สิ่งเจือปนก่อตัวในแร่เหล็ก แร่เหล็ก
พื้นฐานของโลหะผสมเหล็ก วัตถุดิบหลักและแหล่งที่มาของธาตุเหล็กคือแร่ - แร่เหล็ก ; เหล็กก็เหมือนกับโลหะส่วนใหญ่ ไม่พบในธรรมชาติในรูปแบบบริสุทธิ์
แร่เหล็กประกอบด้วยแร่ธาตุที่แบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม คือ แร่ธาตุที่มีธาตุเหล็ก (แร่แร่) และแร่ธาตุที่ไม่ใช่ธาตุเหล็กซึ่งก่อตัวเป็นหนอง
ใน แร่ธาตุแร่เหล็กอยู่ในรูปของออกไซด์ เฟ 2 โอ 3 , เฟ 3 โอ 4 ,คาร์บอเนต FeCO2 3 , ซัลไฟด์ เฟส 2 - ปัจจุบันทราบแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็กมากกว่า 300 ชนิด
แมกนีไทต์และออกไซด์
ตารางแสดงลักษณะของสี่ลักษณะที่ใช้กันมากที่สุดในโลหะวิทยาเหล็ก
แร่ธาตุหลัก
ชื่อแร่แร่ |
ชื่อแร่เหล็ก |
สูตรเคมี |
ปริมาณธาตุเหล็กสูงสุด (น้ำหนัก%) |
แมกนีไทต์ |
แร่เหล็กแม่เหล็ก |
||
ออกไซด์ |
|||
ไฮโดรฮีมาไทต์ |
แร่เหล็กสีน้ำตาล |
nเฟ 2 โอ 3 × มน้ำ |
|
แร่เหล็กสปาร์ |
ขึ้นอยู่กับปริมาณธาตุเหล็ก แร่เหล็กจะถูกแบ่งออกเป็น ยากจนและร่ำรวย- ยิ่งปริมาณธาตุเหล็กในแร่สูงเท่าไร การแปรรูปก็จะยิ่งทำกำไรได้มากขึ้นเท่านั้น น่าเสียดาย ปัจจุบันแหล่งแร่ที่อุดมสมบูรณ์ใกล้หมดลงแล้วดังนั้นแร่ที่ไม่ดีซึ่งมีปริมาณธาตุเหล็กต่ำจึงมีส่วนเกี่ยวข้องในการหมุนเวียน การสกัดเหล็กโดยตรงจากแร่ดังกล่าวไม่ได้ผลในเชิงเศรษฐกิจและเป็นเรื่องยากมากทางเทคโนโลยี ดังนั้นโลหะวิทยาเหล็กสมัยใหม่จึงรวมถึงขั้นตอนบังคับด้วย การเตรียมแร่เหล็กเพื่อการแปรรูปโลหะ.
การเตรียมการนี้ประกอบด้วยหลายขั้นตอน แร่เหล็กที่ขุดจากส่วนลึกของโลกจะถูกบดเป็นชิ้นแรกเป็นขนาด 6-8 มม. จากนั้นแร่จะถูกแยกออกจากหินเสีย (กระบวนการนี้เรียกว่า การเพิ่มคุณค่า- เป็นผลให้เราได้รับ สมาธิโดยมีปริมาณธาตุเหล็กสูงกว่าแร่เดิม สมาธิจะถูกเผาเป็นชิ้นขนาด 30-40 มม. (กระบวนการนี้เรียกว่าการรวมตัวกันและผลิตภัณฑ์คือ รวมตัวกัน) หรือลูกบอลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10-15 มม. เกิดขึ้นจากสมาธิ (กระบวนการนี้เรียกว่าการอัดเป็นก้อนและผลิตภัณฑ์คือ เม็ด- ดังนั้นจึงได้วัสดุที่มีเหล็กซึ่งเหมาะสมที่สุดสำหรับการแปรรูปต่อไปเพื่อแยกเหล็กออกมา
เมื่อพวกเขาพูดว่า "เหล็ก" เกี่ยวกับบางสิ่งบางอย่าง พวกเขาหมายถึง ทนทาน แข็งแกร่ง และไม่อาจทำลายได้ ไม่น่าแปลกใจที่ได้ยิน: "เจตจำนงของเหล็ก", "สุขภาพของธาตุเหล็ก" และแม้แต่ "กำปั้นเหล็ก" เหล็กคืออะไร?
ประวัติความเป็นมาของชื่อ
เหล็กในรูปแบบบริสุทธิ์คือโลหะสีเงินในภาษาละตินเรียกว่า เฟ (เหล็ก)นักวิทยาศาสตร์โต้เถียงเกี่ยวกับที่มาของชื่อรัสเซีย บางคนเชื่อว่ามาจากคำว่า "jalja" ซึ่งแปลว่าโลหะในภาษาสันสกฤต บางคนอ้างว่าเป็นคำว่า "zhel" ซึ่งแปลว่า "ส่องแสง"
ผู้คนได้รับธาตุเหล็กได้อย่างไร?
เป็นครั้งแรกที่เหล็กตกอยู่ในมือของชายคนหนึ่งที่ตกลงมาจากท้องฟ้า ท้ายที่สุดแล้ว อุกกาบาตจำนวนมากก็เป็นเหล็กเกือบทั้งหมด ดังนั้นวัตถุที่ทำจากโลหะนี้จึงแสดงเป็นสีน้ำเงิน - สีของท้องฟ้า หลายๆ คนมีตำนานเกี่ยวกับต้นกำเนิดของเครื่องมือเหล็กจากสวรรค์ - เชื่อกันว่าพระเจ้าประทานให้
“ยุคเหล็ก” คืออะไร?
เมื่อมนุษย์ค้นพบทองสัมฤทธิ์ “ยุคสำริด” ก็เริ่มต้นขึ้น ต่อมาก็ถูกแทนที่ด้วย "เหล็ก" นี่คือชื่อที่ตั้งให้กับสมัยที่ชาวคาลิบ ผู้ซึ่งอาศัยอยู่ตามชายฝั่งทะเลดำ เรียนรู้การละลายทรายพิเศษในเตาหลอมพิเศษโลหะที่ได้จึงมีสีเงินสวยงามไม่เป็นสนิม
สิ่งของที่เป็นทองคำมีมูลค่าสูงกว่าอยู่เสมอหรือไม่?
ในสมัยนั้น เมื่อมีการถลุงเหล็กจากอุกกาบาต ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อทำเครื่องประดับซึ่งมีเพียงผู้มีเชื้อสายตระกูลสูงเท่านั้นจึงจะสวมใส่ได้ เครื่องประดับเหล่านี้มักมีกรอบทอง และในโรมโบราณแม้แต่แหวนแต่งงานก็ทำจากเหล็ก จดหมายฉบับหนึ่งได้รับการเก็บรักษาไว้โดยฟาโรห์แห่งอียิปต์องค์หนึ่งถึงกษัตริย์ของชาวฮิตไทต์ซึ่งเขา ขอให้ส่งเหล็กให้เขาโดยสัญญาว่าจะจ่ายเป็นทองคำในปริมาณเท่าใดก็ได้
สิ่งมหัศจรรย์ของโลกที่ทำจากเหล็ก
ในอินเดีย ในเดลี มีเสาโบราณที่มีความสูงกว่าเจ็ดเมตร สร้างขึ้นจากเหล็กบริสุทธิ์ในคริสตศักราช 415 แต่ถึงตอนนี้ก็เถอะ ไม่มีร่องรอยของสนิมตามตำนานเล่าว่า การเอาหลังแตะเสาจะทำให้เกิดความปรารถนาอันแรงกล้า โครงสร้างเหล็กที่ยิ่งใหญ่อีกแห่งหนึ่งคือหอไอเฟล ต้องใช้โลหะมากกว่าเจ็ดพันตันเพื่อสร้างสัญลักษณ์แห่งปารีส
เหล็กมาจากไหน?
เพื่อให้ได้เหล็กคุณต้องมีแร่เหล็ก สิ่งเหล่านี้คือแร่ธาตุหินที่มีธาตุเหล็กผสมกับสารอื่น ๆ โดยการทำให้เหล็กบริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกจะได้โลหะที่ต้องการ ตัวอย่างเช่น วัตถุดิบอาจเป็นแร่เหล็กแม่เหล็กซึ่งมีธาตุเหล็กมากถึง 70% แร่เหล็กเป็นหินสีดำหรือสีเทาเข้ม ในรัสเซียมีการขุดในเทือกเขาอูราลเช่นในส่วนลึกของภูเขาซึ่งเรียกว่าแม่เหล็ก
แร่ขุดได้อย่างไร?
แหล่งแร่เหล็กไม่ได้พบเฉพาะในรัสเซียเท่านั้น แต่ยังพบได้ในยูเครน สวีเดน นอร์เวย์ บราซิล สหรัฐอเมริกา และประเทศอื่นๆ อีกด้วย ปริมาณสำรองของแร่นี้ไม่เหมือนกันทุกที่ พวกเขาเริ่มที่จะสกัดมันออกมาก็ต่อเมื่อมันดูเหมือนว่าจะทำกำไรได้เพราะ การพัฒนามีราคาแพงและจะไม่จ่ายออกหากมีธาตุเหล็กน้อยเกินไป
ส่วนใหญ่แล้ว แร่เหล็กจะถูกขุดโดยใช้วิธีเปิดหลุม พวกเขาขุดหลุมขนาดใหญ่ที่เรียกว่า อาชีพ.มันลึกมาก - ลึกครึ่งกิโลเมตร และความกว้างก็ขึ้นอยู่กับว่ามีแร่อยู่รอบๆ มากน้อยเพียงใด เครื่องจักรพิเศษจะแยกแร่ออกจากหินที่ไม่ต้องการ แล้วรถบรรทุกก็นำไปส่งที่โรงงาน
อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ว่าทุกเงินฝากจะสามารถพัฒนาได้ด้วยวิธีนี้ หากแร่มีความลึก คุณจะต้องทำเหมืองเพื่อสกัดออกมา สำหรับเหมือง ก่อนอื่นพวกเขาจะขุดบ่อลึกซึ่งเรียกว่าปล่องและด้านล่างมีทางเดิน - ดริฟท์ คนงานเหมืองกำลังจะลงมา คนเหล่านี้เป็นคนกล้าหาญพวกเขาพบแร่และ พวกเขาระเบิดมันแล้วขนมันทีละชิ้นขึ้นสู่ผิวน้ำงานของคนงานเหมืองนั้นอันตรายมาก เพราะเหมืองอาจพังได้และมีก๊าซอันตรายอยู่ด้านล่าง และแม้แต่ในการระเบิด ผู้คนก็อาจได้รับบาดเจ็บได้แม้ว่าพวกเขาจะระมัดระวังและปฏิบัติตามกฎความปลอดภัยก็ตาม
เหล็กได้มาจากแร่อย่างไร?
แต่การได้รับแร่ไม่ใช่ทุกอย่าง! ท้ายที่สุดแล้ว การได้รับเหล็กจากแร่ก็เป็นกระบวนการที่ยากเช่นกัน แม้ว่าพวกเขาจะเรียนรู้ที่จะหลอมเหล็กจากแร่เมื่อนานมาแล้วก็ตาม ในสมัยโบราณช่างตีเหล็กได้หลอมมัน พวกเขาเป็นคนที่นับถือมาก แร่และถ่านถูกใส่ในเตาพิเศษที่เรียกว่าเตาหลอมแล้วจึงจุดไฟ อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิการเผาไหม้ตามปกติไม่สูงพอที่จะหลอม ดังนั้นไฟจึงถูกพัดโดยใช้เครื่องสูบลม ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่เป่าลมด้วยแรงมหาศาล ในตอนแรกพวกเขาถูกเคลื่อนย้ายด้วยมือ และต่อมาพวกเขาเรียนรู้ที่จะใช้พลังของน้ำ จากผลของการให้ความร้อนจะได้มวลเผาผนึกซึ่งช่างตีเหล็กได้ปลอมแปลงทำให้เหล็กมีรูปร่างตามที่ต้องการ
โลหะผสม
บ่อยครั้งที่มีการใช้ (และยังคงใช้อยู่) ไม่ใช่เหล็กบริสุทธิ์ แต่ เหล็กหรือเหล็กหล่อเป็นโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอนไดออกไซด์ หากโลหะผสมมีคาร์บอนมากกว่า 2% ก็จะได้เหล็กหล่อ มันเปราะบางแต่ละลายได้ง่ายและสามารถให้รูปร่างใดๆ ก็ได้ ถ้าคาร์บอนน้อยกว่า 2% แล้ว มีความทนทานมาก ใช้ทำสิ่งของจำเป็นต่างๆ เช่น รถยนต์ อาวุธ
แน่นอนว่าตอนนี้มีการใช้วิธีอื่นแม้ว่าหลักการจะเหมือนกัน: การถลุงด้วยการเติมคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิสูง ปัจจุบันมีการใช้ไฟฟ้าเพื่อการนี้
ทำไมร่างกายมนุษย์ถึงต้องการธาตุเหล็ก?
ถ้าคนขาดธาตุเหล็กเขาก็ป่วย นี้ โลหะจำเป็นสำหรับการสร้างฮีโมโกลบินซึ่งส่งออกซิเจนไปยังทุกเซลล์ของร่างกาย ดังนั้นคุณจึงต้องกินอาหารที่มีธาตุเหล็กสูง เช่น ตับ พืชตระกูลถั่ว แอปเปิ้ล
หากข้อความนี้เป็นประโยชน์ต่อคุณ ฉันยินดีที่จะพบคุณ
แร่เหล็กเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับอุตสาหกรรมโลหะวิทยาทั่วโลก เศรษฐกิจของประเทศต่างๆ ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับตลาดสำหรับแร่ธาตุนี้ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการพัฒนาเหมืองจึงได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นทั่วโลก
แร่: ความหมายและคุณลักษณะ
แร่เป็นหินที่ใช้ในการแปรรูปและแยกโลหะที่มีอยู่ ประเภทของแร่ธาตุเหล่านี้แตกต่างกันในเรื่องแหล่งกำเนิด ปริมาณสารเคมี ความเข้มข้นของโลหะ และสิ่งสกปรก องค์ประกอบทางเคมีของแร่ประกอบด้วยออกไซด์ต่างๆ ไฮดรอกไซด์และเกลือคาร์บอนไดออกไซด์ของเหล็ก
น่าสนใจ!แร่เป็นที่ต้องการในฟาร์มมาตั้งแต่สมัยโบราณ นักโบราณคดีสามารถค้นพบว่าการผลิตวัตถุเหล็กชิ้นแรกมีอายุย้อนไปถึงศตวรรษที่ 2 บี.ซี. วัสดุนี้ถูกใช้ครั้งแรกโดยชาวเมโสโปเตเมีย
เหล็ก- องค์ประกอบทางเคมีทั่วไปในธรรมชาติ เนื้อหาในเปลือกโลกมีประมาณ 4.2% แต่ในรูปแบบบริสุทธิ์แทบไม่เคยพบเลย ส่วนใหญ่มักจะอยู่ในรูปของสารประกอบ - ในออกไซด์ เหล็กคาร์บอเนต เกลือ ฯลฯ แร่เหล็กเป็นส่วนผสมของแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็กในปริมาณมาก ในระบบเศรษฐกิจของประเทศ การใช้แร่ที่มีองค์ประกอบนี้มากกว่า 55% ถือเป็นความสมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจ
สิ่งที่ทำจากแร่
อุตสาหกรรมแร่เหล็กเป็นอุตสาหกรรมโลหะวิทยาที่เชี่ยวชาญด้านการสกัดและการแปรรูปแร่เหล็ก วัตถุประสงค์หลักของวัสดุนี้ในปัจจุบันคือการผลิตเหล็กหล่อและเหล็กกล้า
ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดที่ทำจากเหล็กสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่ม:
- เหล็กหมูที่มีความเข้มข้นของคาร์บอนสูง (มากกว่า 2%)
- เหล็กหล่อ.
- แท่งเหล็กสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์เหล็กแผ่นรีด คอนกรีตเสริมเหล็ก และท่อเหล็ก
- Ferroalloys สำหรับการถลุงเหล็ก
แร่จำเป็นสำหรับอะไร?
วัสดุนี้ใช้สำหรับการถลุงเหล็กและเหล็กกล้า ปัจจุบันไม่มีภาคอุตสาหกรรมใดที่สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้วัสดุเหล่านี้
เหล็กหล่อเป็นโลหะผสมของคาร์บอนและเหล็ก พร้อมด้วยแมงกานีส ซัลเฟอร์ ซิลิคอน และฟอสฟอรัส เหล็กหมูถูกผลิตขึ้นในเตาถลุงเหล็ก โดยแร่จะถูกแยกออกจากเหล็กออกไซด์ที่อุณหภูมิสูง เหล็กหล่อที่ได้เกือบ 90% นั้นมีปริมาณน้อยและใช้ในการถลุงเหล็ก
มีการใช้เทคโนโลยีต่างๆ:
- การหลอมลำอิเล็กตรอนเพื่อให้ได้วัสดุคุณภาพสูงที่บริสุทธิ์
- การประมวลผลสูญญากาศ
- การถลุงตะกรันด้วยไฟฟ้า
- การกลั่นเหล็ก (กำจัดสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย)
ความแตกต่างระหว่างเหล็กกับเหล็กหล่อคือความเข้มข้นขั้นต่ำของสิ่งเจือปน การถลุงแบบออกซิเดชั่นในเตาเผาแบบเปิดใช้สำหรับการทำให้บริสุทธิ์
เหล็กคุณภาพสูงสุดจะถูกหลอมในเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูงมาก
แร่นั้นมีความเข้มข้นของธาตุที่แตกต่างกันออกไป สามารถเสริมคุณค่าได้ (ด้วยความเข้มข้น 55%) และไม่ดี (จาก 26%) ขอแนะนำให้ใช้แร่คุณภาพต่ำในการผลิตหลังจากการเสริมสมรรถนะเท่านั้น
ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดแร่ประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:
- Magmatogenous (ภายนอก) - เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูง
- พื้นผิว - ซากองค์ประกอบที่ตกตะกอนที่ด้านล่างของแอ่งทะเล
- Metamorphogenic - ได้รับภายใต้อิทธิพลของแรงกดดันที่สูงมาก
สารประกอบแร่ธาตุหลักที่มีธาตุเหล็ก:
- เฮมาไทต์ (แร่เหล็กสีแดง) แหล่งธาตุเหล็กที่มีค่าที่สุดโดยมีองค์ประกอบ 70% และมีความเข้มข้นขั้นต่ำของสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย
- แมกนีไทต์. องค์ประกอบทางเคมีที่มีปริมาณโลหะ 72% มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กสูงและขุดจากแร่เหล็กแม่เหล็ก
- Siderite (เหล็กคาร์บอเนต) มีเศษหินอยู่เป็นจำนวนมาก ตัวเหล็กเองมีประมาณ 45-48%
- แร่เหล็กสีน้ำตาล กลุ่มของออกไซด์ในน้ำที่มีธาตุเหล็กต่ำ โดยมีส่วนผสมของแมงกานีสและฟอสฟอรัส องค์ประกอบที่มีคุณสมบัติดังกล่าวมีลักษณะพิเศษคือสามารถคืนตัวได้ดีและมีโครงสร้างเป็นรูพรุน
ประเภทของวัสดุขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและปริมาณสิ่งสกปรกเพิ่มเติม แร่เหล็กสีแดงที่พบมากที่สุดซึ่งมีเปอร์เซ็นต์ธาตุเหล็กสูงสามารถพบได้ในสถานะต่างๆ ตั้งแต่มีความหนาแน่นมากไปจนถึงมีฝุ่นมาก
แร่เหล็กสีน้ำตาลมีโครงสร้างหลวมและมีรูพรุนเล็กน้อยเป็นสีน้ำตาลหรือเหลือง องค์ประกอบดังกล่าวมักต้องการการตกแต่ง แต่สามารถแปรรูปเป็นแร่ได้ง่าย (ได้เหล็กหล่อคุณภาพสูงจากมัน)
แร่เหล็กแม่เหล็กมีโครงสร้างหนาแน่นและเป็นเม็ด ดูเหมือนคริสตัลที่ฝังอยู่ในหิน สีของแร่มีลักษณะเป็นสีดำ-น้ำเงิน
แร่ถูกขุดอย่างไร
การทำเหมืองแร่เหล็กเป็นกระบวนการทางเทคนิคที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับการดำดิ่งลงสู่ส่วนลึกของโลกเพื่อค้นหาแร่ธาตุ ปัจจุบัน การขุดแร่มีสองวิธี: เปิดและปิด
แบบเปิด (วิธีเหมืองหิน) เป็นตัวเลือกที่ใช้กันทั่วไปและปลอดภัยที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีแบบปิด วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับกรณีที่ไม่มีหินแข็งในพื้นที่ทำงาน และไม่มีพื้นที่ที่มีประชากรหรือระบบสาธารณูปโภคใกล้เคียง
ขั้นแรกให้ขุดเหมืองลึกถึง 350 เมตร หลังจากนั้นจึงรวบรวมและกำจัดเหล็กออกจากด้านล่างด้วยเครื่องจักรขนาดใหญ่ หลังจากการสกัด วัสดุจะถูกส่งไปยังตู้รถไฟดีเซลไปยังโรงงานเหล็กและเหล็กกล้า
เหมืองหินถูกขุดโดยใช้รถขุด แต่กระบวนการนี้ใช้เวลานาน ทันทีที่เครื่องจักรถึงชั้นแรกของเหมือง วัสดุจะถูกส่งเพื่อตรวจสอบเปอร์เซ็นต์ของปริมาณเหล็กและความเป็นไปได้ของการทำงานต่อไป (หากเปอร์เซ็นต์สูงกว่า 55% งานในพื้นที่นี้จะดำเนินต่อไป)
น่าสนใจ! เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีปิด การขุดในเหมืองมีค่าใช้จ่ายมากกว่าครึ่งหนึ่ง เทคโนโลยีนี้ไม่จำเป็นต้องสร้างเหมืองหรือสร้างอุโมงค์ ในขณะเดียวกันประสิทธิภาพของงานในหลุมเปิดก็สูงขึ้นหลายเท่าและการสูญเสียวัสดุก็น้อยลงห้าเท่า
วิธีการขุดแบบปิด
การขุดแร่ (แบบปิด) จะใช้เฉพาะในกรณีที่มีการวางแผนเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของภูมิทัศน์ในพื้นที่ที่มีการขุดแร่ วิธีนี้ยังเกี่ยวข้องกับการทำงานในพื้นที่ภูเขาด้วย ในกรณีนี้มีการสร้างเครือข่ายอุโมงค์ใต้ดินซึ่งนำไปสู่ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม - การก่อสร้างเหมืองและการขนส่งโลหะที่ซับซ้อนสู่พื้นผิว ข้อเสียเปรียบหลักคือมีความเสี่ยงสูงต่อชีวิตของคนงาน เหมืองอาจพังทลายและปิดกั้นการเข้าถึงพื้นผิวได้
แร่อยู่ที่ไหน?
การทำเหมืองแร่เหล็กเป็นหนึ่งในพื้นที่ชั้นนำของศูนย์เศรษฐกิจของสหพันธรัฐรัสเซีย แต่ถึงกระนั้น ส่วนแบ่งของรัสเซียในการผลิตแร่ของโลกก็มีเพียง 5.6% เท่านั้น ปริมาณสำรองของโลกมีจำนวนประมาณ 160 พันล้านตัน ปริมาณเหล็กบริสุทธิ์สูงถึง 80 พันล้านตัน
ประเทศที่อุดมไปด้วยแร่
การกระจายแร่ธาตุตามประเทศมีดังนี้:
- รัสเซีย - 18%;
- บราซิล - 18%;
- ออสเตรเลีย - 13%;
- ยูเครน - 11%;
- จีน - 9%;
- แคนาดา - 8%;
- สหรัฐอเมริกา - 7%;
- ประเทศอื่น ๆ - 15%
มีการพบแร่เหล็กจำนวนมากในสวีเดน (เมืองฟาลุนและเกลลิวาร์) ในอเมริกา มีการค้นพบแร่จำนวนมากในรัฐเพนซิลวาเนีย ในนอร์เวย์ โลหะถูกขุดใน Persberg และ Arendali
แร่ของรัสเซีย
ความผิดปกติของสนามแม่เหล็กเคิร์สต์เป็นแหล่งสะสมแร่เหล็กจำนวนมากในรัสเซียและในโลกซึ่งมีปริมาณโลหะที่ไม่ผ่านการกลั่นถึง 30,000 ล้านตัน
น่าสนใจ! นักวิเคราะห์ตั้งข้อสังเกตว่าขนาดของการผลิตแร่ที่เหมือง KMA จะยังคงดำเนินต่อไปจนถึงปี 2563 และจะมีการลดลงในอนาคต
พื้นที่เหมืองในคาบสมุทร Kola อยู่ที่ 115,000 ตร.กม. มีการขุดแร่เหล็ก นิกเกิล ทองแดง โคบอลต์ และอะพาไทต์ที่นี่
เทือกเขาอูราลยังเป็นหนึ่งในแหล่งแร่ที่ใหญ่ที่สุดในสหพันธรัฐรัสเซีย พื้นที่พัฒนาหลักคือคัชคานาร์ ปริมาณแร่แร่อยู่ที่ 7,000 ล้านตัน
โลหะถูกขุดในปริมาณน้อยกว่าในแอ่งไซบีเรียตะวันตก, Khakassia, แอ่ง Kerch, Zabaikalsk และภูมิภาค Irkutsk
แร่เหล็กเรียกว่าการก่อตัวของแร่ธรรมชาติที่มีธาตุเหล็กในปริมาณมากและสารประกอบทางเคมีดังกล่าวที่สามารถสกัดได้และแนะนำให้เลือก ที่สำคัญที่สุดคือ: แมกนีไทต์, แมกนีไทต์, ไททาโนแมกเนติก, ออกไซด์, ไฮโดรฮีมาไทต์, เกอเอไทต์, ไฮโดรโกเอไทต์, ซิเดอไรต์, คลอไรต์เฟอร์รูจินัส แร่เหล็กมีความแตกต่างกันในด้านองค์ประกอบของแร่ ปริมาณธาตุเหล็ก สิ่งเจือปนที่เป็นประโยชน์และเป็นอันตราย สภาพการก่อตัว และคุณสมบัติทางอุตสาหกรรม
แร่เหล็กแบ่งออกเป็นธาตุเหล็กที่อุดมสมบูรณ์ (เหล็กมากกว่า 50%) แร่ธรรมดา (50-25%) และแร่เหล็กที่ไม่ดี (ธาตุเหล็กน้อยกว่า 25%) ใช้สำหรับการถลุงเหล็กหล่อในรูปแบบธรรมชาติหรือหลังจากนั้นทั้งนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี การเพิ่มคุณค่า แร่เหล็กที่ใช้ทำเหล็กจะต้องมีสารบางชนิดตามสัดส่วนที่กำหนด คุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ องค์ประกอบทางเคมีบางอย่าง (นอกเหนือจากเหล็ก) สามารถสกัดได้จากแร่และนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่น
แหล่งแร่เหล็กแบ่งตามแหล่งกำเนิด โดยปกติจะมี 3 กลุ่ม: magmatic, exogenous และ metamorphogenic พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นหลายกลุ่มเพิ่มเติม Magmatogenous เกิดขึ้นเมื่อสารประกอบต่าง ๆ สัมผัสกับอุณหภูมิสูง ตะกอนจากภายนอกเกิดขึ้นในหุบเขาระหว่างการสะสมของตะกอนและการผุกร่อนของหิน ตะกอนที่แปรสภาพเป็นตะกอนที่มีอยู่แล้วซึ่งถูกเปลี่ยนรูปภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง แร่เหล็กจำนวนมากที่สุดมีความเข้มข้นในรัสเซีย
ใหญ่ที่สุดในรัสเซีย:
แหล่งแร่เหล็กบัคชาร์
เงินฝากนี้เป็นหนึ่งในแหล่งแร่เหล็กที่ใหญ่ที่สุดในรัสเซียและทั่วโลก ตั้งอยู่ในอาณาเขตของภูมิภาค Tomsk ในบริเวณระหว่างแม่น้ำ Andorma และ Iksa เงินฝากนี้ถูกค้นพบโดยบังเอิญระหว่างการสำรวจเหมืองในปี 1960
แหล่งแร่เหล็ก Bakcharovskoe ครอบคลุมพื้นที่ 16,000 km2 การก่อตัวของแร่เหล็กตั้งอยู่ที่ระดับความลึก 190 ถึง 220 เมตร แร่ประกอบด้วยเหล็กมากถึง 57% เช่นเดียวกับส่วนผสมขององค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ (ฟอสฟอรัส วานาเดียม พาลาเดียม ทองคำ และแพลทินัม) ปริมาณธาตุเหล็กในแร่เสริมสมรรถนะสูงถึง 95-97% ปริมาณสำรองแร่เหล็กในดินแดนนี้อยู่ที่ประมาณ 28.7 พันล้านตัน
ปัจจุบันมีการนำเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้ในการพัฒนาภาคสนาม มีการวางแผนที่จะสกัดแร่ไม่ใช่โดยการขุดเหมือง แต่โดยการขุดไฮดรอลิกในหลุมเจาะ
แหล่งแร่เหล็ก Abagaskoe
แหล่งแร่เหล็ก Abagaskoe ตั้งอยู่ในดินแดน Krasnoyarsk ห่างจากเมือง Abakan ไปทางตะวันตก 186 กม. ในอาณาเขตของและ เงินฝากนี้ถูกค้นพบในปี 1933 แต่การพัฒนาเริ่มขึ้นเพียง 50 ปีต่อมา แร่ที่นี่ส่วนใหญ่เป็นแมกนีไทต์ อลูมินาสูง และแมกนีเซียม
แร่หลักที่นี่คือแมกนีไทต์ และแร่รอง ได้แก่ ปืนคาบศิลา ออกไซด์และไพไรต์
แหล่งแร่เหล็กของ Abagas แบ่งออกเป็นสองโซน: โซนใต้ (ยาวกว่า 2,600 ม.) และโซนเหนือ (2,300 ม.) ยอดคงเหลือแร่เหล็กมีจำนวนมากกว่า 73 ล้านตัน การพัฒนาดำเนินไปอย่างเปิดเผย การผลิตสินแร่เฉลี่ยต่อปีรวม 4.4 ล้านตันโดยมีปริมาณเหล็ก 28.4%
แหล่งแร่เหล็กอาบาคาน
แหล่งแร่เหล็กของ Abakan ตั้งอยู่ใน Khakassia ใกล้กับเมือง Abaza ซึ่งตั้งอยู่ในสเปอร์สทางตะวันออกเฉียงเหนือ เปิดในปี 1856 เดิมเรียกว่า "Abakan Grace" หลังจากการค้นพบ ได้มีการพัฒนาแร่เป็นระยะๆ ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2490 ถึง พ.ศ. 2502 ได้มีการสร้างสถานประกอบการสำหรับการสกัดและเสริมสมรรถนะแร่ ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2500 ถึง พ.ศ. 2505 เงินฝากได้รับการพัฒนาโดยการขุดหลุมแบบเปิดและจากนั้นก็อยู่ใต้ดิน (เหมืองลึก 400 ม.)
Abakanskoye เป็นแหล่งแร่แมกนีไทต์ ประกอบด้วยแมกนีไทต์ แอกติโนไลท์ คลอไรต์ แคลไซต์ แอนดีไซต์ และไพไรต์ที่มีโคบอลต์
สำรวจปริมาณสำรองแร่ที่มีปริมาณเหล็กเฉลี่ย 41.7 - 43.4% โดยมีส่วนผสมของสังกะสีและกำมะถันจำนวน 140 ล้านตัน การผลิตเฉลี่ยต่อปีคือ 2.4 ล้านตัน ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมประกอบด้วยธาตุเหล็กประมาณ 47.5% ศูนย์กลางการผลิตและการแปรรูปคือเมืองของ Abaza, Abakan, Novokuznetsk
ความผิดปกติของแม่เหล็กเคิร์สต์
ความผิดปกติของสนามแม่เหล็กเคิร์สต์เป็นแหล่งแร่เหล็กที่ทรงพลังที่สุดในโลก แหล่งแร่ในอาณาเขตของมันอยู่ที่ประมาณ 200-210 พันล้านตันซึ่งเป็นประมาณ 50% ของปริมาณสำรองแร่เหล็กในโลก ตั้งอยู่ในภูมิภาค Kursk, Belgorod และ Oryol เป็นหลัก
ปัจจุบัน ขอบเขตของความผิดปกติของสนามแม่เหล็กเคิร์สต์ครอบคลุมพื้นที่มากกว่า 160,000 ตารางกิโลเมตร ครอบคลุมอาณาเขตของเก้าภูมิภาคของภาคกลางและทางใต้ของประเทศ ปริมาณสำรองแร่เหล็กที่อุดมสมบูรณ์ในแอ่งที่มีลักษณะเฉพาะมีจำนวนหลายพันล้านตันและแร่ควอทซ์ที่เป็นแร่นั้นแทบจะไม่มีวันหมดสิ้น
ความผิดปกติของสนามแม่เหล็กในบริเวณนี้ถูกค้นพบในศตวรรษที่ 18 แต่นักวิทยาศาสตร์เริ่มพูดถึงสาเหตุที่เป็นไปได้ นั่นคือการสะสมของแร่แม่เหล็ก เฉพาะในศตวรรษที่ผ่านมาเท่านั้น แร่ที่อุดมสมบูรณ์ถูกค้นพบในปี 1931 พื้นที่ประมาณ 120,000 km2 แร่: แมกนีไทต์ควอทซ์, แร่เหล็กคุณภาพสูงในเปลือกที่ผุกร่อนของควอตซ์ไซต์ที่เป็นเหล็ก ปริมาณสำรองของควอตซ์ไซต์เฟอร์รูจินัสมีมากกว่า 25 พันล้านตันโดยมีปริมาณเหล็ก 32-37% และแร่ที่อุดมไปด้วยมากกว่า 30 พันล้านตัน (เหล็ก 52-66%) เงินฝากได้รับการพัฒนาโดยวิธีทั้งแบบเปิดและแบบใต้ดิน
ความผิดปกติของสนามแม่เหล็กเคิร์สต์รวมถึงแหล่งแร่เหล็ก Prioskol และแหล่งแร่เหล็ก Chernyanskoe
แร่เหล็กเป็นรูปแบบแร่ธรรมชาติที่มีธาตุเหล็กในปริมาณที่จำเป็นสำหรับการสกัดทางอุตสาหกรรม แร่เหล็กประกอบด้วยออกไซด์ต่างๆ คาร์บอนไดออกไซด์ และแร่ธาตุต่างๆ สิ่งสำคัญคือต้องเน้นสิ่งที่สำคัญที่สุด - แมกนีไทต์และความแวววาวของเหล็กตลอดจนแร่เหล็กสีน้ำตาลและสีแดง แร่หนองน้ำและทะเลสาบเป็นส่วนหนึ่งของแร่เหล็กสีน้ำตาล และสเฟโรซิเดอไรต์ก็เป็นหนึ่งในประเภทของสปาร์
แร่แร่ในธรรมชาติผสมกับแร่ธาตุที่ไม่มีธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบ เช่น ดินเหนียวหรือหินปูน นอกจากนี้ยังมีหินผลึกอัคนีปะปนอยู่ด้วย
มีหลายกรณีที่ทราบกันว่ามีการสะสมของแร่ธาตุที่กล่าวมาข้างต้นในแหล่งเดียว อย่างไรก็ตาม แร่บางประเภทยังคงมีความโดดเด่น ส่วนแร่อื่นๆ ก็มีความเกี่ยวข้องทางพันธุกรรมเท่านั้น
เมื่อได้รับแนวคิดทั่วไปว่าแร่เหล็กประกอบด้วยอะไรบ้างจึงจำเป็นต้องระบุข้อมูลทั้งหมดที่ได้รับ
ขอแนะนำให้เริ่มต้นด้วยแร่เหล็กแม่เหล็ก ดังนั้นจึงแสดงถึงสูตร Fe 2O4 ออกไซด์และเฟอร์รัสออกไซด์ รูปแบบบริสุทธิ์ประกอบด้วยเหล็กโลหะประมาณ 72% แต่รูปแบบบริสุทธิ์ดังกล่าวหาได้ยากมากเนื่องจากมีการเติมสิ่งเจือปนต่างๆ ลงไป แร่เหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นแร่ที่ทำจากโลหะอื่น ๆ เช่น สังกะสีผสม หรือคอปเปอร์ไพไรต์ หรือซัลเฟอร์ไพไรต์ หินที่มากับแร่เหล็กแม่เหล็ก ได้แก่ คลอไรต์ เฟลด์สปาร์ และหินอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง แร่เหล็กแม่เหล็กถือได้ว่าเป็นหนึ่งในแร่ที่ได้รับการพัฒนามากที่สุดเพราะโดยธรรมชาติแล้วเงินฝากของมันจะพบได้ทั้งในชั้นและรังและในบริเวณที่มีการปะทุของหินแม้แต่ในการก่อตัวของหินทั้งหมด
สิ่งต่อไปที่ต้องศึกษาคือ Fe 2 O3 หรือเหล็กออกไซด์ปราศจากน้ำ หรืออีกนัยหนึ่งคือความแวววาวของเหล็ก ประกอบด้วยโลหะประมาณ 69 – 70% และเป็นหนึ่งในแร่เหล็กที่บริสุทธิ์ที่สุด มันเกิดขึ้นในรูปแบบของชั้นต่อเนื่องเช่นเดียวกับใน gneisses และหินดินดาน
แร่เหล็กสีแดง ซึ่งโดยปกติแล้วจะมีโครงสร้างหนาแน่นเป็นเสาของเหล็กออกไซด์ เป็นแหล่งสะสมของเหล็ก รวมถึงเป็นหนึ่งในแหล่งที่มาหลักสำหรับการถลุงเหล็กและเหล็กหล่อ
แร่เหล็กสีน้ำตาลเป็นแร่ ซึ่งมากกว่าครึ่งหนึ่งมีธาตุเหล็กไฮดรัสออกไซด์ แร่เหล็กสีน้ำตาลมีสิ่งเจือปนหลายชนิด ซึ่งบางครั้งอาจมีสารอันตราย เช่น ซัลเฟอร์ แมงกานีส หรือฟอสฟอรัส แร่เหล็กนี้พบได้บ่อยมาก แต่ขนาดของเงินฝากมีขนาดเล็กมาก
องค์ประกอบที่ใกล้เคียงที่สุดกับแร่เหล็กสีน้ำตาลถือเป็นบึงและแร่เหล็ก ซึ่งก่อให้เกิดสารตกค้างของเหล็กออกไซด์ ดินเหนียว และทราย ในรูปของ "เค้ก" ทรงกลมในทะเลสาบและหนองน้ำ เหล็กในแร่ดังกล่าวมีประมาณ 40 - 45% และเนื่องจากการหลอมละลายจึงเป็นแหล่งเหล็กที่มีคุณภาพไม่สูงมาก
เหล็กที่เป็นโลหะอีกสองสามเปอร์เซ็นต์มีอยู่ในแร่เหล็กสปาร์ ซึ่งมีอยู่ในชั้นตะกอนที่เพิ่งปรากฏ โดยมีส่วนผสมของดินเหนียวหรือสารคาร์บอน
เมื่อพูดถึงวิธีการขุดแร่ ควรกล่าวถึงหลายทางเลือก การเลือกเทคโนโลยีเฉพาะนั้นขึ้นอยู่กับความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจและทางเทคนิคของการดำเนินการเป็นอันดับแรก
หลายปีที่ผ่านมาสิ่งที่ใช้กันมากที่สุดคือสิ่งที่เรียกว่าวิธีการเปิดซึ่งมีสาระสำคัญคือการสร้างเหมืองหินและใช้อุปกรณ์พิเศษสำหรับสิ่งนี้ ควรเข้าใจด้วยว่าวิธีนี้สามารถใช้ได้อย่างสมเหตุสมผลกับการฝากที่ไม่ลึกมาก
สำหรับการสะสมที่ลึกกว่า วิธีการสกัดด้วยไฮดรอลิกสำหรับหลุมเจาะมีความเหมาะสม ในระหว่างที่มีการเจาะหลุมที่ค่อนข้างลึก ท่อที่มีเครื่องตรวจวัดน้ำจะถูกหย่อนลงในบ่อนี้และมีกระแสน้ำไหลผ่านโดยมีจุดประสงค์เพื่อบดขยี้หิน หลังจากนั้นแร่ก็จะลอยขึ้นมาจากพื้นดิน