Do které skupiny patří železná ruda? Železná ruda
Kromě známé ropy a plynu existují další neméně důležité nerosty. Patří mezi ně rudy, které se těží na železné a průběžné zpracování. Přítomnost rudných ložisek je bohatstvím každé země.
Co jsou rudy?
Každá z přírodních věd na tuto otázku odpovídá po svém. Mineralogie definuje rudu jako soubor minerálů, jejichž studium je nezbytné pro zlepšení procesů těžby nejcennějších z nich, a chemie studuje elementární složení rudy, aby bylo možné identifikovat kvalitativní a kvantitativní obsah cenných kovů v ní.
Geologie se zabývá otázkou: "Co jsou to rudy?" z hlediska proveditelnosti jejich průmyslového využití, protože tato věda studuje strukturu a procesy probíhající v útrobách planety, podmínky pro vznik hornin a minerálů a průzkum nových ložisek nerostů. Jsou to oblasti na povrchu Země, na kterých se vlivem geologických procesů nashromáždilo dostatečné množství nerostných útvarů pro průmyslové využití.
Tvorba rudy
Tedy na otázku: „Co jsou to rudy? Nejúplnější odpověď je tato. Ruda je hornina s průmyslovým obsahem kovů. Pouze v tomto případě má hodnotu. Kovové rudy vznikají, když se magma, které obsahuje jejich sloučeniny, ochladí. Zároveň krystalizují, rozdělené podle jejich atomové hmotnosti. Ty nejtěžší se usadí na dně magmatu a oddělí se do samostatné vrstvy. Jiné minerály tvoří horniny a zbývající hydrotermální tekutina z magmatu se šíří do dutin. Prvky v něm obsažené tuhnou a tvoří žilky. Horniny, které se ničí vlivem přírodních sil, se ukládají na dně nádrží a vytvářejí sedimentární usazeniny. V závislosti na složení hornin vznikají různé kovové rudy.
Železné rudy
Druhy těchto minerálů se výrazně liší. Co jsou rudy, zejména železné? Pokud ruda obsahuje dostatečné množství kovu pro průmyslové zpracování, nazývá se železo. Liší se původem, chemickým složením a obsahem kovů a nečistot, které mohou být prospěšné. Zpravidla se jedná o přidružené neželezné kovy, například chrom nebo nikl, ale existují i škodlivé - síra nebo fosfor.
Chemické složení představují jeho různé oxidy, hydroxidy nebo oxid uhličité soli oxidu železa. Mezi těžené rudy patří červená, hnědá a magnetická železná ruda a také železný lesk – jsou považovány za nejbohatší a obsahují více než 50 % kovu. Mezi chudé patří ty, ve kterých je užitečné složení méně - 25%.
Složení železné rudy
Magnetická železná ruda je oxid železa. Obsahuje více než 70 % čistého kovu, ale v ložiskách se vyskytuje společně se zinkovou směsí a jinými formacemi a někdy se zinkovou směsí. považována za nejlepší použitou rudu. Železný lesk také obsahuje až 70 % železa. Červená železná ruda – oxid železa – je jedním ze zdrojů těžby čistého kovu. A hnědé analogy mají až 60% obsahu kovů a obsahují nečistoty, někdy škodlivé. Jsou to vodnaté oxidy železa a doprovázejí téměř všechny železné rudy. Jsou také vhodné pro snadnou těžbu a zpracování, ale kov získaný z tohoto druhu rudy je nízké kvality.
Podle původu ložisek železné rudy se dělí do tří velkých skupin.
- Endogenní nebo magmatické. Jejich vznik je způsoben geochemickými procesy probíhajícími v hlubinách zemské kůry a magmatickými jevy.
- Exogenní neboli povrchová ložiska vznikla jako výsledek procesů probíhajících v připovrchové zóně zemské kůry, tedy na dně jezer, řek a oceánů.
- Metamorfogenní ložiska vznikala v dostatečné hloubce od zemského povrchu vlivem vysokého tlaku a stejných teplot.
Zásoby železné rudy v zemi
Rusko je bohaté na různá naleziště. Největší na světě – obsahuje téměř 50 % všech světových zásob. V této oblasti byla zaznamenána již v 18. století, ale rozvoj ložisek začal až ve 30. letech minulého století. Zásoby rud v této pánvi mají vysoký obsah čistého kovu, měří se v miliardách tun a těžba se provádí povrchovou nebo podzemní metodou.
Ložisko železné rudy Bakchar, které patří k největším v zemi i na světě, bylo objeveno v 60. letech minulého století. Jeho zásoby rudy s koncentrací čistého železa do 60 % dosahují asi 30 miliard tun.
Na území Krasnojarska se nachází ložisko Abagasskoye - s magnetitovými rudami. Byl objeven již ve 30. letech minulého století, ale jeho vývoj začal až o půl století později. V severní a jižní zóně pánve je těžba prováděna povrchovou těžbou a přesné množství zásob je 73 milionů tun.
Ložisko železné rudy Abakan, objevené již v roce 1856, je stále aktivní. Nejprve byl rozvoj prováděn povrchovou těžbou a od 60. let 20. století hlubinnou těžbou v hloubce až 400 metrů. Obsah čistého kovu v rudě dosahuje 48 %.
Niklové rudy
Co jsou niklové rudy? Minerální útvary, které se používají k průmyslové výrobě tohoto kovu, se nazývají niklové rudy. Existují sulfidické měď-niklové rudy s obsahem čistého kovu do čtyř procent a silikátové niklové rudy, jejichž stejný ukazatel je do 2,9 %. První typ ložisek je obvykle vyvřelého typu a silikátové rudy se nacházejí v oblastech zvětrávací kůry.
Rozvoj niklového průmyslu v Rusku je spojen s rozvojem jejich polohy na středním Uralu v polovině 19. století. Téměř 85 % sulfidických ložisek je soustředěno v oblasti Norilsk. Ložiska v Taimyru jsou největší a nejunikátnější na světě co do bohatství zásob a rozmanitosti nerostů obsahují 56 prvků periodické tabulky; Z hlediska kvality niklových rud není Rusko horší než ostatní země, výhodou je, že obsahují další vzácné prvky.
Asi deset procent zdrojů niklu je soustředěno v sulfidových ložiskách na poloostrově Kola a na středním a jižním Uralu se rozvíjejí ložiska silikátů.
Rudy Ruska se vyznačují množstvím a rozmanitostí nezbytnými pro průmyslové využití. Zároveň se však vyznačují obtížnými přírodními produkčními podmínkami, nerovnoměrným rozložením po celé zemi a nesouladem mezi regionem, kde se zdroje nacházejí, a hustotou obyvatelstva.
Rusko je země, kterou příroda štědře obdařila takovým nerostným bohatstvím, jako je železná ruda. Abychom toto štěstí alespoň zhruba ocenili, stačí si představit roli kovových předmětů v našem životě a postavit logický most ke kategoriím produkce.
Ne nadarmo, když před stovkami staletí poprvé vstoupili do života lidí, ukázaly se změny ve způsobu života a vědomí lidstva tak velké, že se této době začalo říkat „doba železná“.
Co je železná ruda a jak vypadá?
Útvary v zemské kůře obsahující železo ve více či méně čisté formě nebo jeho sloučeniny s jinými látkami: kyslík, síra, křemík atd.
Taková ložiska se nazývají ruda, když je těžba cenné látky v průmyslovém měřítku ekonomicky výhodná.
Existuje mnoho typů takových minerálních útvarů. Druhovým vůdcem geologické horniny je červená železná ruda nebo řecky hematit. Název přeložený z řečtiny znamená „krvavě červený“ a má chemický vzorec – Fe 2 O 3 .
Oxid železitý má komplexní barvu od černé po třešňovou a červenou. Neprůhledný, může být prašný a hustý (v druhém případě má povrchový lesk).
Různorodý tvar - nachází se ve formě zrn, šupin, krystalů a dokonce i růžového poupěte.
Tvorba železné rudy
Na základě jejich původu v přírodě lze minerály obsahující železo užitečné pro člověka rozdělit do několika hlavních skupin:
- Magmatogenní útvary se tvoří pod vlivem vysokých teplot.
- Exogenní – vznikly v říčních údolích v důsledku srážek a zvětrávání hornin.
- Metamorfogenní - vznikl na základě starých sedimentárních usazenin z vysokého tlaku a tepla.
Tyto skupiny jsou zase rozděleny do mnoha poddruhů.
Druhy železných rud a jejich vlastnosti
Z ekonomického hlediska jsou klasifikovány především podle obsahu železa:
- Vysoká – více než 55 %. Nejedná se o přírodní útvary, ale již o průmyslový polotovar.
- Průměrný. Příkladem je sintrová ruda. Získává se z přírodních surovin bohatých na železo mechanickým působením.
- Nízká – méně než 20 %. Ty se získávají jako výsledek magnetické separace.
Místo těžby rud je také ekonomicky důležité:
- Lineární – leží v místech prohlubní zemského povrchu, nejbohatší na železo, s nízkým obsahem síry a fosforu.
- Ploché - v přírodě se tvoří na povrchu křemenců obsahujících železo.
Podle geologických parametrů jsou kromě hematitů rozšířeny a aktivně využívány:
- Hnědá železná ruda (nFe 2 O 3 + nH 2 O) je oxid kovu za účasti vody, obvykle na bázi limonitů. Charakteristická špinavě nažloutlá barva, sypká, porézní. Cenný kov obsahuje od čtvrt do padesáti procent. Ne moc - ale látka je dobře obnovena. Je obohacen pro další výrobu dobré litiny.
- Magnetická železná ruda, magnetit - přírodní oxid železa (Fe 3 O 4). Druhy hematitů jsou méně časté, ale obsahují více než 70 % železa. Jsou husté a zrnité, ve formě krystalů zapuštěných do skály, černé a modré barvy. Zpočátku má sloučenina magnetické vlastnosti, vystavení vysokým teplotám je neutralizuje.
- Železná ruda obsahující siderit FeCO 3.
- V rudě je velký podíl jílu, dále je to jílová železná ruda. Vzácný druh s relativně nízkým obsahem železa a dutinami.
Ložiska železné rudy v Rusku
Největší ložisko na světě je Kurská magnetická anomálie. Tento přírodní výtvor je tak grandiózní, že se ho lidé snažili pochopit už od konce 16. století. Navigační přístroje se zbláznily ze síly elektrického pole působícího z podzemí na více než 150 kilometrech čtverečních. Zásoby rudy dosahují miliard tun.
V ložisku Olenegorsk u Muromska se rozvíjejí ložiska magnetitových křemenců.
Na poloostrově Kola se těží magnetit, olivín, apatit a magnesioferrit z akumulace Eisko-Kovdor a v Karélii na území ložiska Kostomuksha je mnoho dolů.
Jedno z nejstarších míst těžby rud, které lze nalézt na mapě Ruska, se nachází v oblasti Sverdlovsk. Dodává materiál od konce 18. století a nazývá se skupina ložisek Kachkanar.
Odkaz podnikatelské rodiny Demidových z petřínské éry se aktivně proměňuje. Koncem 20. století se zde začala rozvíjet akumulace gusevogorských rud.
Zásoby železné rudy ve světě
Po grandiózní akumulaci u Kurska je největším fenoménem mezi podobnými na světové geografické mapě pás ložisek železa ložiska Krivoj Rog na Ukrajině.
Mapa ložisek železné rudy ve světě (kliknutím zvětšíte)
O bohatství lotrinské železnorudné pánve se dělí tři evropské země – Francie, Lucembursko a Belgie.
V Severní Americe fungují velké doly na Newfoundlandu, Belle Island a poblíž Labrador City. Na jihu se místa bohatá na rudu nazývala Itabira a Karazhas.
Severovýchodní Indie má také impozantní zásoby rudy a na africkém kontinentu se těží v guinejském městě Conakry.
Seznam distribuce podle zemí vypadá takto:
Těžba železné rudy
Prvním kritériem pro metody těžby je místo, kde se práce provádí:
- Na zemi: když se fosilie vyskytují ne více než půl kilometru od povrchu. V tomto případě je ekonomicky výhodnější (a nákladnější pro životní prostředí) hloubit obří lomy pomocí trhacích prací a speciálního vybavení. Jedná se o open source metodu těžby.
- Podzemí: velké ponoření rudy do útrob země vyžaduje vytvoření dolu. Uzavřená metoda těžby není tak traumatizující pro ekologický systém, ale pracnější a nebezpečnější pro člověka.
Vytěžená ruda se dopravuje do závodu, kde se surovina drtí k následnému obohacení. Železo se odčerpává z chemických sloučenin s jinými prvky.
Někdy k tomu musíte projít ne jedním, ale několika procesy:
- Gravitační separace (částice rudy se vlivem různých fyzikálních hustot rozpadají v důsledku mechanických účinků na materiál – drcení, vibrace, rotace a prosévání).
- Flotace (oxidace rovnoměrně rozdrcených surovin vzduchem, který na sebe váže kov).
- Magnetická separace:
- nečistota se smyje proudem vody a kov se odtáhne magnetem - získá se rudný koncentrát;
- produkt magnetické separace prochází flotací - surovina odhaluje další polovinu železa v čisté formě.
- Komplexní metoda: použití všech výše uvedených procesů, někdy několikrát.
Výsledné horké briketované železo se posílá do elektrometalurgického závodu, kde má formu kovového předvalku standardních tvarů nebo zakázkové výroby do 12 metrů. A litina se posílá do vysoké pece.
Aplikace železné rudy
Účel použití – výroba litiny a oceli.
A používají se k výrobě velkého množství různých věcí, které nás obklopují: auta, kancelářské vybavení, potrubí, nádobí a stroje, umělecké kování a různé nástroje.
Závěr
Zásoby železné rudy jsou na mapách vyznačeny ve formě rovnoramenného trojúhelníku se širokou černou základnou. Znak vyjadřuje podstatu železářského a ocelářského průmyslu: je stabilním základem moderní výrobní ekonomiky, což většina finančníků stále považuje za pravdivé – na rozdíl od různých trhů s kryptoměnami.
Železná ruda se nazývají přírodní minerální útvary, které obsahují železo ve velkém množství a takové chemické sloučeniny, že jeho extrakce je možná a vhodná. Nejdůležitější jsou: magnetit, magnetit, titanomagnetit, hematit, hydrohematit, goethit, hydrogoethit, siderit, chloritany železité. Železné rudy se liší minerálním složením, obsahem železa, užitečnými a škodlivými nečistotami, podmínkami vzniku a průmyslovými vlastnostmi.
Železné rudy se dělí na bohaté (více než 50 % železa), běžné (50-25 %) a chudé (méně než 25 % železa). obohacení. Železné rudy používané k výrobě oceli musí obsahovat určité látky v požadovaných poměrech. Na tom závisí kvalita výsledného produktu. Některé chemické prvky (kromě železa) lze z rudy extrahovat a použít pro jiné účely.
Ložiska železné rudy se dělí podle původu. Obvykle existují 3 skupiny: magmatické, exogenní a metamorfogenní. Dále je lze rozdělit do několika skupin. Magmatogenní vznikají hlavně tehdy, když jsou různé sloučeniny vystaveny vysokým teplotám. Exogenní ložiska vznikla v údolích při ukládání sedimentů a zvětrávání hornin. Metamorfogenní ložiska jsou již existující sedimentární ložiska, která byla transformována za podmínek vysoké teploty. Největší množství železné rudy je soustředěno v Rusku.
Největší v Rusku:
Ložisko železné rudy Bakchar
Toto ložisko je jedním z největších takových ložisek železné rudy v Rusku a ve světě. Nachází se na území Tomské oblasti na rozhraní řek Andorma a Iksa. Ložisko bylo objeveno náhodou při důlním průzkumu v 60. letech 20. století.
Ložisko železné rudy Bakcharovskoe má rozlohu 16 tisíc km2. Železnorudné útvary se nacházejí v hloubce 190 až 220 metrů. Rudy obsahují až 57 % železa a také příměsi dalších chemických prvků (fosfor, vanad, palladium, zlato a platina). Obsah železa v obohacené rudě dosahuje 95–97 %. Zásoby železné rudy na tomto území se odhadují na 28,7 miliard tun.
V současné době se zavádějí nové technologie pro rozvoj v terénu. Počítá se s těžbou rudy nikoli lomem, ale vrtnou hydraulickou těžbou.
Ložisko železné rudy Abagaskoe
Ložisko železné rudy Abagaskoye se nachází v Krasnojarském území, 186 km západně od města Abakan na území a. Ložisko bylo objeveno již v roce 1933, ale jeho rozvoj začal až o 50 let později. Rudy jsou zde především magnetit, vysokooxid hlinitý a hořčík.
Hlavním rudním minerálem je zde magnetit a vedlejšími mušketovit, hematit a pyrit.
Ložisko železné rudy Abagas je rozděleno do dvou zón: jižní (délka přes 2600 m) a severní (2300 m). Bilanční zásoby železné rudy dosahují přes 73 milionů tun. Vývoj probíhá otevřeným způsobem. Celková průměrná roční produkce 4,4 mil. tun rudy s obsahem železa 28,4 %.
Abakanské ložisko železné rudy
Ložisko železné rudy Abakan se nachází v Khakassii, poblíž města Abaza. Nachází se v severovýchodních výběžcích. Byl otevřen v roce 1856 a původně se jmenoval „Abakan Grace“. Po objevení se periodicky prováděl vývoj rud V letech 1947 až 1959 byly vybudovány podniky na těžbu a obohacování rud. V letech 1957 až 1962 bylo ložisko rozvinuto povrchovou těžbou a následně pod zemí (400 m hluboký důl).
Abakanskoje je ložisko magnetitové rudy. Obsahuje: magnetit, aktinolit, chlorit, kalcit, andezit a kobaltnosný pyrit.
Prozkoumané zásoby rudy s průměrným obsahem železa 41,7 - 43,4 % s příměsí zinku a síry činí 140 mil. tun. Průměrná roční produkce je 2,4 milionu tun. Průmyslový produkt obsahuje asi 47,5 % železa. Centry výroby a zpracování jsou města Abaza, Abakan, Novokuzněck.
Kurská magnetická anomálie
Magnetická anomálie Kursk je nejvýkonnější pánví železné rudy na světě. Ložiska rudy na jejím území se odhadují na 200–210 miliard tun, což je asi 50 % zásob železné rudy na planetě. Nachází se především v oblastech Kursk, Belgorod a Oryol.
V současné době pokrývají hranice magnetické anomálie Kursk plochu více než 160 tisíc km2 a pokrývají území devíti regionů střední a jižní části země. Slibné zásoby bohatých železných rud v unikátní pánvi dosahují mnoha miliard tun a železité křemence jsou prakticky nevyčerpatelné.
Magnetická anomálie v této oblasti byla objevena již v 18. století, ale o její možné příčině – ložiskách magnetických rud – začali vědci mluvit až v minulém století. Bohaté rudy byly objeveny v roce 1931. Rozloha je asi 120 tisíc km2. Rudy: magnetitové křemence, ušlechtilé železné rudy ve zvětrávací kůře železitých kvarcitů. Zásoby železitých kvarcitů jsou přes 25 miliard tun s obsahem železa 32-37 % a přes 30 miliard tun bohatých rud (52-66 % železa). Ložiska jsou vytvářena povrchovou i podzemní metodou.
Magnetická anomálie Kursk zahrnuje ložisko železné rudy Prioskol a ložisko železné rudy Chernyanskoe.
KAPITOLA 7. SKUPINY RUDNÝCH NEROSTŮ PODLE FYZIKÁLNÍCH VLASTNOSTÍ. DIAGNOSTICKÉ VLASTNOSTI REFERENČNÍCH MINERÁLU. URČUJÍCÍ TABULKY.
STANDARDNÍ NÁVRHY STUDIÍ
RUDNÍ MINERÁLNÍ A ČISTÉ RYBY
Z velkého množství rudních minerálů lze rozlišit charakteristické sloučeniny tří typů: přírodní prvky (kovy), sulfidy a podobné sloučeniny a oxidy - sloučeniny kovů s kyslíkem. Výrazně se liší fyzikálními vlastnostmi, což usnadňuje diagnostiku.
1. Nativní prvky jako Au, Ag, Fe, Cu, Pt mají fyzikální vlastnosti ideálních kovů, tzn. kujnost, tažnost, kovový lesk (neprůhlednost vůči světlu), vodivost tepla a elektřiny, vysoká hustota. Jejich vlastnosti jsou určeny především kovovým typem elektronového spojení mezi atomy. Typ vazby určuje strukturu krystalových mřížek a optické vlastnosti. U rudných minerálů je důležitými vlastnostmi odrazivost a tvrdost. Přírodní kovy jsou obecně předměty s nejvyšší odrazivostí a mají nízkou tvrdost. Mezi typické rudní minerály patří také hexagonální modifikace nativního uhlíku – grafitu, který se vyznačuje nízkou odrazivostí.
2. Sulfidy, např.: galenit - PbS, sfalerit - ZnS, millerit - NiS, rumělka - HgS, pyrhotit - FeS, covellit - CuS - nemají vlastnosti kovů. Jsou obecně křehké, slabě vedou elektrický proud, mají průměrnou odrazivost a některé částečně propouštějí světlo. Elektronické vazby mezi chemickými prvky obsaženými v krystalových mřížkách sulfidů jsou iontového nebo smíšeného typu, což určuje ostrý rozdíl v jejich optických vlastnostech. Mnoho sulfidů vykazuje širokou anizotropii ve fyzikálních vlastnostech, včetně tvrdosti a odrazivosti. Do této skupiny rudních minerálů patří také četné sloučeniny selenu, teluridu, arsenu a antimonu, mezi nimiž je řada průmyslově významných minerálů.
3. Oxidy, např. magnetit - Fe 2+ Fe 3+ 2 O 4, hematit - Fe 2 O 3, rutil - TiO 2, kuprit - Cu 2 O, ilmenit - FeTiO 3, chromit - FeCr 2 O 4, liší se sudé více z kovů nedostatkem tažnosti a elektrické vodivosti. Oxidy se obecně vyznačují nízkou odrazivostí a vysokou tvrdostí. Mnoho oxidů propouští světlo. Typy chemických vazeb v oxidech jsou různé, což způsobuje jejich velké rozdíly ve fyzikálních vlastnostech.
Role nativních kovů, sulfidů a oxidů při tvorbě usazenin je různá. Přírodní kovy tvoří ložiska extrémně vzácně a sulfidy a oxidy jsou hlavními složkami mnoha ložisek.
Nejdůležitější rudní minerály tvořící ložiska jsou:
Nativní prvky: |
Kobaltin – CoAsS |
Löllingite – FeAs 2 |
|
Stříbro – Ag |
Arsenopyrit – FeAsS |
Zlato – Au Platina – Pt |
Fahlores: tennantit – Cu 12 As 4 S 13 – tetraedrit – Cu 12 Sb 4 S 13 |
Uhlík – C (grafit) |
Proustite – Ag 3 AsS 3 |
Pyrargyrit – Ag 3 SbS 3 |
|
Boulangerit – Pb 5 Sb 4 S 11 |
|
Sulfidy a podobné sloučeniny: |
Oxidy a jiné kyslíkaté sloučeniny: |
Chalkocit – Cu 2 S |
Cuprite – Cu2O |
Galena – PbS |
Hematit – α-Fe 2 O 3 |
Sfalerit – ZnS |
Ilmenit – FeTiO 3 |
Rumělka – HgS |
Brownit – Mn 2 O 3 |
Pyrrhotit – Fe 1-x S |
Spinel – MgAl 2 O 4 |
Nikelin – NiAs |
Magnetit – FeFe2O4 |
Millerit – NiS |
Chromové spinely – (Mg,Fe)(Cr,Al,Fe) 2 O 4 |
Pentlandit – (FeNi) 9 S 8 |
Rutil – TiO2 |
Chalkopyrit – CuFeS 2 |
Kassiterit – SnO2 |
Bornit – Cu 5 FeS 4 |
Columbit – (Fe,Mn)Nb 2 O 6 – tantalit – (Fe,Mn)Ta 2 O 6 |
Kubanit – CuFe 2 S 3 |
Pyrolusit – MnO2 |
Covelline – CuS |
Loparit – (Na,Ce,Ca)(Nb,Ti)O3 |
Orpiment – Jako 2 S 3 |
Goethit – hydrogoethit – HFeO 2 ,- HFeO 2 ž ag |
Stibnit – Sb 2 S 3 |
Psilomelan – mMnO ž MnO 2 ž nH 2 O |
Bismuthin – Bi 2 S 3 |
Malachit – Cu 2 2 |
Molybdenit – MoS 2 |
Wolframit – (Mn,Fe)WO 4 |
Pyrit – FeS 2 |
Scheelite – CaWO 4 |
Sperrylit – PtAs 2 |
Zirkon – ZrSiO 4 |
Mezi referenční minerály patří: pyrit, galenit, fahlores, sfalerit. Jejich diagnostické vlastnosti jsou uvedeny v tabulce. 1.
Tabulka 1
Diagnostické vlastnosti referenčních minerálů
Chemické složení |
||||
singonia |
||||
Odraz |
||||
Šedobílá s olivově hnědým nádechem |
Světle žlutá |
|||
Anizotropie |
Izotropní |
Izotropní |
Izotropní |
Izotropní |
Vnitřní reflexy |
Bezbarvý, žlutý, hnědočervený |
Hnědo-červená |
Žádný |
Žádný |
Tvrdost |
153–270 kg/mm2 |
308-397 kg/mm2 |
64-110 kg/mm2 |
1374 kg/mm2 |
Leštitelnost |
Průměrný, po delším leštění dobrý. |
|||
Tvary zrn, vnitřní struktura |
Zrnité agregáty, ale jednotlivci nejsou vidět, lze identifikovat leptáním. Charakteristická jsou polysyntetická dvojčata. |
Granulární agregace gaty, leptání může odhalit zónování v krystalech. |
Zrnité kamenivo, dokonalé štěpení, trojúhelníkové vpichy. |
Zrnité agregáty, krystaly krychlových a pětiúhelníkových dvanáctistěnných tvarů. |
Často se vyskytující minerály |
Chalkopyrit, galenit, fahlory, pyrhotit |
Chalkopyrit, sfalerit, galenit, arsenopyrit |
Sfalerit, pyrit, chalkopyrit, stříbrné minerály atd. |
Markazit, chalkopyrit, sfalerit, zlato atd. |
Magneticita |
Nemagnetické |
Nemagnetické |
Nemagnetické |
Nemagnetické |
Je důležité porozumět vlastnostem těchto minerálů, abychom je v praxi snadno poznali a využili je k diagnostice jiných minerálů. Hlavní výhoda navržené skupiny norem spočívá v jejich široké distribuci v různých ložiskách, stabilitě jejich vlastností, standardních barvách, síle odrazu atd. Například pokles koeficientu odrazu u řady: pyrit-galenit-fahlore -sfalerit se vyskytuje v rozmezí 10–15 %, což odpovídá intervalu vnímavosti oka. To usnadňuje navigaci v referenčních tabulkách pomocí „kontaktní metody“. Mikrotvrdost přirozeně roste také v řadě: galenit-sfalerit-fahlore-pyrit (od 2,5 do 6,5), což umožňuje použití primitivního schématu pro stanovení skupin tvrdosti pomocí „scratch method“. Na příkladu standardů se získávají takové diagnostické vlastnosti, jako jsou standardní barvy: bílá (galenit) a šedá (sfalerit), „vnitřní struktura“ (trojúhelníky rozpadající se v galenitu) a „vnitřní reflexy“ (sfalerit a fahlerit) atd.
Vlastnosti ostatních minerálů zařazených do předmětu Mineragrafie rud jsou uvedeny ve formě standardních klíčových tabulek.
Ukázka práce s definiční tabulkou
Jako příklad uveďme tabulku S.A. Juško a V.V. Ivanov (příloha 4), uvedený v práci S.A. Yushko „Metody laboratorního výzkumu rud“ (1984). Tabulka je sestavena s využitím základních fyzikálních vlastností rudních minerálů, které student zjišťuje v laboratorních podmínkách. Minerály uvedené v tabulce jsou rozděleny do 36 skupin v závislosti na jejich vlastnostech.
Nejprve se doporučuje určit povahu anizotropie minerálu. Na základě této vlastnosti se minerály dělí do dvou velkých skupin. Přesné stanovení anizotropie vám umožní výrazně omezit hledání minerálu.
Dále je třeba určit stupeň odrazu. V každé skupině izotropních i anizotropních minerálů je první svislý sloupec vlevo označen: „Odraz“. Je rozdělena do tří podsekcí (zdola nahoru): „rovná se sfaleritu a méně“, „rovná se galenitu a méně“ a „větší než galenit“. Přibližné stanovení koeficientu odrazu pomocí norem umožňuje omezit hledání minerálu na 3-7 skupin.
Určení barvy minerálu v odraženém světle není příliš složité, ale řeší další problém – odděluje „jasně zbarvené“ minerály, kterých například mezi anizotropními minerály není tolik. Tato vlastnost je uvedena ve druhém svislém sloupci tabulky: „Minerální barva“.
Další svislý sloupec „Vnitřní reflexy v prášku“ vám umožňuje identifikovat minerály s jasně definovanými vnitřními reflexy, což je zvláště důležité ve skupinách bezbarvých minerálů.
Poslední sloupec před určením čísla diagnostické skupiny je „Tvrdost“. Stanovení tvrdosti studenty se provádí v
kancelářské podmínky rychle dvěma způsoby. Třída tvrdosti je určena metodou škrábání měděnými a ocelovými jehlami: „vysoká“, „střední“ a „nízká“. Hodnota mikrotvrdosti se určuje pomocí mikrotvrdoměru MPT-3.
Určení diagnostické skupiny zužuje hledání minerálu, ale ještě zcela neřeší problém identifikace. Některé skupiny jsou velmi složité, pokud jde o soubor minerálů, například č. 7, 10, 15, 22 atd. Dále byste měli použít všechny další vlastnosti podle referenčních knih: morfologie zrna, vnitřní struktura, paragenetické asociace, barva odstíny atd. Velkou pomocí mohou být mikrochemické reakce, za přítomnosti sady standardních činidel. Identifikace některých minerálů může být jistá pouze analýzou chemického složení a rentgenových difrakčních obrazců.
Standardní schémata pro studium rudních minerálů a broušených profilů
Schéma výzkumu minerálů:
1. Koeficient odrazivosti se odhadne (ve vztahu ke standardům) nebo se změří pomocí spektrofotometru.
2. Stanoveno: barva, anizotropie, dvojitý odraz, barevné efekty, přítomnost vnitřních odlesků, mikrotvrdost poškrábáním.
3. Zkontroluje se přítomnost magnetismu.
4. Studuje se tvar a vnitřní struktura zrn.
5. Pomocí tabulky vlastností se určí minerál a skupina analogů.
6. Pomocí referenčních knih jsou objasněny charakteristiky a proveden výběr.
7. Pokud je stanovení obtížné, pak se mikrotvrdost vyjasní na přístroji PMT-3 a minerál se znovu určí pomocí tabulky tvrdosti minerálu.
8. Pokud nebylo možné minerál určit z tabulkových údajů:
– připravit vzorek pro analýzu mikrosondou k objasnění chemického složení;
– připravit přípravu na rentgenové vyšetření.
Schéma popisu leštěné sekce:
1. Struktura vzorku se stanoví makroskopicky.
2. Kompletní minerální složení se stanoví pod mikroskopem.
3. Počet minerálních fází a jejich objem:
– hlavní minerální látky (> 1 %);
– minoritní minerály (< 1 %);
– vzácné minerály (jednozrnka).
4. Změří se zrnitost všech minerálů.
5. Rozlišuje se pravidelná akrece, parageneze a asociace.
6. Jsou analyzovány věkové vztahy mezi minerály a asociacemi.
7. Stanoví se posloupnost formace a sestaví se její schéma.
8. Stanoví se struktura a typ mineralizace.
9. Je učiněn závěr o genezi.
10. Místa jsou vyznačena pro ilustraci důkazů.
Železné rudy- přírodní minerální útvary obsahující železo a jeho sloučeniny v takovém objemu, že je vhodná průmyslová těžba železa z těchto útvarů. Navzdory tomu, že železo je ve větším či menším množství obsaženo ve složení všech hornin, název železné rudy označuje pouze takové nahromadění železnatých sloučenin, ze kterých lze získat kovové železo s ekonomickými přínosy.
Železné rudy jsou speciální minerální útvary, které obsahují železo a jeho sloučeniny. Daný druh rudy je považován za železo, pokud je podíl tohoto prvku obsažen v takovém objemu, že jeho průmyslová těžba je ekonomicky únosná.
V metalurgii železa se používají tři hlavní typy produktů ze železné rudy:
— separovaná železná ruda (nízký obsah železa);
— aglomerovaná ruda (průměrný obsah železa);
– pelety (surová hmota obsahující železo)
Ložiska železné rudy jsou považována za bohatá, pokud je v nich podíl železa vyšší než 57 %. Nekvalitní železné rudy mohou obsahovat minimálně 26 % železa. Vědci rozeznávají dva hlavní morfologické typy železné rudy; lineární a rovinné.
Lineární ložiska železné rudy jsou klínovitá rudní tělesa v zónách zemních zlomů, ohybů v procesu metamorfózy. Tento druh železné rudy se vyznačuje zvláště vysokým obsahem železa (54-69 %) s nízkým obsahem síry a fosforu.
Plochá ložiska se nacházejí na železitých křemencových vrstvách. Patří mezi typické zvětrávací kůry.
Ušlechtilé železné rudy se zasílají především k tavení v otevřeném ohni a konvertorové výrobě nebo k přímé redukci železa.
Hlavní průmyslové typy ložisek železné rudy:
- — stratifikovaná sedimentární ložiska;
- — komplexní ložiska titanomagnetitu;
- — ložiska železitých kvarcitů a bohatých rud;
- — skarnová ložiska železné rudy;
Menší průmyslové typy ložisek železné rudy:
- — ložiska sideritu železné rudy;
- — vrstevnatá lateritová ložiska železné rudy;
- — komplexní ložiska karbopatit-apatit-magnetit;
Světové zásoby ověřených ložisek železné rudy dosahují 160 miliard tun, obsahujících asi 80 miliard tun čistého železa. Největší ložiska železné rudy se nacházejí na Ukrajině a největší zásoby čistého železa se nacházejí v Rusku a Brazílii.
Objem celosvětové produkce železné rudy každým rokem roste. V roce 2010 bylo vytěženo více než 2,4 miliardy tun železné rudy, přičemž dvě třetiny produkce představovaly Čína, Austrálie a Brazílie. Pokud k nim připočteme Rusko a Indii, bude jejich celkový podíl na trhu více než 80 %.
Jak se těží ruda
Podívejme se na několik hlavních možností těžby železné rudy. V každém konkrétním případě se volba ve prospěch jedné nebo druhé technologie provádí s ohledem na umístění nerostných zdrojů, ekonomickou proveditelnost použití jednoho nebo jiného zařízení atd.
Ve většině případů se ruda těží lomovou metodou. To znamená, že pro organizaci těžby je nejprve vyhlouben hluboký lom přibližně 200-300 metrů do hloubky. Poté se železná ruda odebírá přímo ze dna pomocí velkých strojů. Který se hned po vytěžení vozí na dieselových lokomotivách do různých závodů, kde se z něj vyrábí ocel. Dnes mnoho velkých podniků těží rudu, pokud mají veškeré potřebné vybavení k provádění takové práce.
Lom byste měli hloubit pomocí velkých bagrů, ale měli byste počítat s tím, že tento proces vám může zabrat pěkných pár let. Poté, co bagry prokopou úplně první vrstvu železné rudy, je nutné ji předat k rozboru odborníkům, aby přesně určili, jaké procento železa obsahuje. Pokud je toto procento alespoň 57, pak bude rozhodnutí těžit rudu v této oblasti ekonomicky výhodné. Takovou rudu lze bezpečně vozit do závodů, protože po zpracování z ní určitě vznikne kvalitní ocel.
To však není vše, ocel, která pochází ze zpracování železné rudy, je třeba velmi pečlivě kontrolovat. Pokud kvalita těžené rudy neodpovídá evropským standardům, pak je nutné pochopit, jak zlepšit kvalitu produkce.
Nevýhodou otevřeného způsobu je, že umožňuje těžbu železné rudy pouze v relativně malé hloubce. Protože často leží mnohem hlouběji - ve vzdálenosti 600-900 m od povrchu země - je nutné stavět doly. Nejprve je vyrobena důlní šachta, která připomíná velmi hlubokou studnu s bezpečně vyztuženými stěnami. Od kmene se různými směry rozprostírají chodby zvané závěje. Železná ruda, která se v nich nachází, je odstřelena a její kusy jsou poté pomocí speciálního zařízení vyzdviženy na povrch. Tento způsob těžby železné rudy je účinný, ale zároveň je spojen s vážnými nebezpečími a je drahý.
Existuje další způsob těžby železné rudy. Říká se tomu SHD nebo vrtná hydraulická těžba. Ruda se těží ze země takto: vyvrtají hlubokou studnu, spustí do ní potrubí s hydraulickým monitorem, rozdrtí horninu velmi silným proudem vody a poté ji vynesou na povrch. Tato metoda je bezpečná, ale bohužel zatím neúčinná. Díky této metodě lze vytěžit jen asi 3 % železné rudy, přičemž přibližně 70 % se těží pomocí dolů. Specialisté však vyvíjejí metodu vrtné hydraulické těžby, a proto existuje naděje, že se tato možnost v budoucnu stane hlavní a vytlačí lomy a doly.