Материалы рудные – Руда — Википедия

Руда — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 октября 2018; проверки требуют 3 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 октября 2018; проверки требуют 3 правки.

Руда́ — вид полезных ископаемых, природное минеральное образование, содержащее соединения полезных компонентов (минералов, металлов) в концентрациях, делающих извлечение этих компонентов экономически целесообразным. Экономическая целесообразность определяется кондициями на руду. Наряду с самородными металлами существуют руды металлов (железа, олова, меди, цинка, никеля и т .п.). — основные формы природной встречаемости этих ископаемых, пригодные для промышленно-хозяйственного использования. Различают металлические и неметаллические рудные полезные ископаемые; к последним относятся, например

ru.wikipedia.org

Рудные полезные ископаемые

Общая характеристика полезных ископаемых

Прежде всего, полезными ископаемыми называются горные породы и минералы, которые используются в хозяйстве стран.

По своему физическому состоянию они могут быть:

• твердые – уголь, соль, руда, мрамор и др.;
• жидкие – нефть, минеральные воды;
• газообразные – горючий газ, гелий, метан.

Когда за основу берут их использование, тогда выделяют:

• горючие – уголь, нефть, торф;
• рудные – руды горных пород, включающие металл;
• нерудные – гравий, глина, песок и др.

Отдельную группу представляют драгоценные и поделочные камни.

Полезные ископаемые образовались разными способами и по происхождению бывают магматические, осадочные, метаморфические, размещение которых по земным недрам подчиняется определенным закономерностям.

Для складчатых областей обычно характерны магматические, т.е. рудные полезные ископаемые. Данное обстоятельство связано с тем, что они образуются из магмы и выделяющихся их неё горячих водных растворов.

Магма поднимается из земных недр по трещинам в земной коре и в них застывает на различной глубине.

Также рудные полезные ископаемые могут образоваться и из излившейся магмы-лавы, которая относительно быстро остывает. Магма внедряется, как правило, в период активных тектонических движений, поэтому рудные полезные ископаемые связаны со складчатыми областями планеты.

Руды могут образоваться и на платформенных равнинах, но, в этом случае они приурочены к нижнему ярусу платформы. На платформах рудные полезные ископаемые связаны со щитами, т.е. с выходами фундамента платформы на поверхность или в тех местах, где осадочный чехол не отличается мощностью, и фундамент близко подходит к поверхности.

Примером такого месторождения является Курская магнитная аномалия в России и Криворожский бассейн на Украине.

Замечание 1

Вообще руда представляет собой минеральный агрегат, из которого технологическим путем можно извлечь металл либо соединения металлов.

Рисунок 1. Руда. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Руды металлов связаны с районами активного горообразования, но наличие гор ещё не означает наличия богатых месторождений. Третья часть Европы, например, занята горами, но, крупных рудных месторождений совсем немного.

Исходя из области применения, рудные полезные ископаемые делятся на группы – руды черных металлов, руды цветных металлов, руды благородных металлов и радиоактивные металлы.

Такое рудное полезное ископаемое, как железная руда является основой для производства черных металлов – чугуна, стали, проката. Крупнейшие запасы железных руд сосредоточены в США, Индии, Китае, Бразилии, Канаде.

Есть отдельные крупные месторождения в Казахстане, Франции, Швеции, Украине, Венесуэле, Перу, Чили, Австралии, Либерии, Малайзии, В странах Северной Африки.

В России крупные запасы железных руд, кроме КМА, есть на Урале, Кольском полуострове, в Карелии, В Сибири.

Руды черных металлов

Среди руд черных металлов наиболее востребованными и используемыми в промышленности являются железные руды.

Такие минералы, как гематит, магнетит, лимонит, сидерит, шамозит и тюрингит являются главными железосодержащими породами.

Добыча железной руды в мире превышает 1 млрд. тонн. Самым крупным производителем железной руды является Китай, добывающий 250 млн. тонн, в то время как Россия добывает 78 млн. тонн. По 60 млн. тонн добывают США и Индия, Украина – 45 млн. тонн.

Добыча железной руды в США ведется в районе озера Верхнее и в штате Мичиган.

В России крупнейшим железорудным бассейном является КМА, залежи которой оцениваются в 200-210 млрд. тонн или 50% планетарных запасов. Месторождение охватывает Курскую, Белгородскую, Орловскую области.

Для производства легированной стали и чугуна используется марганец в качестве легирующей добавки для придания им прочности и твердости.

Мировые промышленные запасы марганцевых руд сосредоточены на Украине – 42,2%. Есть марганцевые руды в Казахстане, ЮАР, Габоне, Австралии, Китае, в России.

Большое количество марганца производится также в Бразилии и Индии.

Для того чтобы сталь не ржавела, была жаропрочной и кислотоупорной необходим хром, один из основных компонентов руд черных металлов.

Специалисты предполагают, что из мировых запасов этой руды 15,3 млрд. тонн хромитовая руда высокого сорта приходится на ЮАР – 79%. В небольших количествах хром есть в Казахстане, Индии, Турции, довольно крупное месторождение этой руды находится в Армении. Небольшое месторождение разрабатывается в России на Урале.

Замечание 2

Самым редким из черных металлов является ванадий. Он используется для производства марочного чугуна и марочной стали. Ванадий очень важен для аэрокосмической промышленности, потому что его добавка обеспечивает высокие характеристики титановых сплавов.

При получении серной кислоты ванадий используется в качестве катализатора. В чистом виде его нет, и встречается ванадий в составе титаномагнетитовых руд, иногда встречается в фосфоритах, урансодержащих песчаниках и алевролитах. Правда, его концентрация не более 2%.

Иногда даже значительные количества ванадия могут быть в бокситах, бурых углях, битуминозных сланцах и песках. При извлечении главных компонентов из минерального сырья, ванадий получают как побочный продукт.

По учтенным запасам этой руды лидерами являются ЮАР, Австралия и Россия, а основные его производители ЮАР, США, Россия, Финляндия.

Руды цветных металлов

Цветные металлы представлены двумя группами:

1. легкие, к ним относятся алюминий, магний, титан;
2. тяжелые – это медь, цинк, свинец, никель, кобальт.

Из всех цветных металлов алюминий является самым распространенным в земной коре.

Среди его физических свойств такие, как малая плотность, высокая теплопроводность, пластичность, электрическая проводимость, коррозионная стойкость. Этот металл хорошо поддается ковке, штамповке, прокатке, волочению. Его легко можно сварить.

Исходное сырье для металлического алюминия – глинозем, который получают при переработке бокситов и нефелиновых руд.

Запасы бокситов есть в Гвинее, Бразилии, Австралии, а Россия занимает по ним 9-е место.

Российские запасы бокситов сосредоточены в Белгородской и в Свердловской области, а также в Республике Коми. Российские бокситы невысокого качества. Нефелиновые руды залегают на Кольском полуострове. По производству глинозема Россия занимает 6-е место в мире. Весь глинозем производится из отечественного сырья.

Титан, открыли в 1791 г. Его отличительные характеристики – это высокая прочность и коррозионная стойкость. Для промышленности основным типом титановых руд являются прибрежно-морские россыпи. Такие крупные россыпи известны в России, Австралии, Индии, Бразилии, Новой Зеландии, Малайзии, Шри-Ланке.

Россыпные месторождения титана являются комплексными и содержат цирконий.

К легким цветным металлам относится магний, который в промышленности применяется сравнительно недавно. В военные годы основная его часть шла для производства зажигательных снарядов, бомб, осветительных ракет.

Сырье для получения магния приурочено ко многим районам планеты. Магний содержится в доломите, карналлите, бишофите, каините и других породах, имеющих широкое распространение в природе.

На долю США приходится около 41% мирового производства металлического магния и 12% его соединений.

Кроме США крупными производителями металлического магния являются Турция и КНДР. Производителями соединений магния – Россия, Китай, КНДР, Австрия, Греция, Турция.

Среди тяжелых цветных металлов выделяется медь, которая представляет собой пластичный элемент золотисто-розового оттенка, на открытом воздухе покрывающийся кислородной пленкой.

Отличительной особенностью меди являются её высокие антибактериальные свойства. В сплавах с никелем, оловом, золотом, цинком она используется в промышленности.

После Чили и США, по запасам меди Россия стоит на третьем месте в мире.

Кроме самородной меди, сырьем для её получения является халькопирит и борнит. Распространяются месторождения меди в США – Скалистые горы, В Канадском щите и провинции Квебек, Онтарио в Канаде, в Чили и Перу, в медном поясе Замбии, ДРК, в России, Казахстане, Узбекистане, Армении.

Основными и крупными производителями этого металла являются Чили и США, а также Канада, Индонезия, Перу, Австралия, Польша, Замбия, Россия.

Цинк впервые получили из каламина, по существу это карбонат цинка ZnCO2. Сегодня получают цинк из сульфидных руд, наиболее важной из которых является цинковая обманка и марматит.

Добыча цинковых руд идет в Канаде, США, в России, Австралии, Мексике, в центральной Африке, Казахстане, Японии и других странах.

Крупные производители цинковой руды – Япония и США они же её крупные импортеры.

Известный с древности никель при добавке к стали повышает её вязкость, упругость, антикоррозионные свойства.

Впервые металлический кобальт был получен в 1735 г. Сегодня он используется для производства сверхтвердых сплавов.

Сырьем для свинца является его главный рудный минерал галенит. Свинцовые руды добываются во многих странах, а ведущие его производители Австралия, Китай, Перу, Канада.

Добыча свинца ведется в Казахстане, России, Мексике, Швеции, ЮАР, Марокко. Крупные месторождения свинца есть в Узбекистане, Таджикистане, Азербайджане.

В России свинцовые месторождения сосредоточены на Алтае, в Забайкалье, Якутии, Приморье, Северном Кавказе.

spravochnick.ru

Рудный материал — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Рудный материал

Cтраница 1

Рудные материалы, измельченные до 10 — 0 мм, тщательно перемешанные с топливом — коксиком крупностью в 3 — 0 мм, в разрыхленном состоянии загружаются на колосники спекатель-ного аппарата слоем высотой 200 — 340 мм. Топливо зажигается сверху от сильного источника тепла. Благодаря разрежению воздух, необходимый для горения топлива, просасывается через весь слой шихты. Чтобы не подгорали колосники и шихтовые материалы не проваливались вниз, укладывают слой возврата крупностью 25 мм. Благодаря просасыванию интенсивное горение осуществляется в узко ограниченной зоне ( 20 — 25 мм), называемой зоной горения, постепенно опускающейся вниз до колосниковой решетки. К этому моменту процесс заканчивается и весь слой загруженной шихты превращается в ноздреватые, пористые, прочные куски.  [1]

Рудный материал подвергается грохочению, и определенные классы раздельно подаются на радиометрические машины. Необходимость довольно точной классификации определяется тем, что детектирование проводят по суммарному количеству урана, и, следовательно, резкая разница в размерах кусков может привести к существенному снижению эффективности обогащения.  [2]

Рудные материалы, измельченные до — 10 мм, тщательно перемешивают с коксиком крупностью — 3 мм и загружают на колосники спекательной машины слоем высотой 200 — 350 мм.  [3]

Окускование рудных материалов методом агломерации по сравнению с грануляцией и брикетированием является значительно более дорогим способом. Однако этот метод обеспечивает хорошую химическую и термическую подготовку шихты к плавке, что оказывает существенное влияние на работу плавильных аппаратов и улучшение их технико-экономических показателей.  [5]

Окускование рудных материалов методом агломерации по сравнению с грануляцией и брикетированием является значительно более дорогим способом. Однако этот метод обеспечивает хорошую химическую и термическую подготовку шихты к плавке, что, как отмечалось, оказывает существенное влияние на работу плавильных аппаратов и улучшение их технико-экономических показателей.  [6]

Разложение рудных материалов и растворение сплавов и металлич. Широко применяют спектральные н рентгеноспектральные методы.  [7]

Термическая обработка рудного материала в ряде случаев повышает селективность выщелачивания отдельных ценных компонентов.  [8]

Предварительную сушку рудных материалов проводят перед плавкой руды ил и для подсушки концентратов перед окатыванием в трубчатых сушильных печах.  [9]

Значительная группа рудных материалов, подобных шеелиту, поступает на растворение с чистой реакционно способной поверхностью, в то время как другие объекты растворения уже несут на себе защитные ( например, окисные) пленки, затрудняющие доступ реагента и тормозящие процесс.  [10]

Кроме способов обработки рудных материалов водными растворами реагентов перспективны методы термохимического удаления карбонатов, которые описаны в гл.  [11]

По мере опускания рудных материалов повышаются температура и содержание СО в доменных газах; при этом создаются условия для окончательного восстановления железа. Эти процессы заканчиваются в нижней части шахты печи при температурах около 900 — 950 С.  [12]

Для решения вопросов перекристаллизации рудных материалов и синтеза искусственных минералов полезен оригинальный подход к процессам роста кристаллов, развивавшийся лауреатом Ленинской премии проф. Как справедливо отмечал акад. Никифоров ( Институт естественных наук Бурятского филиала СО АН СССР) показал возможность использования этого подхода в технологии химического обобщения.  [13]

Для тонкого измельчения проб рудных материалов при лабораторных исследованиях как сухим, так и мокрым способом, служит шаровая лабораторная мельница 40 — МЛ. Объем барабана 7 л; частота вращения 65 об / мин, крупность загружаемых зерен 4 — 6 мм. Шаровая загрузка: диаметр шаров 19 — 25 мм; масса — 9 кг.  [14]

Фаялит, имевшийся в рудных материалах или образующийся при агломерации в зоне горения, плавится при 1265 С и со здает жидкую фазу, при затвердевании которой цементируются зерна агломерационной шихты.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Железные руды – основа современного производства

Содержание статьи:

Сегодня трудно представить себе жизнь без стали, из которой изготовлены многие окружающие нас вещи. Основой этого металла является железо, получаемое при плавке руды. Железная руда отличается по происхождению, качеству, способу добычи, что определяет целесообразность ее извлечения. Также железная руда отличается минеральным составом, процентным соотношением металлов и примесей, а также полезностью самых добавок.

Как выглядит железная руда, что это такое?

Железо как химический элемент входит в состав многих горных пород, однако, не все они считаются сырьем для добычи. Все зависит от процентного состава вещества. Конкретно железной рудой называют минеральные образования, в которых объем полезного металла делает его извлечение экономически целесообразным.

Добывать такое сырье начали еще 3000 лет назад, так как железо позволяло изготавливать более качественные прочные изделия в сравнении с медью и бронзой (см. медная руда). И уже в то время мастера, имевшие плавильни, отличали виды руды.

Сегодня добывают следующие типы сырья для дальнейшей выплавки металла:

• Титано-магнетитовые;
• Апатит-магнетитовые;
• Магнетитовые;
• Магнетит-гематитовые;
• Гетит-гидрогетитовые.

Богатой считается железная руда, в составе которой имеется не менее 57% железа. Но, разработки могут считаться целесообразными при 26%.

Железо в составе породы находится чаще в виде оксидов, остальные добавки — это кремнеземы, сера и фосфор.

Происхождение железной руды

Все ныне известные типы руд образовались тремя способами:

• Магматическим. Такие руды образовывались в результате воздействия высокой температуры магмы или древней вулканической деятельности, то есть переплавки и перемешивания других горных пород. Такие полезные ископаемые — это твердые кристаллические минералы с высоким процентным составом железа. Залежи руд магматического происхождения обычно привязаны к старым зонам горообразования, где расплавленное вещество подходило близко поверхности.

Процесс образования магматических пород таков: расплав различных минералов (магма) — это очень текучее вещество, и при образовании трещин в местах разломов, оно их заполняет, остывая и приобретая кристаллическую структуру. Именно так сформировались пласты с застывшей в земной коре магмой.

• Метаморфическим. Так преобразовываются осадочные типы минералов. Процесс следующий: при перемещениях отдельных участков земной коры, некоторые ее пласты, содержащие необходимые элементы, попадает под залегающие выше породы. На глубине они поддаются воздействию высокой температуры и давлению верхних слоев. В течение миллионов лет такого воздействия здесь происходят химические реакции, преобразующие состав исходного материала, кристаллизация вещества. Потом в процессе очередного перемещения породы оказываются ближе к поверхности.

Обычно железная руда такого происхождения залегает не слишком глубоко и имеет высокий процент состава полезного металла. Например, как яркий образец – магнитный железняк (до 73-75% железа).

• Осадочным. Главными «работниками» процесса образования руд становятся вода и ветер. Разрушающие пласты породы и перемещающие их в низины, где они накапливаются в виде слоев. Плюс вода, как реагент, может видоизменять исходный материал (выщелачивать). В итоге образуется бурый железняк – рассыпчатая и рыхлая руда, содержащая от 30% до 40% железа, с большим количеством различных примесей.

Сырье благодаря разнообразным путям образования часто перемешано в пластах с глинами, известняками и магматическими породами. Иногда разные по происхождению залежи могут быть перемешаны на одном месторождении. Но чаще всего преобладает один из перечисленных типов породы.

Установив путем геологической разведки приблизительную картину происходящих в конкретной местности процессов, определяют возможные места с залеганием железных руд. Как, например, Курская магнитная аномалия, или Криворожский бассейн, где вследствие магматических и метаморфических воздействий образовались ценные в промышленном значении типы железной руды.

Добыча железных руд в промышленных масштабах

Добывать руду человечество начало очень давно, но чаще всего это было сырье низкого качества со значительными примесями серы (осадочные породы, так называемое «болотное» железо). Масштабы разработки и выплавки постоянно увеличивались. Сегодня выстроена целая классификация различных месторождение железистых руд.

Основные типы промышленных месторождений

Все залежи руды делят на типы зависимо от происхождения породы, что в свою очередь позволяет выделить главные и второстепенные железнорудные районы.

Главные типы промышленных залежей железной руды

К ним относят следующие месторождения:

• Залежи различных типов железной руды (железистые кварциты, магнитный железняк), образованной метаморфическим способом, что позволяет добывать на них очень богатые по составу руды. Обычно месторождения связаны с древнейшими процессами образования горных пород земной коры и залегают на образованиях называемых щитами.

Кристаллический щит — это формирования в виде большой изогнутой линзы. Состоит из пород, образованных еще на этапе формирования земной коры 4,5 млрд. лет назад.

Наиболее известные месторождения такого типа: Курская магнитная аномалия, Криворожский бассейн, озеро Верхнее (США/Канада), провинция Хамерсли в Австралии, и железнорудный район Минас-Жерайс в Бразилии.

• Залежи пластовых осадочных пород. Эти месторождения образовались вследствие оседания богатых железом соединений, которые имеются в составе разрушенных ветром и водой минералов. Яркий образец железной руды в таких залежах – бурый железняк.

Наиболее известные и большие месторождения — это Лотарингский бассейн во Франции и Керченский на одноименном полуострове (Россия).

• Скарновые месторождения. Обычно руда имеет магматическое и метаморфическое происхождение, пласты которой после образования были смещены в момент образования гор. То есть железная руда, располагающаяся слоями на глубине, была смята в складки и перемещена на поверхность во время движения литосферных плит. Такие залежи размещаются чаще в складчатых областях в виде пластов или столбов неправильной формы. Образовались магматическим способом. Представители таких месторождений: Магнитогорское (Урал, Россия), Сарбайское (Казахстан), Айрон-Спрингс (США) и прочие.
• Титаномагнетитовые залежи руд. Их происхождение магматическое, чаще всего встречаются на выходах древних коренных пород – щитов. К ним относят бассейны и месторождения в Норвегии, Канаде, России (Качканарское, Кусинское).
• В России за 2016 год открыто около сотни месторождений полезных ископаемых

К второстепенным месторождениям относят: апатит-магнетитовые, магно-магнетитовые, сидеритовые, железомарганцевые залежи, разрабатываемые на территории России, стран Европы, Кубы и прочих.

Запасы железной руды в мире — страны-лидеры

На сегодня по различным оценкам разведано залежей с суммарным объемом в 160 млрд. тонн руды, с которой можно получить около 80 млрд. тонн металла.

Геологическая служба США представляет данные, по которым на Россию и Бразилию приходится около 18% мировых запасов железорудного сырья.

В пересчете на запасы железа, можно выделить следующие страны-лидеры

Страна	Запасы железа %
Россия	18
Бразилия	18
Австралия	14
Украина	11
Китай	9
Индия	5
США	3

Картина мировых запасов руды выглядит следующим образом

Страна	Доля мировых запасов руды в %
Украина	18
Россия	16
Китай	13
Бразилия	13
Австралия	11
Индия	4
США	4

Большинство этих стран является и крупнейшими экспортерами железной руды. В общем, объем продаваемого сырья составляет около 960 млн. тонн в год. Наибольшими импортерами являются Япония, Китай, Германия, Южная Корея, Тайвань, Франция.

Обычно добычей и продажей сырья занимаются частные компании. К примеру, крупнейшие в нашей стране Металлинвест и Евразхолдинг, производящие в общей сумме около 100 млн. тонн железорудной продукции.

По оценкам той же Геологической службы США, объемы добычи и производства постоянно растут, за год добывается около 2,5-3 млрд. тонн руды, что снижает ее стоимость на мировом рынке.

Наценка на 1 тонну сегодня приблизительно 40 долларов. Рекордная цена была зафиксирована в 2007 году – 180 долл/ тонну.

Как добывают железную руду?

Пласты железной руды залегают на различной глубине, что и определяет ее способы извлечения из недр.

Карьерный способ добычи железной руды

Карьерный способ. Самый распространенный способ карьерной добычи, используется при нахождении залежей на глубине около 200-300 метров. Разработка происходит путем применения мощных экскаваторов и установок для дробления породы. После чего ее грузят для транспортировки на обогатительные комбинаты.

Добыча железной руды в шахте

Шахтный метод. Шахтный метод применяют при более глубинном залегании пластов (600-900 метров). Изначально пробивают створ шахты, от которого вдоль пластов разрабатывают штреки. Откуда раздробленная порода подается «на гора» с помощью транспортеров. Руду из шахт также отправляют на обогатительные предприятия.

Скважинная гидродобыча железа

Скважинная гидродобыча. Прежде всего, для скважинной гидродобычи бурят скважину до пласта породы. После чего в створ заводят трубы, мощным напором воды дробят руду с дальнейшим извлечением. Но такой метод на сегодня имеет очень низкую эффективность и используется довольно редко. Например, таким приемом добывают 3% сырья, а шахтным 70%.

После добычи железорудный материал нужно переработать, чтобы получить основное сырье для выплавки металла.

Обогащение железной руды

Так как в составе руд кроме необходимого железа есть множество примесей, то для получения максимального полезного выхода необходимо очистить породу, подготовив материал (концентрат) для выплавки. Весь процесс осуществляется на горно-обогатительных комбинатах. К различным видам руд, применяются свои приемы и методы очистки и удаление ненужных примесей.

Например, технологическая цепочка обогащения маггнитных железняков следующая:

• Изначально руда проходит стадию дробления на дробильных установках (например, щековых) и подается ленточным транспортером на станции сепарации.
• Используя электромагнитные сепараторы, отделяют части магнитного железняка от пустой ненужной породы.
• После чего рудная масса транспортируется на очередное дробление.
• Измельченные минералы перемещают на очередную станцию очистки, так называемые вибрационные сита, здесь полезная руда просеивается, отделяясь от легкой ненужно породы.
• Следующий этап – бункер мелкой руды, в котором вибрациями отделяются мелкие частицы примесей.
• Последующие циклы включают очередное добавление воды измельчение и прохождение рудной массы через шламовые насосы, удаляющие вместе с жидкостью ненужный шлам (пустую породу), и опять дробление.
• После многократного очищения насосами, руда поступает на так называемый грохот, который гравитационным методом в очередной раз очищает минералы.
• Многократно очищенная смесь поступает на обезвоживатель, удаляющий воду.
• Осушенная руда опять попадает на магнитные сепараторы, и уже потом на газожидкостную станцию.

Бурый железняк очищается несколько по другим принципам, но суть от этого не меняется, ведь главная задача обогащения — получить наиболее чистое сырье для производства.

Результатом обогащения становиться железорудный концентрат, использующийся при плавке.

Что делают из железной руды — применение железной руды

Понятно, что железная руда используется для получения металла. Но, еще две тысячи лет назад металлурги поняли, что в чистом виде железо довольно мягкий материал, изделия из которого немного лучше бронзы. Результатом стало открытие сплава железа с углеродом – стали.

Углерод для стали играет роль цемента, упрочняющего материал. Обычно в составе такого сплава имеется от 0,1 до 2,14% углерода, причем свыше 0,6% — это уже высокоуглеродистая сталь.

Сегодня из этого металла изготавливается огромный список изделий, оборудования и машин. Однако, изобретение стали было связано с развитием оружейного дела, мастера в котором пытались получить материал с прочными характеристиками, но в то же время, с отличной гибкостью, ковкостью, и прочими техническими, физическими и химическими характеристиками. Сегодня высококачественный металл имеет и другие добавки, легирующие его, добавляя твердость износоустойчивость.

Вторым материалом, который производится с железной руды, является чугун. Это также сплав железа с углеродом, которого в составе имеется более чем 2,14%.

Длительное время чугун считался бесполезным материалом, который получался либо при нарушении технологии выплавки стали, или как побочный металл, оседающий на дне плавильных печей. В основном его выбрасывали, его невозможно ковать (хрупкий и практически не пластичный).

До появления артиллерии чугун пытались пристроить в хозяйстве различными способами. Например, в строительстве из него изготавливали фундаментные блоки, в Индии производили гробы, а в Китае изначально даже чеканили монеты. Появление пушек позволило использовать чугун для литья ядер.

Сегодня чугун используют во многих отраслях, особенно в машиностроении. Также этот металл используется для получения стали (мартеновские печи и бессмеровский способ).

Российская разработка, позволяющая добывать золото из каменного угля

С ростом производства требуется все больше материалов, что способствует интенсивной разработке месторождений. Но развитые страны считают более целесообразным импортировать относительно недорогое сырье, сокращая объемы собственного производства. Это позволяет основным странам экспортерам наращивать добычу железной руды с дальнейшим ее обогащением и продажей в качестве концентрата.

promdevelop.ru

Рудные минералы на сайте Игоря Гаршина



Рудные минералы на сайте Игоря Гаршина

Из большого числа рудных минералов можно выделить характерные соединения трех типов: 1) самородные элементы (металлы), 2) сульфиды (и подобные им соединения) 3) и окислы – соединения металлов с кислородом. Они значительно отличаются по физическим свойствам, что облегчает диагностику. Их характеристика:

1. Самородные элементы, такие как, золото (Au), серебро (Ag), железо (Fe), медь (Cu), платина (Pt) обладают физическими свойствами идеальных металлов, т.е. 1) ковкостью, 2) тягучестью, 3) металлическим блеском (непрозрачностью для света), 4) проводимостью тепла и 5) электричества, 6) высокой плотностью. Свойства их обусловлены, прежде всего, металлическим типом электронной связи между атомами. Тип связи определяет строение кристаллических решеток и оптические свойства. Для рудных минералов важными свойствами являются отражательная способность и твердость. Самородные металлы являются, как правило, наиболее высокоотражающими объектами и имеют низкую твердость. К числу типичных рудных минералов относится также гексагональная модификация самородного углерода – графит, отличающийся низким отражением.
2. Сульфиды, такие как: галенит (PbS), сфалерит (ZnS), миллерит (NiS), киноварь (HgS), пирротин (FeS), ковеллин (CuS) – не обладают свойствами металлов. Они в основном хрупкие, слабо проводят электрический ток, обладают средней отражательной способностью, некоторые частично пропускают свет. Электронные связи между химическими элементами, входящими в кристаллические решетки сульфидов, имеют ионный или смешанный типы, что и обусловливает резкое различие их оптических свойств. Многие сульфиды обладают широкой анизотропией физических свойств, в том числе твердости и отражательной способности. В эту группу рудных минералов относятся также многочисленные селенистые, теллуристые, мышьяковистые и сурьмянистые соединения, среди которых много важных в промышленном отношении минералов.
3. Окислы, например, магнетит (Fe²⁺ Fe³⁺₂O₄), гематит (Fe₂O₃), рутил (TiO2), куприт (Cu₂O), ильменит (FeTiO₃), хромит (FeCr₂O₄), еще больше отличаются от металлов отсутствием пластичности, электропроводности. Окислы, как правило, отличаются низкой отражательной способностью и высокой твердостью. Многие окислы пропускают свет. Типы химических связей в окислах различны, что обусловливает их широкие различия в физических свойствах.

Роль самородных металлов, сульфидов и окислов в образовании месторождений различна. Самородные металлы исключительно редко образуют месторождения, а сульфиды и окислы — главные компоненты большинства месторождений. Наиболее важные рудные минералы, образующие месторождения (здесь показано всего 47 — в 2 раза меньше, чем ниже):

Медь (Cu) Серебро (Ag) Золото (Au) Платина (Pt) Углерод (С) (Графит) Арсенопирит (FeAsS) Блеклые руды: теннантит (Cu12As4S13) – тетраэдрит (Cu12Sb4S13) Буланжерит (Pb5Sb4S11) Лeллингит (FeAs2) Пираргирит (Ag3SbS3) Прустит (Ag3AsS3)

Халькозин (Cu2S) Галенит (PbS) Сфалерит (ZnS) Киноварь (HgS) Пирротин (Fe1-xS) Никелин (NiAs) Миллерит (NiS) Пентландит ((FeNi)9S8) Халькопирит (CuFeS2) Борнит (Cu5FeS4) Кубанит (CuFe2S3) Ковеллин (CuS) Аурипигмент (As2S3) Стибнит (Sb2S3) Висмутин (Bi2S3) Молибденит (MoS2) Пирит (FeS2) Сперрилит (PtAs2)

Куприт (Cu2O) Гематит (α-Fe2O3) Ильменит (FeTiO3) Браунит (Mn2O3) Шпинель (MgAl2O4) Магнетит (FeFe2O4) Хромшпинелиды ((Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O4) Рутил (TiO2) Касситерит (SnO2) Колумбит ((Fe,Mn)Nb2O6) – танталит ((Fe,Mn)Ta2O6) Пиролюзит (MnO2) Лопарит ((Na,Ce,Ca)(Nb,Ti)O3) Гетит (?) – гидрогетит (3Fe2O3.4Н2О) Псиломелан (mMnO*MnO2*nH2O) Малахит (Cu2[CO3][OH]2) Вольфрамит ((Mn,Fe)WO4) Шеелит (CaWO4) Циркон (ZrSiO4)

Общий список рудных минералов (звёздочкой обозначены самоцветы):

Адамин Азурит Акантит Ag2S Алланит Англезит PbSO4 Аннабергит Ni3(AsO4)2-8H2O Анатаз Арсенопирит Атакамит Аурипигмент As2S3 Аурихальцит *Бирюза Бисмутинит Bi2S3 Боксит Борнит Браунит Брошантит Брукит Бурнонит PbCuSbS3 Вавеллит Ванадинит Pb5(VO4)3Cl Вивианит Вольфрамит Вульфенит PbMoO4

Гадолинит Ганит ZnAl2O4 Гарниерит (смесь силикатов никеля) Гаусманнит Геленит PbS *Гематит Гемиморфит Гётит Гидроцинкит Деклуазит PbZn(VO4)(OH) Джемсонит Pb4FeSb6S14 Диоптаз Дюфренит Золото Au Ильменит Касситерит Киноварь HgS Кобальтин CoAsS Ковеллин Колумбит — танталит Крнотит Крокоит PbCrO4 Ксенотим Куприт Либетенит Лимонит Линарит PbCu2+(SO4)(OH)2

*Малахит Манганит Магнетит Марказит Медь Cu Миллерит NiS Миметезит Pb5(AsO4)3Cl Молибденит Монацит Оливенит Пентландит (Fe,Ni)9S8 Пираргирит Ag3SbS3 Пирит Пиролюзит Пироморфит Pb5(PO4)3Cl Пирохлор Пирротин Платина Прустит Ag3AsS3 Псиломелан, вад Реальгар AsS Родонит Родохрозит Рутил

Сера S Серебро Ag Сидерит Скородит Смитсонит ZnCO3 Стибнит Sb2S3) Сфалерит ZnS Отенит Тетраэдрит Титанит Торбернит Уранинит Фармакосидерит Франклинит (Zn, Mn2+, Fe2+)(Fe3+, Mn3+)2O4 Халькозин Халькопирит Хризоколла Хромит Церуссит PbCO3 Цианотрихит Цинкит (Zn, Mn2+)O *Циркон (ZrSiO4) Шеелит Энаргит Эритрин Co3(AsO4)2BH2O

---

	Ключевые слова для поиска сведений по рудным минералам: На русском языке: рудные минералы, минеральные руды; На английском языке: ore minerals, mineral ores.

www.garshin.ru

Нерудное сырье — примеры использования и производства

Нерудное сырье представляет  минералы или горные породы не относящиеся к ископаемому топливу или металлам.

Применение

Нерудное сырье используется:

• как строительный материал: песок, гранит, известняк, глина, каолин, доломит, мрамор;
• для производства удобрений: апатиты, фосфориты, калийные соли;
• для химического производства:  сера, графит, пирит, апатит, охра, киноварь;
• для металлургической промышленности: флюсы: известняки, кварциты, флюорит, доломит, магнезит, огнеупорная глина;
• технические кристаллы: алмаз, пьезокварц, исландский шпат;
• камни для бытового и промышленного применения: изумруд, агат, малахит, бирюза.

 Недостаток  сырья, каким являются, например, оловянные, хромовые, молибденовые, ванадиевые руды, также как и энергетического — нефть и уголь, вызывает крупные осложнения в мировой экономике. Цена рудных полезных ископаемых определяется их доступностью, местонахождением, энергетическими потребностями добычи и обработки, количеством металла в руде и т. д. Кроме того известно, что основные источники сырья в 21 веке не изменятся.

О недостатке нерудного сырья не пишут так часто, как о недостатке руд или энергетических ресурсов.  Однако эти материалы не менее важны, чем руды, и там есть такие которые являются объектом интенсивных поисков. Некоторые ученые все-таки рассматривают и эти материалы если закончатся ресурсы на Земле.

По состоянию на сейчас нерудные материалы встречаются настолько часто, что в их добыче самую важную роль играют транспортные расходы.

К редким, встречающимся лишь в нескольких местах в мире, относятся алмазы, хотя в последнее время для нужд промышленности стали производиться искусственные алмазы промышленным способом.

Распространенным нерудным сырьем является известняк, используемый для производства извести и цемента, который встречается во многих геологических образованиях там, где находятся осадочные горные породы. Но и тут геологи встречаются с проблемами: не каждый известняк подходит для добычи и производства цемента или извести. Кроме того не всюду, где встречается подходящий для добычи известняк, можно нарушить пейзаж огромным открытым карьером. Многие геоморфологические образования, возникающие в известняковых областях – карстовые районы (известняк, мрамор, гипс, каменная соль) внешне весьма интересные и охраняются законом.

Обработка

Если рудные материалы в большинстве случаев нуждаются в обработке (дробление, плавление – после чего получается рудный концентрат), нерудное сырье в этом почти никогда не нуждается и используется в том состоянии в каком добывается.

Но хотя нерудного сырья всюду достаточно, существуют весьма строгие правила и требования к его качеству для дальнейшего использования. Так, для производства стекла нужен только кварцевый песок. Присутствие окислов железа, марганца или титана придают стеклу нежелательный оттенок. Даже размер отдельных песчинок должен быть одинаковым, иначе возникают трудности при плавлении.

Подобными технологическими критериями руководствуются и при использовании группы глинистых материалов, к которой относится каолин – для производства фарфора и глина – для производства керамики. Принимается в расчет водопоглощающая способность, пластичность, изменение цвета и формы при обжиге, температура обжига и другие свойства, оказывающие влияние на качество конечного продукта.

Добыча

Добыча строительного материала также относится к области нерудного сырья.
Ведь даже нахождение и добыча обыкновенного гравия для строительства дорог не так проста, как может показаться на первый взгляд.

Для современного строительства нужны твердые бетоны, поэтому особенно важно выбрать горные породы, являющиеся их основой. Такая порода должна быть на первый взгляд прочной, но если она содержит хотя бы незначительное количество сульфидов, то уже не подходит.  Сульфиды под действием климатических условий разлагаются, образуя сульфаты и серную кислоту, не только неблагоприятно действующие на качество бетона, но и подкисляющую воду, которая становится агрессивной и может разъедать стальную арматуру бетона. Такие горные породы оказывают влияние также на качество воды и окружающую среду.

Очевидно, что значение нерудного сырья в деятельности человека несколько занижено.

beelead.com

Руды металлов

Привет-привет! Многие из Вас, дорогие читатели, любят разного рода украшения. Одни из них делаются из золота, другие из серебра, платины или других ценных и красивых металлов. Но знаете ли Вы, что для того, чтобы добыть некоторые металлы, необходим целый трудный процесс?

В этом посте речь будет идти о рудах металлов, которые мы используем в своей жизни… 

Спрос на металлы за последние 200 лет так сильно возрос, что запасы руд некоторых металлов, особенно стратегически важных для промышленности, уже в XXI столетии могут исчерпаться.

Руды металлов.

Некоторые металлы, золото например, часто находятся в чистом виде, но большинство выплавляют из руды.

Руда – это минеральное образование, которое содержит какой-либо металл или несколько металлов в концентрациях, при которых их извлечение экономически целесообразно. Иногда это бывают неметаллические полезные ископаемые.

Пожалуй, первым металлом, который привлек своей красотой и блеском внимание первобытных людей, было золото. Есть данные, которые свидетельствуют о том, что около 7000 лет назад начали получать медь из малахита.

Образование руд.

Многие руды были образованы при остывании магмы. Минералы, в процессе ее охлаждения, кристаллизируются (затвердевают) в определенном порядке. Некоторые тяжелые минералы, такие как хромит, отделяются и оседают внизу магмы, где откладываются отдельным пластом.

Потом полевой шпат, слюда и кварц образуют горные породы, гранит например. При этом повышается концентрация оставшейся жидкости. Часть ее вдавливается в трещины новой породы, образуя в них крупные отложения – пегматиты.

В пустотах окружающей породы откладываются другие вещества. И наконец, остаются только жидкости, которые называются гидротермальными растворами.

Эти растворы, которые часто бывают богаты жидкими элементами, могут перетекать на большие расстояния, и при застывании образуют так называемые жилы.

Отложения в породах.

Вторичные отложения минералов образуются под действием ветра, морей и рек, они сообща разрушают горные породы и почвы, иногда их переносят на значительные расстояния и обычно откладывают в дельтах рек или понижениях рельефа.

Тут сосредотачиваются частицы минералов, которые потом, цементируясь, превращаются в осадочные породы, типа песчаника. Среди этих пород иногда скапливается железо, которое попадает туда из воды и формирует железные руды.

Интенсивные дожди в тропиках разрушают породы, которые содержат алюмосиликаты, оказывая на них химическое воздействие. Вымываемые ими силикаты образуют богатые бокситами (алюминиевыми рудами)породы.

Кислотные дожди растворяют и другие металлы, которые потом откладываются вновь в верхних слоях литосферы, а иногда обнажаются на поверхности. Поиск металлов когда-то зависел от случая.

В геологоразведке, в наше время, используются современная поисковая техника и научные методы. Часто геологические карты составляются с использованием космических фотоснимков. Расшифровывая эти снимки и карты, геологи получают необходимую информацию о породах и их структуре.

Иногда химические вещества, которые содержатся в растениях, грунте и воде, дают подсказку о местонахождении полезных ископаемых. Методы геофизики используются для этих же целей.

Содержание рудных отложений в породах ученные могут определить, измеряя с помощью специальных приборов даже слабейшие электрические, гравитационные и магнитные ответные сигналы пород.

Изыскатели, после обнаружение месторождения, бурят скважины, чтобы установить качество и размеры рудных залежей и определить экономическую целесообразность их разработки.

Существуют три способа добычи рудных месторождений. Открытым (карьерным) методом руду добывают там, где она выходит на поверхность или расположена недалеко от нее.

А с помощью драг добыча производится, когда руда обнаружена на дне озера или реки. Строительство подземных шахт – это самый дорогой вид разработки месторождений.

Повторное использование.

Сейчас около 80 металлов используется в промышленности. Одни из них достаточно широко распространены, а другие редко встречаются.

Например, свинец составляет 0,0016% земной коры, медь – 0,007%, уран – 0,0004%, серебро – 0,000001%, олово – 0,004%, и золото – всего 0,0000005%.

Некогда богатые месторождения слишком быстро исчерпаются. Пройдет немного времени, и многие металлы окажутся дорогими и редкими. И поэтому, в наше время остро стоит задача повторной переработки металлического лома.

Уже сейчас, по оценкам экспертов, треть алюминия и половину железа, которые используются промышленностью, получают из лома.

Повторная переработка и использование снижают загрязнение окружающей среды и сберегают энергию, которая необходима для выплавки металлов из руд и их очистки.

Для того, чтобы из лома получить тонну алюминия, необходима лишь двадцатая часть энергии, которая расходуется на выплавку из руды и обработку того же количества.

Так что не спешите выбрасывать уже старые и ненужные металлические вещи, сдайте их на лом, и при этом, помогите сберечь ресурсы, энергию, и немного подзаработайте 😉

Теперь мы знаем, что руды металлов очень важны для добычи металлов в чистом виде и для ценности нашей Земли в общем 🙂

o-planete.ru