Железная руда используется в строительстве. Как это сделано, как это работает, как это устроено. Другие железорудные регионы
Содержание железа в промышленных рудах от 16 до 72%. Среди полезных примесей Ni, Co, Mn, W, Mo, Cr, V и др., среди вредных — S, R, Zn, Pb, As, Cu. железных руд по генезису подразделяются на , и (см. карту).
Основные железные руды
Промышленные типы железных руд классифицируются по преобладающему рудному минералу . Магнетитовые руды сложены магнетитом (иногда магнезиальным — магномагнетитом, нередко мартитизированы — превращены в гематит в процессе окисления). Они наиболее характерны для карбонатитовых, скарновых и гидротермальных месторождений . Из карбонатитовых месторождений попутно извлекают апатит и бадделеит , из скарновых — кобальтсодержащий пирит и сульфиды цветных металлов. Особую разновидность магнетитовых руд представляют комплексные (Fe-Ti-V) титаномагнетитовые руды магматических месторождений . Гематитовые руды, сложенные главным образом гематитом, в меньшей степени магнетитом, распространены в коре выветривания железистых кварцитов (мартитовые руды), в скарновых, гидротермальных и вулканогенно-осадочных рудах. Богатые гематитовые руды содержат 55-65% Fe и до 15-18% Mn. Сидеритовые руды подразделяются на кристаллические сидеритовые руды и глинистые шпатовые железняки; они часто магнезиальны (магносидериты). Встречаются в гидротермальных, осадочных и вулканогенно-осадочных месторождениях. Среднее содержание в них Fe 30-35%. После обжига сидеритовых руд, в результате удаления CO 2 , получают тонкопористые железооксидные концентраты , содержащие 1-2%, иногда до 10% Mn. В зоне окисления сидеритовые руды превращаются в бурые железняки. Силикатные железные руды сложены железистыми хлоритами ( , лептохлорит и др.), сопровождающимися гидрооксидами железа, иногда . Образуют осадочные залежи. Среднее содержание в них Fe 25-40%. Примесь серы незначительна, фосфора до 1%. Часто имеют оолитовую текстуру. В коре выветривания превращаются в бурые, иногда в красные (гидрогематитовые) железняки. Бурые железняки сложены гидрооксидами железа, чаще всего гидрогётитом. Образуют осадочные залежи (морские и континентальные) и месторождения коры выветривания. Осадочные руды часто имеют оолитовую текстуру. Среднее содержание Fe в рудах 30-35%. В бурых железняках некоторых месторождений (Бакальское в CCCP, Бильбао в Испании и др.) содержится до 1-2% Mn и более. В природно-легированных бурых железняках, образовавшихся в корах выветривания ультраосновных пород, содержится 32-48% Fe, до 1% Ni, до 2% Cr, сотые доли процента Co, V. Из таких руд без добавок выплавляются хромоникелевые чугуны и низколегированная сталь. ( , железистые ) — бедные и средние по содержанию железа (12-36%) метаморфизованные железные руды, сложенные тонкими чередующимися кварцевыми, магнетитовыми, гематитовыми, магнетит- гематитовыми и сидеритовыми прослоями, местами с примесью силикатов и карбонатов. Отличаются низким содержанием вредных примесей (S и R — сотые доли процента). Месторождения этого типа обычно обладают уникальными (свыше 10 млрд. т) или крупными (свыше 1 млрд. т) запасами руды. В коре выветривания кремнезём выносится, и возникают крупные залежи богатых гематито-мартитовых руд.
Наибольшие запасы и объёмы добычи приходятся на докембрийские железистые кварциты и образованные по ним богатые железные руды, менее распространены осадочные бурожелезняковые руды, а также скарновые, гидротермальные и карбонатитовые магнетитовые руды.
Обогащение железной руды
Различают богатые (свыше 50% Fe) и бедные (меньше 25% Fe) руды, требующие . Для качественной характеристики богатых руд важное значение имеет содержание и соотношение нерудных примесей (шлакообразующих компонентов), выражающимся коэффициентом основности и кремневым модулем. По величине коэффициент основности (отношение суммы содержаний оксидов кальция и магния к сумме оксидов кремния и ) железных руд и их концентраты подразделяются на кислые (менее 0,7), самофлюсующиеся (0,7-1,1) и основные (более 1,1). Лучшими являются самофлюсующиеся руды: кислые руды по сравнению с основными требуют введения в доменную шихту повышенного количества известняка (флюса). По кремневому модулю (отношение содержаний оксида кремния к оксиду алюминия) использование железных руд ограничивается типами руд с модулем ниже 2. К бедным рудам, требующим обогащения, относятся титаномагнетитовые, магнетитовые, а также магнетитовые кварциты с содержанием Fe магнетитового свыше 10-20%; мартитовые, гематитовые и гематитовые кварциты с содержанием Fe более 30%; сидеритовые, гидрогётитовые и гидрогётит-лептохлоритовые руды с содержанием Fe более 25%. Нижний предел содержаний Fe общего и магнетитового для каждого месторождения с учётом его масштабов , горнотехнических и экономических условий устанавливается кондициями.
Руды, требующие обогащения, подразделяются на легкообогатимые и труднообогатимые, что зависит от их минерального состава и текстурно-структурных особенностей. К легкообогатимым рудам относятся магнетитовые руды и магнетитовые кварцы , к труднообогатимым - железные руды, в которых железо связано со скрытокристаллическими и коллоидальными образованиями, в них при измельчении не удаётся раскрыть рудные минералы из-за их крайне мелких размеров и тонкого прорастания с нерудными минералами. Выбор способов обогащения определяется минеральным составом руд, их текстурно-структурными особенностями, а также характером нерудных минералов и физико-механическими свойствами руд. Магнетитовые руды обогащаются магнитным способом. Применение сухой и мокрой магнитной сепарации обеспечивает получение кондиционных концентратов даже при сравнительно низком содержании железа в исходной руде. При наличии в рудах промышленных содержаний гематита наряду с магнетитом применяется магнитно-флотационный (для тонковкрапленных руд) или магнитно-гравитационный (для крупновкрапленных руд) способы обогащения. Если в магнетитовых рудах содержится в промышленных количествах апатит или сульфиды , меди и цинка , минералы бора и другие, то для их извлечения из отходов магнитной сепарации применяется флотация . Схемы обогащения титаномагнетитовых и ильменит-титаномагнетитовых руд включают в себя многостадиальную мокрую магнитную сепарацию. С целью выделения ильменита в титановый концентрат проводится обогащение отходов мокрой магнитной сепарации флотацией или гравитационным способом с последующей магнитной сепарацией в поле высокой интенсивности.
Схемы обогащения магнетитовых кварцитов включают дробление , измельчение и магнитное обогащение в слабом поле. Обогащение окисленных железистых кварцитов может производится магнитным (в сильном поле), обжигмагнитным и флотационным способами. Для обогащения гидрогётит-лептохлоритовых оолитовых бурых железняков используется гравитационный или гравитационно-магнитный (в сильном поле) способ, ведутся также исследования по обогащению этих руд обжигмагнитным способом. Глинистые гидрогётитовые и (валунчатые) руды обогащаются промывкой . Обогащение сидеритовых руд обычно достигается обжигом. При переработке железистых кварцитов и скарново-магнетитовых руд обычно получают концентраты с содержанием Fe 62-66%; в кондиционных концентратах мокрой магнитной сепарации из апатит-магнетитовых и магномагнетитовых руд железа не менее 62-64%; для электрометаллургического передела выпускаются концентраты с содержанием Fe не ниже 69,5%, SiO 2 не более 2,5%. Концентраты гравитационного и гравитационно-магнитного обогащения оолитовых бурых железняков считаются кондиционными при содержании Fe 48-49%; по мере совершенствования методов обогащения требования к концентратам из руд повышаются.
Большая часть железных руд используется для выплавки чугуна. Небольшое количество служит природными красками (охры) и утяжелителями буровых глинистых растворов .
Запасы железной руды
По запасам железных руд (балансовым — свыше 100 млрд. т) CCCP занимает 1-е место в мире. Наиболее крупные запасы железных руд в CCCP сосредоточены на Украине, в центральных районах РСФСР, в Северном Казахстане, на Урале, в западной и восточной Сибири . Из общего количества разведанных запасов железных руд 15% — богатых, не требующих обогащения, 67% — обогащаемых по простым магнитным схемам, 18% — требующих сложных методов обогащения.
KHP , КНДР и CPB обладают значительным запасами железных руд, достаточными для развития собственной чёрной металлургии. См. также
На Урале известно более 75 больших и малых месторождений железных руд, общие балансовые запасы которых на 01.01.89 г. составляли 14,8 млрд. т, из них около 9,4 млрд. т разведанных запасов (по категориям А+В+С1). Часть открытых месторождений Урала еще недостаточно изучена и на балансе не состоит.
Наибольшая часть разведанных запасов (7,1 млрд. т) представлена комплексными титаномагнетитовыми рудами, которые сосредоточены на 4-х месторождениях, крупнейшими из них являются месторождения Качканарской группы с балансовыми запасами более 11,5 млрд. т. магнетитовые, мартитовые и полумартитовые руды на Урале сосредоточены на 19 месторождениях. Их балансовые запасы составляют 1,4 млрд. т. Около 48 месторождений представлено бурыми железняками с общими балансовыми запасами 0,4 млрд. т. Семь из этих месторождений с запасами 0,32 млрд. т представлено комплексными железохромоникелевыми бурыми железняками. Два небольших месторождения представлено магнетитовыми железистыми кварцитами и два – сидеритами, из которых Бакальское месторождение является крупнейшим с запасами более 1 млрд. т сидеритовых руд.
Большинство железорудных месторождений Урала давно и интенсивно эксплуатируется и в значительной мере уже выработано. Их остаточные запасы весьма ограничены.
Рассмотрим более детально важнейшие железорудные районы и месторождения Урала.
На северном Урале расположен Северо-Ивдельский железорудный район, включающий месторождения Северной и Лангуро-Самской групп, а также Масловское месторождение. Эти месторождения служили рудной базой Серовского металлургического завода, часть из них разрабатывалась открытым способом Полуночным и Марсятским рудоуправлениями. Месторождения представлены магнетитами, мартитами и бурыми железняками. Содержание железа изменяется в широких пределах, составляя 45-50 % для магнетитовых и мартитовых руд и 32-40 % для бурых железняков. Магнитные железняки содержат значительное количество (до 1,40 %) серы. Содержание фосфора не превышает 0,2 %. Магнетитовые руды подвергались магнитной сепарации, а бурые железняки – промывке. Мелкие фракции концентрата направляли на агломерационную фабрику Серовского металлургического завода, а кусковый концентрат непосредственно в доменную плавку. В настоящее время разработка этих месторождений не ведется.
Там же (в Серовском и Североуральском районах Свердловской области) расположена Богословская группа мелких месторождений (в нее входят Ауэрбаховский, Воронцовский, Покровский, Баяновский, Северо-Песчанский и другие рудники). месторождения также представлены магнетитовыми рудами, красными и бурыми железняками. Общие запасы указанных групп месторождений Северного Урала не превышают 250 млн. т.
Содержание железа в рудах месторождений Богословской группы также изменяется в широких пределах от 40 до 58 % для магнитных железняков и гематитовых руд и 32-40 % для бурых железняков. В рудах отмечается повышенное содержание меди, а в руде Ауэрбаховского месторождения – хрома. Содержание фосфора обычно не превышает 0,1 %, но некоторые из руд имеют повышенное содержание серы (до 3,8 %). Руды Богословской группы месторождений добываются в основном подземным способом (95 %), на их базе действуют две шахты: Песчанская и Первомайская. Введен в строй Северо-Песчанский ГОК производительностью 3,0 млн. т концентрата в год с содержанием железа 49-52 %, который поступает на Нижнетагильский металлургический комбинат и на завод им.Серова.
В этом же регионе открыто крупное Серовское месторождение комплексных бурых железняков, содержащих хром (1,5-2,0 %) и никель (около 0,5 %), в небольших количествах присутствует кобальт. Запасы руд по категориям В+С1+С2 оцениваются в 1 млрд. т, в том числе 940 млн. т бобово-конгломератовых и 60 млн. т охристых руд. Генетически месторождение относится к месторождениям коры выветривания. Бортовое содержание железа в бобово-конгломератовых рудах составляет 24 %, в охристых 45-47 %, пустая порода глиноземистая (отношение SiO2: Al2O3 составляет около 1).
Месторождение еще слабо разведано и изучено, особенно в отношении технологии подготовки руд к плавке и самой плавки. Наиболее вероятным и эффективным способом их обогащения является пирометаллургический метод. Этот метод заключается в том, что в процессе восстановительного обжига руды значительная часть железа переходит в металлическое состояние. Последующая магнитная сепарация обоженного продукта позволяет получать концентрат, содержащий 81,2-81,5 % железа, в том числе 77,3-79,7 % железа металлического при высокой степени его извлечения. Около 75 % хрома переходит в хвосты, из которых его можно извлекать другими методами. Никель на 77-82,5 % переходит в концентрат. Однако это технология относительно дорогая. Окончательного решения по использованию руд этого месторождения пока нет.
В северо-восточной части Свердловской области находится Алапаевская группа небольших месторождений, представляющих рудную базу Алапаевского и Верхне-Синячихинского металлургических заводов. Руды представлены бурыми железняками со средним содержанием железа для различных месторождений в пределах 38-41 % , чистыми по сере (в среднем 0,02 %). Содержание фосфора не превышает 0,1 %. В пустой породе преобладают кремнезем и глинозем. Балансовые запасы руд этой группы составляли около 58,6 млн. т. В настоящее время добыча руд не ведется.
Тагило-Кушвинский железорудный район включает в себя 11 относительно небольших месторождений (Высокогорское, Лебяжинское, Гороблагодатское и др.). Общие балансовые запасы руд этого района составляют около 1,09 млрд. т. Месторождения этого района относятся к месторождениям скарнового типа, представлены преимущественно магнетитовыми и в меньшей степени полумартитовыми и мартитовыми рудами. Незначительное распространение имеют бурые железняки. Среднее содержание железа по типам руд и месторождениям колеблется в широких пределах (от 32 до 55 %).
Богатые окисленные руды используются после дробления, грохочения, а глинистые и валунчатые руды подвергаются еще и промывке. В результате обогащения окисленных руд получают кусковую мартеновскую и доменную руду, а также мелочь для агломерации. Бедные магнетитовые руды, отличающиеся высоким содержанием серы (0,4-1,8 %), обогащаются сухой и мокрой магнитной сепарацией. Полученные концентраты поступают на агломерацию. Химический состав руд и концентратов представлен в приложении 1.
Как для магнетитовых, так и для богатых мартитовых руд характерно повышенное содержание марганца (0,24-2,0 %) и глинозема (2,3-6,0 %). Соотношение содержания кремнезема и глинозема меньше двух. Для высокогорских руд характерно повышенное содержание меди (0,08-0,12 %). Разработка руд на месторождениях этого района ведется открытым и подземным способами.
В Тагило-Кушвинском районе находится также Волковское месторождение комплексных железованадиевомедных и фосфорных руд. В среднем они содержат (в %): Fe 18,0; Cu 0,8; P2O5 5,57; V 0,26; SiO2 35,4; CaO 12,8; Al2O3 12,4. Месторождение разрабатывается красноуральским медеплавильным комбинатом с начала 80-х годов. Объём добычи в 1990 г. составил 1428 тыс. т. Технологическая схема обогащения этих руд на обогатительной фабрике комбината представляет прямую селективную флотацию с выделением сначала медного, а затем апатитового концентратов. Из хвостов апатитовой флотации методом магнитной сепарации выделяется железованадиевый концентрат.
В зависимости от исходного содержания меди и режима обогащения выход концентрата медной флотации изменяется от 0,57 до 9,6 % при содержании в нём меди от 5,05 до 20,83 %. Извлечение меди составляет 52,3-96,2 %.
Содержание P2O5 в апатитовом концентрате изменяется в пределах 30,6-37,6 %, а извлечение его – 59,8-73,4 %. В результате магнитной сепарации хвостов апатитовой флотации получается концентрат, содержащий 59,0-61,6 % железа, при извлечении его 55,1-75,4 %. Содержание V2O5 в концентрате составляет 1,0-1,12 % при извлечении 65,3-79,2 %. Выход железо-ванадиевого концентрата составляет 15,30-27,10 %.
Качканарский железорудный район представлен двумя крупными месторождениями комплексных титаномагнетитовых руд: Гусевогорским и собственно Качканарским. Балансовые запасы руд этих месторождений составляют 11,54 млрд. т, из них 6,85 млрд. т – разведанных. По своему генетизу эти месторождения относятся к магматическому типу. Руды бедные, вкрапленные, содержание железа в них составляет 16-17 %. Основными железорудными минералами в них являются магнетит и ильменит. В малых количествах присутствует гематит. Ильменит образует тончайшие включения в магнетите. Содержание диоксида титана в руде составляет 1,0-1,3 %. Кроме железа и титана в рудах присутствует ванадий (около 0,14 % V2O5). Положительным является высокая основность (до 0,6-0,7) пустой породы. Руды чистые по сере и фосфору.
На базе Гусевогорского месторождения с 1963 года действует Качканарский горно-обогатительный комбинат производительностью по сырой руде 45 млн. т. Добыча руды ведется открытым способом. Руда легко обогащается методом магнитной сепарации с получением концентрата, содержащего 62-63 % железа и 0,60 % V2O5. Из полученного концентрата на комбинате производят агломерат и окатыши, которые отправляются на Нижнетагильский металлургический комбинат для выплавки ванадиевого чугуна. Шлак, образующийся при кислородно-конверторной переработке этого чугуна, используется для производства феррованадия. По такой схеме осуществляется комплексное использование железорудного сырья, добываемого на этом месторождении. Извлечение железа в концентрат при этом составляет около 66 %, ванадия 75,5 %. Однако, сквозное извлечение ванадия в конечные продукты – феррованадий и сталь – значительно ниже (30-32 %). Поэтому в настоящее время предлагается и разрабатывается другая технология комплексной переработки этих руд, включающая производство металлизованных окатышей и выплавку непосредственно из них стали. При этом потери ванадия снизятся до 15-20 %.
Ищете, где купить трубу стальную диаметром от 10 до 1420 мм? Компания «Верна-СК» представляет весь спектр продукции для Ваших нужд.
В Свердловской области находится также Первоуральское месторождение титаномагнетитов с балансовыми запасами 126 млн. т. Генетически оно также относится к магматическому типу. Содержание железа в исходной руде составляет 14-16 %. Руда содержит титан и ванадий, чистая по фосфору (0,22 %) и сере (0,21 %). Разработку месторождения ведет Первоуральское рудоуправление, добывающее 3,5 млн. т сырой руды в год. После обогащения сухой магнитной сепарацией получают кусковый концентрат, содержащий 35,7 % железа, 3,6 % TiO2 и 0,49 % V2O5. Концентрат поступает на Чусовской металлургический завод.
Группа месторождений (Кусинское, Копанское, Медведевское) титаномагнетитовых руд с общими балансовыми запасами около 170 млн. т расположено в Кусинском районе Челябинской области. Руды содержат 36-45 % железа, в них присутствуют титан и ванадий. Эти месторождения предназначались для выплавки ванадиевого чугуна на Чусовском металлургическом заводе. Кусинское месторождение до последнего времени разрабатывалось Златоустовским рудоуправлением. Руда обогащалась мокрой магнитной сепарацией. Из концентрата на Кусинской агломерационной фабрике получали агломерат с содержанием железа около 58 %, диоксида титана 5,0 % и пентаоксида ванадия 0,84 %.
В связи с развитием производства ванадийсодержащих окатышей и агломерата на Качканарском ГОКе, которыми снабжаются НТМК и Чусовской металлургический завод, эксплуатация Кусинского месторождения прекращена, и разработка других месторождений этой группы в обозримой перспективе не предусматривается.
Бакальский железорудный район расположен в 200 км от г. Челябинска на западном склоне южного Урала. На бакальском рудном поле разведано до 20 железорудных месторождений с суммарными балансовыми запасами около 1,06 млрд. т, из них разведанные запасы составляют 669 млн. т. Эти месторождения являются гидротермальными. Рудные тела бакальских месторождений находятся в виде пластообразных залежей линзовидных, гнездообразных и жильных образований. Длина пластообразных залежей до 3 км, ширина до 1 км, мощность до 80 м. Однако преобладают мелкие рудные тела, приуроченные к разрывным нарушениям. Глубина залегания рудных тел от 100 до 500 м. В зоне окисления, которая опускается на глубину 60-120 м от поверхности рудного тела, сидериты превращены в бурый железняк. Между этими горизонтами встречаются полуокисленные сидериты. Основным железосодержащим минералом сидеритовых руд бакальских месторождений является сидероплезит, представляющий собой изоморфную смесь углекислых солей железа, магния и марганца.
Бакальские сидериты характеризуются сравнительно невысоким содержанием железа (30-35 %), которое за счёт удаления диоксида углерода при диссоциации карбонатов в процессе их нагревания (при обжиге или плавке) возрастает до 44-48 %, с повышенным содержанием оксида магния, чистотой по фосфору. Содержание серы в них крайне непостоянно, изменяется без всякой закономерности (от 0,03 до 1,0 % и выше). В качестве полезной примеси сидериты Бакала содержат от 1,0 до 2,0 % оксида марганца. Бурые железняки содержат около 50 % железа, 0,1-0,2 % серы, 0,02-0,03 % фосфора. Запасы бурых железняков составляли около 50 млн. т и к настоящему времени практически исчерпаны.
Бакальские месторождения являются основной рудной базой Челябинского металлургического комбината, Сатнинского и Ашинского заводов. Месторождения разрабатываются открытым и подземным способами Бакальским рудоуправлением. Основная масса добываемой руды (около 4,5 млн.т) – сидериты. Добытую руду дробят, сортируют с выделением кусковой фракции (60-10 мм) и мелочи (10-0 мм). Кусковая фракция бурых железняков направляется в доменную плавку. Кусковый сидерит подвергают обжигу в шахтных печах. Обожженный сидерит, обладая магнитными свойствами, подвергается магнитной сепарации. Полученный концентрат поступает на указанные заводы Урала, Карагандинский металлургический комбинат и другие предприятия. Смесь мелких фракций сидерита и бурых железняков подвергается агломерации на местной аглофабрике. Агломерат идет в доменный цех АО “Мечел”. Химический состав руды месторождений Бакальского района и продуктов их подготовки представлен в приложении 1.
Ахтенское месторождение расположено в Кусинском районе Челябинской области и является дополнительной базой Челябинского металлургического комбината. Запасы его составляют около 50 млн. т. Руды представлены бурыми железняками и сидеритами. По качеству они сходны с бакальскими рудами. Добываются только бурые железняки с содержанием железа около 43 % при 0,07 % серы и 0,06 % фосфора.
Теченское месторождение магнетитовых руд с разведанными запасами около 60 млн. т расположено в 60 км от Челябинского металлургического комбината и является его дополнительной рудной базой. Относится оно к типу скарновых месторождений. Среднее содержание железа в руде составляет 35,4 %, серы – 1,17 %, фосфора – 0,07 %. Обогащение этих руд мокрой магнитной сепарацией при измельчении до 0,2-0 мм позволяет получать концентрат с содержанием железа до 55 %. В настоящее время месторождение не разрабатывается.
Магнитогорское месторождение относится к типу скарновых месторождений. Руды горы магнитной являются рудной базой Магнитогорского металлургического комбината. Они представлены двумя основными разновидностями: сульфидными (или первичными) и окисленными. Кроме этих двух типов коренных руд на месторождении выделялось небольшое количество россыпных руд и бурых железняков. В сульфидных рудах основными железорудными минералами являются магнетит и пирит (содержание серы в них до 4 %). Окисленные и россыпные руды представлены мартитом, а бурые железняки – лимонитом. Содержание железа в рудах изменяется в широких пределах: 38-60 % для магнетитовых (сульфидных) и 52-58 % для мартитовых руд. Содержание фосфора в магнитогорских рудах не превышает 0,1 %, составляя в среднем 0,04-0,05 %. Пустая порода этих руд характеризуются повышенной основностью, составляющей около 0,3 для окисленных руд и 0,5 для сульфидных.
Богатые окисленные руды (с содержанием железа выше 48 %) подвергают дроблению и сортировке. Бедные окисленные и россыпные руды обогащают гравитационным методом (промывка, отсадка) с применением магнитной сепарации. Для богатых сульфидных руд применяют сухую магнитную сепарацию; для бедных сульфидных руд – сухую и мокрую магнитную сепарацию. Химический состав исходных руд и концентратов представлен в приложении 1. Мелочь концентратов окисленных и россыпных руд и все концентраты сульфидных руд подвергают агломерации на 4-х аглофабриках ММк.
В настоящее время балансовые запасы руд горы Магнитной, интенсивно разрабатываемой с 1932 г., в значительной мере исчерпаны и на 01.01.89 г. составляли 85 млн. т, что приводит к постепенному сокращению объёма добычи. Для компенсации этого сокращения начата разработка небольшого месторождения Малый Куйбас, расположенного в непосредственной близости от г. Магнитогорска. руды магнетитовые и гематитовые с содержанием железа 40-60 % и фосфора 0,03-0,06 %. В магнетитовых рудах содержится 1,8-2,0 % серы, а в гематитовых – 0,07 %. При обогащении получают концентрат, содержащий 65 % железа. Разработку ведут открытым способом. Общие балансовые запасы месторождений Магнитогорского железорудного района составляли в начале разработки около 0,45 млрд. т.
Зигазино-Комаровский железорудный район расположен в Белорецком районе Башкортостана и представляет собой группу из 19 мелких месторождений бурых железняков (плотные бурые, охристо-бурые и охристо-глинистые) и, отчасти, сидеритовых руд осадочного происхождения. Общие балансовые запасы руд этих месторождений, которые являются железорудной базой Белорецкого металлургического комбината, составляют (на 01.01.89 г.) 80,2 млн. т. Часть месторождений (Туканское и Западно-Майгашлинское) разрабатывается открытым способом. Объём добычи составляет около 0,5 млн. т руды в год. Среднее содержание железа в добываемой руде составляет 41-43 %. Руды чистые по содержанию серы (0,03 %) и фосфора (0,06-0,07 %). В основном разрабатывают кусковые бурые железняки, для подготовки к плавке их подвергают дроблению, промывке и сортировке на Туканской и Западно-Майгашлинской дробильно-обогатительных фабриках. Содержание железа в мытой руде – 47,0-47,5 %.
Орско-Халиловский железорудный район включает в себя 6 месторождений бурых железняков осадочного происхождения, содержащих никель (0,4-0,7 %) и хром (1,60-2,5 %). Общие балансовые запасы руд месторождений района составляли на 01.01.89 г. 312,2 млн. т, наиболее крупными из них являются Аккермановское и Ново-Киевское месторождения. Среднее содержание железа по месторождениям изменяется в пределах 31,5-39,5 %. Руды содержат 0,03-0,06 % серы и 0,15-0,26 % фосфора.
Руды этого района являются сырьевой базой АО “Носта” (Орско-Халиловского металлургического комбината), которое проектировалось на производство природнолегированного металла. По первоначальному проекту ново-киевская руда с содержанием железа 38-39 %, добываемая открытым способом, должна подвергаться дроблению и сортировке с выделением кусковой доменной руды крупностью 120-6 мм и мелочи 6-0 мм для агломерации. Аккермановская руда, добываемая также открытым способом, содержание железа в которой – 31,5-32,5 %, должна проходить подготовку по более сложной схеме, включающей дробление её до крупности 75-0 мм и грохочение на классы 75-10 и 10-0 мм. Первый класс (с содержанием железа 38 %) является готовым продуктом для доменной плавки, а мелочь 10-0 мм предназначалась для обжигмагнитного обогащения с получением концентрата (45,5 % железа). Полученный концентрат совместно с мелочью ново-киевской руды должен подвергаться агломерации на аглофабрике комбината.
Однако эта схема не была реализована. В настоящее время эксплуатируется только Ново-Киевское месторождение, кусковая руда которого поступает для выплавки природнолегированного чугуна на одной из доменных печей ОХМК. Остальное производство чугуна на комбинате базируется на привозном сырье.
Рассмотрев характеристики основных месторождений Урала, отметим, что для развития черной металлургии этого региона кроме местных железных руд используют железорудные материалы, завозимые из других районов страны, в частности с ГОКов КМА, северо-запада страны и Казахстана.
Стойленский рудник начали разрабатывать в 1961 году. Это одно из самых крупных месторождений Курской магнитной аномалии . Через 20 лет рядом с рудником построили горно-обогатительный комбинат (ГОК). В 1990-х предприятие акционировали и теперь ГОК входит в группу НЛМК и является одним из трёх главных поставщиков железной руды в России, на его долю приходится более 15 % рынка. Основная продукция комбината - железорудный концентрат и железная агломерационная руда. Они используются для .
Стойленский ГОК (НЛМК)
Год основания: 1961
Месторасположение: Старый Оскол, Белгородская область
Количество сотрудников:
более 6 тысяч
Чтобы добраться до богатой руды и железистых кварцитов, нужно снять и переместить в отвалы миллионы кубометров глины, суглинков, песка и мела. Позднее отработанную породу тоже пускают в дело. Мел используют при производстве цемента, песок - в строительстве, щебень - при производстве дорожных работ.
В карьере работает 24 карьерных самосвала БелАЗ грузоподъёмностью 136 тонн каждый, девять 55-тонных и шесть 10-тонных карьерных самосвалов, 39 экскаваторов и 9 буровых станков, 30 тяговых агрегатов и 12 тепловозов.
Чтобы раздробить скальную породу и железистые кварциты, нужно провести взрыв. Это происходит примерно 18 раз в год. Вначале геологи определяют места для взрывов - блоки. На выбранных блоках бурят сеть из 40–60 скважин, которые располагаются в шахматном порядке на расстоянии трёх-четырёх метров друг от друга. В скважины заливают взрывчатое вещество в виде геля и закладывают детонаторы. Общая масса взрывчатки доходит до тысячи тонн. Детонация передаётся от скважины к скважине с задержкой в доли секунды. Это делается для того, чтобы уменьшить сейсмическое воздействие на грунт.
Взрыв дробит железистые кварциты с содержанием железа 25–29 %. Затем к местам взрыва перегоняют экскаваторы. Объём их ковша составляет 10–12 кубических метров. Экскаваторы грузят раздробленную руду в автосамосвалы БелАЗ грузоподъёмностью 136 тонн. БелАЗы вывозят руду на перегрузочные склады, размещённые в верхней трети глубины карьера.
тонн железорудного концентрата
- объём производства
в 2013 году
На перегрузочных складах железистые кварциты высыпают из самосвалов и грузят в вагоны для перевозки в корпус крупного дробления обогатительной фабрики.
Там руду из вагонов высыпают в дробилки крупного дробления, которые перемалывают породу, - получаются куски по 200 миллиметров в диаметре. Раздробленная руда по транспортёрным лентам передаётся в корпус среднего и мелкого дробления для дальнейшего измельчения.
Потом куски руды размером 15–20 миллиметров попадают на обогатительную фабрику. В шаровых мельницах руду снова измельчают уже в порошок. После классификации и разделения он попадает на магнитные сепараторы. Барабаны сепараторов отбирают из порошка магнитную составляющую, а пустая порода в смеси с водой отправляется в хвостохранилища.
В результате получается железорудный концентрат с содержанием железа 66,5 %. Прежде чем передать концентрат на узел отгрузки, из него с помощью вакуум-фильтров удаляют лишнюю влагу.
Железорудный концентрат с заданной влажностью и содержанием железа 66,5 % отгружают потребителям. Он будет использоваться в доменных печах для производства стали наряду с флюсами, окатышами и другими составляющими чугуна.
Фотографии: Иван Гущин
Железные руды - природные минеральные образования, содержащие железо и его соединения в таком объёме, когда промышленное извлечение железа из этих образований целесообразно. Несмотря на то, что железо входит в большем или меньшем количестве в состав всех горных пород, под названием железных руд понимают только такие скопления железистых соединений, из которых с выгодой в экономическом отношении можно получить металлическое железо.
Железные руды представляют собой особые минеральные образования, в состав которых входит железо и его соединения. Данный тип руды считается железной, если доля этого элемента содержаться в таком объеме, чтобы в ее промышленное извлечение было экономически выгодным.
В черной металлургии используются три основных вида железорудной продукции:
— сепарированная железная руда (низкое содержание железа);
— аглоруда (среднее содержание железа);
— окатыши (сырая железосодержащая массы)
Залежи железной руды считаются богатыми, если доля железа в них составляет более 57%. Бедные железные руды могут содержать минимум 26% железа. Ученные выделяют два основных морфологических типа железной руды; линейные и плоскоподобные.
Линейные залежи железной руды представляют собой клиновидные рудные тела в зонах земных разломов, изгибов в процессе метаморфоза. Данный тип железных руд отличается особо высоким содержанием железа (54-69%) с низким содержанием серы и фосфора.
Плоскоподобные залежи можно найти на вершинах пластов железистых кварцитов. Они относятся к типовым корам выветривания.
Богатые железные руды, в основном, отправляют на выплавку в мартеновское и конверторное производство или же на прямое восстановление железа.
Основные промышленные типы месторождений железной руды:
- — пластовые осадочные месторождения;
- — комплексные титаномагнетитовые месторождения;
- — месторождения железистых кварцитов и богатых руд;
- — скарновые железорудные месторождения;
Второстепенные промышленные типы месторождений железной руды:
- — железорудные сидеритовые месторождения;
- — железорудные пластообразные латеритные месторождения;
- — комплексные карбопатитовые апатит-магнетитовые месторождения;
Мировые запасы разведанных месторождений железной руды составляют 160 миллиардов тонн, в них содержится около 80 миллиардов тонн чистого железа. Крупнейшие месторождения железной руды найдены в Украине, а крупнейшие запасы чистого железа расположены на территории России и Бразилии.
Объем мировой добычи железной руды с каждым годом растет. В 2010 году было добыто более 2,4 млрд тонн железной руды, при этом, Китай, Австралия и Бразилия обеспечили две трети добычи. Если прибавить к ним Россию и Индию, то их суммарная доля на рынке составит более 80%.
Как добывают руду
Рассмотрим несколько основных вариантов добычи железной руды. В каждом конкретном случае выбор в пользу той или иной технологии делается с учетом расположения полезных ископаемых, экономической целесообразности использования того или иного оборудования и т.п.
В большинстве случаев, добыча руды происходит карьерным способом. То есть для организации добычи, сначала вырывается глубокий карьер приблизительно 200-300 метров в глубину. После этого прямо из его дна на больших машинах вывозится железная руда. Которая сразу же после добычи на тепловозах переправляется на различные комбинаты, где из нее изготавливается сталь. На сегодняшний день многие крупные предприятия производят добычу руды, в том случае если у них есть все необходимо оборудование для проведения таких работ.
Рыть карьер следует с использованием больших экскаваторов, однако следует учесть то, что данный процесс может отнять у вас достаточно много лет. После того как экскаваторы дороют до самого первого пласта железной руды, необходимо сдать ее на анализ экспертам, чтобы они смогли определить какой именно процент железа в ней содержится. Если этот процент будет не менее 57, то в таком случае будет экономически выгодным решение о добычи руды в этой местности. Такую руда можно смело перевозить на комбинаты, ведь после переработки из нее обязательно получится сталь высокого качества.
Однако это еще не все, следует очень тщательно проверять сталь, которая появляется в результате переработки железной руды. Если качество добываемой руды не будет соответствовать европейским стандартам, то следует понять, как улучшить качество производства.
Недостаток открытого метода состоит в том, что он позволяет добывать железную руду только на сравнительно небольшой глубине. Поскольку нередко она лежит гораздо глубже – на расстоянии в 600-900 м от поверхности земли – приходится строить шахты. Сначала делают ствол шахты, который напоминает очень глубокий колодец с надежно укрепленными стенками. От ствола в разные стороны отходят коридоры, которые называются штреками. Найденную в них железную руду взрывают, а затем ее куски с помощью специального оборудования поднимают на поверхность. Этот способ добычи железной руды эффективен, но в то же время связан с серьезной опасностью и затратен.
Есть и еще один способ, позволяющий добывать железную руду. Он называется СГД или скважинная гидродобыча. Руду извлекают из-под земли следующим образом: бурят глубокую скважину, опускают туда трубы с гидромонитором и с помощью очень сильной водной струи дробят породу, а затем поднимают ее на поверхность. Этот способ безопасен, однако, к сожалению, он пока неэффективен. Благодаря этому методу удается добыть только около 3% железной руды, в то время как с помощью шахт добывается примерно 70%. Тем не менее, разработкой метода скважинной гидродобычи занимаются специалисты, а потому есть надежда, что в будущем именно этот вариант станет основным, вытеснив карьеры и шахты.
Железной рудой называются природные минеральные образования, которые содержат железо в больших количествах и таких химических соединениях, что его извлечение возможно и целесообразно. Важнейшими являются: магнетит, магномагнетит, титаномагнетит, гематит, гидрогематит, гётит, гидрогётит, сидерит, железистые хлориты. Железные руды различаются по минеральному составу, содержанию железа, полезных и вредных примесей, условиям образования и промышленным свойствам.
Железные руды разделяют на богатые (более 50% железа), рядовые (50-25%) и бедные (менее 25% железа) В зависимости от химического состава их применяют для выплавки чугуна в естественном виде или после обогащения. Железные руды, использующиеся для производства стали, должны содержать определённые вещества в необходимых пропорциях. От этого зависит качество получаемого продукта. Некоторые химические элементы (помимо железа) могут извлекаться из руды и использоваться для других целей.
Месторождения железной руды разделяют по происхождению. Обычно выделяют 3 группы: магматогенные, экзогенные и метаморфогенные. Они могут подразделяться ещё на несколько групп. Магматогенные образуются в основном при воздействии на различные соединения высоких температур. Экзогенные месторождения возникли в долинах при отложении осадков и выветривании горных пород. Метаморфогенные месторождения — ранее существовавшие осадочные месторождения, преобразовавшиеся в условиях высоких и температур. Наибольшее количество железной руды сосредоточено на территории России.
Крупнейшие в России:
Бакчарское железорудное месторождение
Это месторождение является одним из крупнейших подобных месторождений железной руды в России и мире. Оно находится на территории Томской области в междуречье рек Андорма и Икса. Месторождение было открыто случайно при разведке месторождений в 1960-х годах.
Бакчаровское железорудное месторождение занимает площадь в 16 тысяч км2. Железорудные образования находятся на глубине от 190 до 220 метров. Руды содержат до 57 % железа, а также примеси других химических элементов (фосфора, ванадия, палладия, золота и платины). Содержание железа в обогащённой руде достигает 95-97 %. Запасы железной руды на данной территории оцениваются в 28,7 миллиардов тонн.
В настоящее время внедряются новые технологии разработки месторождений. Добычу руды предполагается вести не карьерным способом, а с помощью скважинной гидродобычи.
Абагасское железорудное месторождение
Абагасское железорудное месторождение располагается в Красноярском крае в 186 км к западу от города Абакан на территории и . Месторождении было открыто ещё в 1933 году, но разработка его началась только 50 лет спустя. Руды здесь в основном магнетитовые, высокоглинозёмистые, магнезиальные.
Главным рудным минералом здесь является магнетит, а второстепенные - мушкетовит, гематит, пирит.
Абагасское железорудное месторождение делят на две зоны: Южная (длина свыше 2600 м) и Северная (2300 м). Балансовые запасы железных руд составляют свыше 73 миллионов тонн. Разработка ведётся открытым способом. Суммарная среднегодовая добыча 4,4 миллионов тонн руды с содержанием железа 28,4%.
Абаканское железорудное месторождение
Абаканское железорудное месторождение располагается в Хакасии, у города Абаза.Располагается в северо-восточных отрогах . Открыто в 1856 году, первоначально носило название «Абаканская благодать». После открытия разработка руд велась периодически.С 1947 по 1959 были построены предприятия по добыче и обогащению руд. С 1957 по 1962 месторождение разрабатывалось открытым способом, а затем подземным (шахта глубиной 400 м).
Абаканское — месторождение магнетитовых руд. Здесь содержится: магнетит, актинолит, хлорит, кальцит, андезит и кобальтосодержащий пирит.
Разведанные запасы руды со средним содержанием железа 41,7 - 43,4% с примесью цинка и серы составляют 140 миллионов тонн. Среднегодовая добыча 2,4 миллионов тонн. Промышленный продукт содержит около 47,5% железа. Центры добычи и переработки - города Абаза, Абакан, Новокузнецк.
Курская магнитная аномалия
Курская магнитная аномалия самый мощный в мире железорудный бассейн. Залежи руды на её территории оцениваются в 200-210 миллиардов тонн, что составляет около 50 % железорудных запасов на планете. Она располагается в основном на территории Курской, Белгородской и Орловской областей.
В настоящее время границы Курской магнитной аномалии охватывают площадь размером свыше 160 тысяч км2, захватывая территории девяти областей Центра и Юга страны. Перспективные запасы богатых железных руд уникального бассейна составляют многие миллиарды тонн, а железистых кварцитов - практически неисчерпаемы.
Магнитная аномалия в этом районе была открыта ещё в XVIII веке, но о возможной её причине – залежах магнитной руды, учёные заговорили лишь в прошлом веке. Богатые руды были открыты в 1931 году. Площадь около 120 тысяч км2. Руды: магнетитовые кварциты, богатые железные руды в коре выветривания железистых кварцитов. Запасы железистых кварцитов свыше 25 миллиардов тонн с содержанием железа 32-37 % и свыше 30 миллиардов тонн богатых руд (52-66 % железа). Месторождения разрабатываются как открытым, так и подземным способами.
В состав Курской магнитной аномалии входят Приоскольское железорудное месторождение и Чернянское железорудное месторождение.
