Окончательное решение принимает комитет экспертов. В случае положительного результата изъятые куски породы отправляются на металлургический завод для дальнейшей переработки.
Что делают из железной руды?
Оглянитесь вокруг. В любом случае, вы можете встретить что-то, содержащее элемент Ferrum. Железо. Даже телефон, планшет или компьютер, на котором вы читаете эту статью, содержит железо.
Железо — четвертый по распространенности элемент на Земле. Он настолько популярен, что экспортировать его максимально просто. К сожалению, в чистом виде его нет, поэтому его нужно добывать из руд. К счастью, извлечь его из минералов для получения чистого Fe гораздо проще, чем, например, уран или алюминий.
В этой статье рассматривается, из чего состоит железная руда, как добывается железо из железной руды и где оно используется.
Что касается производства железной руды, то на долю России приходится лишь 5-6% от общего мирового производства. Однако есть четкое первое место, когда речь идет об акциях с будущим потенциалом добычи. На долю России приходится 18% мировых поставок железной руды. Бразилия и Австралия занимают второе и третье места. Почетное четвертое место занимает Украина, также советская республика, с 11%.
Крупнейшим месторождением железной руды в России является Курская магнитная аномалия. Кстати, это также крупнейшее месторождение руды на Земле. Запасы сырой нефтяной руды там составляют 30 млрд. тонн.
Применение железа
Стоит отметить, что в химически чистом виде в мире Феррума ничего не производится. Он очень легко окисляется, вступая в реакцию с кислородом или другими элементами. Почему же используется железная руда? Это просто. Обогащенное углеродом железо (сплавы железа) является очень популярным материалом. Железо может выступать как самостоятельная единица для производства предметов и вещей или как промежуточное звено между железом и сталью.
Сталь — это сплав железа, углерода и других элементов. Он должен содержать не менее 45% железа и от 0,02 до 2,14% углерода. Если содержание превышает 2,14%, то это чугун. Сегодня сталь используется практически повсеместно, в десятках вариантов. Машиностроение, аэронавтика, производство оборудования, космическая промышленность, ядерная энергетика, медицина (существует также термин для хирургической стали), оружейная промышленность (холодное и огнестрельное оружие), сельскохозяйственные инструменты, строительные изделия и т.д. Из-за популярности стали другие металлы периодической таблицы используются на планете не так интенсивно, как железо.
Действительно, области производства железорудной продукции, а также соединений и сплавов на основе железа просто неисчислимы. Однако в будущем, при таких темпах и масштабах добычи, мы можем столкнуться с двумя вопросами. Что мы будем делать, когда запасы этого металла в недрах нашей планеты истощатся? Что мы будем делать с этими огромными дырами по всей планете, которые остаются после добычи железной руды открытым способом?
Полученное железо все еще не является полностью чистым. Для удаления всех примесей из руды используется поток. Этот поток называется карбонатом кальция или карбонатом магния (известняк и доломит в общем смысле). При нагревании до 1000 градусов Цельсия карбонаты распадаются на оксиды, выделяя углекислый газ.
Малые и средние предприятия, занимающиеся ковкой и литьем, заинтересованы в приобретении качественного старого звука. Если одна из таких компаний находится поблизости, они могут предложить несколько более высокие цены за металл, чем те, которые предлагаются в пунктах приема вторсырья.
Способы добычи
Методы добычи определяются характером рудного месторождения. Конечно, решающим фактором является глубина.
Открытый
Как правило, если полезное ископаемое находится не очень далеко от поверхности (около 300 метров) и есть место для большого количества траншей и операций по перемещению, решением является осадка. Мощные экскаваторы поднимают породу в гору, и когда они достигают нижних слоев отложений, то, наконец, анализируют процент содержания в них железа.
Окончательное решение принимает комитет экспертов. В случае положительного результата изъятые куски породы отправляются на металлургический завод для дальнейшей переработки.
Закрытый
Добыча большого количества железной руды происходит в открытых шахтах — но в некоторых случаях требуется глубокая выемка полезных ископаемых. Это может произойти, когда добываемые полезные ископаемые находятся на глубине около 1 км. Процесс включает в себя проходку вертикальной скважины, из которой впоследствии создается горизонтальная скважина.
Несмотря на свои недостатки (высокая стоимость строительства и функциональные риски), этот метод является наиболее эффективным.
В дополнение к этим двум методам недавно начал применяться метод бурения. Его суть заключается в том, что вода закачивается в котлован под сильным давлением. В результате промываемая струей порода движется вверх.
Технология обогащения
Подготовительный процесс
Предварительные стадии обогащения железной руды — дробление и измельчение. Целью этих задач является получение массы фрагментов и частиц нужного размера и разделение отработанного материала. Обычно это достигается путем сортировки (просеивания) и перегруппировки (разделения частиц) исходного материала.
Основной процесс
Сам процесс концентрации может включать один из следующих методов
- Сухая, мокрая или комбинированная магнитная сепарация. В основу процесса заложена различная магнитная проницаемость химических веществ. В случае мокрой сепарации специальные электромагнитные барабаны забирают минералы, насыщенные ферромагнитами из пульпы. Сухой метод заключается в снятии магнитной фракции из подаваемой шихты, вращающейся лентой.
- Использование суспензий средней плотности между железом и пустой породой, даёт возможность применять гравитационную сепарацию.
- Флотационный метод основан на использовании специального реагента, позволяющего формировать воздушно-жидкостную металлическую пену, которая затем снимается и направляется на дальнейшую переработку.
- Самым простым способам обогащения является промывка. Сама по себе она малоэффективна, поэтому применяется совместно с другими методами. Но в случае загрязнённости исходной породы глиной или песком, без неё не обойтись.
После процесса концентрирования конденсат концентрируется и растворяется в одеялах и, при необходимости, в кислородных конвертерах. Отходы производства могут быть использованы для добычи редких или цветных металлов, а также могут быть использованы для производства песка или щебня.
Вспомогательный процесс
Часто требуются вспомогательные процессы для удаления нежелательных фракций, таких как пыль, грязь и влага. Слик, огонь, фильтрация и сушка позволяют получить пригодный для использования концентрат.
Продукты переработки
Основное назначение железной руды — получение из нее черного металла в расплавленном состоянии.
Сталь
Известные стали представляют собой соединения железа (до 45%), углерода (до 2,14%) и некоторых других химических веществ. марганец, кремний, азот, сера, кислород и фосфор. При необходимости добавляется хром для повышения термической прочности или никель для увеличения долговечности и улучшения антикоррозионных свойств.
Стали подразделяются в зависимости от содержания углерода С и легирующих добавок.
В зависимости от назначения, стали бывают жаропрочными, инструментальными, конструкционными, криогенными и нержавеющими.
Возникает вопрос, как достигается такой широкий ассортимент продукции.
Во-первых, чугун плавится путем агломерации под воздействием воздуха против дутья (более подробно об этом говорится в следующем разделе статьи).
Во-вторых, чугун подвергается обработке для снижения содержания углерода, серы и фосфора (большое количество которых разрушает механические свойства стали и повышает ее хрупкость и уязвимость). Эти процессы выплавки стали осуществляются либо конвертерным (Бессмера или Томасова), либо мартеновским, либо электрическим методами. В зависимости от теплофизических условий сырья (расплавленное или твердое) и необходимости выплавки определенных качеств стали, методы производства могут отличаться, а иногда и дополнять друг друга.
Чугун
Чугун — это сплав железа с высоким содержанием углерода (>2,14%). Поэтому она очень хрупкая. Он производится путем взрыва обогащенной руды при температуре около 1200 0.
В зависимости от состава и технологии производства различают светлоокрашенный (белый), серый, эластичный, высокопрочный и пустотелый чугун. Однако последняя используется только в качестве промежуточного материала для производства стали.
Ферросплав
Одним из направлений современной металлургии является производство железных кос. В сочетании с железом используются другие материалы, содержащие хром, никель, марганец, титан и небольшое количество железа. Ценность этих материалов заключается в простоте и дешевизне их использования, а также в назначении их в качестве дифференциального усреднителя (удаление кислорода) при плавке металла.
Современная металлургия предлагает три способа получения железистых сгустков.
Они производятся с помощью печей и электропечей.
Ответ на вопрос: каковы свойства железных сгустков? Просто потому, что перечень свойств зависит от процентного содержания этого металла в руде и количества примесей. Например, красная железная руда, содержащая гематит (FE2o3) содержит до 70% от общего количества железа.
Сплавы
Маркировка помогает направить море черных сплавов (сталь, чугун). Они помогают определить состав сплава, углерод и элементы сплава и различают их свойства.
Сталь сортируется в зависимости от применения.
| Вид и марки стали | Применение |
| Строительная Ст0-3 | Вторичные элементы конструкций, малоответственные делали (перила, настилы) |
| Строительная Ст3 | Можно использовать для несущих конструкций, но при плюсовых температурах |
| Конструкционная Ст20 | Малонагруженные детали |
| Легированная 10ХСНД | Используют в сварных конструкциях судо- и вагоностроения, химическом машиностроении |
| Легированная 18ХГТ | Выдерживает ударные нагрузки, высокое давление |
| Легированная 09Г2С | Для работы под давлением, при температурах от -70 до +450 градусов. |
Применение
Более 90% всего металлургического производства приходится на железо и его сплавы.
Изделия из стали и чугуна необходимы и являются важной частью строительных материалов и включают в себя здания, мосты и железные дороги.
Использование соединений железа:.
- двух- и трехвалентное железо используют в качестве коагулянта в системах водоочистки;
- аноды в железо-никелевых и железо-воздушных аккумуляторах изготовлены из самого известного черного металла;
- магнетит в виде ультрадисперсного порошка применяют в черно-белых лазерных принтерах;
- FeCl3 применяют радиолюбители (травят печатные платы);
- магнетит незаменим в изготовлении носителей памяти (жесткие диски).
В большинстве организмов не существует жизни, в которой кислород железа не поступал бы в каждую клетку. Дефицит железа вызывает хлороз у растений и железодефицитную анемию у животных.
С тех пор использование металлов было расширено. Сегодня мы обсудим использование железа и его связь с жизнью человека, будь то в быту, сельском хозяйстве, промышленности или других областях.
Железо, сталь, ржавчина: описание, фото и видео
Земля.
В природе железо встречается только в виде руд, т.е. путем смешивания минералов. Уже в древние времена люди научились извлекать металл из руд в специальную высокую температуру для его расплавления. Жидкий металл заливают в формы и дают ему остыть. Из этого чугуна производят перила, заборы, ванны, радиаторы и даже сковороды. Однако чугун хрупок и может быть разбит сильными ударами.
Сталь
Мартеновские печи были изобретены 150 лет назад, чугун снова плавится, в него в изобилии добавляются специальные добавки, и получается сталь, более прочная, чем чугун, и в то же время более упругая. Из него изготавливают множество различных предметов.
Когда железные предметы регулярно контактируют с водой или жидким воздухом, они ржавеют и разъедаются. Ученые нашли способ плавить нержавеющую сталь так, чтобы она не портилась со временем и всегда блестела. Например, нержавеющая сталь используется в производстве кастрюль и ножей.
Интересный факт: чтобы железные предметы не ржавели, их покрывают краской или специальным красным цветом — бриаром, чтобы чугун не ржавел, его покрывают эмалью, а стальные предметы (например, кузова автомобилей) — другим металлом — цинком.
Невозможно перечислить количество предметов, сделанных из железа, от самых маленьких до самых больших. Железо и сталь используются при производстве автомобилей, автобусов, знаков, дорожных указателей, дверей, трамвайных рельсов, поездов, кораблей и авиационных двигателей. Железо является компонентом железобетона, используемого при строительстве мостов и небоскребов.
Интересный факт: первобытные люди не знали о железе. Чтобы защититься от диких животных и преследовать их, они привязывали тяжелые или острые камни к толстым палкам. Результатом были летучие мыши или копья.
Чтобы избежать санкций со стороны государственных органов за чрезмерное количество отходов стали, компании и частные лица пытаются решить эту проблему самостоятельно.
Дизайнерские изделия
На улицах города расположены аутентичные сооружения, сделанные из металлолома.
Различные скульптуры животных, каркасы цветочных клумб и другие артефакты органично вписаны в городской ландшафт.
Есть также много оригинальных изделий народного творчества.
Сувениры из небольших железных металлических обрезков подходят в качестве подарков или специальных предметов.
Идеи бывают разных форм и размеров.
Военная тематика
Вставные фляги, ручки для снарядов и модели танков идеально подходят для празднования Дня защитника.
Походный инвентарь
Они не только необходимы для ужинов у костра, но и идеально подходят для использования вокруг костра.
Украшения на полку
Красивые вещи могут выглядеть как левретки с изяществом и элегантностью.
Письменные приборы
Уникальные металлические предметы из железа идеально вписываются в интерьер кабинета бизнесмена:…
- подставка для канцелярских принадлежностей,
- ручки,
- пепельницы и прочие аксессуары.
Рыболовные снасти
Считается, что удочки с наживкой и раковины ручной работы несут больше рыбы, чем купленные в магазине предметы.
Узнайте больше о том, как сделать поделки из железной руды в этом видео:.
