Was sind Metallerze. Eisenerze sind die Grundlage der modernen Produktion. Abbau von Eisenerz

Eisenerz ist eine natürliche Mineralformation, die Eisen in der Menge enthält, die für ihre industrielle Gewinnung erforderlich ist. Eisenerz besteht aus verschiedenen Oxiden, Kohlenoxiden, Erzmineralien. Unter den letzteren ist es wichtig, die wichtigsten hervorzuheben - dies sind Magnetit und Eisenglanz sowie braunes und rotes Eisenerz. Moor- und Seeerze sind Teil des braunen Eisenerzes, und Sphärosiderit ist eine der Spatarten.

Erzmineralien in der Natur werden mit Mineralien ohne Eisen in der Zusammensetzung gemischt, zum Beispiel Ton oder Kalkstein. Es gibt auch eine Kombination mit magmatischen kristallinen Gesteinen.

Es gibt Fälle, in denen eine Anhäufung der oben genannten Mineralien in einer Lagerstätte gefunden wurde, jedoch eine bestimmte Art von Mineralien immer noch vorherrschte, andere sind einfach genetisch damit verbunden.

Nachdem Sie eine allgemeine Vorstellung davon erhalten haben, woraus Eisenerz besteht, müssen alle erhaltenen Daten angegeben werden.

Es ist ratsam, mit magnetischem Eisenerz zu beginnen. Es ist also die Formel von Fe 2 O4-Oxid und Eisenoxid. Seine reine Form enthält etwa 72 % metallisches Eisen, aber solch eine reine Form ist sehr selten, da ihr verschiedene Verunreinigungen zugesetzt werden. Im Grunde handelt es sich dabei um Erze anderer Metalle: Zinkblende zum Beispiel oder Kupferkies oder Schwefelkies. Die Gesteine, die magnetisches Eisenerz begleiten, sind Chlorit, Feldspat und eine Anzahl anderer Gesteine. Magnetisches Eisenerz kann als eines der am weitesten entwickelten Erze angesehen werden, da seine Ablagerungen in der Natur sowohl in Schichten als auch in Nestern und an Orten von Felsausbrüchen sogar in ganzen Gebirgsformationen vorkommen.

Das nächste, was zu untersuchen ist, ist Fe 2 O3 oder wasserfreies Eisenoxid, mit anderen Worten Eisenglanz. Es enthält etwa 69-70 % Metall und ist eines der reinsten Eisenerze. Es kommt in Form von durchgehenden Schichten sowie in Gneisen und Tonschiefern vor.

Rotes Eisenerz, normalerweise ein dichtes und säulenförmiges Eisenoxid, ist eine Quelle für Eisenvorkommen sowie eine der Hauptquellen für das Schmelzen von Stahl und Eisen.

Braunes Eisenerz ist ein Erz, dessen Zusammensetzung zu mehr als der Hälfte aus wasserhaltigem Eisenoxid besteht. Braunes Eisenerz enthält verschiedene Verunreinigungen, die manchmal Schadstoffe enthalten, zum Beispiel Schwefel, Mangan oder Phosphor. Dieses Eisenerz kommt sehr häufig vor, aber die Größe der Vorkommen ist sehr gering.

Sumpf- und Eisenerze gelten in ihrer Zusammensetzung als dem braunen Eisenerz am nächsten und bilden den Rest aus Eisenoxid, Ton und Sand in Form von runden "Kuchen" im See und Sumpf. Eisen in solchen Erzen beträgt etwa 40 - 45%, und aufgrund ihrer Schmelzeigenschaft dienen sie als Eisenquelle von nicht sehr hoher Qualität.

Ein paar Prozent mehr metallisches Eisen enthält Spareisenerz, das in rezenten Sedimentformationen mit einer Beimischung von Ton oder kohlenstoffhaltigem Material vorhanden ist.

In Bezug auf die Methoden des Erzabbaus sollten mehrere Optionen erwähnt werden. Die Wahl einer bestimmten Technologie hängt in erster Linie von der wirtschaftlichen und technischen Machbarkeit der Maßnahmen ab.

Die sogenannte offene Methode ist seit vielen Jahren die am häufigsten verwendete Methode, deren Kern der Bau eines Steinbruchs und die Verwendung spezieller Ausrüstung dafür ist. Das sollte man auch deutlich machen diese Methode rationeller Einsatz für nicht sehr tiefe Ablagerungen.

Für tiefere Lagerstätten eignet sich das Brunnenbohrverfahren, bei dem ein relativ tiefer Brunnen gebohrt wird. In diesen Brunnen wird ein Rohr mit einem Wassermonitor abgesenkt und ein Wasserstrahl durchgeleitet, dessen Zweck es ist, den Felsen zu zerkleinern. Danach steigt das Erz aus dem Boden.

6. In Bezug auf die gesamten (Stand 01.01.2003 - 100 Mrd. Tonnen - 16,1% der Welt) und erkundeten (56,1 Mrd. Tonnen - 18,6% der Welt) Eisenerzreserven nimmt Russland ständig den ersten Platz in der Welt ein deckt seinen Bedarf an Eisenerz-Rohstoffen und exportiert jährlich erhebliche Mengen an kommerziellen Eisenerzen, Konzentraten, Pellets und heißem brikettiertem Eisen.

7. Eisenerzvorkommen von industrieller Bedeutung sind sehr vielfältig. Sie sind in endogenen, exogenen und metamorphogenen Gesteinskomplexen bekannt. Unter Berücksichtigung der Genese ist es üblich, die folgenden Hauptindustrietypen zu unterscheiden.

8. Magmatische Ablagerungen:

a) Titanomagnetit und Ilmenit-Titanomagnetit, die Zonen konzentrierter Verbreitung (mit Schlieren und ader-linsenförmigen Segregationen) von Vanadium- und Titan-haltigen Magnetiten in Intrusionen von Gabbro-Pyroxenit-Dunit-, Gabbro-, Gabbro-Diabas- und Gabbro-Anorthosit-Formationen sind (Kachkanarskoe, Kopanskoe, Pervouralskoye im Ural, Pudozhgorskoye in Karelien, Chineyskoye in der Region Chita, Lagerstätten des Bushveld-Komplexes in Südafrika, Routivara, Taberg in Schweden, Allard Lake (Lak Tio) in Kanada usw.);

b) Baddeleyit-Apatit-Magnetit, der eine Reihe linsenförmiger und aderartiger Körper in ultrabasischen alkalischen Intrusionen mit Karbonatiten bildet (Kovdorskoye auf der Kola-Halbinsel, Palabora in Südafrika).

Titan-Magnetit- und Baddeleyit-Apatit-Magnetit-Erze machen 6,6 % der weltweit nachgewiesenen Reserven und 5,6 % der kommerziellen Erzproduktion aus. In Russland machen sie 12,9 % der Reserven und 18,2 % der Produktion marktfähiger Erze aus.

9. Metasomatische Lagerstätten (Lagerstätten von Skarn-Magnetit-Erzen) werden in vorgestellt unterschiedliche Grade mineralisierte Skarne und Skarnoide, die komplexe stratale und linsenförmige Ablagerungen von Magnetiterz in sedimentären, vulkanogen-sedimentären und metamorphen Gesteinen bilden (Sokolovskoye, Sarbayskoye, Kacharskoye in Kasachstan; Vysokogorskoye, Goroblagodatskoye und andere im Ural; Abakanskoye, Teyskoye in der Region Krasnojarsk; Sheregeshee Tashtagolskoye und andere in Mountain Shoria; Taiga, Desovskoye in Jakutien; Markona in Peru, Lagerstätten des chilenischen Eisenerzgürtels; Chogart, Tschador-Malyu im Iran; Maanshan in China). Der Anteil der Skarn-Magnetit-Erze macht 9,5 % der weltweit erkundeten Reserven und 8,3 % der Produktion marktfähiger Erze aus. Erze dieser Art machen in Russland 12,2 bzw. 12,9 % aus.

10. Hydrothermale Lagerstätten:

a) genetisch verwandt mit Fallen und vertreten durch adersäulenförmige und verschiedene komplex geformte Ablagerungen von Magnomagnetit-Erzen in pyroklastischen Sedimentgesteinen und Fallen (Korshunovskoye, Rudnogorskoye, Neryundinskoye, Kapaevskoye, Tagarskoye in Ostsibirien);

b) Hydrothermal-Sediment-Siderit, Hämatit-Siderit, vertreten durch Blatt-, Ader- und linsenförmige konkordante und sekantenförmige Ablagerungen von Siderit, Hämatit-Siderit (in den oberen Horizonten oxidiert) Erze in Sedimentgesteinen (Erzfeld Bakalskoye im Ural, Berezovskoye in der Region Chita, Huenza, Bou Kadra, Zakkar Beni Saf in Algerien, Bilbao in Spanien).

Der Anteil von Erzen dieser Art an den erkundeten Reserven und der Produktion von marktfähigen Erzen in der Welt ist unbedeutend und überschreitet 1% nicht, in Russland in Reserven 5,4%, in der Produktion von marktfähigen Erzen - 2,9%.

11. Vulkanische Sedimentablagerungen - anpassungsfähige Schichten und Linsen aus Hämatit-, Magnetit-Hämatit- und Hämatit-Magnetit-Erzen in vulkanogenen Sedimentgesteinen (West-Karazhalskoye in Kasachstan, Kholzunskoye im Altai). Der Anteil derartiger Erze an den erkundeten Reserven und der Produktion marktfähiger Erze weltweit ist unbedeutend. In Russland werden solche Lagerstätten noch nicht erschlossen.

12. Sedimentäre Offshore-Ablagerungen, die in Meeresbecken gebildet wurden und durch schwach dislozierte Reservoirablagerungen von Leptochlorit- und Hydrogoethit-Oolitherzen in meso-känozoischen marinen terrigenen Karbonatablagerungen repräsentiert werden (Kerch-Eisenerzbecken in der Ukraine, Ayatskoye in Kasachstan, braune Eisenerzlagerstätten in Lothringen Eisenerzbecken (auf dem Territorium von Frankreich, Belgien, Luxemburg), Großbritannien, Deutschland, Neufundland, Kanada und Birmingham in den USA). Der Anteil von Erzen dieses Typs an den erkundeten Reserven der Welt beträgt 10,6%, an der Produktion von marktfähigen Erzen - 8,9%. In Russland wurden solche Lagerstätten nicht erkundet und werden nicht erschlossen.

13. Sedimentäre kontinentale Ablagerungen, die in Fluss- oder Seebecken gebildet wurden und durch geschichtete und linsenförmige Ablagerungen von oolithischen Leptochlorit- und Hydrogoethit-Erzen in fossilen Flusssedimenten dargestellt werden (Lisakovskoe in Kasachstan). Der Anteil derartiger Erze an den erkundeten Reserven und der Produktion marktfähiger Erze weltweit ist unbedeutend. In Russland wurden solche Lagerstätten nicht erkundet und werden nicht erschlossen.

14. Metamorphose eisenhaltige Quarzite sind weit verbreitet auf alten Schilden, Plattformen und auf einigen Mittelmassiven der gefalteten Regionen des Phanerozoikums. Die meisten von ihnen stammen aus dem frühen Proterozoikum und Archaikum; Ablagerungen des späten Proterozoikums und des frühen Paläozoikums sind viel seltener. Eisenhaltige Quarzite bilden riesige Eisenerzbecken. Erzlagerstätten von Quarziten innerhalb von Lagerstätten haben normalerweise große Dimensionen: Kilometer entlang des Streichens, einige hundert oder zehn Meter Mächtigkeit. Charakteristisch sind die geschichtete Form von Erzkörpern, dünngestreiften Texturen und eine ähnliche mineralische Zusammensetzung von Erzen in verschiedenen Lagerstätten (Krivoy Rog-Becken in der Ukraine, in Russland - Lagerstätten der magnetischen Kursk-Anomalie, Olenegorskoe auf der Kola-Halbinsel, Kostomuksha in Karelien). , Tarynakhskoe und Gorkitskoe in Jakutien, in Australien - das Hamersley-Becken , in Brasilien - die Region Carajas und das "Iron Quadrangle", in den USA - die Region Lake Superior, in Kanada - der Labrador-Trog, in China - der Anshan -Benxi-Becken usw.). Große und einzigartige Lagerstätten in Bezug auf Reserven, leichte Aufbereitung von Erzen, die Möglichkeit des Tagebaus in großen Tagebauen mit leistungsstarken Bergbau- und Transportgeräten machen es möglich, sie als günstige Objekte für die Gewinnung von Eisenerz in allen Becken der zu betrachten Welt. Der Anteil von Erzen dieser Art an den erkundeten Reserven und der Produktion von marktfähigen Erzen in der Welt übersteigt 60%, in Russland an Reserven 55,9%, an der Produktion von marktfähigen Erzen - 64,5%.

15. Ablagerungen von Verwitterungskrusten, vertreten durch reiche Hydrohämatit- und Siderit-Magnetit-, Martit-Magnetit-Erze, entstehen bei der Umwandlung von eisenhaltigen Quarziten durch supergene Prozesse. Dementsprechend sind sie in ihrer Verbreitung mit Gebieten und Entwicklungsgebieten von eisenhaltigen Quarziten verbunden, die sich auf flächige und lineare Verwitterungskrusten beschränken, die sich entlang ihnen entwickeln (Mikhailovskoye, Yakovlevskoye, Gostishchevskoye, Vislovskoye, Razumenskoye in Russland, Lagerstätten von reichen Erzen von Krivoy Rog in der Ukraine, Eisenerzregionen Australien, Brasilien, Indien, USA). Die Lagerstätten dieser Art machen 12,5 % der erkundeten Reserven Russlands und 1,3 % der Produktion marktfähiger Erze aus. Insgesamt macht der Anteil der Lagerstätten der letzten beiden Typen – eisenhaltige Quarzite und darauf entstehende polygenreiche Eisenerze – 70,9 % der erkundeten Reserven der Welt und 74,4 % der kommerziellen Erzproduktion aus, d.h. dies sind die wichtigsten industriellen Lagerstättenarten. Der Anteil der Erze der letzten beiden Arten von Lagerstätten in Russland beträgt 68,4% in den Reserven, in der Produktion von marktfähigen Erzen - 65,8%.

16. Andere supergene Eisenerze:

a) braunes Eisenerz in Verbindung mit Verwitterungskrusten von Sideriten (Lagerstättengruppen Bakalskaya und Zigazino-Komarovskaya im Ural, Berezovskoye in der Region Chita);

b) diskontinuierliche mantelartige Ablagerungen von Chrom-Nickel-Goethit-Hydrogoethit-Erzen, häufig in der Verwitterungskruste ultramafischer Gesteine ​​(Laterit-Erze Kubas, der Philippinen, Indonesiens, Guineas, Malis, im Ural - Serov und Ablagerungen der Orsk- Region Chalilovsky). Solche Erze sind üblicherweise mit Nickel und Kobalt legiert.

Der Anteil anderer supergener Eisenerze in den erkundeten Reserven der Welt beträgt 2,4%, in der Produktion von marktfähigen Erzen 2,0%, in Russland 1,1 bzw. 0,2%.

17. Abhängig von den Entstehungsbedingungen ist auch die mineralische Zusammensetzung von Eisenerzen äußerst unterschiedlich, was ihren industriellen Wert maßgeblich bestimmt. Eisenerze sind in 11 Hauptindustrietypen unterteilt (Tabelle 2).

Eisenerze- natürliche Mineralformationen, die Eisen und seine Verbindungen in einem solchen Volumen enthalten, wenn die industrielle Gewinnung von Eisen aus diesen Formationen ratsam ist. Trotz der Tatsache, dass Eisen mehr oder weniger in der Zusammensetzung aller Gesteine ​​enthalten ist, versteht man unter Eisenerz nur solche Ansammlungen von eisenhaltigen Verbindungen, von denen wirtschaftliche Begriffe Sie können metallisches Eisen bekommen.

Eisenerze sind besondere Mineralformationen, zu denen Eisen und seine Verbindungen gehören. Diese Erzart gilt als Eisenerz, wenn der Anteil dieses Elements in einer solchen Menge enthalten ist, dass seine industrielle Gewinnung wirtschaftlich sinnvoll wäre.

In der Eisenmetallurgie werden drei Haupttypen von Eisenerzprodukten verwendet:

— getrenntes Eisenerz (niedriger Eisengehalt);

— Sintererz (mittlerer Eisengehalt);

- Pellets (roheisenhaltige Massen)

Eisenerzvorkommen gelten als reich, wenn der Eisengehalt in ihnen mehr als 57 % beträgt. Arme Eisenerze können mindestens 26 % Eisen enthalten. Wissenschaftler unterscheiden zwei morphologische Haupttypen von Eisenerz; linear und flach.

Lineare Eisenerzvorkommen sind keilförmige Erzkörper in den Zonen von Erdverwerfungen, Biegungen im Metamorphoseprozess. Diese Eisenerzart zeichnet sich durch einen besonders hohen Eisengehalt (54-69%) bei einem geringen Gehalt an Schwefel und Phosphor aus.

Flache Ablagerungen finden sich an den Spitzen von Eisenquarzitschichten. Sie gehören zu den typischen Verwitterungskrusten.

Reiche Eisenerze werden hauptsächlich zum Schmelzen in die offene Herd- und Konverterproduktion oder zur direkten Reduktion von Eisen geschickt.

Die wichtigsten industriellen Arten von Eisenerzvorkommen:

• — geschichtete Sedimentablagerungen;
• — komplexe Titanomagnetit-Lagerstätten;
• — Lagerstätten von eisenhaltigen Quarziten und reichen Erzen;
• — Skarn-Eisenerzvorkommen;

Kleinere industrielle Arten von Eisenerzvorkommen:

• — Sideritlagerstätten aus Eisenerz;
• — plattenförmige Lateritablagerungen aus Eisenerz;
• —komplexe Carbopatit-Apatit-Magnetit-Lagerstätten;

Die Weltreserven an erkundeten Eisenerzvorkommen betragen 160 Milliarden Tonnen, sie enthalten etwa 80 Milliarden Tonnen reines Eisen. Die größten Eisenerzvorkommen befinden sich in der Ukraine, und die größten Reserven an reinem Eisen befinden sich in Russland und Brasilien.

Das Volumen der Weltproduktion von Eisenerz wächst jedes Jahr. Mehr als 2,4 Milliarden Tonnen Eisenerz wurden 2010 abgebaut, wobei China, Australien und Brasilien zwei Drittel der Produktion ausmachten. Wenn wir ihnen Russland und Indien hinzufügen, wird ihr Gesamtmarktanteil mehr als 80 % betragen.

Wie Erz abgebaut wird

Betrachten Sie mehrere Hauptoptionen für die Gewinnung von Eisenerz. In jedem Einzelfall wird die Wahl zugunsten der einen oder anderen Technologie unter Berücksichtigung des Standorts von Mineralien, der wirtschaftlichen Machbarkeit des Einsatzes dieser oder jener Ausrüstung usw. getroffen.

In den meisten Fällen wird Erz in einem Steinbruch abgebaut. Das heißt, um die Produktion zu organisieren, wird zunächst ein tiefer Steinbruch ausgehoben, etwa 200 bis 300 Meter tief. Danach wird Eisenerz mit großen Maschinen direkt aus dem Boden entnommen. Der direkt nach dem Abbau mit Diesellokomotiven zu verschiedenen Werken transportiert wird, wo daraus Stahl hergestellt wird. Heutzutage produzieren viele große Unternehmen Erz, wenn sie über die notwendige Ausrüstung für solche Arbeiten verfügen.

Der Steinbruch sollte mit großen Baggern ausgehoben werden, aber bedenken Sie, dass dieser Vorgang viele Jahre dauern kann. Nachdem Bagger bis zur allerersten Eisenerzschicht geschürft haben, muss sie Experten zur Analyse übergeben werden, damit sie genau bestimmen können, wie viel Prozent Eisen darin enthalten sind. Wenn dieser Prozentsatz nicht weniger als 57 beträgt, ist die Entscheidung, in diesem Gebiet Erz abzubauen, wirtschaftlich tragfähig. Solches Erz kann sicher zu Mähdreschern transportiert werden, denn nach der Verarbeitung wird es definitiv hochwertigen Stahl produzieren.

Dies ist jedoch noch nicht alles. Sie sollten den Stahl, der durch die Verarbeitung von Eisenerz entsteht, sehr sorgfältig prüfen. Wenn die Qualität des abgebauten Erzes nicht den europäischen Standards entspricht, sollte verstanden werden, wie die Qualität der Produktion verbessert werden kann.

Der Nachteil der offenen Methode ist, dass Sie damit extrahieren können Eisenerz nur in relativ geringen Tiefen. Da es oft viel tiefer liegt - in einer Entfernung von 600-900 m von der Erdoberfläche - müssen Minen gebaut werden. Zuerst wird ein Schacht hergestellt, der einem sehr tiefen Brunnen mit sicher verstärkten Wänden ähnelt. Vom Stamm bis verschiedene Seiten Korridore gehen ab, die Drifts genannt werden. Das darin enthaltene Eisenerz wird gesprengt und dann mit Hilfe von Spezialgeräten an die Oberfläche gehoben. Dieses Verfahren zur Gewinnung von Eisenerz ist effektiv, aber gleichzeitig mit ernsthaften Gefahren und Kosten verbunden.

Es gibt eine andere Möglichkeit, Eisenerz abzubauen. Es wird SHD oder gut hydraulische Produktion genannt. Erz wird auf folgende Weise aus dem Boden gewonnen: Es wird ein Tiefbrunnen gebohrt, dort werden Rohre mit einem hydraulischen Monitor abgesenkt und das Gestein wird mit einem sehr starken Wasserstrahl zerkleinert und dann an die Oberfläche gehoben. Diese Methode ist sicher, aber leider immer noch wirkungslos. Mit dieser Methode können nur etwa 3 % des Eisenerzes gefördert werden, während Minen etwa 70 % fördern. Dennoch entwickeln Experten die Methode der Bohrlochhydraulikproduktion, und daher besteht die Hoffnung, dass diese spezielle Option in Zukunft die Hauptoption sein und Steinbrüche und Minen verdrängen wird.

Der Eisengehalt in Industrieerzen beträgt 16 bis 72%. Unter den nützlichen Verunreinigungen sind Ni, Co, Mn, W, Mo, Cr, V usw., unter den schädlichen sind S, R, Zn, Pb, As, Cu. Eisenerze werden nach Genese in und unterteilt (siehe Karte).

Basische Eisenerze

Industrielle Arten von Eisenerzen werden nach dem vorherrschenden Erzmineral klassifiziert. Magnetiterze bestehen aus Magnetit (manchmal Magnesian - Magnomagnetit, oft martitisiert - wird im Oxidationsprozess in Hämatit umgewandelt). Sie sind am charakteristischsten für Karbonatit-, Skarn- und hydrothermale Ablagerungen. Aus Karbonatit-Lagerstätten werden Apatit und Baddeleyit, aus Skarn-Lagerstätten kobalthaltiger Pyrit und Nichteisenmetallsulfide gewonnen. Eine besondere Art von Magnetiterzen sind komplexe (Fe-Ti-V) Titanomagnetiterze aus magmatischen Lagerstätten. Hämatiterze, die hauptsächlich aus Hämatit und in geringerem Maße aus Magnetit bestehen, kommen häufig in der Verwitterungskruste von eisenhaltigen Quarziten (Martiterz), in Skarn-, hydrothermalen und vulkanogen-sedimentären Erzen vor. Reiche Hämatiterze enthalten 55-65 % Fe und bis zu 15-18 % Mn. Sideriterze werden in kristalline Sideriterze und tonhaltige Spateisenerze unterteilt; sie sind oft magnesianisch (Magnosiderite). Sie kommen in hydrothermalen, sedimentären und vulkanisch-sedimentären Ablagerungen vor. Der durchschnittliche Fe-Gehalt in ihnen beträgt 30-35%. Nach dem Rösten von Siderit-Erzen erhält man durch Entfernung von CO 2 feinporöse Eisenoxidkonzentrate mit 1–2 %, teilweise bis zu 10 % Mn. In der Oxidationszone werden Sideriterz zu braunem Eisenerz. Silikat-Eisenerze bestehen aus eisenhaltigen Chloriten (, Leptochlorit usw.), manchmal begleitet von Eisenhydroxiden. Sie bilden Sedimentablagerungen. Der durchschnittliche Fe-Gehalt in ihnen beträgt 25-40%. Die Beimischung von Schwefel ist vernachlässigbar, Phosphor bis zu 1 %. Sie haben oft eine olitische Textur. In der Verwitterungskruste verwandeln sie sich in braunes, manchmal rotes (Hydrohämatit) Eisenerz. Braunes Eisenerz besteht aus Eisenhydroxiden, meistens Hydrogoethit. Sie bilden Sedimentablagerungen (marin und kontinental) und Verwitterungskrustenablagerungen. Sedimenterze haben oft eine oolithische Textur. Der durchschnittliche Fe-Gehalt in Erzen beträgt 30-35 %. Das braune Eisenerz einiger Vorkommen (Bakalskoje in der UdSSR, Bilbao in Spanien usw.) enthält bis zu 1-2 % Mn oder mehr. Natürlich legiertes braunes Eisenerz, gebildet in den Verwitterungskrusten ultrabasischer Gesteine, enthält 32-48 % Fe, bis 1 % Ni, bis 2 % Cr, Hundertstel Prozent Co, V. Chrom-Nickel-Eisen und niedrig legiert Stahl wird aus solchen Erzen ohne Zusatzstoffe erschmolzen. ( , eisenhaltig ) - armer und mittlerer Eisengehalt (12-36%) metamorphosierte Eisenerze, bestehend aus dünnen abwechselnden Quarz-, Magnetit-, Hämatit-, Magnetit-Hämatit- und Siderit-Zwischenschichten, stellenweise mit einer Beimischung von Silikaten und Karbonaten. Sie zeichnen sich durch einen geringen Gehalt an schädlichen Verunreinigungen aus (S und R sind Hundertstel Prozent). Lagerstätten dieser Art verfügen in der Regel über einzigartige (über 10 Milliarden Tonnen) oder große (über 1 Milliarde Tonnen) Erzreserven. Silica wird in der Verwitterungskruste ausgetragen, und große Lagerstätten von reichen Hämatit-Martit-Erzen treten auf.

Präkambrische eisenhaltige Quarzite und daraus gebildete reichhaltige Eisenerze stellen die größten Reserven und Fördermengen, seltener sind sedimentäre Brauneisenerze sowie Skarn-, Hydrothermal- und Karbonatit-Magnetit-Erze.

Anreicherung von Eisenerz

Es gibt reiche (über 50 % Fe) und arme (weniger als 25 % Fe) Erze, die erforderlich sind. Für die qualitativen Eigenschaften von Hocherzen sind Gehalt und Anteil nichtmetallischer Verunreinigungen (schlackenbildende Bestandteile), ausgedrückt durch den Basizitätskoeffizienten und den Feuersteinmodul, wichtig. Nach dem Wert des Basizitätskoeffizienten (das Verhältnis der Summe der Gehalte an Calcium- und Magnesiumoxiden zur Summe der Siliziumoxide und ) werden Eisenerze und ihre Konzentrate in saure (weniger als 0,7), selbstfließende (0,7 -1,1) und einfach (mehr als 1,1). Am besten sind selbstfließende Erze: Saure Erze erfordern im Vergleich zu basischen Erzen die Zugabe einer größeren Menge an Kalkstein (Flux) in die Hochofencharge. Je nach Siliziummodul (Verhältnis von Siliziumoxid zu Aluminiumoxid) ist die Verwendung von Eisenerzen auf Erzarten mit einem Modul unter 2 beschränkt. Zu den anreicherungsbedürftigen Schlechterzen zählen Titanomagnetit, Magnetit, aber auch Magnetitquarzite mit einem Magnetit Fe-Gehalt von über 10-20 %; Martit, Hämatit und Hämatitquarzite mit Fe-Gehalt über 30 %; Siderit-, Hydrogoethit- und Hydrogoethit-Leptochlorit-Erze mit einem Fe-Gehalt über 25 %. Die Untergrenze des Gesamtgehalts an Fe und Magnetit für jede Lagerstätte wird unter Berücksichtigung ihrer Größenordnung, ihrer Abbaubedingungen und ihrer wirtschaftlichen Bedingungen durch die Standards festgelegt.

Erze, die eine Anreicherung erfordern, werden in einfache Anreicherung und schwierige Anreicherung unterteilt, was von ihrer Mineralzusammensetzung und ihren Textur- und Strukturmerkmalen abhängt. Leicht angereicherte Erze umfassen Magnetiterze und Magnetitquarz, hart angereicherte Erze umfassen Eisenerze, in denen Eisen mit kryptokristallinen und kolloidalen Formationen assoziiert ist, wenn es zerkleinert wird, ist es aufgrund ihrer extrem geringen Größe und Feinheit nicht möglich, Erzminerale in ihnen zu öffnen Keimung mit nichtmetallischen Mineralien. Die Wahl der Anreicherungsmethoden wird durch die mineralische Zusammensetzung der Erze, ihre Textur- und Strukturmerkmale sowie die Art der nichtmetallischen Mineralien und die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Erze bestimmt. Magnetiterze werden durch das magnetische Verfahren angereichert. Der Einsatz von Trocken- und Nassmagnetabscheidung sichert die Produktion von konditionierten Konzentraten auch bei einem relativ geringen Eisengehalt im Ausgangserz. Wenn Hämatit in kommerziellen Qualitäten in Erzen neben Magnetit vorhanden ist, werden Magnetflotations- (für fein disseminierte Erze) oder Magnetgravitations- (für grob disseminierte Erze) Anreicherungsmethoden verwendet. Wenn Magnetiterze industrielle Mengen an Apatit oder Sulfiden, Kupfer und Zink, Bormineralien und anderen enthalten, werden sie durch Flotation aus Magnetabscheidungsabfällen extrahiert. Die Anreicherungsschemata für Titanomagnetit- und Ilmenit-Titanmagnetit-Erze umfassen eine mehrstufige magnetische Nasstrennung. Um Ilmenit in Titankonzentrat zu isolieren, wird der Abfall aus der Nassmagnetabscheidung durch Flotation oder Schwerkraft angereichert, gefolgt von einer Magnetabscheidung in einem hochintensiven Feld.

Anreicherungsschemata für Magnetit-Quarzite umfassen Zerkleinern, Mahlen und magnetische Niederfeld-Anreicherung. Die Anreicherung von oxidierten eisenhaltigen Quarziten kann durch magnetische (in einem starken Feld), röstende magnetische und Flotationsverfahren durchgeführt werden. Zur Anreicherung von oolithischem Hydrogoethit-Leptochlorit-Brauneisenerz wird ein gravitatives oder gravitationsmagnetisches (in einem starken Feld) Verfahren verwendet, es werden auch Untersuchungen zur Anreicherung dieser Erze durch Rösten mit einem magnetischen Verfahren durchgeführt. Tonige Hydrogoethite und (Kiesel-)Erze ​​werden durch Waschen angereichert. Die Anreicherung von Sideriterzen erfolgt üblicherweise durch Rösten. Bei der Verarbeitung von eisenhaltigen Quarziten und Skarn-Magnetit-Erzen fallen üblicherweise Konzentrate mit einem Fe-Gehalt von 62-66 % an; in konditionierten Konzentraten der Nassmagnetabscheidung aus Apatit-Magnetit- und Magnomagnetit-Eisenerzen nicht weniger als 62-64 %; für die elektrometallurgische Verarbeitung werden Konzentrate mit einem Fe-Gehalt von nicht weniger als 69,5 %, SiO 2 nicht mehr als 2,5 % hergestellt. Konzentrate der gravitativen und gravitationsmagnetischen Anreicherung von oolithischem Brauneisenerz gelten als konditioniert, wenn der Fe-Gehalt 48-49% beträgt; Mit der Verbesserung der Anreicherungsmethoden steigen die Anforderungen an Konzentrate aus Erzen.

Die meisten Eisenerze werden zur Eisenverhüttung verwendet. Nicht große Menge dient als Naturfarbe (Ocker) und Beschwerungsmittel für Bohrlehmlösungen.

Eisenerzreserven

In Bezug auf die Eisenerzreserven (Saldo - über 100 Milliarden Tonnen) steht das CCCP weltweit an erster Stelle. Die größten Eisenerzreserven der UdSSR befinden sich in der Ukraine, in den zentralen Regionen der RSFSR, in Nordkasachstan, im Ural, in West- und Ostsibirien. Von der Gesamtmenge der erkundeten Eisenerzreserven sind 15 % reich und erfordern keine Anreicherung, 67 % werden durch einfache magnetische Verfahren angereichert und 18 % erfordern komplexe Anreicherungsmethoden.

KHP, Nordkorea und CPB verfügen über beträchtliche Eisenerzreserven, die für die Entwicklung ihrer eigenen Eisenmetallurgie ausreichen. siehe auch

Eisenerz ist der Hauptrohstoff für die weltweite metallurgische Industrie. Die Wirtschaft hängt weitgehend vom Markt für dieses Mineral ab. verschiedene Länder Daher wird der Entwicklung von Minen weltweit verstärkte Aufmerksamkeit geschenkt.

Erz: Definition und Merkmale

Erze werden genannt Felsen, die zur Verarbeitung und Gewinnung der darin enthaltenen Metalle verwendet werden. Die Arten dieser Mineralien unterscheiden sich in Herkunft, chemischem Gehalt, Konzentration von Metallen und Verunreinigungen. BEI chemische Zusammensetzung Erz enthält verschiedene Oxide, Hydroxide und Kohlensäuresalze von Eisen.

Interessant! Erz ist seit der Antike in der Wirtschaft gefragt. Archäologen konnten herausfinden, dass die Herstellung der ersten Eisengegenstände auf das 2. Jahrhundert vor Christus zurückgeht. vor unserer Zeitrechnung. Zum ersten Mal wurde dieses Material von den Bewohnern Mesopotamiens verwendet.

Eisen ist ein häufig vorkommendes chemisches Element in der Natur. Sein Gehalt in der Erdkruste beträgt etwa 4,2 %. Aber in seiner reinen Form kommt es fast nie vor, meistens in Form von Verbindungen - in Oxiden, Eisencarbonaten, Salzen usw. Eisenerz ist eine Kombination von Mineralien mit einem erheblichen Anteil an Eisen. BEI nationale Wirtschaft Wirtschaftlich gerechtfertigt ist die Verwendung von Erzen, die mehr als 55 % dieses Elements enthalten.

Was wird aus erz gemacht

Eisenerzindustrie— die metallurgische Industrie, die auf die Gewinnung und Verarbeitung von Eisenerz spezialisiert ist. Der Hauptzweck dieses Materials ist heute die Herstellung von Eisen und Stahl.

Alle Produkte aus Eisen lassen sich in Gruppen einteilen:

• Roheisen mit hohem Kohlenstoffgehalt (über 2 %).
• Gusseisen.
• Stahlbarren für die Herstellung von Walzprodukten, Stahlbeton und Stahlrohren.
• Ferrolegierungen für die Stahlerzeugung.

Wozu dient Erz?

Das Material wird zum Schmelzen von Eisen und Stahl verwendet. Heute gibt es praktisch keinen Industriezweig, der ohne diese Materialien auskommt.

Gusseisen Es ist eine Legierung aus Kohlenstoff und Eisen mit Mangan, Schwefel, Silizium und Phosphor. Roheisen wird in Hochöfen hergestellt, wo hohe Temperaturen Erz wird aus Eisenoxiden isoliert. Fast 90 % des produzierten Eisens ist marginal und wird in der Stahlverhüttung verwendet.

Dabei kommen verschiedene Technologien zum Einsatz:

• Elektronenstrahlschmelzen, um reines hochwertiges Material zu erhalten;
• Vakuumverarbeitung;
• Elektroschlacke-Umschmelzen;
• Stahlveredelung (Entfernung schädlicher Verunreinigungen).

Der Unterschied zwischen Stahl und Gusseisen ist die Mindestkonzentration an Verunreinigungen. Zur Reinigung wird oxidatives Schmelzen in Herdöfen eingesetzt.

Der hochwertigste Stahl wird in elektrischen Induktionsöfen bei extrem hohen Temperaturen erschmolzen.

Erz unterscheidet sich in der Konzentration des darin enthaltenen Elements. Es ist angereichert (bei einer Konzentration von 55 %) und arm (ab 26 %). Arme Erze sollten erst nach Anreicherung in der Produktion verwendet werden.

Nach Herkunft werden folgende Arten von Erzen unterschieden:

• Magmatogen (endogen) - gebildet unter dem Einfluss hoher Temperaturen;
• Oberfläche - die abgesetzten Überreste des Elements am Grund von Meeresbecken;
• Metamorphogen - erhalten unter dem Einfluss von extrem hohem Druck.

Die Hauptverbindungen von Mineralien mit Eisengehalt:

• Hämatit (rotes Eisenerz). Die wertvollste Eisenquelle mit einem Elementgehalt von 70 % und einer minimalen Konzentration an schädlichen Verunreinigungen.
• Magnetit. Ein chemisches Element mit einem Metallgehalt von 72 % oder mehr zeichnet sich durch hohe magnetische Eigenschaften aus und wird bei magnetischem Eisenerz abgebaut.
• Siderit (Eisenkarbonat). notiert toller Inhalt Abfallgestein, das Eisen selbst macht darin etwa 45-48% aus.
• Braune Eisensteine. Eine Gruppe von wässrigen Oxiden mit einem geringen Eisenanteil, mit Mangan- und Phosphorverunreinigungen. Ein Element mit solchen Eigenschaften zeichnet sich durch gute Reduzierbarkeit und poröse Struktur aus.

Die Art des Materials hängt von seiner Zusammensetzung und dem Gehalt an zusätzlichen Verunreinigungen ab. Das am häufigsten vorkommende rote Eisenerz mit hohem Eisenanteil findet sich in einem anderen Zustand – von sehr dicht bis staubig.

Braune Eisensteine ​​haben eine lockere, leicht poröse Struktur von brauner oder gelblicher Farbe. Ein solches Element muss oft angereichert werden, während es leicht zu Erz verarbeitet werden kann (aus ihm wird hochwertiges Gusseisen gewonnen).

Magnetisches Eisenerz hat eine dichte und körnige Struktur und sieht aus wie Kristalle, die in das Gestein eingestreut sind. Der Farbton des Erzes ist ein charakteristisches Schwarzblau.

Wie Erz abgebaut wird

Der Abbau von Eisenerz ist ein komplexer technischer Prozess, bei dem ins Erdinnere getaucht wird, um nach Mineralien zu suchen. Bis heute gibt es zwei Möglichkeiten, Erz zu gewinnen: offen und geschlossen.

Offene (Karrieremethode) ist die gebräuchlichste und sicherste Option im Vergleich zur geschlossenen Technologie. Das Verfahren ist für jene Fälle relevant, wenn Arbeitsbereich es gibt keine harten Felsen, und es gibt keine in der Nähe Siedlungen oder Engineering-Systeme.

Zuerst wird ein bis zu 350 Meter tiefer Steinbruch ausgehoben, danach wird Eisen gesammelt und mit großen Maschinen vom Boden entfernt. Nach dem Abbau wird das Material mit Diesellokomotiven zu Stahl- und Eisenfabriken transportiert.

Steinbrüche werden von Baggern ausgehoben, aber ein solcher Vorgang nimmt viel Zeit in Anspruch. Sobald die Maschine die erste Schicht des Bergwerks erreicht, wird das Material einer Untersuchung unterzogen, um den Eisengehalt und die Machbarkeit zu bestimmen weitere Arbeit(Wenn der Prozentsatz über 55 % liegt, wird die Arbeit in diesem Bereich fortgesetzt).

Interessant! Im Vergleich zum geschlossenen Verfahren kostet der Abbau in Steinbrüchen nur halb so viel. Diese Technologie erfordert weder den Bau von Minen noch die Schaffung von Tunneln. Gleichzeitig ist die Arbeitseffizienz im Tagebau um ein Vielfaches höher und die Materialverluste fünfmal geringer.

Geschlossene Bergbaumethode

Der bergmännische (geschlossene) Erzabbau wird nur dann eingesetzt, wenn geplant ist, die Landschaft in dem Gebiet zu erhalten, in dem Erzvorkommen erschlossen werden. Diese Methode ist auch für die Arbeit in Berggebieten relevant. In diesem Fall wird unterirdisch ein Netz von Tunneln angelegt, was zu zusätzlichen Kosten führt - dem Bau der Mine selbst und dem komplexen Transport von Metall an die Oberfläche. Der Hauptnachteil ist das hohe Risiko für das Leben der Arbeiter, die Mine kann einstürzen und den Zugang zur Oberfläche blockieren.

Wo wird das erz abgebaut

Die Gewinnung von Eisenerz ist einer der führenden Bereiche des Wirtschaftskomplexes der Russischen Föderation. Trotzdem beträgt der Anteil Russlands an der weltweiten Erzproduktion nur 5,6 %. Die Weltreserven betragen etwa 160 Milliarden Tonnen. Das Volumen an reinem Eisen erreicht 80 Milliarden Tonnen.

erzreiche Länder

Die Verteilung der Fossilien nach Ländern ist wie folgt:

• Russland - 18 %;
• Brasilien - 18 %;
• Australien - 13 %;
• Ukraine - 11 %;
• China - 9 %;
• Kanada - 8 %;
• USA - 7 %;
• andere Länder - 15%.

In Schweden (den Städten Falun und Gellivar) sind bedeutende Eisenerzvorkommen zu verzeichnen. In Amerika wurde im Bundesstaat Pennsylvania eine große Menge Erz entdeckt. In Norwegen wird in Persberg und Arendal Metall abgebaut.

Erze von Russland

Die magnetische Anomalie Kursk ist eine große Eisenerzlagerstätte in der Russischen Föderation und in der Welt, in der das Rohmetallvolumen 30.000 Millionen Tonnen erreicht.

Interessant! Analysten stellen fest, dass der Umfang des Abbaus in den KMA-Minen bis 2020 andauern wird und dann ein Rückgang eintreten wird.

Das Minengebiet der Kola-Halbinsel beträgt 115.000 km². Eisen, Nickel, Kupfererz, Kobalt und Apatit.

Das Uralgebirge gehört auch zu den größten Erzvorkommen der Russischen Föderation. Das Hauptentwicklungsgebiet ist Kachkanar. Das Volumen der Erzminerale beträgt 7000 Millionen Tonnen.

In geringerem Umfang wird Metall im westsibirischen Becken, in Chakassien, im Kertsch-Becken, in Zabaikalsk und in der Region Irkutsk abgebaut.