Procedeele de obținere a metalelor materii prime de furnal, preparare a minereurilor de fier - minereu de fier

Clasificarea și originea minereului de fier

Minereuri de fier numite roci, reciclarea este benefică punct de vedere economic în acest stadiu al dezvoltării tehnologice. Începerea extracție intensivă a minereurilor de fier din Europa, Africa de Nord și Orientul Mijlociu aparține epoca tranziției de la epoca bronzului la epoca fierului, la rândul său, de al II-lea și I î.Hr. milenii. e. Initial folosit doar un minereu de fier foarte bogat și curat de contaminanți. Cu toate acestea, cu timpul la scară tot mai mare de fier topirea syrodutnyh bile, apoi fier și oțel în sfera metalurgică implicat în mod inevitabil, din ce în ce sărac în fier-contribuie brut minat este avantajos prin îmbunătățirea arta minieră, îmbogățirea și topirea minereurilor. În secolul al XVIII-lea. la Furnalele utilizate minereuri Urali care conțin mai mult de 65% Fe. In prezent se topesc în furnale de Nord și Ural Central efectuat pe țunderul și granulele obținute din îmbogățirea minereurilor de concentrat Kachkanar care conțin, în medie, doar 14-16% Fe. Epuizarea treptată a minereului de fier este topit oarecum încetinit în ultimii ani, când au fost descoperite noi depozite mari de depozite bogate de minereu.

observație disponibilă zona superioară de putere crustă

16 km conține o medie de circa 4,9% Fe, care face parte din mai mult de 350 de minerale și roci. Astfel de roci pe scară largă, ca granit, sienit, bazalt și diabase, conțin 3-9% Fe. În prezent, cu toate acestea, o astfel de hardware rasa slabă nu este încă folosit în metalurgie.

Importanța industrială sunt numai acei oxizi, carbonați și silicați de fier, în care concentrația acestui element este suficient de mare.

Minereuri de fier sunt formațiuni nu monomineral; ele constau din combinații stabile de minerale și sunt, prin urmare, un grup de roci. Compunerea fier minerale minereu sunt împărțite în două grupe. Primul grup include așa-numitele minerale de minereu care transporta cea mai mare parte a minereului de fier total. Restul constituenților mineralogici, care nu conțin fier sau conțin o în cantități mici, sunt numite gangă.

Minereuri de fier sunt clasificate în funcție de tipul de minerale de minereu și de natura rocilor sterile.

În multe cazuri, depozitele de minereuri de magnetit sunt de origine magmatică. Substanța acestor zăcăminte de minereu este dată topit și apoi glandular deja cristalizat magma. Procesul de cristalizare este extrem de complicată și magma până în prezent a fost studiată încă suficient. Adesea precede debutul diferențierii cristalizare (mănunchi) magmei cauzată de lipsa de oxid nelimitat și sulfuroase se topește solubilitate silicat. Acesta din urmă se află, în general, sub topitură-oxid de silicat. Diferențierea magma continuă în timpul cristalizării sale, deoarece densitatea cristalelor diferă de densitatea medie a topiturii, rezultând plutitoare sau scufundare în masă de cristale în mamă se topesc. În prima etapă de răcire din cristalele din topitură cad silicat (olivina, piroxeni, hornblendă, feldspat) spinel.

Topitura feros rezidual se solidifică ultima umplerea golurilor dintre granulele de gangă și mai mult sau mai puțin uniform distribuite în toată masa de minereu. Deoarece structura se formează minereuri magnetit uniform intercalate. O posibilă cristalizare de realizare magma este aceea că topitura feros reziduală poate fi expulzat parțial sub ^ cristale de creștere iradiere y silicați și se concentrează sub forma unor grupuri mari având după întărire structură monolitică masiv format aproape exclusiv din magnetit.

Figura 12 secțiune geologică a depozitelor Sarbajskogo minereu de fier (Kazahstan): depozite I- minereu (magnetită); 2 - nisipuri și argile; 3 - calcar; 4 - skarny la contactul cu corpul de minereu; 5 - hornfels dense; 6 - sienit

Magnetitul cristalizeaza din magmă de multe ori împreună cu ilmenit (FeO * TiO2). Acestea din urmă pot cristaliza în apropierea magnetitul sub formă de granule grosiere sau granule fine de intergrowths magnetita in. Când îmbogățirea acestor minereuri (magnetită) titan încerca să se detașeze de ilmenit, magnetit, r. E. Se obține un concentrat care conține titan.

Atomii de titan, magneziu, mangan, nichel și zinc pot fi substituite în cristal (spinel invers) zăbrele pozițiile magnetitul, feros formând respectiv ulvoshpinel TiOFe2 03. magnesioferrite MgO * Fe2 O3. Jacobs MnO * Fe2 O3. franklinite ZnO * Fe2 O3. Trevor NiOFe2 O3. Prin substituirea pozițiilor de fier feric în atomii din zăbrele magnetita de aluminiu și crom, respectiv, se formează alumino-magnetit (până la 15% A12 O3) și hromomagnetit (până la 2% Cr2 O3). Există, de asemenea, un magnetit de vanadiu - kulsonit (până la 4,84 / o V). O cantitate mică de magnetit și calciu solubil.

Un tip special de depozite de magnetit sunt așa-numitele Placers, nisipuri negre sau format în timpul intemperiilor depozitelor magmatic magnetit primare pe ocean. Formată prin acțiunea vântului, apei, schimbările de temperatură și alte cauze resturi multe corp de minereu fin vehiculat apoi val mare. In acest minereu lumina goală rocă (cuarț, densitate 2,65 g / cm3) de apă se realizează pe mai departe în mare decât magnetit de două ori mai grele (densitate 5,2 g / cm3). Nisip multe insule de pe coasta Oceanului Pacific a Mării Negre de la Novorossiysk la granița turcă conține un număr mare de boabe de magnetit. Filed Institutul de Metalurgie AN Georgia, nisip magnetit coasta Marii Negre conținând 50% Fe2 O3 și aproximativ 23% FeO, t. E. Aproximativ 53% fier. Pe o scară mică miniere de nisip negru în depozite aluvionare de pe coasta insulelor din Pacific este până în prezent doar Japonia.

Următorul grup din sistemul de etichetare cuprind minereu de fier minereu hematita (hematita, α-Fe2 O3), în soiurile cristaline dense ( „hematita“ specular) modificări de culoare hematită din oțel la oțel negru. Pentru pulbere de culoare roșie-diferență caracteristică ( „gematikos“ sânge grecesc). Există, de asemenea, foaie hematitul micacee, diferența sinter reniforme collomorphic (cap roșu de sticlă) și diferența pulverulente (oțel smântână). Manganul poate fi inclus într-un grilaj hematita formând bixbyite trigonală (Fe, Mn) 2 O3. În oxidarea la temperatură scăzută a magnetit (300-400 ° C) formează un cub (sau, la cele mai recente date, și într-un tetragonală la c = 1. 3 1 ...) Dintre speciile de oxid de fier: y-Fe2 O3 (maghemite, maghemite), numai neesențial magnetit inferior în proprietăți magnetice (densitate 4,4-4,85 g / cm3).

După cristalizare din topitură magme cantități semnificative alocate de vapori de apă, apoi se condensează la contactul cu rocile relativ reci. Această așa-numita apă magmogennaya cuprinde în formă cantități dizolvate mari de oxizi de fier, care cad apoi din soluție, formând depozite hidrotermale minereurilor hematita.

Înălțimea acoperișului deasupra corpului de minereu de 500 de metri a avut loc peste 0,6 miliarde. S, și de multe ori mai mult de 1-2 miliarde. Cu ani în urmă. Acest proces este legat de excesul de limita de solubilitate de fier în apa de mare, era la acel moment foarte intens. Acesta a fost în acest moment că formarea majorității cele mai mari zăcăminte de minereu de fier din lume, care reprezintă cel puțin 65-70% din producția mondială de fontă.

Procesul de dizolvare soluție apoasă de silice (Leach cuartit) are ca rezultat o creștere treptată a porozitatea minereului, care cauzează de obicei minereuri bogate relativ ridicat stanovimost Sun-Precambrian. Minereurile de acest tip curățați frecvent sulf și fosfor, conțin aproape nici zinc, plumb, antimoniu, staniu, cupru și arsenic. Atunci când se produc câmpuri precambrian bogate produce o mulțime de detalii, necesitând aglomerare ulterioară prin aglomerare. Este destul de comună și localizarea profundă a corpului de minereu, care este asociat cu o mare minereuri de vârstă, care sunt de straturi pe avand deasupra partea de sus a unei relativ tinere roci sedimentare. Sub acțiunea greutății enorme a acoperișului minereului presat; Textura ei stratificat de obicei se înlocuiește cu șist. Forțele laterale generate în timpul construirea munte, duce la formarea de pliuri ondulatoriu (textura minereului) Numãrul º.

Următorul grup de minereu de fier constituie limonit. Acesta este acoperit sub denumirea generală a unui grup de șapte specii având formula generală Fe2 O3 * nh2 O din cele mai sărace apă de hidratare și se termină limnitom hydrohematite. X-ray arată analiza, totuși, că numai goethitul (numit după poetul german Goethe) este un mineral independent. Hydrohematite este o soluție solidă de apă în hematita. Se turit un hydrohematite fin amestec mecanic și goethitul. Hydrogoethite, limonit, ksantosiderit Limnia și sunt soluții solide de apă în goethitul. Wandering reniforme fel de goethitei se numește capul de sticlă maro. A fost izolat ca o combinație clară rubin mică (lepidocrocite, Fe2 O3 * H2O), limonit ac și secreție tubulare limenit - geode formate la umplerea golurilor geluri primare hidroxi-ing de fier. În practică formula limenit determinată de pierderea în greutate probei minereul preuscat este apoi calcinată la 900-1000 ° C la greutate constantă.

Ironstone este de obicei de origine sedimentară. Textura minereurilor de fier maro, de obicei, stratificat sau oolitic (greacă „OOL“ - un ou, „turnat“ - piatră). Oolites format la fundul mărilor, lacurilor și mlaștinilor în coagularea gelurilor de oxid de fier în jurul boabelor de cuarț, feldspat sau alte minerale care acționează ca primeri. Oolites sunt structuri concentrice și zonale compuse din straturi succesive de material minereu și gangă. Numărul de straturi poate fi foarte mare (25-30), iar marimea Oolite ajunge uneori câțiva milimetri ( „iskryanaya“ și „fasole“ minereu). clusteri hematites mari, apar de asemenea în sus depozitele siderit din zona de oxidare. minereu Limonitul extrem friabilă; în timpul extracției lor produce o mulțime de lucruri mici.

Următorul grup este format din minereu siderit (galben la brun), având o origine în general sedimentară sau hidrotermice. Siderit conținând mangan în soluție solidă, denumit oligonitom. Cu Magnesite (MgCO3) siderit formează o serie continuă de soluții solide. Membrii intermediari ai acestei serii sunt sideroplezit (mai mult de 70-80% FeCO3 și 30-20% MgCO3), mesitil și pistomezit (30-70% FeCO3 și 70-30% MgCO3) și breunnerite (până la 30% și 70% FeCO3 MgCO3). Comun de contact, de asemenea, siderit cu ankerite 2CaCO3 * FeCO3 * MgCO3. Siderit apare mai frecvent sub formă de agregate granulare sau sub formă de sferoidale, precipitați sferice (sferosiderit).

Silicat minereu tyuringitovye chamosite și formează următorul grup în etichetarea minereurilor de fier. minereu mineral Minereul se referă la un astfel de grup de silicați micacee verzi - clorit.

oxid feros (Fex ​​O), produs în cantități mari în arta (wüstit), în mod natural extrem de rare (iotsit). Studiile au arătat că fundul mărilor și oceanelor, este acoperită cu concrețiuni, al căror diametru este de 5-10 cm. Se presupune că noduli format ca urmare a celulelor electrochimice bacteriene sau scurt-circuitat de pe fundul oceanului. Conform unui alt punct de vedere metalele sunt alocate pe fundul oceanului, în apa de contact magmogennoy, filtrate din profunzimile globului și care cuprinde fier, mangan și alte metale în soluție cu apă de mare. Conform datelor preliminare, rezervele nodulilor numai în partea de jos Pacific, Atlantic si Indian se apropie de un trilion. M, dar extracția subacvatică a nodulilor este legată de necesitatea de a crea traule speciale sau captura cât mai mult din Concretiunile se află la o adâncime de 3 km. Dezvoltarea de câmpuri de fund noduli pe o scară mică până în prezent doar Japonia.

Despartitor minereurilor de fier din grup depinde de natura și sterilul: siliciu, alumină, magnezie. În plus, există un grup de minereuri samoplavkoy gangă. minereu de fier Majoritatea minate se referă la zăcămintele de grup cu gangă siliciu furnizat în principal din cuarț (SiO2. trigonală, nemagnetic, 7 duritate, densitate 2,65 g / cm 3. luciu de sticlă albă) parțial opal (SiO2 * nh2 O) și calcedonie (SiO2. criptocristalină). Deoarece mobilitatea suficientă zgură de furnal se realizează atunci când CaO / SiO2 = 0,9-1,1, apoi pentru aglomerare a minereurilor acel grup ca un flux adăugat calcar. În natură, există, totuși, minereuri, pentru care raportul menționat este egal cu 0.6-1.1. O astfel de topire a minereului sunt posibile fără fluxul principal, numit samoplavkimi (sau minereuri cu gangă samoplavkoy) și sunt foarte apreciate de metalurgiștilor.

În climat tropical cald și umed se dizolvă în mod activ de minereu de silice în apele subterane. Alumina în aceste condiții, dimpotrivă, prezintă o rezistență considerabilă la dizolvare nu este purtat de apă, ceea ce duce la o creștere bruscă a conținutului său în gangă (în aceste minereuri Al2 O3 / SiO2 = 4-5). Produs intemperii specii de fier la tropice sunt așa numitele lateritele (sau gangă minereu ferulit). Alumina le conferă o culoare distinctivă-cărămidă roșie și plasticitatea umedă (în limba spaniolă „Săpuniți“ - o cărămidă). De obicei, aceste minereu topit într-un amestec cu minereuri de silice, zgură pentru a furniza compoziția dorită. În ceea ce privește ganga minereu magneziene, atunci ei prezintă adesea cantități crescute de MgFeSiO4 olivina. magnesioferrite MgO * Fe2 O3. spinel MgO * 2O 3.