Железная руда это общераспространенные полезные ископаемые
Железная руда – важный ископаемый продукт, который человечество стало добывать много столетий назад. С давних времён железо нашло широкое применение в бытовых и прочих условиях жизни человеческого общества. Одно из ключевых преимуществ и свойств железной руды – возможность изготовления стали, получаемой в процессе её плавки.
Руда железа может иметь различные свойства, минеральный состав, а также процентное соотношение примесей и металлов в зависимости от типа и места её разработки. Найти места добычи железорудных минералов с соответствующим техническим оснащением не представляется сложной задачей, поскольку железо составляет более 5% твёрдых залежей земной коры по всей поверхности планеты. Согласно Википедии и другим достоверным источникам, железная руда занимает четвёртое место по распространённости среди полезных ископаемых, добываемых в окружающем мире.
Тем не менее, найти этот металл в природе в чистом виде не представляется возможным – отыскать его можно в определённых количествах в большинстве известных типов и вида камня (горных пород). Минералы (железорудные) одни из наиболее выгодных в плане добычи. От характера происхождения железной руды зависит количественное содержание в ней железа.
Как выглядит руда железа и что собой представляет?
В качестве ключевого химического элемента железо входит в состав множества горных пород. Тем не менее, далеко не каждая такая порода может быть потенциальным сырьевым продуктом для добычи и разработки. Целесообразность разработки железных руд, как таковых, во многом зависит от процентного состава.
Его добычей плотно занялись более 3 тысяч лет назад, что обусловлено возможностью изготавливать на основе железа более качественных и прочных изделий в сравнении с бронзой и медью, которые стали добываться ещё раньше. Уже в те времена, мастера, работавшие с плавильнями, могли точно различать виды железной руды.
В настоящее время принято выделять несколько типов сырья, пригодного для последующей выплавки полезного металла:
- магнетиновый;
- магнетино-апатитный;
- магнетино-титановый;
- гидрогетит-гетитовый;
- гематито-магнетиновый.
Богатым считается месторождение железной руды с процентным составным содержанием железа 57%. Но, как уже было сказано выше, целесообразными могут быть разработки залежей, в которых руда содержит 26% этого полезного металла. В составе горных пород железо преобладает в виде оксидов. Остальные составляющие представляют собой фосфор, серу и кремнезёмы.
Существуют таблицы железной руды, в которых отражен её сырьевой, химический состав и процентное содержание железа. Если руководствоваться численными показателями большинства таких таблиц, то условно можно разделить ценные руды по степени их богатства и свойствам на 4 категории
- очень богатые – содержание основного металла более 65%;
- умеренно богатые – средний процент железа 60-65%;
- умеренные – от 45% и более;
- бедные – менее 45% добываемых полезных элементов в целом.
В зависимости от количества побочных примесей, входящих в состав разрабатываемого месторождения железа, требуется большее или меньшее количество энергии на переработку. От этого во многом зависит эффективность производства готовой продукции на основе железа.
Характер происхождения
Большая часть известных рудниковых типов была сформирована под влиянием трёх основных факторов. От них, собственно, зависят особенности и характеристики руды железа.
Магматическое формирование. Магматические составы формировались под воздействием высоких температур магмы либо при условии высокой активности древних вулканов. По сути, имели место естественные процессы перемешивания и переплавки горных пород.
Эта разновидность полезных ископаемых представляет собой кристаллические минеральные ископаемые соединения, отличающиеся высоким процентом содержания железа. Залежи магматических ископаемых, как правило, можно обнаружить в зонах старинного образования гористых местностей. Именно в этих местах расплавленные вещества подходили максимально близко к поверхностным слоям почвы.
Метаморфическое формирование. В процессе такого формирования образуются минералы осадочного типа. Суть этого процесса сводится к передвижению отдельных участков коры Земли при котором определённые пласты, богатые определёнными элементами, попадают под породы, залёгшие выше.
Полезные ископаемые, которые образовались при очередном перемещении, мигрируют ближе к земляной поверхности. Железная руда, которая образуется в процессе метаморфического формирования, как правило, имеет высокое процентное содержание полезных металлических соединений и располагается не слишком глубоко от поверхности. Один из наиболее распространённых примеров – железняк магнитный, содержащий в своём составе до 75% железа.
Осадочное формирование. В данном случае основные факторы этого типа формирования рудников – естественные силы природы, в частности ветры и вода. Пласты породы подвергаются разрушению и перемещению в низины – именно здесь они скапливаются, формируя отдельные слои. В качестве реагента выступает вода, которая выщелачивает исходные материалы. В ходе таких процессов формируются залежи бурого железняка, представляющего собой рассыпчатую, разрыхлённую массу с высоким содержанием минеральных примесей и процентным содержанием железа до 35-40%.
За счёт различной специфики образования метаморфических пород сырьё часто перемешивается внутри пластов с магматической породой, известняком и глиной. В одном и том же месторождении, обозначенном соответствующим знаком на карте, обнаруживаются различные по происхождению залежки, которые перемешаны между собой. Места, предположительно богатые осадочными железными рудами в этом случае определяются в ходе геологических разведочных мероприятий.
Основные свойства и типы. Из какой руды получают железо?
К наиболее распространённому типу принято относить красный железняк, основой которого служит гематитовый оксид. В его составе содержится минимум побочных примесей и свыше 70% железа.
Следующий по распространённости – бурый железняк (лимонит), представляющий собой оксид железа, содержащий в своём составе H2O. Как правило, в состав лимонита входит порядка четверти процентного содержания железа. В природе бурый железняк можно встретить в форме пористых, рыхлых пород, содержащих фосфор и марганец. В качестве пустой породы в руде содержится глина.
Магнитная руда железа содержит в своём составе магнитный оксид, свойства которого теряются в условиях сильного нагрева. В природе встречается намного реже вышеперечисленных пород и по процентному соотношению железа в некоторых случаях не уступает красному железняку.
Железняк шпатовый – рудная порода, содержащая сидерит с высоким содержанием глины в составе. Это весьма редкая порода, а за счёт малого содержания железа добывают его намного реже, особенно если речь идёт о промышленном применении.
Помимо оксидов существуют другие железорудные типы, в основу которых входят карбонаты и силикаты.
Географическое расположение ключевых месторождений
Все основные месторождения принято делить на:
- Метаморфогенные – кварцитовые залежи;
- Экзогенные – бурый железняк и прочие осадочные породы;
- Эндогенные – преимущественно титаномагнетитовые составы.
Подобные рудные залежи встречаются практически на каждом континенте. Большая часть железорудных залежей находится на территории стран СНГ, в частности это территория Казахстана, России и Украины. Достаточно большими запасами железорудных скоплений могут похвастать такие государства, как ЮАР, Индия, США, Австралия, Канада и Бразилия. Существуют карты месторождений железной руды, как в мировых масштабах, так и с более подробным указанием залежей на территории конкретного государства.
Значение железной руды и сферы, в которых она используется
По преимуществу все отрасли, в которых задействованы эти полезные ископаемые, связаны с металлургической сферой. По большей части руду железа используют при выплавке чугуна с использованием конверторной или мартеновской печи. В свою очередь чугун широко применим во многих промышленных отраслях.
Сегодня крайне популярен и активно изготавливается и другой сверхпрочный, антикоррозийный сплав – сталь, для чего также используются железорудные ископаемые. Это наиболее популярный промышленный сплав, который славится устойчивостью к коррозии и высокой прочностью.
Стальные и чугунные материалы применяют в следующих отраслях:
- ракетостроительная и военная промышленность, производство специальной техники;
- машиностроение, включая изготовление станков и прочих заводских механизмов;
- автомобильное производство (изготавливаются автомобильные рамы, элементы двигателей, корпуса и прочие механические узлы);
- добывающая промышленность (производство тяжёлого добывающего оборудования и прочей спецтехники);
- строительство – армирующие материалы, создание несущего каркаса.
Способы добычи
Методы и способы извлечения рудных ископаемых ресурсов из недр зависят от глубины, на которой залегает искомый материал. В этом контексте принято выделять три основных способа:
Скважинный метод (гидродобыча) – для работы таким способом специалисты бурят скважины, достигающие пластов пород. В образовавшиеся створы помещаются трубчатые конструкции, через которые мощной водной струёй производится дробление материала и её извлечение. Это наименее эффективный, косный и устаревший метод, который в наши дни используется достаточно редко.
Шахтенный метод – используется при условии, что пласты залегают более глубоко (до 900 метров). Прежде всего прорубаются шахтенные створы – от них по пласту разрабатываются штреки. Порода дробится и поступает на поверхность по специальным транспортёрам.
Карьерный метод – в отличие от скважинного, считается наиболее распространённым. Его используют для работы на средней глубине (до 300 метров). Для разработки применяются мощные экскаваторы и механизмы, дробящие породу. После дробления материал отгружают и транспортируют прямиком на обогатительный комбинат.
Как обогащаются железорудные материалы?
В силу существования различных типов руд по степени того, сколько железа содержится в руде, менее обогащённые материалы отправляются на специальные комбинаты, где они подвергаются сортировке, дроблению, сепарации и агломерации.
В целом можно выделить 4 основных метода рудного обогащения:
Флотация. Специально подготовленная пылеобразная масса погружается в H2O с добавлением воздуха и веществ, которые называются флотационными реагентами. Отсюда и название самого процесса – флотация. Они соединяют частицы железа с пузырьками воздуха и поднимает их на поверхность в пенистом виде. Пустые породы оседают на дне.
Магнитная сепарация. Самый распространённый способ, основанный на разнице воздействия магнетизма на различные составляющие рудной массы. Сепарация может проводиться в случае с мокрыми и сухими породами. В ходе переработки используются барабанные механизмы, оснащённые мощными электромагнитными элементами.
Гравитационная очистка. Для её проведения используются специальные суспензии с плотностью ниже плотности железа и выше плотности пустых пород. Естественные силы гравитации выталкивают побочные составляющие кверху, а суспензия вбирает в себя частицы железа и оставляет их снизу.
Промывка. Используется для устранения из добываемых материалов песков и глины – для их отделения достаточно использовать водную струю под большим напором. Процесс происходит под высоким давлением и обеспечивает до 5% обогащения. Это сравнительно малый показатель, потому этот метод всегда используется в паре с другими способами.
2.1. К общераспространенным полезным ископаемым могут быть отнесены неметаллические и горючие полезные ископаемые, пространственно и генетически связанные с осадочными, магматическими или метаморфогенными породами, характеризующиеся частой встречаемостью в условиях конкретного региона, значительными площадями распространения или локализующиеся во вскрышных и вмещающих породах месторождений руд, неметаллов, горючих полезных ископаемых, являющиеся источниками сырья для получения готовой продукции, отвечающей по качеству и радиационной безопасности требованиям действующих ГОСТов, ОСТов, ТУ, СНиПов, и служащие для удовлетворения нужд местного производства.
2.2. При формировании региональных перечней полезных ископаемых, относимых к общераспространенным, рекомендуется использовать следующий перечень полезных ископаемых:
– алевролиты, аргиллиты (кроме используемых в цементной промышленности, для производства минеральной ваты и волокон);
– ангидрит (кроме используемого в цементной промышленности);
– битумы и битуминозные породы;
– брекчии, конгломераты;
– магматические и метаморфические породы (кроме используемых для производства огнеупорных, кислотоупорных материалов, каменного литья, минеральной ваты и волокон, в цементной промышленности);
– галька, гравий, валуны;
– гипс (кроме используемого для цементной промышленности и в медицинских целях);
– глины (кроме бентонитовых, палыгорскитовых, огнеупорных, кислотоупорных, используемых, для фарфоро-фаянсовой, металлургической, лакокрасочной и цементной промышленности, каолина);
– диатомит, трепел, опока (кроме используемых в цементной и стекольной промышленности);
– доломиты (кроме используемых в металлургической, стекольной и химической промышленности);
– известковый туф, гажа;
– известняки (кроме используемых в цементной, металлургической, химической, стекольной, целлюлозно-бумажной и сахарной промышленности, для производства глинозема, минеральной подкормки животных и птицы);
– кварцит (кроме динасового, флюсового, железистого, абразивного и используемого для производства карбида кремния, кристаллического кремния и ферросплавов);
– мел (кроме используемого в цементной, химической, стекольной, резиновой, целлюлозно-бумажной промышленности, для получения глинозема из нефелина, минеральной подкормки животных и птицы);
– мергель (кроме используемого в цементной промышленности);
– облицовочные камни (кроме высокодекоративных и характеризующихся преимущественным выходом блоков 1-2 группы);
– пески (кроме формовочного, стекольного, абразивного, для фарфорово-фаянсовой, огнеупорной и цементной промышленности, содержащего рудные минералы в промышленных концентрациях);
– песчаники (кроме динасовых, флюсовых, для стекольной промышленности, для производства карбида кремния, кристаллического кремния, и ферросплавов);
– песчано-гравийные, гравийно-песчаные, валунно-гравийно-песчаные, валунно-глыбовые породы;
– ракушка (кроме используемой для минеральной подкормки животных и птицы);
– сапропель (кроме используемого в лечебных целях);
– сланцы (кроме горючих);
– суглинки (кроме используемых в цементной промышленности);
– торф (кроме используемого в лечебных целях).
2.3. При рассмотрении материалов, связанных с формированием, согласованием и утверждением региональных перечней полезных ископаемых, относимых к общераспространенным, следует основываться на анализе количества и качества запасов полезных ископаемых, учтенных государственным (сводным территориальным) балансом, с учетом текущей и перспективной потребности местного рынка в готовой продукции и инфраструктуры района.
Полезные ископаемые – это образования, образованные в результате изменения литосферы, которые широко применяются на различных производствах. Каждая страна может похвастаться их наличием. Из этой статьи вы узнаете, какие общераспространенные полезные ископаемые можно найти почти повсеместно, как они называются и выглядят.
Распространенные ископаемые
Любой человек со школьной скамьи знаком с такими названиями, как природный газ, уголь, торф, нефть и другими. Все они широко используются для обеспечения стран энергией и являются очень важными ресурсами. Грамотное их использование может помочь в улучшении экономического развития того или иного государства. Общераспространенные полезные ископаемые, перечень которых может занять не одну страницу, как правило, обладают знакомыми многим названиями. Вот некоторые из них:
- Нефть, именуемая черным золотом – это маслянистая черная жидкость, которая обладает резким запахом. Она используется для производства бензина, керосина, этилового спирта и других веществ, которые человек применяет в быту.
- Известняк, или же ракушечник, по одной из версий, был образован из окаменелых останков древних животных. Он широко используется в строительстве и применяется для создания бетона.
- Торф – это горючее ископаемое природы. Служит не только отличным топливом и удобрением, но также выполняет очистительную функцию. Различные тяжелые металлы поглощаются торфом, и природная вода, содержащая их, таким образом, очищается.
Классификации
Общераспространенные полезные ископаемые были поделены учеными на несколько групп, в зависимости от того, в какой области производства используются и каков их качественный состав, в каком агрегатном состоянии они находятся. Кроме того, их классификация зависит и от степени изученности. Вот некоторые из них:
- По агрегатному состоянию. Они могут находиться в твердом, жидком и газообразном состоянии. Уголь и различные руды – твердые общераспространенные полезные ископаемые, нефть – жидкое, а природный газ, соответственно, газообразное.
- По способу использования. Они могут применяться в производстве в качестве топлива, сырья для химической промышленности, благородных, черных или цветных металлов. Для каждого из них необходима своя технология переработки.
- По металлическим и неметаллическим свойствам. Некоторые ископаемые, скрытые в недрах земли, пригодны для извлечения из них металлов, а другие – нет.
Наиболее известная классификация полезных ископаемых
Несмотря на то что существует великое множество различных классификаций, люди, как правило, используют самую простую. Итак, вот она:
- Горючие. Название этого вида богатств природы говорит само за себя: те ископаемые, которые входят в этот список, ценятся за хорошую горючесть. Чаще всего они используются в качестве топливных ресурсов. К ним относятся торф, каменный уголь, нефть, сланец и природный газ. С другой стороны, такие общераспространенные полезные ископаемые могут быть опасны: процессы их горения бывают нерегулируемыми.
- Руды. В них содержится один металл или несколько в таком процентном соотношении, что их удобно извлекать из образования. К ним относятся железные, медные, никелевые, оловянные и другие руды.
- Некоторые люди задаются вопросом: что такое нерудное общераспространенное полезное ископаемое? Понятие, примеры которого вы найдете в этой статье, означает, что из данного образования невозможно извлечь металл. К этому пункту классификации относится фосфорит, сера, мрамор, известняк, гранит и даже различные камни, такие как изумруды, малахиты, бирюза и агаты.
Это те виды полезных ископаемых, которые чаще всего используются в производстве.
Месторождения общераспространенных полезных ископаемых
Некоторые их виды образуются по-разному в различных местах нашей планеты.
- Метаморфогенные месторождения. Это словосочетание означает, что ископаемое было образовано путем изменения уже существующих горных пород. В результате переработки были получены различные металлы, например золото, марганец, а также некоторые неметаллы вроде графита, апатита и мрамора.
- Экзогенные месторождения. Сера, фосфориты и другие полезные ископаемые были образованы в результате геологических изменений, деформирующих верхний слой земной коры, например, эрозий и выветриваний.
- Эндогенные месторождения. Ископаемые были образованы в результате деформации внутреннего слоя литосферы, например, движения магмы.
Способы использования
Использование общераспространенных полезных ископаемых зависит от того, где было найдено то или иное месторождение, к какому типу относится найденная порода или минерал и от многих других факторов. Однако же существует несколько способов их использования, которые распространены во всем мире.
В первую очередь, это использование в качестве топлива в чистом виде или создание топлива. Его производят из нефти и торфа, горючих сланцев и природного газа и прочих ископаемых, которые быстро возгораются. Кроме того, сырье для технической и химической промышленности также получается из различных пород и минералов. Гранит, известняк используются в качестве материалов для строительства. Из руд выплавляют металлы, которые впоследствии используются на различных производствах, а всем известная поваренная соль перерабатывается и употребляется людьми в пищу.
Полезные ископаемые мира
Одним из них является уголь. Некоторые страны, на территории которых содержится наибольшее количество его разведанных месторождений, соревнуются за право назваться самой богатой углем страной. Среди них – Россия, Соединенные Штаты Америки, Китай, Австралия, Украина, Великобритания и даже Казахстан.
Черное золото, или же, если называть его менее метафорично, нефть, также является одним из наиболее распространенных ископаемых. Лучше всего его запасы были разведаны такими государствами, как Саудовская Аравия, Россия, Иран, Мексика, Соединенные Штаты Америки, Китай и Норвегия.
Природный газ широко используется в качестве топливного ресурса. В большей мере его запасы были разведаны в России, Иране, Саудовской Аравии, США, Венесуэле, Нигерии, Ираке, Китае и Нидерландах.
Полезные ископаемые России
Будучи одной из богатейших по площади страной, Российская Федерация обладает огромным количеством природных ресурсов, месторождения которых находятся на ее территории. Общераспространенные полезные ископаемые РФ, которые находятся в пределах ее границ, – это нефть, газ, уголь, алюминий, калийные соли и другие.
На территории нашей страны находятся крупнейшие месторождения угля, например Кузнецкий и Печорский бассейны. Нефть и газ добываются в Балтийской и Анадырской нефтегазоносных областях. Сланцы получают в Сибирском бассейне неподалеку от городского поселения Оленек, торф – в Васюганье, которое по совместительству является самым заболоченным местом на территории России, а железные руды – в Курской Магнитной Аномалии.
Многие запасы полезных ископаемых, которые находятся в Российской Федерации, разведаны лишь поверхностно, а это значит, что у нашей страны есть огромная ресурсная база, богатства которой только предстоит раскрыть!