Запасы железной руды и других полезных ископаемых в странах

Металлургическая промышленность не может существовать без добычи железорудного сырья. Сегодня железо используется почти в каждой отрасли, поэтому уровень разработки месторождений полезных ископаемых достаточно высокий. Многие страны могут похвастаться большим количеством залежей. Страны лидеры по добыче железной руды – крупнейшие индустриальные государства, обеспечивающие мир этим ценным сырьем.

Мировая добыча железной руды: характеристика

В мире насчитывается 98 государств, обладающих обширными месторождениями полезного ископаемого, с повышенным содержанием железа. Они отлично подходят для промышленной выработки сырья и экспорта его в зарубежные страны. Самыми крупными запасами железной руды обладает Россия, что не удивительно, учитывая геологическую структуру и размеры территории.

Здесь не только сосредоточено большое количество полезного ископаемого, но и его качественные характеристики сильно отличаются от конкурентов. Крупнейший железорудный район – Курская магнитная аномалия – считается уникальным месторождением, а по запасам сырья она не имеет аналогов в мире. Несмотря на это, главный экспортер металлов на мировой рынок – Китай.

Большое количество залежей находится на Украине, в Австралии, Бразилии. Интересно, что запасы Китая намного меньше, чем в России, но уровень выработки больше.

Предполагается, что на планете содержится до 780 миллиардов тонн железорудного сырья, но на данный момент разведано всего 477 миллиардов тонн. Это огромное количество сырья, которое еще долгое время может обеспечивать человечество ценными металлическими ресурсами. Также нужно учитывать и тот факт, что потребности металлургии немного перекрываются с помощью вторичного сырья.

Запасы железной руды по странам.

В Украине первенство по количеству запасов получает Криворожское месторождение. Для него характерны гематиты и магнетиты с высоким содержанием железа (55 -65%), что является сырьем высокого качества.

В США 80 % ресурсов добывается в железорудном бассейне, вблизи озера Верхнее. Большинство залежей магнетитовые, с содержанием Fe до 55%. Огромное количество добытого сырья экспортируется на мировой рынок именно отсюда. В Канаде главные месторождения располагаются на острове Ньюфаундленд и провинции Квебек. Там добываются как магнетиты, так и гематиты, содержание ценного сырья в которых достигает 57%.

Бразилия считается страной, где добывается самое качественное железорудное сырье в мире. Процентное содержание железа в минералах достигает 70%, что в природе встречается редко. Месторождения Итабири, Итабирита заполнены так называемой кусковой рудой, которая высоко ценится в мире.

Австралийская сырьевая база представлена гематитами и лемонитами (болотная руда). Это вид минералов, содержащий большое количество железа, но по качеству он уступает магнетиту. Бальная часть месторождений расположены на западном побережье страны, а самым крупным является Брокен. Месторождения Индии богаты не только гематитами, но и глиноземами, поэтому в этом полезном ископаемом встречается повышенное содержание алюминия, что отрицательно сказывается на качестве.

87% от всемирной добычи руды приходится на сырье низкого качества. Содержание железа в таких рудах не превышает 40%, и они требуют обогащения.

Способы добычи железной руды

При разработке месторождения железной руды очень большую роль играет глубина залежей, на которой находится полезное ископаемое. Поэтому существует два способа добычи – карьерный и шахтный. При первом глубина составляет до 600 метров. Для получения сырья снимается верхний слой, который не содержит железосодержащих минералов. Запасы руды добываются открытым способом, с помощью техники, а в дальнейшем грузится на белазы и доставляется в места обогащения и переработки.

Преимущество этого способа в низкой себестоимости, если сравнивать с сооружением шахт. Но он наносит огромный вред экологии местности. Во время выработки разрушается биосфера, есть опасность попадания токсинов в водоемы. После разработки карьеры засыпаются, поверхность выравнивается, но на восстановление естественного баланса уходят долгие годы.

Шахтный способ добычи железной руды в мире также распространен. Он обеспечивает возможность глубоких залеганий – более 1 километра. Его стоимость намного выше, ведь необходимо задействовать большое количество оборудования, обустроить шахты, чтобы предотвратить обвалы и установить стабильную систему транспортировки сырья.

Крупнейшие месторождения в России

Самой мощной по праву является Курская магнитная аномалия, с запасами в 250 миллиардов тонн. Учитывая тот факт, что разведанные мировые запасы резервы составляют до 500 миллиардов тонн, то можно сделать вывод, что более 50% сырья содержится на территории страны, и является лидером по запасам железной руды.

Особенное отличие от остальных месторождений – наличие железного кварцита. Это редкий минерал магматического происхождения, и здесь его запасы почти неисчерпаемы. Еще одна примечательная особенность – расположение залежей близко к земле (35 – 500 метров), что значительно снижает затраты на выработку сырья. Магнетитовые минералы этого месторождения содержат до 50% железа, а гематит-мартировые – до 65%.

Огромное значение в железорудной промышленности имеют месторождения:

• Белорецкое;
• Керченское;
• Михайловское;
• Лебединское;
• Стойленское;
• Олегорское;
• Ено-Ковдорское;
• Костамукшское.

Одним из самых интересных можно назвать Качканарское месторождение, где кроме железа из сырья получают титан – особенно ценный металл.

Импорт и экспорт

Несмотря на то, что многие страны добывают руды, это не значит, что они не закупают его извне. Огромное количество полезного ископаемого из России и Бразилии поставляется в Китай, так как качество сырья там немного ниже, что сказывается на металлургической промышленности. К тому же потребности в железе иногда не равносильны, и его не хватает, для реализации всех планов.

Больше всего полезных ископаемых с высоким содержанием железа экспортируется из Индии, Бразилии и Австралии. Это можно объяснить сниженными потребностями стран в этом сырье и его высоким качеством, благодаря чему переработка железа требует меньше ресурсов.

Нельзя представить жизнь человека без металлических предметов – техника, посуда, здания, все это изготовлено благодаря постоянному производству. Но где этот процесс берет свое начало? Изначально, для получения сырья, используются минеральные руды, которые добываются в карьерах и шахтах.

Руда – это минеральные ресурсы, которые имеют в составе большое количество металлов. Из нее выплавляют сплавы, которые в дальнейшем используются в производстве. Внешним видом они напоминают камни, на которых есть блестящие вкрапления. Некоторые люди даже не догадываются, как выглядит стальная ложка, прежде чем она попадает в плавильные печи для переработки руды. Полезные ископаемые залегают глубоко под землей, поэтому их добывают шахтным и карьерным способом.

Какие существуют виды рудных ископаемых

В мире насчитывается более 200 категорий металлической руды, по типу превалирующего компонента, но ученые выделили обширную классификацию. Она меньше, поэтому пользоваться ей намного удобнее.

Стандартная классификация видов металлических руд, которая общепринята всеми странами выглядит так:

1. Черные
2. Цветные
3. Драгоценные
4. Редкие

Еще есть классификация по насыщенности – богатые и бедные. Она считается по количеству металлической части в руде. В железной – богатые от 50%, бедные от 20%. Цветные металлы добывать намного сложнее, а богатыми породы считаются от 6%. Бедные полезные ископаемые относятся к нерудным, ведь порода может оказаться источником силикатов, кремния или серы.

Цветная металлургия – одна из самых опасных для экологии Земли. Во время производства в воздух выбрасывается огромное количество вредных химических веществ, поэтому такие предприятия располагаются в дали от городов.

Железная руда – основа основ

Железная руда – это горная или вулканическая порода, которая имеет в своем составе большое количество метала, а ее переработка на производстве выгодна. Другими словами, если в камне меньше 20% железа, он не может считаться металлической рудой. Ее используют для выплавки металлов – стали, чугуна, сплавов.

Образуется железная руда тремя путями:

• Магматический;
• Метаморфизм;
• Осадочный.

Первый объясняется тем, что во время извержения вулканов, металлы расплавляются и смешиваются с горными породами, а вследствие текучести магмы, они вырываются на поверхность и застывают. Большинство примесей, которые имеют низкую огнеупорность, выгорают при высоких температурах, поэтому процент содержания железа в таких рудах очень высокий. Магматические полезные ископаемые – самые распространенные в мире, их месторождения находят в окрестностях вулканов, что потухли еще несколько тысячелетий назад.

Метаморфический процесс – это тоже следствие высоких температур. Вещества, которые находятся на большой глубине, подвергаются воздействию давления и нагревания, в результате чего, их кристаллическая структура меняется. Пласты, где залегают рудные полезные ископаемые, выходят на поверхность во время движения тектонических плит. Также, горные образования, под которыми залегают полезные ископаемые, со временем разрушаются, что облегчает добычу ценных материалов.

Главную роль в осадочном процессе образования железной руды играют ветер и вода, вод воздействием которых хрупкая горная порода вымывается, остаются только металлические костяки – железняк. Процентное содержание металла в этой руде самое большое, но, встречается он намного реже.

Подобный механизм осаждения имеет и золото, которое вымывалось из горной породы проточными водами. Этот процесс стал причиной золотой лихорадки в США. Сейчас небольшие страны занимаются подобным способом добычи драгоценного метала.

Добывать руду в промышленных масштабах начали еще до нашей эры. Этот процесс археологи отслеживали очень долго. Изначально, человек научился обрабатывать изначально бронзовую руду, затем железную и драгоценные металлы.

Добыча рудных полезных ископаемых позволила человеку развивать технологии, оружие, строительство и другие сферы.

Современное производство металла из руды

Руда представляет собой камень, в котором большое количество силикатов. Чтобы отсортировать богатые камни и пустую породу, используют электромагнитный сепаратор. Для отделения метала от руды, она дробится на мелкие части и обрабатывается химикатами. Этот процесс называется обогащением.

Очистка руд черных металлов

Есть несколько способов очистить руду – магнитными устройствами, кислотами, вибрационным методом, но сейчас, чаще всего используют флотацию. Для этого используют тяжелые жидкости и суспензии. Сосуд, куда помещается измельченная руда, наполняется раствором, и через него подается большой напор воздуха под давлением, в результате чего, металл с пеной поднимается вверх, а пустая порода осаждается на дно. Для выплавки металла из руды необходимы высокие температуры, в которых сгорают мелкие частички породы.

Это самый простой и быстрый способ обогащения, он не требует большого количества операций, и относительно дешевый. Получившиеся металлические частицы расплавляют в доменных или сталеплавильных печах, делая заготовки для дальнейшего использования в производстве.

Существует и нехимическая очистка – в вибрационных бункерах, где с помощью больших частот колебания, разрушается горная порода, превращаясь в песок она просыпается сквозь сито, а на поверхности остаются частички металла. Но это не всегда помогает полностью отделить породу от железняка, поэтому его комбинируют с химическим методом.

В доменных печах выплавляются чугунные заготовки для производства, чтобы из него получилась сталь, к нему добавляют примеси других сплавов, металлолом.

Обычно, заводы располагают в местах, где залегают полезные ископаемые, чтобы не терять время на перевозку.

Очистка руд цветных металлов

Цветные металлы намного реже встречаются в природе, по сравнению с черными. Их можно разделить на тяжелые (медь, бронза, свинец, никель, цинк, кобальт) и легкие (титан, алюминий, магний).

Один из самых распространенных примеров полезных ископаемых – алюминий. Бокситы и нефелиновые руды, они обрабатываются, в результате чего образуется глинозем – белый порошок, похожий на крахмал. Его химический состав – Al2O3. Чистый алюминий получают методом электролиза, когда под воздействием направленного тока, молекула преобразуется в катионы – Al+ и O-. Они оседают на противоположно заряженных электродах, в результате чего и получается чистый алюминий.

Извлеченный из глинозема металл, заливают в миксер, где происходит его смешивание с другими материалами, для придания ему нужных пластических свойств. Из полученного состава отливают алюминиевые чушки, которые отправляются на различные производства для дальнейшего использования.

Медь выделяется из медносульфидного концентрата, добываемый на рудниках. В его состав входит огромное количество металлов. Для отделения чистого материала, на металлургических предприятиях, используют пиротехнологии, которые предусматривают применение высоких температур. Механизм получения меди не отличается от переработки черной руды – используется метод осаждения – фторирование. В дальнейшем, концентрат отправляется на завод, где и происходит его дальнейшее очищение от примесей. Его переплавляют под воздействием высоких температур, для получения черновой меди.

Более чистый продукт получают путем электролиза.

После этой процедуры остается шлам, который содержит в себе небольшие частицы драгоценных металлов (платина и золото). Этот продукт также перерабатывают, для получения чистого сырья, но их концентрация в отходах незначительная.

Более редкие металлы получают чаще всего химическим и электролитным путем. Они относятся к рудным полезным ископаемым, но их извлечение – сложный процесс. Например, титан. В природе он встречается только в виде химических соединений, черной руде и других горных породах. Материал, в котором содержится титан называется ильменит, в его состав входит и оксид железа, отделить от которого сырье достаточно сложно. Изначально, он отправляется в плавильные печи вместе с углем, где и происходит разделение смеси на чугун и диоксид титана.

Для его разделения проводят хлорирование, в результате чего, получают тетрахлорид титана, это соединение уже не такое прочное, как с кислородом, поэтому из него легко получить чистый метал. Делают это с помощью магния – реакция называется восстановление. В процессе производства получается титановая губка, которая переплавляется на производствах для изготовления деталей самолетов, ракет и других деталей.

Мировые запасы руды

Руда, которая содержит металлы, очень важна для производства и технического прогресса человечества. По подсчетам ученых, на сегодняшний день в Земле содержится около 800 миллиардов тон железной руды. 80% всех залежей содержат бедные руды, в которых небольшое количество металла, а процесс их переработки достаточно трудоемкий.

Насчитывается несколько стран, на территории которых расположены богатые рудники. Например, в Китае – 8% от всего мирового запаса.

Одни из самых богатых стран – Россия (18%), Бразилия (17%), Австралия (14%), Украина (11%). Несмотря на эти цифры, Китай является бесспорным лидером производства черных металлов. Количество цветных металлов гораздо меньше, а их распространение подсчитывают по поясам – это большие бассейны, которые вытянуты на сотни километров.

Алюминиевых рудных ресурсов больше всего в Южной Америке и Австралии. Медные находятся в окрестности Кольдирьеров и Анд, поэтому мировое первенство по добычи этого метала принадлежит Чили. Второй по размерам пояс находится в Африке, на территории Замбии. В основном рудные полезные ископаемые залегают в местах высокой тектонической активности, изучая которые, аналитики проводят поиски новых месторождений. Россия в этом списке стоит на третьем месте.

Карта рудных полезных ископаемых составляется на основе аналитических исследований. Ученые изучают географические и исторические данные местности, оценивают близость к тектоническим разломам. Чаще всего, большие пласты скоплений руды находят в местах вулканической активности, где магма выходила на поверхность, вынося с собой огромное количество расплавленных металлов. При застывании они остались сверху, что облегчает добычу полезных ископаемых.

Добыча металлов иногда вредит экологической системе земли. Например, при закрытии медного карьера в США, его затопило водой, которая смешалась с химикатами, и является опасной для жизни. В окрестностях нет животных, там живут только устойчивые водоросли, которые адаптировались к агрессивной среде.

Рудные и нерудные полезные ископаемые постепенно истощаются, поэтому ученые разрабатывают новые способы получения сырья для производства. Некоторые редкие металлы синтезируют посредством воздействия химических элементов, но их количество уступает карьерному и шахтному способу добычи.