die einen Überschuss an Basen im Abfallgestein enthalten) werden unterteilt in Ton, der einen Überschuss an Tonerde in der Mischung enthält, kalkhaltig, in dem Kalk vorherrscht, und Talk, der viel Magnesia im Abfallgestein enthält. Manchmal gibt es solche Erze, die ohne Flussmittel eine niedrigschmelzende Schlacke ergeben; sie werden als selbstschmelzend bezeichnet.

Der Grad der Erzreduzierbarkeit hängt ab von: 1) der Verbindung, in der Eisen im Erz vorkommt: Silikate und Titanate sind schwieriger zu reduzieren als freies Eisenoxid; 2) von der Dichte des Erzes und seinem Porositätsgrad. Die Gewinnung des Erzes ist umso intensiver, je poröser es ist und daher für das Eindringen von Gas zugänglich ist, und auch wenn es flüchtige Substanzen enthält - Wasser, Kohlendioxid, organische Verunreinigungen, die bei hoher Temperatur freigesetzt werden. Nach der chemischen Zusammensetzung können Eisenerze in 4 Klassen eingeteilt werden – Erze, die enthalten: 1) wasserfreie Eisenoxide, 2) wasserhaltige Eisenoxide, 3) Eisenkarbonat und 4) Eisenkieselsalz.

I. Erze, die wasserfreie Eisenoxide enthalten . 1) Magnetisches Eisenerz, oder Magnetit, hat die folgenden Eigenschaften: es hat einen metallischen Glanz, schwarze Farbe, ergibt eine schwarze Linie; ziemlich zerbrechlich; Härte 5,5-6,5; spezifisches Gewicht 5-5,2; magnetisch; kristallisiert ein richtige System, oft in Form von Oktaedern und Würfeln. Da das Verhältnis zwischen Lachgas und Eisenoxid unterschiedlich ist, ist es korrekter, seine Formel wie folgt darzustellen: m FeO n Fe 2 O 3.

Das Erz des Hohen Berges (Bezirk Nischni Tagil) gilt als eines der besten. Der Eisengehalt ist sehr hoch, im Durchschnitt 60 %; Mn 1,0–1,5 %; Schwefel 0,02–0,03 %; bezogen auf den Phosphorgehalt (0,04 %) handelt es sich um Bessemer-Erz. Die Zusammensetzung des Abfallgesteins ist durch ein niedriges Verhältnis von SiO 2 : Al 2 O 3 gekennzeichnet, wodurch sich Hochofenschlacken aus Tagilwerken stark von Schlacken aus amerikanischen und schwedischen Hochöfen unterscheiden. In dieser Lagerstätte werden Ausbisse von Martit (ein Mineral, das aus der Oxidation von Fe 3 O 4 zu Fe 2 O 3 stammt) beobachtet. Die tatsächliche Erzreserve des Mount Vysokaya wird auf 16.400.000 Tonnen geschätzt (laut Geological Committee). Nicht weit von der Hauptlagerstätte entfernt befindet sich die Lebyazhinsky-Mine, in der das Erz stark phosphorhaltig ist. Die Gesamterzreserve beträgt nach Angaben des Geologischen Komitees 5.316.000 Tonnen Das Erz des Blagodat-Berges in der Nähe von Kushva (Abschnitt - Abb. 1) unterscheidet sich vom Hochland in Reichtum, Reinheit und einfacher Gewinnung. Der Bestand der reichsten Erze ist stark erschöpft. Je nach Eisengehalt wird das Festgesteinserz in drei Klassen eingeteilt: Klasse 1 50-60 % Fe, Klasse 2 40-50 % und Klasse 3 20-40 %. Der Schwefelgehalt in den ersten beiden Klassen ist höher als in Vysokogorskaya (bis zu 0,1%); Das Erz erfordert eine sorgfältige oxidative Röstung. Je nach Phosphorgehalt kann dieses Erz als Bessemer betrachtet werden; Mangan darin beträgt im Durchschnitt etwa 0,5%. Leeres Feldspatgestein ergibt ein anderes Verhältnis von SiO 2 : Al 2 O 3 ; Infolgedessen erfordern einige Erze das Hauptflussmittel (Schmelzen auf Holzkohle), andere erfordern ein saures Flussmittel. Einige Erze können als selbstschmelzend angesehen werden. Goroblagodatskaya-Erz ist schwieriger zu gewinnen als Vysokogorskaya, da es sich um ein dichtes, nicht oxidiertes magnetisches Eisenerz handelt. Es gibt wenig Geldstrafen, wenn es zerkleinert wird. Die mögliche Reserve der Region Goroblagodatsky wird (zusammen mit den erkundeten und tatsächlichen) auf 36.092.000 Tonnen festgelegt (Daten des Geologischen Komitees).

Der Berg Magnitnaya (Bezirk Orenburg) ist eine Lagerstätte, die (wie Vysokogorsky) sehr reich an reinen Erzen ist, aber wenig genutzt wird. Der durchschnittliche Fe-Gehalt beträgt nicht weniger als 60 % mit einer unbedeutenden Menge an Kohlenstoff (Bessemer-Erz); In den oberen Horizonten sind die Schwefelablagerungen sehr gering, aber wenn Sie tiefer in den Darm eindringen, nimmt ihre Menge erheblich zu. In der Lagerstätte wird auch Martit sowie Eisenglanz und rotes Eisenerz beobachtet. manchmal Limonit. Mögliche Erzreserven, nach neuesten Berechnungen von A.N. Zavaritsky, um 188580000 v.

Von den kleineren Lagerstätten im Bereich des Bogoslovsky-Werks gibt es Lagerstätten von magnetischem Eisenerz, das sich in Martit und rotes Eisenerz verwandelt. Neben dem Ural gibt es auch Vorkommen in der Karelischen Autonomen Sozialistischen Sowjetrepublik, in Transkaukasien und Sibirien. In der Lagerstätte Pudozhgorsk am Ostufer des Onegasees enthält das Erz 15 bis 25 % Eisen; Die geschätzte Reserve wird auf 1 Million Tonnen geschätzt (nach V. N. Lipin). Bei magnetischer Anreicherung erhält man saubere und reichhaltige Konzentrate (Schliches), die dann brikettiert oder agglomeriert werden müssen. Diese Erze können feines Gusseisen produzieren, das den besten schwedischen Eisen ebenbürtig ist. Die Dashkesan-Lagerstätte in Transkaukasien ist sehr groß und in diesem Bereich in Bezug auf Quantität und Qualität des Erzes beispiellos. Aufgrund seiner Reinheit kann dieses Erz exportiert werden. Eine mögliche Erzreserve wird von K. N. Paffengolts mit 43.750.000 Tonnen bestimmt.In Sibirien gibt es: a) die Lagerstätten Telbesskoye und Sukharinskoye im Altai; das Erz enthält 35-63 % (im Durchschnitt nicht mehr als 55 %) Eisen; frei von Phosphor; die Reserve wird auf 29.110.000 Tonnen geschätzt (Daten des Geological Committee); b) Lagerstätte Abakanskoye im Bezirk Minusinsk, am Ufer des Flusses. Rudnoy Kenia; das Erz enthält 53-63 % Eisen; die Reserve ist nicht genau bekannt, geschätzt werden 25 Millionen Tonnen; c) Irbinskoje - im Tal des Flusses Irba; Erzreserve über 25 Millionen Tonnen; Eisen enthält 52-60 %; an manchen Stellen geht es in Martinit über; Ein Teil des Erzes ist reich an Phosphor (nach K. Bogdanovich). Im Bereich der magnetischen Anomalie Kursk befinden sich mächtige Lagerstätten von magnetischem Eisenerz.

Die bedeutendsten ausländischen Einlagen sind wie folgt. In Nordskandinavien (schwedisch Lappland) gibt es kolossale Vorkommen: Kirunavara, Luosavara, Gelivara, Svappavara usw. Etwa 6 Millionen Tonnen dieser Erze werden für den Export abgebaut, die meisten Erze sind reich an Phosphor. Der Gesamtvorrat an Erzen aus den Lagerstätten Kirunavara und Luosavara bis zur Wasseroberfläche in der Nähe des liegenden Vogtsees wird auf 282 Millionen Tonnen und bis zu einer Tiefe von 300 m unter der Seeoberfläche auf 600 bis 800 Millionen Tonnen geschätzt. das südlichste von Lappland, stellt eine Reihe von linsenförmigen Erzschichten dar, die mit Gletscherablagerungen bedeckt sind. Ein bis zu 6 km langes Erzfeld wurde erkundet durch Bohrungen bis in eine Tiefe von mehr als 240 m. Das Erz enthält etwas weniger Phosphor als das Kirunavara-Erz; manchmal begleitet von Hämatit (Eisenglanz). In Schweden sind mehrere Vorkommen bekannt: Greniesberg, Striberg, Persberg, Norberg und Dannemura. Das Erz des letzteren zeichnet sich durch Reinheit in Bezug auf Phosphor aus und enthält 50-53% Fe. Im übrigen Europa sind weniger bedeutende Lagerstätten von magnetischem Eisenerz in Ungarn, Sachsen, Schlesien usw. in Nordamerika Sie können auf eine große Lagerstätte in der Nähe des Lake Champlain verweisen; dann - in den Bundesstaaten New York, New Jersey, Pennsylvania und Cornell County. Analysen von magnetischem Eisenerz aus verschiedenen Lagerstätten sind in der Tabelle angegeben. eines.

2) Hämatit, Fe 2 O 3. Seine Sorten sind Eisenglanz, rotes Eisenerz usw. Nur rotes Eisenerz selbst ist von industrieller Bedeutung (Analysen sind in Tabelle 2 angegeben).

Seine Kristalle sind vom rhomboedrischen, tafelförmigen und pyramidenförmigen Typ; häufiger tritt es in festen Massen, schalenartiger, geschichteter und schuppiger Gestalt und olitischer Struktur auf. Ablagerungen strataler Natur werden in den meisten Fällen von Quarzabfallgestein (das Erz ist feuerfest), Kalkstein und Feldspat begleitet. Phosphor enthält normalerweise wenig; hat manchmal eine Beimischung von Schwefelkies; es gibt TiO 2 - und Cr 2 O 3 -Verunreinigungen. Die dichte Sorte wird roter Glaskopf genannt, die erdige Sorte roter Eisenocker.

Eine der stärksten Lagerstätten für rotes Eisenerz in der UdSSR ist Krivoy Rog in der Ukraine (Schnitt - Abb. 2), in der rotes Eisenerz von einem Eisenglanz mit eisenhaltigem Quarzit begleitet wird. Der Eisengehalt im Erz beträgt 50-70 %. Erze, die ärmer als 55 % sind, werden fast nie verhüttet, da sie viel leeres hochkieselhaltiges Gestein und sehr wenig Basen (CaO, MgO) enthalten und daher sehr viel Flussmittel benötigen. Der Gehalt an Phosphor reicht von 0,01 bis 0,10 %; wenig Mangan, teilweise nur Spuren; sehr wenig Schwefel (0,03-0,04%).

Das Erz, das in seinen physikalischen Eigenschaften sehr unterschiedlich ist, wird in Form von zerkleinertem Eisenglanz (pulverisiert) oder dichtem Klumpen (ehemalige Galkovsky-Mine) gefunden. Die Reserve an Erzen mit einem Eisengehalt von mehr als 60 % wird auf 210.940.000 Tonnen festgelegt (Angaben des Geologischen Ausschusses). Erze von Krivoy Rog wurden in den in der Tabelle angegebenen Mengen ins Ausland exportiert. 3.

Eine weitere Lagerstätte namens Korsak-Mogila befindet sich im Süden, im Distrikt Mariupol. Die Erzreserven sind klein, etwa 330.000 Tonnen, im Tscherdynsky-Distrikt des Uralgebiets werden ausgezeichnete Eisenglanze gefunden, die wenig Phosphor und Schwefel enthalten; die Hauptkaution ist bereits ausgearbeitet. Die Lagerstätte Tulomozerskoye ist in der Karelischen ASSR bekannt; Das Erz ist stark kieselsäurehaltig und muss aufbereitet werden. Reiche Erze enthalten 57-60 % Fe und sind frei von Phosphor und Schwefel. In Sibirien wurden keine mächtigen Vorkommen entdeckt.

Von den ausländischen ist das Upper-Lake-Feld in den USA (zwischen den Lakes Michigan und Upper) und in Kanada das reichste und mächtigste. Der Bestand an reichen Erzen beträgt ca. 2 Mrd. t. Der mögliche Bestand an anreicherungsbedürftigen ärmeren Erzen wird auf bis zu 65 Mrd. t bestimmt. Der Eisengehalt in diesen Erzen liegt im Mittel bei ca. 50 %; sie sind leichter als die von Krivoy Rog; der Mangangehalt ist nicht hoch (von 0,3 bis 0,6%), aber manchmal gibt es stark Manganerze (4% Mn), dann enthalten sie immer viel Phosphor. Je nach Phosphorgehalt können einige Erze in Bessemer (von 0,015 bis 0,045 %) und Nessemer (P-Gehalt bis zu 0,4 % oder mehr) eingeteilt werden. Schwefel enthält wenig. In Nordamerika sind auch im System der Appalachen liegende Erzvorkommen unter dem Namen "Clinton-Hämatite" bekannt. Die Hauptförderung findet im Bundesstaat Alabama statt (bis zu 4 Millionen Tonnen Erz pro Jahr). Der durchschnittliche Eisengehalt schwankt um 38 %. Die Erzreserve wird auf 500 Millionen Tonnen geschätzt, die wahrscheinliche Reserve liegt bei 1,4 Milliarden Tonnen.Auf der Insel Belle Island in der Conception Wau Bay, in der Nähe von Neufundland, ist ein mächtiges Hämatitvorkommen mit einer Erzreserve von 3,5 Milliarden Tonnen bekannt Eisenerz mit einer Beimischung von Chamoisit (siehe unten); der durchschnittliche Eisengehalt beträgt etwa 52%, Phosphor - etwa 0,9%. In Brasilien, in der Nähe von Itabir, gibt es sie andere Art rotes Eisenerz (Eisenglimmer, Klastik, Konglomerate usw.). In Spanien sind die Lagerstätten von Bilbao in der Provinz Biskaya stark erschlossen. Das Erz enthält Eisen von 50 bis 58 %. In Deutschland gibt es Vorkommen von rotem Eisenerz in Hessen-Nassau am Harz in Sachsen. Auf der Elbinsel findet man eine sehr mächtige Lagerstätte von Eisenglanz- und Roteisenerz; das Erz enthält 60–66 % Fe und 0,05 % P 2 O 5 . In Algerien ist eine ziemlich bedeutende Lagerstätte von Filfilah mit Eisenglanz bekannt; Fe-Gehalt 52-55 %; wenig Mangan; sehr wenig Schwefel und Phosphor.

II. Erze, die wässrige Eisenoxide enthalten . Diese Erze umfassen braunes Eisenerz oder Limonit, 2Fe 2 O 3 ·ZN 2 O in all seinen Varianten. In der Natur wird braunes Eisenerz normalerweise mit Ton, Quarz, Kalkstein und anderen Mineralien vermischt, die schädliche Verunreinigungen in das Abfallgestein einbringen, nämlich: Schwefelkies, Bleiglanz, Zinkblende, Vivianit, Apatit usw. Tatsächlich werden üblicherweise verschiedene Mischungen mit dem Namen Limonit-Eisenhydroxide bezeichnet, die sich im Wassergehalt unterscheiden, wie Goethit Fe 2 O 3 H 2 O, Xanthosiderit Fe 2 O 3 2H 2 O, Turit 2Fe 2 O 3 H 2 O und andere. Die Farbe ist braun, manchmal gelb, die Linie ist braun-gelb. Die folgenden Sorten von braunem Eisenerz sind bekannt: 1) dichte oder gewöhnliche - kryptokristalline dichte Zugabe; sehr häufig, zusammen mit rotem Eisenerz gefunden; 2) ein brauner Glaskopf – strahlend und schalig gebaut; 3) Leguminosenerz oder olitisches braunes Eisenerz, gefunden in Form von großen Körnern und Knollen; 4) Sumpf-, Wiesen- und Rasenerze; gefunden auf dem Boden von Sümpfen unter Torf in Form von losen körnigen Ablagerungen, die mit Ton vermischt sind, manchmal in Form von porösen Schwammmassen; 5) Seeerze, die am Grund von Seen in Form von Ansammlungen von Körnern, Kuchen, mit Sand vermischten Platten gefunden werden; 6) nadelförmiges und faseriges braunes Eisenerz, Goethit genannt.

Die Hauptlagerstätte für braunes Eisenerz in der UdSSR befindet sich im Ural - die Bakal-Lagerstätte im Bezirk Zlatoust (Abschnitt - Abb. 3). Das Erz gilt als das beste bisher bekannte. Eisengehalt bis zu 60 %. Zusammen mit braunem Eisenerz kommt stellenweise Spareisenerz vor. Darüber hinaus gibt es eine Sorte namens „Bleistifterz“ mit einem Mangangehalt von 2-3%. Mineralogisch enthält dieses Erz viel Turit, oft mit Goethit-Kristallen. Die gesamte Erzreserve beträgt etwa 73.630.000 Tonnen (Daten des Geologischen Komitees). Südlich der Bakal-Lagerstätten gibt es weitere riesiges Territorium(Komarovskaya, Zigazinskaya, Inzerskaya Datscha), wo zahlreiche Lagerstätten von braunem Eisenerz sehr wenig erforscht und nur teilweise genutzt werden (durch Beloretsk-Anlagen). Diese Ablagerungen sind in den meisten Fällen in der Natur verschachtelt, Eisen enthält 42 bis 56 %; Die Erze eignen sich gut zum Schmelzen und sind eine hervorragende Beimischung zum magnetischen Eisenerz des Magnitnaya-Gebirges, da sie manchmal einen extrem niedrigen Aluminiumoxidgehalt aufweisen. Die ungefähre Reserve beträgt 15 Millionen Tonnen (nach K. Bogdanovich). Vom braunen Eisenerz des Mittleren Urals können mächtige Vorkommen der Region Alapaevsky angegeben werden. Diese Eisenerze sind viel ärmer als die des Südurals (42-48 % Fe in trockenem Zustand); ton-silikatisches Abfallgestein; Diese Erze enthalten wenig Phosphor, wenig Mangan, aber ein unerwünschtes Element - Chrom (von Spuren bis 0,2%). Die mögliche Reserve dieser Lagerstätte wird auf 265.000.000 Tonnen (nach Mikheev) festgelegt. Im zentralen Teil Russlands entstanden viele Fabriken in den Gebieten, in denen Erze gefunden wurden - Maltsevskiye, Lipetskiy, Kulebakskiy, Vyskunskiy und andere. Entlang des Khopra-Flusses wurden kürzlich große Lagerstätten gefunden. Im Donezbecken haben die Vorkommen an Bedeutung verloren, da hier die Erze ärmer und schlechter sind als die von Krivoy Rog.

Von den ausländischen Lagerstätten für braunes Eisenerz sind Bilbao, Murcia und Almeria (Spanien) zu nennen. Dabei enthält das Erz viel Mangan, Eisen enthält bis zu 55 %; ähnliche Vorkommen findet man in den Pyrenäen. In England - in Cumberland und Lancashire gibt es Ablagerungen gemischter Natur - gehen rote Eisensteine ​​stellenweise in braune über. In Algerien gibt es bedeutende Vorkommen an braunem Eisenerz, zusammen mit Eisenglanz. In Amerika die berühmtesten Erze von Alabama, deren Reserven stark erschöpft sind. Auf der Insel Kuba (östlicher Teil) finden sich mächtige Vorkommen, die das unter dem Namen „Mayari-Erze“ bekannte sehr feine erdige und stark aluminiumhaltige braune Eisenerz liefern, das Chrom und Nickel enthält. Analysen von braunem Eisenerz, siehe Tabelle. vier.

Oolitisches Eisenerz. Wir in der Union haben auf der Halbinsel Kertsch ein riesiges Vorkommen an oolithischem braunem Eisenerz. Das Erz kommt in drei Schichten vor; die oberen und unteren Erzschichten (dunkel) enthalten weniger Fe und mehr Mn; Die mittlere Schicht ergibt das beste Erz (leicht), enthält mehr Eisen (40-43%) und Mn - von 0,5 bis 1,3%. Das Abfallgestein des Erzes ist kieselsäurehaltig; Dies verursacht die Verwendung von Kalkflussmittel während des Schmelzens. Aufgrund der hohen Hygroskopizität muss dieses Erz zum Pressen zu Briketts vorgetrocknet werden. Das Erz ist staubig, schlecht zementiert, Stücke enthalten 20%, was das Schmelzen erschwert. Ein erheblicher P-Gehalt erfordert die Zugabe von Erz Kryvyi Rih (mit niedrigem Phosphorgehalt), das auch zur Verringerung des Arsengehalts erforderlich ist. Die Reserve wird auf 900 Millionen Tonnen und zusammen mit den Erzen der Taman-Halbinsel auf bis zu 3000 Millionen Tonnen (nach K. Bogdanovich) festgelegt.

Aus ausländischem oolithischem Eisenerz ist eine kolossale Lagerstätte bekannt, die fast vollständig auf französischem Gebiet liegt (nach dem Krieg 1914-18) und einen großen Grenzstreifen von Deutschland, Luxemburg und teilweise Belgien einnimmt. Aus dem Minette-Erz dieser Lagerstätte, dem sog. Thomas Eisen. Der Eisengehalt darin beträgt 25-36%. In Frankreich wird in der Nähe von Masney (Departement Seine und Loire) vanadiumhaltiges oolithisches Eisenerz erschlossen. In England kommen sehr arme (25-35 %) braune Eisenerze in Cleveland, Yorkshire und anderen Orten vor.

Sumpf-, Wiesen- und Rasenerze. In der UdSSR sind Sumpf- und Wiesenerze reich Gebiet Leningrad, Karelische ASSR, Provinzen Twer, Smolensk und Kostroma, Bezirke Wolyn und Tambow; Sie kommen auch im Ural vor. Im Ausland sind sie in Südschweden, Norddeutschland, Belgien, Holland, Kanada erhältlich. Diese Erze sind klein, lose und sehr leicht zu gewinnen. Der Eisengehalt in ihnen reicht von 25 bis 35%, selten mehr; Phosphor ist am häufigsten im Bereich von 0,2 bis 2 % enthalten. Vorkommen - Verschachtelung; Nester sind in großen Abständen voneinander verstreut.

Seeerze. Diese Erze kommen am Grund von Seen in Form einer durchgehenden Kruste oder getrennter Schichten vor. Der Eisengehalt in ihnen variiert zwischen 30 und 40%; manchmal sind sie reich an Mangan (8-10%). Besonders viele dieser Erze in Karelien. Mit billigen Kohleerzen werden diese für die Region von industrieller Bedeutung sein.

Im Tisch. Tabelle 5 zeigt Analysen von Oolith-, See-, Moor- und Wiesenerzen.

III. Eisenkarbonathaltige Erze. Siderit bzw Spar Eisenerz, FeCO 3 kristallisiert im hexagonalen System (Rhomboeder). Härte 3,5-4,5; spezifisches Gewicht 3,7-3,9. Es kommt in Form von Adern und Schichten vor, begleitet von Schwefel, Kupfer- und Arsenkies, Schwerspat, Zinkblende, Bleiglanz. Außerdem kommt es in Form von körnigen und oolithischen Massen oder Knospen, kugeligen Konkretionen und schalenartigen Kernen (Sphärosideriten) vor. Siderit ist grau mit einem bläulichen Farbton, manchmal braun. Der Eisengehalt beträgt 25-40%.

kohlenstoffhaltiges Eisenerz(Blackbend) ist ein Spareisenerz, das mit kohlenstoffhaltiger Materie durchdrungen ist. Der Eisengehalt beträgt 25-30%. Farbe schwarzbraun oder schwarz. Spezifisches Gewicht 2,2-2,8.

In der UdSSR wird gutes Spareisenerz in bedeutenden Mengen in der Bakal-Lagerstätte gefunden, wo es mit braunem Eisenerz vorkommt.

Von den ausländischen Vorkommen befindet sich das bekannteste in der Steiermark (Erzberg). Die Mächtigkeit der Lagerstätte erreicht 125 m. Die Erze sind sauber. Der Eisengehalt beträgt 40-45%. In Deutschland ist die Lagerstätte Siegen bekannt, die einen Teil von Westfalen, Rheinpreußen und Nassau einnimmt. In Frankreich - in Allevard und Wisely (Departement Isère) - erreicht die Mächtigkeit der Spareisenerzadern 10 m; in Savoyen gibt es eine ähnliche Lagerstätte. Feldspatvorkommen finden sich auch in Ungarn und Spanien. In den Vereinigten Staaten von Amerika kommen Spatvorkommen von West-Pennsylvania bis Alabama vor.

In der UdSSR sind Nester und Zwischenschichten von Sphärosideriten (tonige Siderite) im Moskauer Kohlebecken sehr verbreitet; Dazu gehören Lagerstätten in der Nähe von Lipezk (Abschnitt - Abb. 4), Dankov, Tula und anderen Orten. Diese Erze enthalten mehr oder weniger Phosphor und sind nicht reich an Eisen (38-45%). In der Provinz Vyatka sind Lagerstätten der Werke Kholunitsky und Omutninsky bekannt (die ältesten Eisengießereien des Bezirks sind Klimkovsky, 1762, Zalazninsky, 1771). Erzhaltige Schichten und Nester kommen in permischen Ablagerungen vor, in den sogenannten. Erz Land. Das Erz ist Tonspateisenerz gemischt mit Limonit in den oberen Teilen der Lagerstätte. Im zentralen Teil der RSFSR gibt es eine große Anzahl nestartiger Ablagerungen geringer Dicke, die über ein großes Gebiet verstreut sind, was die industrielle Bedeutung dieser Erze abwertet, deren Reserven von K. Bogdanovich bei berechnet wurden eine kolossale Zahl von 789 Millionen Tonnen.

Częstochowa-Lagerstätten von Sphärosideriten sind in Polen bekannt. In Cleveland gibt es mächtige Lagerstätten von tonigem Eisenerz oolithischer Zusammensetzung mit einem Eisengehalt von 30-35%; etwa 6 Millionen Tonnen davon werden jährlich abgebaut.In Deutschland gibt es Sphärosiderite im Einzugsgebiet des Flusses. Ruhr, im Raum Essen und Bochum.

Im Tisch. 6 zeigt Analysen von Eisenkarbonat enthaltenden Erzen.

IV. Erze, die Kieselsalz des Eisens enthalten . Dazu gehören: 1) Chamoisit 3(2FeO SiO 2) (6FeO Al 2 O 3) 12H 2 O; seine Farbe ist grünlich-grau, der Zusatz ist feinkörnig, die Härte beträgt etwa 3, das spezifische Gewicht beträgt 3-3,4; Eisengehalt bis 45 %; Lagerstätte in Frankreich, im Tal des Flusses. Gämse; außerdem kommt es in Böhmen vor; Gamssit als Verunreinigung ist mit 23 % im roten Eisenerz einer der größten Lagerstätten der Insel Belle Island enthalten; 2) Knebelit - theoretische Zusammensetzung: (Mn, Fe) 2 SiO 4; die Farbe ist rötlich oder bräunlich-grau; sein spezifisches Gewicht beträgt etwa 3,7; gefunden in Schweden; Als Erz hat es keinen industriellen Wert.

V. Ersatzstoffe für Eisenerz . Dieser Name bezieht sich auf eisenerzreiche Verbindungen aus Fabrik oder Fabrik, aus denen Eisen gewinnbringend gewonnen werden kann. Zu dieser Gruppe gehören Schlacken aus der weiterverarbeitenden Industrie, Pfützen- und Flashschlacken. Ihr Gesamteisengehalt liegt normalerweise zwischen 50 und 60 %. Thomas-Schlacken werden manchmal in der Hochofenverhüttung verwendet, um Roheisen mit Phosphor anzureichern. Oft gelangen „Schlacken“ oder „Ausgebrannte“ von Schwefelkies, der zur Gewinnung von Schwefelsäure verwendet wird, in die Verhüttung. In Amerika werden die Reste von Franklinit eingeschmolzen, nachdem Zink daraus gewonnen wurde. Analysen von Ersatzstoffen für Eisenerze sind in der Tabelle angegeben. 7.