مما يتكون خام الحديد؟ ما هو خام؟ ما هي أنواع الخام الموجودة؟ كيف يتم تعدينهم؟ الدول الرائدة في مجال تعدين الخام. طريقة التعدين المغلق

المواد الخام لخام الحديد (IOR) هي النوع الرئيسي من المواد الخام المعدنية المستخدمة في المعادن الحديدية لإنتاج الحديد الزهر والحديد المختزل المباشر (DRI) والحديد المضغوط الساخن (HBI).

بدأ الإنسان في صنع واستخدام منتجات الحديد خلال العصر الحديدي ، منذ حوالي أربعة آلاف عام. اليوم ، تعد خامات الحديد واحدة من أكثر المعادن شيوعًا. ربما فقط الفحم و مواد بناءالمستخرجة من باطن الأرض بكميات كبيرة. يستخدم أكثر من 90٪ من خامات الحديد في صناعة المعادن الحديدية لإنتاج الحديد والصلب.

الحديد الزهر - سبيكة من الحديد مع الكربون (2-4٪) ، كقاعدة عامة ، هشة وتحتوي على شوائب من السيليكون والمنغنيز والكبريت والفوسفور وأحيانًا عناصر السبائك - الكروم والنيكل والفاناديوم والألمنيوم ، إلخ. يتم الحصول على الحديد من خامات الحديد في أفران الصهر. تتم معالجة الجزء الأكبر من الحديد الزهر (أكثر من 85٪) إلى فولاذ (حديد الزهر النهائي) ، ويستخدم جزء أصغر لتصنيع المسبوكات المشكلة (الحديد الزهر).

الصلب هو سبيكة قابلة للطرق من الحديد والكربون (والمواد المضافة للسبائك) ، المنتج النهائي الرئيسي لمعالجة خام الحديد. يتمتع الفولاذ بقوة عالية وصلابة والقدرة على تغيير الشكل بسهولة أثناء العمل الساخن والبارد بالضغط ، واكتساب الخصائص الضرورية اعتمادًا على التركيب الكيميائي وطريقة المعالجة الحرارية: مقاومة الحرارة ، مقاومة التآكل ، مقاومة التآكل. وهذا يجعل الفولاذ أهم مادة هيكلية.

تُستخدم منتجات المعادن الحديدية في جميع مجالات الإنتاج الصناعي ، ولكن بشكل رئيسي في الهندسة الميكانيكية والبناء الرأسمالي.

خام الحديد مادة خام لإنتاج المعادن الحديدية. يشار عادة إلى خام الحديد المستخرج من باطن الأرض باسم "خام خام" في التعدين.

المواد الخام لخام الحديد (IOR) هي نوع من المواد الخام المعدنية التي تستخدم في المعادن الحديدية لإنتاج الحديد الخام والمنتجات المعدنية (DRI و HBI) ، وكذلك بكميات صغيرة في صناعة الصلب. تنقسم المواد الخام لخام الحديد إلى نوعين - مواد خام محضرة (مكتل) وغير جاهزة (غير مكتل). خام الحديد الجاهز هو مادة خام جاهزة للاستخدام في الأفران العالية لإنتاج الحديد. خام الحديد غير الجاهز هو مادة خام لإنتاج المواد الخام المتكتلة. خام الحديد غير الجاهز هو مركز ، فرن صهر وخام تلبيد. يتم إنتاج التركيز بشكل أساسي نتيجة الفصل المغناطيسي للكسر خام الحديدمنخفضة في الحديد. متوسط ​​استخلاص الحديد في المركز حوالي 80٪ ، محتوى الحديد في المركز 60-65٪.

Agglore (غرامات خام الحديد) يتم إنتاجه من خام غني يحتوي على نسبة عالية من الحديد نتيجة التكسير ، الغربلة ، إزالة الشوائب ، حجم الجسيمات -10 ملم.

فرن الانفجار (خام كبير الحجم) كما ينتج من خام غني حجم القطعة -70 + 10 مم. تخضع المواد الخام لخام الحديد المستخدمة في عملية أفران الصهر للتكتل والتكتل. يتم الحصول على التكتل من خام التلبيد والمركز ، وتستخدم فقط المركزات لإنتاج الكريات.

الكرياتمصنوعة من خام الحديد المركز مع إضافة الحجر الجيري نتيجة تكوير الخليط (حبيبات بقطر 1 سم) وحرق لاحق.

حديد مقولب على الساخن ليسوا خام الحديد ، لأن في الواقع ، هذه بالفعل منتجات للمعالجة المعدنية. كمادة خام لإنتاج اللبيدات ، يتم استخدام خليط من خام اللبيدات ، والسيديريت ، والحجر الجيري ، ونفايات الإنتاج المحتوية على الحديد ذات المحتوى العالي من الحديد (المقياس ، وما إلى ذلك). يخضع الخليط أيضًا لعملية التكوير والتلبيد.

يتم تحديد القيمة المعدنية لخامات الحديد ومركزاته بمحتوى مكون مفيد (Fe) ، وكذلك مفيد (Mn ، Ni ، Cr ، V ، Ti) ، ضار (S ، P ، As ، Zn ، Pb ، Cu ، K ، Na) والشوائب المكونة للخبث (Si ، Ca ، Mg ، Al). الشوائب المفيدة هي عناصر طبيعية في صناعة السبائك للصلب تعمل على تحسين خصائصه. تؤدي الشوائب الضارة إلى تفاقم خصائص المعدن (الكبريت والنحاس يعطي المعدن هشاشة حمراء ، والفوسفور - هشاشة باردة ، والزرنيخ والنحاس يقلل من قابلية اللحام) ، أو يعقد عملية صهر الحديد (الزنك يدمر البطانة المقاومة للفرن ، يؤدي - يتسبب الدنيس والبوتاسيوم والصوديوم في تكوين تراكمات في قنوات الغاز).

يجب ألا يزيد محتوى الكبريت في الخام القابل للبيع عن 0.15٪. في الخامات والمركزات المستخدمة في إنتاج اللبيدات والكريات ، يمكن أن يصل محتوى الكبريت المسموح به إلى 0.6٪ ، حيث تصل درجة إزالة الكبريت إلى 60-90٪ أثناء تكتل وتحميص الكريات. المحتوى المحدد للفوسفور في الركاز ، اللبيدات والكريات هو 0.07-0.15٪. عند صهر الحديد الزهر التقليدي ، يُسمح بالتواجد في جزء خام الحديد من شحنة الفرن العالي (ليس أكثر) مثل 0.05-0.1٪ ، Zn 0.1-0.2٪ ، Cu حتى 0.2٪. تنقسم الشوائب المكونة للخبث إلى قاعدية (Ca، Mg) وحمضية (Si، Al). يفضل استخدام الخامات والمركزات التي تحتوي على نسبة أعلى من الأكاسيد الأساسية إلى تلك الحمضية ، حيث يتم تقليل مدخلات التدفقات الخام أثناء المعالجة المعدنية اللاحقة.

التكوينات المعدنية الطبيعية التي تحتوي على الحديد ومركباته بهذا الحجم الذي ينصح بالاستخراج الصناعي للحديد. على الرغم من تضمين الحديد بكمية أكبر أو أقل في جميع الصخور ، إلا أنه لا يُفهم إلا تحت اسم خامات الحديد مثل هذه التراكمات من المركبات الحديدية ، والتي تكون بأحجام كبيرة وبفضل المصطلحات الاقتصاديةيمكن إنتاج الحديد المعدني.

تتميز الأنواع الصناعية التالية من خامات الحديد:

• التيتانيوم - المغنتيت و ilmenite-titanomagnetite في الصخور mafic و ultramafic ؛
• الأباتيت - المغنتيت في الكربوناتيت ؛
• المغنتيت والمغنيتيت في الأسراب ؛
• المغنتيت - الهيماتيت في كوارتزيت الحديد ؛
• مارتيت ومارتيت هيدرومايت (خامات غنية ، تكونت بعد كوارتزيت الحديد) ؛
• Goethite-hydrogoethite في قشور التجوية.

هناك ثلاثة أنواع من منتجات خام الحديد المستخدمة في تعدين المعادن الحديدية: خام الحديد المنفصل (خام الهش المخصب بالفصل) ، خام التلبيد (متكلس ، متكتل بالمعالجة الحرارية) والكريات (كتلة الحديد الخام مع إضافة التدفقات (عادة الحجر الجيري) ؛ تشكلت على شكل كرات يبلغ قطرها حوالي 1-2 سم).

X التركيب الكيميائي

وفقًا للتركيب الكيميائي ، فإن خامات الحديد عبارة عن أكاسيد وهيدرات أكاسيد وأملاح كربونية لأكسيد الحديدوز ؛ تحدث في الطبيعة في شكل معادن خام مختلفة ، أهمها: أكسيد الحديد الأسود ، أو خام الحديد المغناطيسي ؛ الجيوثايت ، أو بريق الحديد (خام الحديد الأحمر) ؛ ليمونيت ، أو خام الحديد البني ، والذي يشمل خامات المستنقعات والبحيرات ؛ أخيرًا ، السيدريت ، أو خام الحديد الصاري (سبار الحديد) ، ومجموعة متنوعة من الكبريتات. عادةً ما يكون كل تراكم لمعادن الركاز المحددة عبارة عن مزيج منها ، أحيانًا بشكل وثيق جدًا ، مع معادن أخرى لا تحتوي على الحديد ، مثل الطين أو الحجر الجيري أو حتى الأجزاء المكونةالصخور النارية البلورية. في بعض الأحيان ، توجد بعض هذه المعادن معًا في نفس الرواسب ، على الرغم من أن إحداها يسود في معظم الحالات ، في حين أن البعض الآخر يرتبط بها وراثيًا.

خام الحديد الغني

خام الحديد الغني يحتوي على نسبة حديد تزيد عن 57٪ ، والسيليكا أقل من 8 ... 10٪ ، والكبريت والفوسفور أقل من 0.15٪. إنه نتاج الإثراء الطبيعي للكوارتزيت الحديدي ، الذي تم إنشاؤه عن طريق ترشيح الكوارتز وتحلل السيليكات أثناء عمليات التجوية أو التحول على المدى الطويل. يمكن أن تحتوي خامات الحديد الضعيفة على 26٪ من الحديد على الأقل.

هناك نوعان شكليان رئيسيان من رواسب خام الحديد الغنية: شبه مسطحة وخطية. تقع الطبقات الشبيهة بالمسطحات على قمم طبقات الغمس الحاد من كوارتزيت الحديدوز في شكل مساحات كبيرة بقاعدة شبيهة بالجيب وتنتمي إلى قشور التجوية النموذجية. الرواسب الخطية هي أجسام خام شبيهة بالوتد من الخامات الغنية تسقط في العمق في مناطق الصدوع والكسور والتكسير والانحناءات في عملية التحول. تتميز الخامات بمحتوى عالٍ من الحديد (54 ... 69٪) ومحتوى منخفض من الكبريت والفوسفور. أكثر الأمثلة المميزة للرواسب المتحولة للخامات الغنية يمكن أن تكون رواسب Pervomaiskoye و Zheltovodskoye في الجزء الشمالي من Krivbass. تُستخدم خامات الحديد الغنية في صهر الفولاذ في المواقد المفتوحة أو إنتاج المحولات أو للاختزال المباشر للحديد (الحديد المسبوك على الساخن).

مخازن

تبلغ الاحتياطيات المؤكدة من خام الحديد في العالم حوالي 160 مليار طن ، والتي تحتوي على حوالي 80 مليار طن من الحديد النقي. وفقًا للمسح الجيولوجي الأمريكي ، فإن رواسب خام الحديد في روسيا والبرازيل تمثل 18 ٪ من احتياطيات الحديد في العالم. موارد العالم واحتياطياته من خام الحديد اعتباراً من 1/1/2010:

	الفئة	مليون تينيسي
روسيا	احتياطيات الفئات أ + ب + ج	55291
	فئة C الاحتياطيات	43564
أستراليا	مؤكد + الاحتياطيات المحتملة	10800
	قياس + الموارد المشار إليها	25900
	الموارد المستنبطة	28900
الجزائر	الموارد التاريخية	3000
بوليفيا	الموارد التاريخية	40000
البرازيل	ريزيرفا لافرافيل	11830
		70637
فنزويلا	محميات	4000
فيتنام	الموارد التاريخية	1250
الجابون	الموارد التاريخية	موارد 2000
الهند	محميات	7000
	مصادر	25249
إيران	محميات	2500
	مصادر	4526,30
كازاخستان	محميات	8300
كندا	محميات	1700
الصين	احتياطيات مضمونة	22364
موريتانيا	محميات	700
	مصادر	2400
المكسيك	محميات	700
باكستان	الموارد التاريخية	903,40
بيرو	الموارد التاريخية	5000
الولايات المتحدة الأمريكية	محميات	6900
ديك رومى	مؤكد + الاحتياطيات المحتملة	113,25
أوكرانيا	احتياطيات الفئات أ + ب + ج	24650
	فئة C الاحتياطيات	7195,93
تشيلي	الموارد التاريخية	1800
جنوب أفريقيا	محميات	1000
السويد	مؤكد + الاحتياطيات المحتملة	1020
	تم قياسه + المشار إليه + الموارد المستنبطة	511
العالم كله	محميات	1 58 000

أكبر منتجي خامات الحديد عام 2010

بحسب الولايات المتحدة المسح الجيولوجي ، بلغ إنتاج العالم من خام الحديد في عام 2009 2.3 مليار طن (بزيادة قدرها 3.6٪ مقارنة بعام 2008).

بدأ تعدين خام الحديد من قبل الإنسان منذ عدة قرون. حتى ذلك الحين ، أصبحت مزايا استخدام الحديد واضحة.

من السهل جدًا العثور على التكوينات المعدنية التي تحتوي على الحديد ، حيث يشكل هذا العنصر حوالي خمسة بالمائة من قشرة الأرض. بشكل عام ، يعتبر الحديد رابع أكثر العناصر وفرة في الطبيعة.

من المستحيل العثور عليه في شكله النقي ، فالحديد موجود بكمية معينة في أنواع كثيرة من الصخور. خام الحديد يحتوي على أعلى محتوى من الحديد ، واستخراج المعدن منه هو الأكثر ربحية من الناحية الاقتصادية. كمية الحديد التي يحتويها تعتمد على مصدره ، وتبلغ نسبته الطبيعية حوالي 15٪.

التركيب الكيميائي

تعتمد خصائص خام الحديد وقيمته وخصائصه بشكل مباشر على تركيبته الكيميائية. قد يحتوي خام الحديد على كميات متفاوتة من الحديد والشوائب الأخرى. بناءً على ذلك ، هناك عدة أنواع منه:

• غني جدًا عندما يتجاوز محتوى الحديد في الخامات 65٪ ؛
• غني ، وتتراوح نسبة الحديد فيه من 60٪ إلى 65٪ ؛
• متوسط ​​، من 45٪ فما فوق ؛
• فقيرة لا تزيد فيها نسبة العناصر المفيدة عن 45٪.

كلما زادت الشوائب الجانبية في تكوين خام الحديد ، زادت الطاقة اللازمة لمعالجته ، وأقل كفاءة هو إنتاج المنتجات النهائية.

يمكن أن يكون تكوين الصخر مزيجًا من معادن مختلفة ، نفايات الصخوروغيرها من الشوائب الجانبية التي تعتمد نسبتها على ودائعها.

تتميز الخامات المغناطيسية بحقيقة أنها تستند إلى أكسيد له خصائص مغناطيسية ، ولكن مع تسخين قوي يتم فقدها. كمية هذا النوع من الصخور في الطبيعة محدودة ، لكن محتوى الحديد فيها قد لا يكون أدنى من خام الحديد الأحمر. ظاهريًا ، تبدو بلورات صلبة من الأسود والأزرق.

خام الحديد الصاري هو صخر خام يعتمد على السديريت. في كثير من الأحيان يحتوي على كمية كبيرة من الطين. من الصعب نسبيًا العثور على هذا النوع من الصخور في الطبيعة ، مما يجعله نادرًا ما يستخدم نظرًا لقلة محتوى الحديد. لذلك ، من المستحيل عزوها إلى أنواع الخامات الصناعية.

بالإضافة إلى الأكاسيد ، توجد خامات أخرى تعتمد على السيليكات والكربونات في الطبيعة. تعتبر كمية محتوى الحديد في الصخر مهمة جدًا لاستخدامها الصناعي ، ولكن من المهم أيضًا وجود منتجات ثانوية مفيدة مثل النيكل والمغنيسيوم والموليبدينوم.

صناعات التطبيق

يقتصر نطاق خام الحديد بشكل كامل تقريبًا على علم المعادن. يتم استخدامه بشكل أساسي في صهر الحديد الخام ، والذي يتم تعدينه باستخدام أفران الموقد المفتوحة أو أفران التحويل. اليوم يستخدم الحديد الزهر في مجالات متنوعةالحياة البشرية ، بما في ذلك في معظم أنواع الإنتاج الصناعي.

يتم استخدام سبائك مختلفة من الحديد إلى حدٍ ما - وقد وجد الفولاذ التطبيق الأوسع بسبب قوته وخصائصه المضادة للتآكل.

يتم استخدام الحديد الزهر والصلب وسبائك الحديد الأخرى المختلفة في:

1. الهندسة الميكانيكية لإنتاج أدوات وأجهزة مختلفة.
2. صناعة السيارات ، لتصنيع المحركات ، والمباني ، والإطارات ، وكذلك المكونات والأجزاء الأخرى.
3. الصناعات العسكرية والصاروخية ، في إنتاج المعدات الخاصة والأسلحة والصواريخ.
4. البناء ، كعنصر تقوية أو إقامة الهياكل الحاملة.
5. الصناعات الخفيفة والغذائية ، كالحاويات وخطوط الإنتاج والوحدات والأجهزة المختلفة.
6. صناعة التعدين ، كآلات ومعدات خاصة.

رواسب خام الحديد

احتياطيات خام الحديد في العالم محدودة من حيث الكمية والموقع. تسمى مناطق تراكم احتياطيات الخام بالودائع. اليوم ، تنقسم رواسب خام الحديد إلى:

1. ذاتية النمو. تتميز بموقع خاص في قشرة الأرض ، وعادة ما تكون في شكل خامات تيتانومنتيت. تتنوع أشكال ومواقع هذه الشوائب ، ويمكن أن تكون في شكل عدسات ، وطبقات موجودة في قشرة الأرض على شكل رواسب ، ورواسب تشبه البراكين ، في شكل عروق مختلفة وأشكال أخرى غير منتظمة.
2. خارجي. يشمل هذا النوع رواسب خام الحديد البني والصخور الرسوبية الأخرى.
3. متحولة. والتي تشمل رواسب الكوارتزيت.

يمكن العثور على رواسب هذه الخامات في جميع أنحاء كوكبنا. أكبر عددتتركز الودائع في أراضي جمهوريات ما بعد الاتحاد السوفيتي. خاصة أوكرانيا وروسيا وكازاخستان.

دول مثل البرازيل وكندا وأستراليا والولايات المتحدة والهند وجنوب إفريقيا لديها احتياطيات كبيرة من الحديد. في الوقت نفسه ، تمتلك كل دولة في العالم تقريبًا ودائع متطورة خاصة بها ، وفي حالة النقص ، يتم استيراد السلالة من بلدان أخرى.

تخصيب خامات الحديد

كما ذكر ، هناك عدة أنواع من الخامات. يمكن معالجة الأغنياء فور استخلاصهم من القشرة الأرضية ، ويجب إثراء الآخرين. بالإضافة إلى عملية الإثراء ، تشتمل معالجة الخام على عدة مراحل ، مثل الفرز والتكسير والفصل والتكتل.

حتى الآن ، هناك عدة طرق رئيسية للإثراء:

1. تدفق مائى - صرف.

يتم استخدامه لتنظيف الخامات من الشوائب الجانبية على شكل طين أو رمل ، والتي يتم غسلها باستخدام نفاثات مائية عالية الضغط. تسمح لك هذه العملية بزيادة كمية محتوى الحديد في الركاز الضعيف بحوالي 5٪. لذلك ، يتم استخدامه فقط مع أنواع التخصيب الأخرى.

1. تنظيف الجاذبية.

يتم تنفيذه باستخدام أنواع خاصة من المعلقات ، والتي تتجاوز كثافتها كثافة صخور النفايات ، ولكنها أقل كثافة من كثافة الحديد. تحت تأثير قوى الجاذبية ، ترتفع المكونات الجانبية إلى الأعلى ، ويغرق الحديد في قاع التعليق.

1. الفصل المغناطيسي.

طريقة التخصيب الأكثر شيوعًا ، والتي تعتمد على مستوى مختلف من الإدراك بواسطة مكونات الخام لتأثير القوى المغناطيسية. يمكن إجراء هذا الفصل باستخدام الصخور الجافة أو الصخور الرطبة أو في توليفة بديلة من حالتيها.

لتجهيز الخلائط الجافة والرطبة ، يتم استخدام براميل خاصة بها مغناطيس كهربائي.

1. التعويم.

بالنسبة لهذه الطريقة ، يتم إنزال الخام المسحوق على شكل غبار إلى الماء مع إضافة مادة خاصة (عامل تعويم) وهواء. تحت تأثير الكاشف ، ينضم الحديد إلى فقاعات الهواء ويصعد إلى سطح الماء ، وتغرق الصخور المتبقية في القاع. يتم جمع المكونات المحتوية على الحديد من السطح على شكل رغوة.

روسيا هي الأرض التي وهبتها الطبيعة بسخاء بالثروة المعدنية مثل خام الحديد. من أجل تقييم هذا الحظ على الأقل تقريبًا ، يكفي تخيل دور الأشياء المعدنية في حياتنا وإلقاء جسر منطقي على فئات الإنتاج.

لا عجب في الأوقات التي دخلت فيها فقط حياة الناس منذ مئات القرون ، واتضح أن التغييرات في طريقة حياة ووعي الجنس البشري كانت عظيمة لدرجة أن هذا العصر بدأ يطلق عليه "العصر الحديدي".

ما هو خام الحديد وكيف يبدو

تكوينات في قشرة الأرض تحتوي على الحديد بشكل نقي إلى حد ما أو مركباته مع مواد أخرى: الأكسجين والكبريت والسيليكون ، إلخ.

تسمى هذه الرواسب خام عندما يكون استخراج مادة ذات قيمة على نطاق صناعي مجدي اقتصاديًا.

هناك أنواع كثيرة من هذه التكوينات المعدنية. زعيم الأنواع من الصخور الجيولوجية هو خام الحديد الأحمر أو الهيماتيت في اليونانية. الاسم ، المترجم من اليونانية ، يعني "أحمر الدم" ، وله صيغة كيميائية - Fe 2 O 3.

أكسيد الحديد له لون معقد يتراوح من الأسود إلى الكرز إلى الأحمر. معتم ، يمكن أن يكون في حالة مغبرة وكثيفة (في الحالة الثانية يكون له لمعان سطحي).

متنوع الشكل - يوجد في شكل حبيبات ومقاييس وبلورات وحتى برعم الورد.

تشكيل خام الحديد

حسب الأصل في الطبيعة ، يمكن تصنيف المعادن المحتوية على الحديد المفيدة للبشر إلى عدة مجموعات رئيسية:

1. التكوينات الصخرية - تتشكل تحت تأثير درجات حرارة عالية.
2. خارجي المنشأ - نشأ في وديان الأنهار نتيجة لهطول الأمطار وتجوية الصخور.
3. المتحولة - تشكلت على أساس الرواسب الرسوبية القديمة من ضغط مرتفعوالحرارة.

هذه المجموعات ، بدورها ، مقسمة إلى العديد من الأنواع الفرعية.

أنواع خامات الحديد وخصائصها

من وجهة نظر اقتصادية ، يتم تصنيفهم بشكل أساسي من خلال محتواهم من الحديد:

1. عالية - أكثر من 55٪. هذه ليست تكوينات طبيعية ، لكنها بالفعل منتج صناعي نصف نهائي.
2. المتوسط. مثال على ذلك التكتل. يتم الحصول عليها من المواد الخام الطبيعية الغنية بالحديد من خلال العمل الميكانيكي.
3. منخفضة - أقل من 20٪. يتم الحصول عليها نتيجة الفصل المغناطيسي.

يعد موقع تعدين الخام أيضًا مهمًا اقتصاديًا:

1. خطي - يحدث في أماكن المنخفضات على سطح الأرض ، وهي الأغنى بالحديد ، والتي تحتوي على نسبة منخفضة من الكبريت والفوسفور.
2. تشبه المسطحة - في الطبيعة ، تتشكل على سطح الكوارتز الحامل للحديد.

من حيث المعلمات الجيولوجية ، بالإضافة إلى الهيماتيت ، فإن ما يلي منتشر على نطاق واسع ويستخدم بنشاط:

1. خام الحديد البني (nFe 2 O 3 + nH 2 O) هو أكسيد فلز بمشاركة ماء أساسه ، عادة ، على ليمونيت. لون مميز مصفر قذر ، قابل للتفتيت ، مسامي. يحتوي المعدن الثمين من ربع إلى خمسين بالمائة. قليلا - ولكن تمت استعادة المادة بشكل جيد. مخصب لمزيد من إنتاج الحديد الزهر الجيد.
2. خام الحديد المغناطيسي ، أكسيد الحديد الأسود هو أكسيد الحديد الطبيعي (Fe 3 O 4). الهيماتيت أقل شيوعًا ، لكن الحديد فيها أكثر من 70 ٪. وهي كثيفة وحبيبية ، على شكل بلورات تتخللها الصخور باللونين الأسود والأزرق. في البداية ، للمركب خصائص مغناطيسية ، التعرض لدرجات حرارة عالية مستويات لهم.
3. حديد سبار يحتوي على الحديد الخام FeCO 3.
4. توجد نسبة كبيرة من الطين في الركاز ، فهو خام الحديد الطيني. الأنواع النادرة ذات المحتوى المنخفض نسبيًا من الحديد والفراغات.

رواسب خام الحديد في روسيا

أكبر رواسب في العالم هو شذوذ كورسك المغناطيسي. إن الخلق الطبيعي فخم لدرجة أنه تم تحقيقه منذ نهاية القرن السادس عشر. أصبحت أدوات الملاحة مجنونة من قوة المجال الكهربائي المؤثر من الأرض لأكثر من 150 كيلومترًا مربعًا. تقدر احتياطيات الخام بمليار طن.

يجري تطوير رواسب الكوارتزيت المغنتيت في رواسب Olenegorsk بالقرب من مورومسك.

في شبه جزيرة كولا ، يتم استخراج المغنتيت والزبرجد الزيتوني والأباتيت والمغنيسيوفريت من تراكم Eisk-Kovdor ، وهناك العديد من المناجم في كاريليا على أراضي رواسب Kostomuksha.

يقع أحد أقدم مواقع تعدين الخام التي يمكن العثور عليها على خريطة روسيا في منطقة سفيردلوفسك. تم توفير المواد منذ نهاية القرن الثامن عشر وتسمى مجموعة رواسب Kachkanar.

يتم تحويل إرث عائلة ديميدوف من رواد الأعمال في عصر بترين بشكل فعال. في نهاية القرن العشرين ، بدأ تطوير تراكم خام Gusevogorsk هنا.

احتياطيات خام الحديد في العالم

بعد التراكم الهائل بالقرب من كورسك ، كانت الظاهرة الأكثر انتشارًا بين الظواهر المماثلة على الخريطة الجغرافية العالمية هي شريط رواسب الحديد في إيداع Krivoy Rog في أوكرانيا.

خريطة رواسب خام الحديد في العالم (انقر للتكبير)

ثروات حوض خام الحديد في لورين مقسمة فيما بينها على ثلاثة الدول الأوروبية- فرنسا ولوكسمبورغ وبلجيكا.

في شمال امريكاتعمل المناجم الرئيسية في نيوفاوندلاند وجزيرة بيل وبالقرب من مدينة لابرادور. في الجنوب ، تم تسمية الأماكن الغنية بالخامات بإيتابيرا وكاراجاس.

في شمال شرق الهند ، توجد أيضًا احتياطيات رائعة من الخام ، وفي القارة الأفريقية يتم تعدينها في مدينة كوناكري الغينية.

تبدو قائمة التوزيع حسب البلد كما يلي:

تعدين خام الحديد

المعيار الأول لطرق التعدين هو مكان تنفيذ العمل:

1. على الأرض: عندما توجد الحفريات على مسافة لا تزيد عن نصف كيلومتر من السطح. في هذه الحالة ، يكون حفر المحاجر العملاقة باستخدام معدات التفجير والمعدات الخاصة أكثر ربحية من الناحية الاقتصادية (والأكثر تكلفة على البيئة). هذه طريقة تعدين مفتوحة.
2. تحت الأرض: غمر كبير للركاز في أحشاء الأرض يتطلب إنشاء منجم. طريقة الاستخراج المغلقة ليست مؤلمة للغاية النظام البيئي، لكنها تستغرق وقتًا طويلاً وخطورة على البشر.

يتم نقل الخام المستخرج إلى المصنع ، حيث يتم سحق المواد الخام للتخصيب اللاحق. هناك انسحاب للحديد من المركبات الكيميائية مع عناصر أخرى.

في بعض الأحيان لهذا عليك ألا تمر بعملية واحدة ، بل عدة عمليات:

1. فصل الجاذبية (جزيئات خام بسبب اختلاف الكثافة الفيزيائيةتتفكك بسبب العمل الميكانيكي على المادة - التكسير والاهتزاز والدوران والغربلة).
2. التعويم (أكسدة المواد الخام المكسرة بالتساوي بالهواء الذي يربط المعدن بنفسه).
3. الفصل المغناطيسي:
   • يتم غسل الشوائب بتيار من الماء ، ويتم سحب المعدن بمغناطيس - يتم الحصول على تركيز خام ؛
   • يخضع منتج الفصل المغناطيسي للطفو - المادة الخام تكشف عن نصف الحديد في شكله النقي.
4. طريقة معقدة: استخدام جميع العمليات المذكورة أعلاه ، عدة مرات في بعض الأحيان.

يتم إرسال الحديد الناتج عن طريق القوالب الساخنة إلى معمل استخلاص المعادن الكهربي ، حيث يأخذ شكل قالب معدني بأشكال قياسية أو مصنوع حسب الطلب حتى 12 مترًا. ويتم إرسال الحديد الزهر لإنتاج أفران الصهر.

تطبيق خام الحديد

استخدم للغرض المقصود - صناعة الحديد والصلب.

وهم يصنعون مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأشياء المختلفة التي تحيط بنا: السيارات ، والمعدات المكتبية ، وخطوط الأنابيب ، والأواني والأدوات الآلية ، والتزوير الفني ، والأدوات المتنوعة.

خاتمة

يشار إلى احتياطيات خام الحديد على الخرائط كمثلث متساوي الساقين بقاعدة سوداء عريضة. تنقل العلامة جوهر علم المعادن الحديدية: هو أساس مستقراقتصاد التصنيع الحديث ، والذي لا يزال يعتبره معظم الممولين صحيحًا - على عكس أسواق العملات المشفرة المختلفة.

محتوى الحديد في الخامات الصناعية من 16 إلى 72٪. من بين الشوائب المفيدة Ni و Co و Mn و W و Mo و Cr و V وما إلى ذلك ، ومن بين الشوائب الضارة S و R و Zn و Pb و As و Cu. تنقسم خامات الحديد حسب التكوين إلى و (انظر الخريطة).

خامات الحديد الأساسية

تصنف أنواع خامات الحديد الصناعية حسب خام المعادن السائد. تتكون خامات المغنتيت من أكسيد الحديد الأسود (أحيانًا ماغنيسيان - ماغنومغنتيت ، غالبًا ما يتحول إلى الهيماتيت أثناء الأكسدة). وهي أكثر ما يميز الرواسب الكربونية والخشنة والحرارية المائية. يتم استخراج الأباتيت والبادلايت من رواسب الكربوناتيت ، ويتم استخلاص البيريت المحتوي على الكوبالت وكبريتيدات المعادن غير الحديدية من رواسب الخيوط. مجموعة متنوعة خاصة من خامات المغنتيت عبارة عن خامات معقده (Fe-Ti-V) تيتانومنتيت من الرواسب النارية. تعتبر خامات الهيماتيت ، المكونة أساسًا من الهيماتيت ، وبدرجة أقل ، المغنتيت ، شائعة في قشرة التجوية للكوارتزيت الحديدي (خامات المارتيت) ، في خامات الخامات ، والحرارة المائية ، والخامات الرسوبية البركانية. تحتوي خامات الهيماتيت الغنية على 55-65٪ حديد وما يصل إلى 15-18٪ منجنيز. تنقسم خامات السيديريت إلى خامات بلورية من خامات السديريت وخامات الحديد الصخرية الطينية ؛ غالبًا ما يكونون مغنيسيوم (ماجنوسيديريتس). توجد في الرواسب الحرارية المائية والرسوبية والبركانية الرسوبية. متوسط ​​محتوى الحديد فيها هو 30-35٪. بعد تحميص خامات السديريت ، نتيجة لإزالة ثاني أكسيد الكربون ، يتم الحصول على مركزات أكسيد الحديد المسامية الدقيقة التي تحتوي على 1-2٪ ، وأحيانًا تصل إلى 10٪ منغنيز. في منطقة الأكسدة ، تتحول خامات السديريت إلى خام الحديد البني. تتكون خامات حديد السيليكات من كلوريت حديدية (، ليبتوكلوريت ، إلخ) ، مصحوبة بهيدروكسيدات الحديد أحيانًا. أنها تشكل رواسب رسوبية. متوسط ​​محتوى الحديد فيها هو 25-40٪. خليط الكبريت لا يكاد يذكر ، الفوسفور يصل إلى 1٪. غالبًا ما يكون لديهم نسيج أوليتيك. في قشرة التجوية ، تتحول إلى خام الحديد البني ، وأحيانًا الأحمر (هيدروثيماتيت). تتكون الأحجار الحديدية البنية من هيدروكسيدات الحديد ، وغالبًا ما تكون هيدروغوثايت. أنها تشكل رواسب رسوبية (البحرية والقارية) ورواسب قشرة التجوية. غالبًا ما تحتوي الخامات الرسوبية على نسيج أوليتيك. متوسط ​​محتوى الحديد في الخامات هو 30-35٪. يحتوي خام الحديد البني لبعض الرواسب (Bakalskoye في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، بلباو في إسبانيا ، وما إلى ذلك) على ما يصل إلى 1-2 ٪ منغنيز أو أكثر. خام الحديد البني المخلوط بطبيعته ، المتكون في قشور التجوية للصخور فوق القاعدية ، يحتوي على 32-48٪ حديد ، حتى 1٪ نيكل ، حتى 2٪ كرم ، جزء من المئات من ثاني أكسيد الكربون ، خامسًا ، حديد نيكل كروم وسبيكة منخفضة يتم صهر الفولاذ من هذه الخامات بدون إضافات. (، ferruginous) - محتوى ضعيف ومتوسط ​​من الحديد (12-36٪) من خامات الحديد المتحولة ، وتتكون من طبقات رقيقة متناوبة من الكوارتز والمغنتيت والهيماتيت والمغنتيت والهيماتيت والسيدريت ، في أماكن بها خليط من السيليكات والكربونات. تتميز بمحتوى منخفض من الشوائب الضارة (S و R جزء من مائة بالمائة). وعادة ما تحتوي الودائع من هذا النوع على احتياطيات خام فريدة (أكثر من 10 مليارات طن) أو كبيرة (أكثر من مليار طن). يتم إجراء السيليكا في قشرة التجوية ، وتظهر رواسب كبيرة من خامات الهيماتيت-مارتيت الغنية.

تقع أكبر احتياطيات وأحجام الإنتاج على كوارتزيت الحديدوز وخامات الحديد الغنية المتكونة منها ، وخامات الحديد البني الرسوبية ، وكذلك خامات الخامات الحرارية المائية والكربوناتيت ، وهي أقل شيوعًا.

تخصيب خام الحديد

هناك خامات غنية (أكثر من 50٪ حديد) وفقيرة (أقل من 25٪ حديد) تتطلب. بالنسبة للخصائص النوعية للخامات الغنية ، فإن محتوى ونسبة الشوائب غير المعدنية (مكونات تشكيل الخبث) ، التي يتم التعبير عنها بواسطة معامل القاعدية ومعامل الصوان ، مهمة. وفقًا لقيمة معامل القاعدية (نسبة مجموع محتويات أكاسيد الكالسيوم والمغنيسيوم إلى مجموع أكاسيد السيليكون و) تقسم خامات الحديد ومركزاتها إلى حمضية (أقل من 0.7) ، ذاتية التدفق (0.7 -1.1) وأساسي (أكثر من 1.1). تعتبر خامات التدفق الذاتي هي الأفضل: تتطلب الخامات الحمضية إدخال كمية متزايدة من الحجر الجيري (التدفق) في شحنة فرن الانفجار مقارنةً بالخامات الأساسية. وفقًا لوحدة السيليكون (نسبة أكسيد السيليكون إلى أكسيد الألومنيوم) ، يقتصر استخدام خامات الحديد على أنواع الخامات التي تحتوي على وحدة أقل من 2. الخامات الضعيفة التي تتطلب التخصيب تشمل تيتانومنتيت والمغنتيت وأيضًا كوارتزيت المغنتيت مع أكسيد الحديد الأسود. محتوى الحديد أكثر من 10-20٪ ؛ مارتيت وهيماتيت وهيماتيت كوارتزيت مع محتوى الحديد أكثر من 30٪ ؛ خامات سيدرايت وهيدروجوثايت وهيدروجويثيتيت-ليبتوكلوريت تحتوي على نسبة تزيد عن 25٪ من الحديد. يتم تحديد الحد الأدنى لمحتوى الحديد والمغنتيت الكلي لكل رواسب ، مع مراعاة الحجم والتعدين والظروف الاقتصادية ، وفقًا للمعايير.

وتنقسم الخامات التي تتطلب التخصيب إلى مواد سهلة التخصيب وصعبة التخصيب ، والتي تعتمد على تركيبتها المعدنية وخصائصها التركيبية والتركيبية. تشمل الخامات المخصبة بسهولة خامات المغنتيت وكوارتز المغنتيت ، وتشمل الخامات شديدة التخصيب خامات الحديد ، حيث يرتبط الحديد بالتكوينات الكريبتو البلورية والغروية ، عند سحقها ، لا يمكن فتح المعادن الخام فيها نظرًا لصغر حجمها ودقتها الإنبات بالمعادن غير المعدنية. يتم تحديد اختيار طرق الإثراء من خلال التركيب المعدني للخامات ، وخصائصها التركيبية والتركيبية ، وكذلك طبيعة المعادن غير المعدنية والخصائص الفيزيائية والميكانيكية للخامات. يتم إثراء خامات المغنتيت بالطريقة المغناطيسية. يضمن استخدام الفصل المغناطيسي الجاف والرطب إنتاج مركزات مكيفة حتى مع وجود محتوى منخفض نسبيًا من الحديد في الخام الأصلي. في حالة وجود درجات تجارية من الهيماتيت في الخامات ، جنبًا إلى جنب مع المغنتيت ، يتم استخدام طرق التخصيب بالتعويم المغناطيسي (للخامات المنتشرة بدقة) أو الجاذبية المغناطيسية (للخامات المنتشرة بخشونة). إذا كانت خامات المغنتيت تحتوي على كميات صناعية من الأباتيت أو الكبريتيدات والنحاس والزنك ومعادن البورون وغيرها ، يتم استخدام التعويم لاستخراجها من نفايات الفصل المغناطيسي. تشتمل مخططات التخصيب لخامات التيتانومغنتيت وإلمينيت-تيتانومغنتيت على فصل مغناطيسي رطب متعدد المراحل. من أجل عزل الإلمنيت إلى تركيز التيتانيوم ، يتم إثراء نفايات الفصل المغناطيسي الرطب بالتعويم أو الجاذبية ، متبوعًا بالفصل المغناطيسي في حقل عالي الكثافة.

تتضمن مخططات التخصيب لكوارتزيت المغنتيت التكسير والطحن والتخصيب المغناطيسي منخفض المجال. يمكن إجراء تخصيب الكوارتز الحديدي المؤكسد بواسطة طرق مغناطيسية (في مجال قوي) ، تحميص مغناطيسي وطرق تعويم. لإثراء خامات الحديد البني الهيدروغويثيتي - ليبتوكلوريت ، يتم استخدام طريقة الجاذبية أو الجاذبية المغناطيسية (في مجال قوي) ؛ الدراسات جارية أيضًا لإثراء هذه الخامات عن طريق التحميص بطريقة مغناطيسية. يتم إثراء خامات Clayey hydrogoethite و (pebble) بالغسيل. عادة ما يتم تخصيب خامات السديريت عن طريق التحميص. أثناء معالجة كوارتزيت حديدوز وخامات سكارن-مغنتيت ، عادة ما يتم الحصول على مركزات بمحتوى Fe من 62-66٪ ؛ في التركيزات المكيفة للفصل المغناطيسي الرطب من خامات الحديد الأباتيت - المغنتيت وخامات الحديد المغنومنتيت ، بما لا يقل عن 62-64٪ ؛ بالنسبة للمعالجة المعدنية الكهربائية ، يتم إنتاج المركزات بمحتوى Fe لا يقل عن 69.5٪ ، SiO 2 لا يزيد عن 2.5٪. تعتبر مركزات الإثراء التثاقلي والتثاقلي المغناطيسي لخام الحديد الأوليتي البني مشروطة عندما يكون محتوى الحديد 48-49٪ ؛ مع تحسن طرق التخصيب ، تزداد متطلبات المركزات من الخامات.

تستخدم معظم خامات الحديد في صهر الحديد. كمية صغيرة بمثابة دهانات طبيعية (مغرة) وعوامل ترجيح لطين الحفر.

احتياطيات خام الحديد

من حيث احتياطيات خام الحديد (الرصيد - أكثر من 100 مليار طن) ، يحتل CCCP المرتبة الأولى في العالم. تتركز أكبر احتياطيات خام الحديد في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في أوكرانيا ، في المناطق الوسطى من روسيا الاتحادية الاشتراكية السوفياتية ، في شمال كازاخستان ، في جبال الأورال ، في غرب وشرق سيبيريا. من إجمالي كمية احتياطيات خام الحديد المستكشفة ، 15٪ غنية ولا تتطلب تخصيبًا ، 67٪ مخصبة باستخدام مخططات مغناطيسية بسيطة ، و 18٪ تتطلب طرق إثراء معقدة.

تمتلك KHP وكوريا الشمالية و CPB احتياطيات كبيرة من خام الحديد ، كافية لتطوير المعادن الحديدية الخاصة بهم. أنظر أيضا

بدأ الإنسان في تعدين خام الحديد في نهاية الألفية الثانية قبل الميلاد ، بعد أن حدد بالفعل لنفسه مزايا الحديد على الحجر. منذ ذلك الوقت ، بدأ الناس في التمييز بين أنواع خامات الحديد ، على الرغم من أنه لم يكن لديهم بعد نفس الأسماء مثل اليوم.

في الطبيعة ، يعد الحديد أحد العناصر الأكثر شيوعًا ، ووفقًا لمصادر مختلفة ، فهو موجود في قشرة الأرض من أربعة إلى خمسة بالمائة. هذا هو رابع أكبر محتوى بعد الأكسجين والسيليكون والألمنيوم.

الحديد غير موجود في شكله النقي ، يوجد بكميات أكبر أو أقل في نوع مختلفالصخور. وإذا كان من الملائم والمربح اقتصاديًا ، وفقًا لحسابات المتخصصين ، استخراج الحديد من هذه الصخرة ، فيطلق عليها اسم خام الحديد.

على مدى القرون القليلة الماضية ، التي تم خلالها صهر الفولاذ والحديد الزهر بنشاط كبير ، تم استنفاد خامات الحديد - بعد كل شيء ، هناك حاجة إلى المزيد والمزيد من المعادن. على سبيل المثال ، إذا كان في القرن الثامن عشر ، في فجر العصر الصناعي ، يمكن أن تحتوي الخامات على 65٪ من الحديد ، والآن يعتبر محتوى 15٪ من العنصر في الخام أمرًا طبيعيًا.

مما يتكون خام الحديد؟

يشمل تكوين الخام المعادن المكونة للركاز والخام ، والشوائب المختلفة ونفايات الصخور. تختلف نسبة هذه المكونات من مجال إلى آخر.

تحتوي مادة الخام على الكتلة الرئيسية للحديد ، والصخور المتبقية عبارة عن رواسب معدنية تحتوي على القليل جدًا من الحديد أو لا تحتوي على الحديد.

أكاسيد الحديد والسيليكات والكربونات هي أكثر معادن خام الحديد شيوعًا في خامات الحديد.

أنواع خام الحديد حسب محتوى الحديد وموقعه.

• انخفاض الحديد أو فصله خام الحديد، أقل من 20٪
• حديد متوسط ​​أو خام متلبد
• الكتلة أو الكريات المحتوية على الحديد - صخور تحتوي على نسبة عالية من الحديد ، أعلى من 55٪

يمكن أن تكون خامات الحديد خطية - أي تحدث في أماكن العيوب والانحناءات في قشرة الأرض. وهي الأغنى بالحديد وتحتوي على القليل من الفوسفور والكبريت.

نوع آخر من خامات الحديد يشبه المسطح ، والذي يوجد على سطح الكوارتز الحامل للحديد.

خام الحديد الأحمر والبني والأصفر والأسود.

أكثر أنواع الخام شيوعًا هو خام الحديد الأحمر ، والذي يتكون من الهيماتيت من أكسيد الحديد اللامائي ، والذي له الصيغة الكيميائية Fe 2 O 3. يحتوي الهيماتيت على نسبة عالية جدًا من الحديد (تصل إلى 70 بالمائة) وقليل من الشوائب الأجنبية ، خاصة الكبريت والفوسفور.

يمكن أن يكون خام الحديد الأحمر في حالة فيزيائية مختلفة - من كثيف إلى مترب.

خام الحديد البني هو أكسيد الحديد المائي Fe 2 O 3 * nH 2 O. وقد يختلف الرقم n اعتمادًا على القاعدة التي يتكون منها الخام. غالبًا ما يكون ليمونيت. خام الحديد البني ، على عكس الأحمر ، يحتوي على كمية أقل من الحديد - 25-50 في المائة. هيكلها فضفاض ومسامي ، وهناك العديد من العناصر الأخرى في الخام ، من بينها الفوسفور والمنغنيز. يحتوي خام الحديد البني على الكثير من الرطوبة الممتصة ، في حين أن النفايات الصخرية طينية. حصل هذا النوع من الخام على اسمه بسبب اللون البني المميز أو المصفر.

ولكن على الرغم من محتوى الحديد المنخفض نوعًا ما ، نظرًا لسهولة الاختزال ، فمن السهل معالجة هذا الخام. غالبًا ما تستخدم لإنتاج حديد الزهر عالي الجودة.

يحتاج خام الحديد البني في أغلب الأحيان إلى تخصيب.

الخامات المغناطيسية هي تلك التي تتكون من أكسيد الحديد الأسود ، وهو أكسيد الحديد المغناطيسي Fe 3 O 4. يشير الاسم إلى أن هذه الخامات لها خصائص مغناطيسية يتم فقدها عند تسخينها.

تعتبر الأحجار الحديدية المغناطيسية أقل شيوعًا من الأحجار الحمراء. لكن الحديد فيها يمكن أن يحتوي على أكثر من 70 في المائة.

في هيكلها ، يمكن أن تكون كثيفة وحبيبية ، ويمكن أن تبدو مثل بلورات تتناثر في الصخر. لون أكسيد الحديد الأسود هو الأسود والأزرق.

نوع آخر من خام الحديد يسمى سبار خام الحديد. مكونه الحامل للخام هو كربونات الحديد مع التركيب الكيميائيدعا FeCO 3 siderite. اسم آخر - خام الحديد الطيني - هو إذا كان الخام يحتوي على كمية كبيرة من الطين.

الفلسبار وخام الحديد الطيني أقل شيوعًا في الطبيعة من الخامات الأخرى وتحتوي على القليل نسبيًا من الحديد والكثير من نفايات الصخور. يمكن تحويل Siderites إلى خام الحديد البني تحت تأثير الأكسجين والرطوبة وهطول الأمطار. لذلك ، تبدو الرواسب كما يلي: في الطبقات العليا يكون خام الحديد البني ، وفي الطبقات السفلية يكون خام الحديد الصافي.