Життя сучасної людини складно уявити без металу, використовуваного для виробництва великої кількості виробів. Основним компонентом цього матеріалу є залізо, яке отримується під час плавлення залізної руди.
Цей мінерал розрізняють за:
- походженням;
- способом видобутку;
- кількості домішок і т. д.
Утворення породи
Якщо розглядати залізо в якості хімічного елемента, то воно входить до складу різних гірських порід. Однак не всі вони використовуються в якості сировини для видобутку.
У природі залізо поширене у вигляді сполук з різними речовинами.
Вперше люди почали займатися видобутком залізної руди більше двох тисячоліть тому. Завдяки цьому з’явилася можливість виробляти більш міцні металеві вироби в порівнянні з мідними. Залежно від походження, всі мінерали, що містять залізо, прийнято класифікувати на 3 групи:
- Метаморфогенні утворення. З’явилися на місці старих осадових родовищ під впливом високої температури і тиску.
- Екзогенні. Сформувалися в долинах річок завдяки впливу вітру і води на гірські породи.
- Магматогенні. Були утворені в результаті високотемпературного впливу.
Слід зауважити, що ці групи діляться на велику кількість підвидів.
Хімічний склад
Цінності і властивості руди багато в чому залежать від кількості домішок, які входять до її складу. Саме від цього залежить цінність мінералу і приймається рішення про доцільність його видобутку. Відповідно до процентного вмісту сторонніх речовин руду прийнято ділити на кілька груп:
- Максимально багата – вміст заліза становить понад 65%.
- Багата – 60-65%.
- Середня – понад 45%.
- Бідна – менше ніж 45%.
Цілком очевидно, що при високому вмісті сторонніх речовин для переробки руди потрібно затратити більше енергії. Це, своєю чергою, негативно відбивається на вартості готових виробів. Руда, яка видобувається, є сукупністю всіляких мінералів, сторонніх домішок і порожньої породи. Співвідношення всіх цих компонентів багато в чому залежить від родовища.
Найчастіше в природі зустрічаються силікати, оксиди і карбонати заліза. Крім цього, порода може містити і різні шкідливі домішки, наприклад, фосфор, сірку і т. д.
Види і характеристики залізної руди
Крім хімічного складу породи, з економічної точки зору, важливе значення має і місце, де планується добувати залізо. Найбагатшими родовищами є лінійні. Крім цього, вони містять максимально чисту породу. А також в природі є плоскоподібні родовища, що сформувалися на поверхні залізовмісних кварцитів.
Широко використовується ще кілька типів породи:
- Бурий (червоний) залізняк. Ця речовина являє собою оксид і має брудно-жовтий відтінок.
- Магнітний залізняк. Формула речовини – Fe3O4. Зустрічається рідше в порівнянні з бурим, але нерідко містить понад 70% корисного мінералу. Порода може бути щільною або зернистою з вкрапленнями грудочок темно-синього відтінку. При видобутку ця руда володіє магнітними властивостями, які зникають після високотемпературної обробки.
- Глинистий залізняк. Зустрічається порівняно рідко і, як правило, містить мало корисної копалини.
- Шпатовий залізняк. Ця порода містить сидерити і зустрічається досить рідко. Через низький вміст корисного мінералу її видобуток не виглядає економічно вигідним.
У природі також нерідко зустрічаються карбонати і силікати.
Запаси залізняку в Україні і світі
Найбільше родовище залізної руди в Росії розташоване на території Орловської, Курської та Бєлгородської області. Слід зауважити, що Курська магнітна аномалія є найпотужнішим джерелом заліза не тільки в країні, але і в усьому світі. Це природне творіння настільки грандіозне, що виявити його змогли ще в XVI столітті. Запас руди в родовищі обчислюється мільярдами тонн.
У Західній Європі потужним джерелом заліза є Лотаринзький залізорудний басейн. Він розташований на території Франції, Бельгії та Люксембургу. Розробка басейну ведеться з XIX століття, і велика частина видобутої руди припадає на частку Франції. Загальний запас руди імовірно становить близько 15 мільярдів тонн.
Видобуток породи ведеться підземним способом. За даними Геологічної служби Сполучених Штатів, основні родовища заліза знаходяться в:
- Росії.
- Україні.
- Китаї.
- Бразилії.
- Австралії.
Особливості видобутку залізної руди
Розробка родовищ може проводитися відкритим або підземним способом. Другий метод завдає меншої шкоди природі, але при цьому є більш трудомістким. Видобуту породу доставляють на комбінат, де сировину необхідно попередньо подрібнити. Потім руда збагачується, залізо відділяється від інших елементів.
Ця процедура може проводитися декількома способами:
- Гравітаційна сепарація. Шматки породи мають різну щільність і розпадаються під механічним впливом, наприклад, в результаті вібрації.
- Флотація. Мілкоподрібнена сировина поміщається в спеціальну камеру, в яку потім подається повітря і робоча рідина. Частинки заліза з’єднуються з повітряними бульбашками і піднімаються.
- Магнітна сепарація. Корисний мінерал відділяється за допомогою магнітів.
- Комбінований. Для відділення заліза від порожньої породи використовується відразу кілька способів.
Область використання
Сфера застосування залізної руди обмежена металургійним виробництвом. Вона є основною сировиною для виробництва чавуну і різних сплавів.
Таким чином, з руди роблять різні метал. Однак ще 2 тисячі років тому люди зрозуміли, що в чистому вигляді залізо незначно перевершує бронзу в твердості. В результаті був відкритий сплав заліза і вуглецю, який називається сталь або чавун. У першому типі матеріалу міститься 0,1-2,14% вуглецю.
Металурги минулого вважали його браком через низьку пластичність. Лише після винаходу гармат цей матеріал почали застосовувати для виробництва ядер. Сьогодні ситуація серйозно змінилася, і чавун використовується в різних областях.
Світовій економіці потрібно все більше сировини, тому в багатьох країнах родовища залізної руди активно розробляються. Однак розвинені держави часто вважають за краще скоротити обсяг власного виробництва, вважаючи за краще експортувати відносно недорогий матеріал. Хоча світові запаси заліза і здаються величезними, вони все ж не є невичерпними.
