Процесите за получаване на метали суровини доменна пещ, подготовка желязна руда - желязна руда

Класификация и произход на желязна руда

Железни руди наречените скали, рециклирането е икономически изгодни на този етап на развитие на технологиите. Старт на интензивен добив на железни руди в Европа, Северна Африка и Близкия изток принадлежи към епохата на прехода от бронзовата към желязната епоха в началото на II и I хилядолетие преди новата ера. д. Първоначално тя се използва само една много богата на желязо и чисти от замърсители руда. Въпреки това, с течение на времето се увеличава мащаба топене syrodutnyh топка желязо, а след това на желязо и стомана в обхвата на металургични неизбежно се стига все по-бедни на желязо допринася суров миниран е изгодно чрез подобряване на изкуството добив, обогатяване и топене на руди. В XVIII век. да доменните пещи, използвани Урал руди, съдържащи повече от 65% Fe. В днешно време се стопи в доменни пещи Северна и Централна Урал, проведено върху филтъра и пелети, получена от обогатяването на концентрат Качканар руди, съдържащи средно едва 14-16% Fe. Постепенното изчерпване на желязна руда се стопява до известна степен се забави само през последните няколко години, когато са били открити нови големи находища на богатите рудни находища.

Предлага наблюдение горната зона кора мощност

16 km съдържа средно около 4,9% Fe, който е част от повече от 350 минерали и скали. Такива разпространените скали, като гранит, сиенит, базалт и диабаз, съдържат 3-9% Fe. В момента, обаче, такава лоша порода хардуер все още не се използва в металургията.

Индустриалният значение са само тези оксиди, карбонати и силикати на желязо, в който концентрацията на този елемент е достатъчно високо.

Железни руди не са monomineral формации; те се състоят от стабилни комбинации от минерали и следователно са група от скали. Съставяне на желязната руда, минералите, които са разделени в две групи. Първата група включва така наречените рудни минерали, които носят по-голямата част от общата желязната руда. Останалите минералогични съставките, несъдържащи желязо или съдържа в малки количества, се наричат ​​скални примеси.

Железни руди са класифицирани според вида на рудни минерали и естеството на скалата на отпадъците.

В много случаи, депозити на магнитните руди са магмена произход. Същността на тези рудни находища е веднъж стопената и след това жлезиста вече кристализира магма. Процесът на кристализация е изключително сложен и магмата към днешна дата все още недостатъчно проучен. Често предхожда появата на кристализация диференциация (пакет) магма, причинени от липсата на неограничени разтворимостта силикат оксид и сулфидни стопилки. Последният се намира обикновено под оксид-силикат стопилка. Диференциацията магма продължава по време на кристализация, тъй като плътността на кристали се различава от средната плътност на стопилката, в резултат на плаващи или потапяне маса от кристали при майката стопи. В първата фаза на охлаждане от кристалите на стопилката попада силикат (оливин, пироксен, амфибол, фелдшпат) шпинел.

Остатъчната цветни стопилката се втвърдява миналата запълнени празнините между зърната на скални минерали и повече или по-малко равномерно разпределени през масата на руда. Тъй като структурата е оформен равномерно разпръснати магнитните руди. Едно възможно изпълнение магма кристализация е, че остатъчното железен стопилката може да бъде частично изключен под ^ облъчване отглеждане кристали от силикати и се концентрира под формата на големи клъстери имащи след втвърдяване масивна монолитна структура състои почти изцяло от магнетит.

Фигура 12 геоложки раздел Sarbajskogo желязна руда депозит (Казахстан): I- депозити руда (магнетит); 2 - пясък и глина; 3 - варовик; 4 - skarny при контакт с тялото на руда; 5 - плътни hornfels; 6 - сиенит

Магнетит кристализира от магма често заедно с илменит (FeO * ТЮ2). Последното може да кристализира в близост до магнетит под формата на груби зърна или фини зърна от магнетит срастъци в. При обогатяване на такива руди (магнетит Titanium) се опита да се отделят от илменит, магнетит, г. Е. Получаване на титан, съдържащ концентрат.

Атомите на титан, магнезий, манган, никел и цинк могат да бъдат заместени в кристала (обратния шпинел) решетка позиции магнетит, железен образуващи съответно ulvoshpinel TiOFe2 03. magnesioferrite MgO * Fe2 О3. Jacobs манганов * Fe2 O3. franklinite ZnO * Fe2 O3. Тревър NiOFe2 O3. Чрез заместване позиции фери желязо в магнитните решетъчни атоми на алуминий и хром, съответно, са оформени алумино-магнетит (до 15% А12 О3) и hromomagnetit (до 2% CR2 О3). Има и ванадий магнетит - kulsonit (до 4.84 / о V). Малко количество от магнетит и разтворим калций.

Специален вид на магнитните депозити са така наречените грунт, черни пясъци или образувани по време на изветряне първични магмени магнетитните депозити в океана. Сформирани са от действието на вятъра, водата, температурни промени и други причини, много фин руда тяло изтегляне на остатъците след това на морски вълни. В тази светлина празен скала руда (кварц, плътност 2,65 гр / см 3) вода е изнесен по-далеч в морето от два пъти по-тежък магнетит (плътност 5,2 грама / cm 3). Пясък от многото острови на брега на Тихия океан на Черно море от Новоросийск до турската граница съдържа голям брой зърна от магнетит. Пила институт по металургия AN Грузия, магнетит пясък Черноморие, съдържащ 50% Fe2 O3 и около 23% FeO, т. Е. За 53% желязо. На миньорски малък мащаб от черен пясък в наносни отложения на брега на Тихия острови е, че досега само Япония.

Следващата група в системата за етикетиране включва желязна руда хематит руда (хематит, α-Fe2 О3), В гъсти сортове кристален ( "хематит" огледален) цветови хематит промени от стомана до стомана черно. За разлика прах характерен червен цвят ( "gematikos" гръцки кръвта). Има и лист слюдести хематит, агломерат collomorphic бъбрековидни разлика (червено стъкло главата) и брашнеста разлика (стомана заквасена сметана). Манган могат да бъдат включени в триъгълна bixbyite решетка хематит формиране (Fe, Mn) 2 О3. В ниска температура окисляването на магнетит (300-400 ° С) образува кубичен (или, в последните данни, и в тетрагонална при с = 1. 3 1 ...) от желязо видове оксид: у-Fe2 3 (maghemite, maghemite), само незначително магнетит ниско в магнитни свойства (плътност 4,4-4,85 г / cm 3).

При кристализация от стопилка магма разпределени значителни количества водна пара, след това кондензира при контакт с относително студените скалите. Този така наречен magmogennaya вода се състои в разтворена форма големи количества от железни оксиди, които след това падат на разтвор, образуващи хидротермични депозити хематит руди.

Височината на покрива над рудното тяло на 500 метра настъпили над 0,6 млрд. S, а често и преди повече от 1-2 млрд. Години. Този процес е свързан с превишението на границата на разтворимост на желязо в морската вода, тя е по това време много интензивен. Тя е в този момент, че образуването на по-голямата част от най-големите железни рудни находища в света, които представляват не по-малко от 65-70% от световното производство на чугун.

Метод на разтваряне на воден разтвор на силициев диоксид (кварцит излугване) води до постепенно увеличаване на порьозността на рудата, което обикновено причинява относително висока нд-Precambrian stanovimost богати руди. Руди от този тип често почистване на сяра и фосфор, съдържа почти не цинк, олово, антимон, калай, мед и арсен. Когато производството на богати докамбрийски полета произвежда много детайли, които изискват последващо агломерация от агломерация. Това е честа практика и дълбоко място на рудното тяло, което е свързано с големи възрастови руди, които са overlain от слоеве на върха на относително млади седиментни скали. Под действието на огромното тегло на покрива на руда натиснат; обичайния си пластове текстура се заменя със шисти. Странични сили, генерирани по време на образуването на планините, да доведат до образуването на вълнообразни гънки (бръчка текстура руда).

Следващата група на желязна руда представлява лимонит. Това е покрита под общото име на група от седем видове, имащи обща формула Fe2 О3 * пН2 О от бедната вода на хидратиране и завършващи hydrohematite limnitom. Рентгенови показва анализ, обаче, че само гьотит (името на немски поет Гьоте) е независим минерал. Hydrohematite е твърд разтвор на вода в хематит. Това turit добро механично смес hydrohematite и гьотит. Hydrogoethite, лимонит, ksantosiderit Limnia и са твърди разтвори на вода в гьотит. Скитникът бъбрековидни вид гьотитът се нарича кафяво стъкло главата. Се изолира като бистро рубин слюда комбинация (lepidocrocite, Fe2 О3 * Н 2О), игла лимонит и лимонит кух секреция - друзи образуват при запълване на кухини първични гелове хидрокси-позиция на желязо. На практика формула лимонит определя от загуба на тегло предварително изсушена руда проба след това се калцинира при 900-1000 ° С до постоянно тегло.

Ironstone обикновено е утаечен произход. Texture кафяви железни руди обикновено пластове или оолитски (гръцки "Инструменталната" - едно яйце, "гласове" - каменни). Oolites оформен в долната част на морета, езера и блата в коагулацията на железен оксид гелове около зърната на кварц, фелдшпат, или други минерали, които действат като праймери. Oolites са концентрични и зонален структура, съставена от последователни слоеве от руда материал и скални примеси. Броят на слоевете може да бъде много голям (25-30) и размер оолит понякога достига няколко милиметра ( "iskryanaya" и "боб" руда). Големи струпвания hematites възникват и в по-горните сидерит депозити окисление зона. Лимонит руда изключително ронлив; по време на техния добив произвежда много малки неща.

Следващата група се състои от сидерит руда (жълт до кафяв), имащ обикновено утаечни или хидротермална произход. Сидерит съдържащ манган в твърд разтвор, посочена oligonitom. С магнезит (MgCO3) сидерит образува непрекъсната поредица от твърди разтвори. Междинните членовете на тази серия sideroplezit (повече от 70-80% и 30-20% FeCO3 MgCO3) са, мезитил и pistomezit (30-70% FeCO3 и 70-30% MgCO3) и breunnerite (до 30% и 70% FeCO3 MgCO3). Общата също да се свържете с сидерит анкерит 2CaCO3 * * FeCO3 MgCO3. Сидерит появява по-често под формата на гранулирани инертни материали, или под формата на сфероидни, сферични утайки (sferosiderit).

Силикат chamosite tyuringitovye руда и образуват следващата група при етикетирането на железни руди. Руда минерална руда се отнася до такава група на слюдести силикати зелени - хлорит.

Железен оксид (FEX О), произвежда в големи количества в областта (wustite), естествено изключително редки (iotsit). Проучванията показват, че дъното на морета и океани е покрита с конкреции, чиито диаметър е 5-10 cm. Предполага се, че възли, образувани в резултат на бактериални или късо съединени електрохимични клетки на дъното на океана. Според друга гледна точка метали се разпределят на дъното на океана, в контакт magmogennoy вода, филтрирана от дълбините на земното кълбо, възлизащи на желязо, манган и други метали в разтвор с морска вода. По предварителни данни, възлите резерви само в долната част на Тихия, Атлантическия и Индийския океан, се доближават един трилион. М, но подводен добив на възлите, свързани с необходимостта от създаване на специални тралове или улови най-много на конкреции се намира на дълбочина от 3 km. Развитие на долните полета нодули в малък мащаб досега само Япония.

Разделяне железни руди в групата зависи от естеството и скални примеси: силиций, алуминий, магнезиев оксид. В допълнение, има една група от руди samoplavkoy скални примеси. Най добива желязна руда се отнася до руди група с силиций скални примеси условие главно кварц (SiO2. Триъгълни, немагнитен, 7 твърдост, плътност 2,65 гр / см 3. бяло стъкло блясък) частично опал (SiO2 * пН2 О) и халцедон (SiO2. криптокристални). Тъй достатъчно подвижност шлака от доменни пещи се постига, когато СаО / SiO2 = 0,9-1,1, а след това за агломерация на руди, че група като поток добавя варовик. В природата съществуват обаче руди, за който споменатото съотношение е равно на 0.6-1.1. Тази руда топене са възможни без главния поток, наречен samoplavkimi (или руди с samoplavkoy скални примеси) и се оценява високо от металурзи.

В горещ и влажен тропичен климат е активно разтваряне на силициев диоксид рудата в подземни води. Alumina при тези условия, напротив, показва значителна устойчивост на разтваряне не се извършва от водата, което води до рязко увеличаване на съдържанието му в скални примеси (в тези руди Al2 О3 / SiO2 = 4-5). Каталог на изветряне желязо видове в тропиците са така наречените laterites (или латеритови руда скални примеси). Алумина им дава отличителен тухла-червен цвят и пластичността на мокра настилка (на испански език "Lather" - тухлена). Обикновено тези руда разтопи в смес със силициев двуокис руди, шлака до получаването на желания състав. Що се отнася до примесите на магнезиева руда, а след това те често присъстват повишени количества оливин MgFeSiO4. magnesioferrite MgO * Fe2 O3. шпинел MgO * Al2 O3.