Применение железной руды – Железная руда, ее добыча и применение

mineralpro.ru

Железная руда свойство применение — Врач советует

ВАЖНО! Для того, что бы сохранить статью в закладки, нажмите: CTRL + D

Задать вопрос ВРАЧУ, и получить БЕСПЛАТНЫЙ ОТВЕТ, Вы можете заполнив на НАШЕМ САЙТЕ специальную форму, по этой ссылке >>>

Железная руда

Железная руда стала добываться человеком много веков назад. Уже тогда стали очевидными преимущества использования железа.

Найти минеральные образования, содержащие железо, довольно легко, так как этот элемент составляет около пяти процентов земной коры. В целом, железо является четвертым по распространенности элементом в природе.

В чистом виде найти его невозможно, железо содержится в определенном количестве во многих типах горных пород. Наибольшее содержание железа имеет железная руда, добыча металла из которой является наиболее экономично выгодным. От ее происхождения зависит количество содержащегося в ней железа, нормальная доля которого в составе около 15%.

Химический состав

Свойства железной руды, ее ценность и характеристики напрямую зависят от ее химического состава. Железная руда может содержать различное количество железа и других примесей. В зависимости от этого выделяют ее несколько типов:

• очень богатые, когда содержание железа в рудах превышает 65%;
• богатые, процент железа в которой варьируется в диапазоне от 60% до 65%;
• средние, от 45% и выше;
• бедные, в которых процент полезных элементов не превышает 45%.

Чем больше побочных примесей в составе железной руды, тем больше необходимо энергии на ее переработку, и тем менее эффективным является производство готовой продукции.

Состав породы может представлять собой совокупность различных минералов, пустой породы и других побочных примесей, соотношение которых зависит от ее месторождения.

Пустая порода также может содержать железо, но ее переработка экономически не целесообразна. Наиболее часто встречающиеся минералы представляют собой оксиды, карбонаты и силикаты железа.

Следует отметить, что в составе железистых пород может содержаться огромное количество вредных веществ, среди которых можно выделить серу, мышьяк, фосфор и другие.

Типы железных руд

На сегодняшний день выделяется множество видов железных руд, характеристики и названия которых зависят от состава.

Наиболее часто в природе встречается такой вид, как красный железняк, в основе которого лежит оксид под названием гематит. Этот оксид содержит в составе количество железа, превышающее 70%, и минимальное количество побочных примесей.

Физическое состояние данного оксида может варьироваться от порошкообразного до плотного.

Бурый железняк представляет собой оксид железа с содержанием воды. Его очень часто называют лимонитом. В его составе значительно меньше железа, количество которого обычно не превышает четверти. В природе такой железняк содержится в виде рыхлой, пористой породы, со значительным содержанием марганца и фосфора. Обычно обильно насыщен влагой, имеет в качестве пустой породы глину. Из него очень часто делают чугун, несмотря на незначительную часть железа, так как он очень легко перерабатывается.

Магнитные руды отличаются тем, что в их основе заложен оксид, имеющий магнитные свойства, но при сильном нагреве они теряются. Количество этого типа породы в природе ограничено, но содержание железа в нем может не уступать красному железняку. Внешне он выглядит как твердые кристаллы черно-синего цвета.

Шпатовый железняк представляет собой рудную породу, в основе которой лежит сидерит. Очень часто имеет в составе значительное количество глины. Этот тип породы относительно тяжело найти в природе, что на фоне малого количества содержимого железа делает его редко используемым. Поэтому отнести их к промышленным типам руд невозможно.

Кроме оксидов в природе содержаться другие руды на основе силикатов и карбонатов. Количество содержимого железа в породе очень важно для ее промышленного использования, но также важно наличие полезных побочных элементов, таких как никель, магний, и молибден.

Отрасли применения

Сфера применения железной руды практически полностью ограничена металлургией. Ее используют, в основном, для выплавки чугуна, который добывают с помощью мартеновских или конверторных печей. На сегодняшний день чугун используется в различных сферах жизнедеятельности человека, в том числе в большинстве видов промышленного производства.

Не в меньшей степени используются различные сплавы на основе железа – наиболее широкое применение обрела сталь благодаря своим прочностным и антикоррозийным свойствам.

Чугун, сталь и различные другие сплавы железа используются в:

1. Машиностроении, для производства различных станков и аппаратов.
2. Автомобилестроении, для изготовления двигателей, корпусов, рам, а также других узлов и деталей.
3. Военной и ракетной промышленности, при производстве спецтехники, оружия и ракет.
4. Строительстве, в качестве армирующего элемента или возведения несущих конструкций.
5. Легкой и пищевой промышлености, в качестве тары, производственных линий, различных агрегатов и аппаратов.
6. Добывающей промышленности, в качестве спецтехники и оборудования.

Месторождения железной руды

Мировые запасы железной руды ограничены в количестве и своем местоположении. Территории скопления запасов руд называют месторождениями. На сегодняшний день месторождения железных руд делят на:

1. Эндогенные. Они характеризуются особым расположением в земной коре, обычно в виде титаномагнетитовых руд. Формы и расположения таких вкраплений разнообразны, могут быть в форме линз, пластов, расположенных в земной коре в виде залежей, вулканообразовных залежей, в виде различных жил и других неправильных форм.
2. Экзогенные. К этому типу относятся залежи бурых железняков и других осадочных пород.
3. Метаморфогенные. К которым относятся залежи кварцитов.

Месторождения таких руд можно встретить на территории всей нашей планеты. Наибольшее количество залежей сконцентрировано на территории постсоветских республик. В особенности Украины, России и Казахстана.

Крупнейшие месторождения железных руд в России

Большие запасы железа имеют такие страны как Бразилия, Канада, Австралия, США, Индия и ЮАР. При этом практически в каждой стране на земном шаре имеются свои разрабатываемыми месторождения, в случае дефицита которых, порода импортируется из других стран.

Обогащения железных руд

Как было указано, существует несколько типов руд. Богатые можно перерабатывать непосредственно после извлечения из земной коры, другие необходимо обогатить. Кроме процесса обогащения, переработка руды включает в себя несколько этапов, таких как сортировка, дробление, сепарация и агломерация.

На сегодняшний день существует несколько основных способов обогащения:

Применяется для очистки руд от побочных примесей в виде глины или песка, вымывание которых проводят с помощью струй воды под высоким давлением. Такая операция позволяет увеличить количество содержимого железа в бедной руде примерно на 5%. Поэтому его используют только в комплексе с другими типами обогащения.

Выполняется с помощью специальных типов суспензий, плотность которых превышает плотность пустой породы, но уступает плотности железа. Под воздействием гравитационных сил побочные компоненты поднимаются на верх, а железо опускается на низ суспензии.

Наиболее распространенный способ обогащения, который основывается на различном уровне восприятия компонентами руды воздействия магнитных сил. Такую сепарацию могут проводить с сухой породой, мокрой, или в поочередном сочетании двух ее состояний.

Для переработки сухой и мокрой смеси используют специальные барабаны с электромагнитами.

Для этого метода раздробленную руду в виде пыли опускают в воду с добавлением специального вещества (флотационный реагент) и воздуха. Под действием реагента железо присоединяется к воздушным пузырькам и поднимается на поверхность воды, а пустая порода опускается на дно. Компоненты, содержащие железо, собираются с поверхности в виде пены.

Источник: http://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/zheleznaya-ruda.html

информационный портал о черной и цветной металлургии

Общая характеристика железных руд

Железо является распространенным в природе элементом. Его содержание в земной коре составляет 4,2%. Больше содержится в ней только кислорода 49,7%, кремния 26% и алюминия 7,45%.

Рудными ископаемыми или рудами называются такие минеральные массы из которых экономически целесообразно извлечение металлов или необходимого элемента. В соответствии с этим железными рудами называются горные породы из которых экономически целесообразно выплавлять железо. Постоянное изменение экономических условий вследствие развития методов обогащения руд, снижение стоимости их перевозки изменяет представление о железной руде, так как нижний предел содержания в ней железа все время снижается.

Промышленном месторождением руд считается такое скопление руд, которое экономически целесообразно разрабатывать. Экономичность этой разработки возрастает с увеличением мощности месторождения, поскольку вкладывать средства в строительство например шахт или карьеров, жилья, комуникаций, целесообразно только при достаточно длительной эксплуатации месторождения. Опыт показывает, что эксплуатация железорудного месторождения целесообразна и имеет устойчивую перспективу при запасах около 250-500 млн. тонн.

Руда состоит из рудного и рудообразующего минерала, пустой породы и примесей. Извлекаемый элемент находится в рудном минерале.

Рудные минералы железных руд представляют собой оксиды, карбонаты железа и некоторые другие соединения. Главные из них описаны ниже.

Гематит — имеет хический состав Fe₂O₃ — безводный оксид железа. Гематит содержит 70% железа. Образованная гематитом руда называется красным железняком и является самым распространенным типом руды. Он обычно характеризуется высоким содержание железа и малым содержанием вредных примесей. Типичным месторождением гематитовых руд является Криворожское.

Рисунок 1 — Общий вид минерала гематита

Магнетит — имеет химический состав Fe₃O₄ — магнитный оксид железа, содержащий 72,4% железа. Отличается от других минералов промышленных железных руд магнитными свойствами, которые теряются при нагреве свыше 570 о С. Магнетит представляет собой смешанный оксид железа FeO*Fe₂O₃. Руды образованные магнетитом называются магнитными железняками или магнетитами. Они менее распространены, чем гематиты, характеризуются высоким содержанием железа, пониженной восстановимостью, часто сопровождающиеся серой.

Рисунок 2 — Вид минерала магнетита

Водные оксиды железа — Fe₂O₃*nH₂O — в зависимости от значения n образуют различные виды оксидов, но все образуемые ими руды называют бурыми железняками. Различают такие водные оксиды железа:

Наиболее часто встречаются бурые железняки на основе лимонита — 2Fe₂O₃*3H₂O которые называют лимонитовыми.

Бурые железняки характеризуются пониженным содержанием железа, рыхлые, часто сопровождаются марганцем, фосфором, обладают высокими пористостью и восстановимостью.

Рисунок 3 — Бурый железняк на основе лимонита

Сидерит — имеет химический состав FeCO₃ — карбонат железа. Содержит 48,2% железа. Образованная сидеритом руда называется шпатовым железняком, или сидеритом. При значительных количествах примесей глины может называться глинистым железняком. Сидериты распространены гораздо меньше чем другие руды. Характеризуются высокой восстановимостью, низким содержанием железа из-за незначительного его содержания в рудном минерале и большого количества пустой породы. Под воздействием влаги и кислорода атмосферы сидериты могут переходить в бурые железняки, так как оксид железа (II) в молекуле FeO*CO₂ окисляется и поглощает влагу. Поэтому встречаются месторождения, в которых верхние слои руды являются бурыми железняками, а нижние коренные сидеритами.

Рисунок 4 — Минерал сидерит

Ильменит — имеет химический состав FeTiO₃ — железная соль титановой кислоты. Ильменит содержит 36,8% железа и 31,8% титана. Встречается всегда в сростках с обычным магнетитом, т.е. в виде FeTiO₃*Fe₃O₄. Образуемые ильменитом руды называются титаномагнетитами.

Рисунок 5 — Общий вид минерала ильменита

Титаномагнетит является плотной трудновосстановимой рудой, которая дает густые и тугоплавкие титансодержащие шлаки. Обладает магнитными свойствами и хорошо обогащается магнитной сепарацией. Часто сопровождается ваннадием.

Сульфид железа FeS₂ в природе находится ввиде минерала пирита или серного колчедана. Он содержит 46,6% железа. Пирит железные руды не образуют. Он используется в химической промышленности, где его сжигают для отделения серы. Железо при этом окисляется и в виде пиритных огарков применяется в производстве агломерата.

Источник: http://uas.su/allmet/1ore/ironore/002.php

Общая характеристика железных руд

Сырые материалы для производства чугуна и их подготовка

К сырым материалам металлургического производства относят руды, флюсы и топливо. Топливо применяют не для всех видов производства (без топлива осуществляют ряд вариантов конвертерных процессов, все виды электроплавки). Основой сырых материалов являются руды. Промышленной рудой называют горную породу, из которой при современном уровне развития техники экономически целесообразно извлекать содержащийся в ней металл. Экономическая целесообразность использования данного материала в качестве руды определяется, прежде всего, содержанием извлекаемого металла, а также физическими свойствами, условиями добычи, способами возможного обогащения руды. Понятие промышленной руды изменяется в зависимости от общего развития экономики, запасов и расходования руд, развития способов извлечения металлов и т д.

Общая характеристика железных руд

Минералы руды, в зернах которых находится извлекаемый металл, называют орудняющими; зерна, не содержащие извлекаемого металла, — пустой породой. Исходным материалом для получения железа и его сплавов (чугунов и сталей) являются железные руды. Железная руда на 60-90 % представляет собой рудный минерал, остальное составляет пустая порода. Кроме того, многие железные руды содержат от сотых долей до нескольких процентов полезных или вредных примесей. В железных рудах, используемых в настоящее время черной металлургией, рудные минералы, как правило, являются оксидами и карбонатами.

Гематит — безводный оксид железа Fe₂O₃. Железная руда, рудообразующим минералом которой является гематит, называется красным железняком. Обычно красные железняки — это богатые железные руды (<55-60 % Fe), содержащие малое количество вредных примесей.

Магнетит — магнитный оксид железа Fe₃O₄, отличается от других железорудных минералов магнитными свойствами. Железные руды, рудообразующим минералом которых является магнетит, называются магнитными железняками. Магнетит можно рассматривать как сложный оксид железа Fe₂О₃ . FeO, в котором наряду с трехвалентным железом имеется значительное количество двухвалентного. Магнитные железняки характеризуются относительно высоким содержанием железа (до 50-55 % Fe), часто содержат вредные примеси, особенно серу.

Гидрооксиды железа Fе₂О₃ . nН₂О в зависимости от значения n образуют различные минералы. Железные руды, рудообразующими минералами которых являются гидрооксиды железа, называют бурыми железняками. Обычно бедные руды (35-50 % Fe), часто содержат повышенное количество фосфора. В бурых железняках иногда присутствуют примеси марганца, хрома, никеля, ванадия, мышьяка.

Сидерит — углекислое железо FeCO₃. Образованная сидеритом железная руда называется шпатовым железняком или сидеритом. Характерной особенностью шпатовых железняков является высокое содержание СО₂ и соответственно пониженное содержание железа (30-40 %). Часто сидериты содержат серу.

Пустой породой железных руд называют смесь минералов, не содержащих железа. Составляющими этих, иногда сложных минералов являются оксиды SiO₂, A1₂O₃, СаО, MgO и др. Количество пустой породы в железных рудах колеблется в переделах 10-40 %.

Вредные примеси (сера, фосфор, мышьяк) ухудшают качество металла. К вредным примесям руд доменщики относят также цинк, так как он способствует разрушению огнеупорной кладки доменной печи.

Полезные примеси (марганец, хром, никель, ванадий и др.) как и вредные находятся в рудах в виде оксидов.

Железные руды являются твердым материалом, представляющим обычно механическую смесь рудообразующих минералов с минералами пустой породы. Размеры вкраплений оксидов железа в пустой породе изменяются от сотых долей до нескольких миллиметров.

Главным фактором, определяющим металлургическую ценность железных руд, является содержание железа. Железные руды по этому признаку делятся на богатые (60-65 %), со средним содержанием железа (45-60 %) и бедные (ниже 45 %). Уменьшение содержания железа снижает металлургическую ценность руды.

Металлургическая ценность руд возрастает с увеличением в пустой породе отношения CaO/SiO₂, так как при этом снижается потребность во флюсе, уменьшается выход шлака с соответствующим снижением удельного расхода кокса и повышением производительности печи. Для получения достаточно жидкого подвижного шлака необходимо, чтобы в руде отношение SiO₂/А1₂О₃ было не менее 3-4. Вредные примеси понижают ценность руды и при значительном их содержании руда непригодна для непосредственного использования в доменном производстве даже при высоком содержании железа. Полезные примеси улучшают металлургическую ценность железных руд вследствие того, что при плавке таких руд получаются природнолегированные чугуны, при последующем переделе которых либо выплавляют стали, для легирования которых не требуется вводить специальные дорогие добавки, либо наряду с металлом получаются другие ценные элементы.

Существенное влияние на рентабельность металлургического передела руд оказывают условия их добычи. Так, если месторождение расположено вблизи поверхности земли и добыча производится дешевым открытым способом, то экономически рентабельно перерабатывать руды с более низким содержанием железа, чем в случае подземной шахтной добычи. В первом случае имеется возможность существенно повысить качество концентрата путем применения сложных (и более дорогих) схем обогащения.

С целью комплексного использования минерального сырья и повышения рентабельности производства в шихте доменных печей часто используют отходы других производств и оборотные продукты доменной плавки, содержащие повышенное количество железа и других ценных элементов: колошниковую пыль (из доменного цеха), пиритные огарки (отходы сернокислотного производства), красные шламы (отходы глиноземного производства), окалину (из прокатных и кузнечных цехов), доменный скрап и др. Эти материалы содержат 30-50 % Fe, а окалина — до 70 % Fe.

Дата добавления: 2015-06-22 ; просмотров: 1438 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник: http://helpiks.org/3-93990.html

vrachsovetuet.ru

Использование — железная руда — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Использование — железная руда

Cтраница 1

Использование железной руды, активированной механохимическим методом, в качестве катализатора процесса гидрогенизации увеличивает степень конверсии сапромиксита на 21 — 23 % в процессе гидропиролиза и позволяет достичь суммарного выхода жидких продуктов до 58 % мае.  [1]

При использовании железной руды окислительный период длится 60 мин, при применении кислорода 40 мин. При плавке стали без окисления на нагрев металла после расплавления и на проверку его химического состава затрачивается 20 — 30 мин.  [2]

Характерная особенность применяемых грузов — использование железной руды в качестве наполнителя бетона, что намного увеличивает их удельный вес.  [4]

Сотрудники упомянутого института изучают процесс и его кинетику с использованием различных железных руд, которые восстанавливаются при температурах выше 700 различными восстановителями.  [5]

Дополнительным источником фосфорных удобрений являются фосфатные шлаки — отходы черной металлургии, получаемые при использовании высокофосфористых железных руд. Поэтому масштабы и пункты производства фосфатных шлаков определяются перспективным планом развития металлургической промышленности. В настоящее время фосфатные шлаки получаются на юге Украины, в перспективе они будут выпускаться и сибирскими металлургическими заводами. В районах производства фосфатных шлаков преобладают черноземные почвы, на которых агрохимическая эффективность этого лимоннорастворимого удобрения ниже, чем водорастворимых. Поэтому в расчет масштабов и технико-экономических показателей производства фосфатных шлаков введен поправочный коэффициент их эффективности 0 8, установленный на основании вегетационных и полевых опытов агрохимической службы НИУИФ и ВИУА.  [6]

В XVI веке в селе Павлове на Оке и в окрестностях г. Тулы существовала металлообрабатывающая промышленность, осно-ванная на использовании местной железной руды.  [7]

В резолюции XVIII съезда дано указание: Приступить к строительству шахт в районе Курской магнитной аномалии, как дополнительной базы черной металлургии Центра, и провести подготовительные мероприятия к строительству металлургического завода в районе Курской магнитной аномалии. Использование железных руд КМА ставится в качестве одной из важных задач в плане четвертой пятилетки ( см. стр.  [8]

Несмотря на огромные масштабы потребления железных руд и низкие цены на них, усиленно изучается и начинает применяться химическое обогащение этих руд для избирательного удаления силикатов. Крупные работы в этом направлении проводятся во Франции и некоторых других странах, где от использования силикатных железных руд зависит расширение производства.  [9]

Путем добавления к таким железным рудам фосфоритов или апатитов можно получать нормальный томасовский чугун ( содержащий 2 % фосфора) или чугуны типа феррофосфора ( содержащие до 20 % Р), которые затем перерабатывают томасовским процессом. В последнем случае получают также высокопроцентные фосфористые томасовские шлаки, которые могут быть использованы как удобрение. Расширение масштабов использования фосфористых железных руд для получения шлаков, которые могут быть использованы в качестве удобрений, представляет значительный интерес.  [10]

Путем добавления к таким железным рудам фосфоритов или апатитов можно получать нормальный томасовский чугун ( содержащий 2 % фосфора) или чугуны типа феррофосфора ( содержащие до 20 % Р), которые затем перерабатывают томасовским процессом. В последнем случае получают также высокопроцентные фосфористые томасовские шлаки, которые могут быть использованы как удобрение. Расширение масштабов использования фосфористых железных руд для получения шлаков, которые могут быть использованы в качестве удобрений, представляет значительный интерес.  [11]

Развитие процессов гидрокрекинга, гидроочистки нефтепро-ктов и ряда нефтехимических процессов, потребляющих водород, ставит задачу существенного удешевления производства водородаТ Применяемые процессы получения водорода многостадийны и дороги. В связи с этим в последнее время возрождается интерес к давно известному способу получения водорода разложением метана [4], основное преимущество которого в возможности получения водорода из углеводородных газов в одну стадию. Применение катализаторов позволяет снизить температуру процесса разложения метана на 400 — 500, что улучшает перспективы для реализации его в промышленном масштабе. Процесс осуществляется в стационарном слое при температуре 650 — 980 С с периодической регенерацией специального катализатора, состав которого не сообщается. При использовании обыкновенной восстановленной железной руды [6] практически полное разложение метана на элементы было достигнуто уже при температуре 850 — 900 С. В предложенном 10 способе получения водорода путем каталитического разложения метана, особенностью которого является применение железа на пористом термостойком носителе ( каолин), процесс осуществляется непрерывно при температуре 760 — 1090 G. Катализатор циркулирует между реакционной и регенерационной зонами.  [12]

Швеции наступает так называемая ( в шведской историографии) эра свобод. В этот период поощряются мануфактуры; инициативные предприимчивые люди получали земельные участки для строительства заводов и фабрик. Недра были богаты различными минералами, горючими сланцами и строительным камнем. Использование железных руд с ничтожным содержанием фосфора и употребление для выплавки чугуна древесного угля, не содержащего серы, выдвинуло Швецию в первые ряды стран, изготовлявших и экспортировавших сталь высокого качества.  [13]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Общая характеристика железных руд

Железо является распространенным в природе элементом. Его содержание в земной коре составляет 4,2%. Больше содержится в ней только кислорода 49,7%, кремния 26% и алюминия 7,45%.

Рудными ископаемыми или рудами называются такие минеральные массы из которых экономически целесообразно извлечение металлов или необходимого элемента. В соответствии с этим железными рудами называются горные породы из которых экономически целесообразно выплавлять железо. Постоянное изменение экономических условий вследствие развития методов обогащения руд, снижение стоимости их перевозки изменяет представление о железной руде, так как нижний предел содержания в ней железа все время снижается.

Промышленном месторождением руд считается такое скопление руд, которое экономически целесообразно разрабатывать. Экономичность этой разработки возрастает с увеличением мощности месторождения, поскольку вкладывать средства в строительство например шахт или карьеров, жилья, комуникаций, целесообразно только при достаточно длительной эксплуатации месторождения. Опыт показывает, что эксплуатация железорудного месторождения целесообразна и имеет устойчивую перспективу при запасах около 250-500 млн. тонн.

Руда состоит из рудного и рудообразующего минерала, пустой породы и примесей. Извлекаемый элемент находится в рудном минерале.

Рудные минералы железных руд представляют собой оксиды, карбонаты железа и некоторые другие соединения. Главные из них описаны ниже.

Гематит — имеет хический состав Fe₂O₃ — безводный оксид железа. Гематит содержит 70% железа. Образованная гематитом руда называется красным железняком и является самым распространенным типом руды. Он обычно характеризуется высоким содержание железа и малым содержанием вредных примесей. Типичным месторождением гематитовых руд является Криворожское.

Рисунок 1 — Общий вид минерала гематита

Магнетит — имеет химический состав Fe₃O₄ — магнитный оксид железа, содержащий 72,4% железа. Отличается от других минералов промышленных железных руд магнитными свойствами, которые теряются при нагреве свыше 570^оС. Магнетит представляет собой смешанный оксид железа FeO*Fe₂O₃. Руды образованные магнетитом называются магнитными железняками или магнетитами. Они менее распространены, чем гематиты, характеризуются высоким содержанием железа, пониженной восстановимостью, часто сопровождающиеся серой.

Рисунок 2 — Вид минерала магнетита

Водные оксиды железа — Fe₂O₃*nH₂O — в зависимости от значения n образуют различные виды оксидов, но все образуемые ими руды называют бурыми железняками. Различают такие водные оксиды железа:

• n=0,1 — гидрогематит
• n=1 — гетит
• n=1,5 — лемонит и др.

Наиболее часто встречаются бурые железняки на основе лимонита — 2Fe₂O₃*3H₂O которые называют лимонитовыми.

Бурые железняки характеризуются пониженным содержанием железа, рыхлые, часто сопровождаются марганцем, фосфором, обладают высокими пористостью и восстановимостью.

Рисунок 3 — Бурый железняк на основе лимонита

Сидерит — имеет химический состав FeCO₃ — карбонат железа. Содержит 48,2% железа. Образованная сидеритом руда называется шпатовым железняком, или сидеритом. При значительных количествах примесей глины может называться глинистым железняком. Сидериты распространены гораздо меньше чем другие руды. Характеризуются высокой восстановимостью, низким содержанием железа из-за незначительного его содержания в рудном минерале и большого количества пустой породы. Под воздействием влаги и кислорода атмосферы сидериты могут переходить в бурые железняки, так как оксид железа (II) в молекуле FeO*CO₂ окисляется и поглощает влагу. Поэтому встречаются месторождения, в которых верхние слои руды являются бурыми железняками, а нижние коренные сидеритами.

Рисунок 4 — Минерал сидерит

Ильменит — имеет химический состав FeTiO₃ — железная соль титановой кислоты. Ильменит содержит 36,8% железа и 31,8% титана. Встречается всегда в сростках с обычным магнетитом, т.е. в виде FeTiO₃*Fe₃O₄. Образуемые ильменитом руды называются титаномагнетитами.

Рисунок 5 — Общий вид минерала ильменита

Титаномагнетит является плотной трудновосстановимой рудой, которая дает густые и тугоплавкие титансодержащие шлаки. Обладает магнитными свойствами и хорошо обогащается магнитной сепарацией. Часто сопровождается ваннадием.

Сульфид железа FeS₂ в природе находится ввиде минерала пирита или серного колчедана. Он содержит 46,6% железа. Пирит железные руды не образуют. Он используется в химической промышленности, где его сжигают для отделения серы. Железо при этом окисляется и в виде пиритных огарков применяется в производстве агломерата.

uas.su

Использование — железная руда — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Использование — железная руда

Cтраница 1

Использование железной руды, активированной механохимическим методом, в качестве катализатора процесса гидрогенизации увеличивает степень конверсии сапромиксита на 21 — 23 % в процессе гидропиролиза и позволяет достичь суммарного выхода жидких продуктов до 58 % мае.  [1]

При использовании железной руды окислительный период длится 60 мин, при применении кислорода 40 мин. При плавке стали без окисления на нагрев металла после расплавления и на проверку его химического состава затрачивается 20 — 30 мин.  [2]

Характерная особенность применяемых грузов — использование железной руды в качестве наполнителя бетона, что намного увеличивает их удельный вес.  [4]

Сотрудники упомянутого института изучают процесс и его кинетику с использованием различных железных руд, которые восстанавливаются при температурах выше 700 различными восстановителями.  [5]

Дополнительным источником фосфорных удобрений являются фосфатные шлаки — отходы черной металлургии, получаемые при использовании высокофосфористых железных руд. Поэтому масштабы и пункты производства фосфатных шлаков определяются перспективным планом развития металлургической промышленности. В настоящее время фосфатные шлаки получаются на юге Украины, в перспективе они будут выпускаться и сибирскими металлургическими заводами. В районах производства фосфатных шлаков преобладают черноземные почвы, на которых агрохимическая эффективность этого лимоннорастворимого удобрения ниже, чем водорастворимых. Поэтому в расчет масштабов и технико-экономических показателей производства фосфатных шлаков введен поправочный коэффициент их эффективности 0 8, установленный на основании вегетационных и полевых опытов агрохимической службы НИУИФ и ВИУА.  [6]

В XVI веке в селе Павлове на Оке и в окрестностях г. Тулы существовала металлообрабатывающая промышленность, осно-ванная на использовании местной железной руды.  [7]

В резолюции XVIII съезда дано указание: Приступить к строительству шахт в районе Курской магнитной аномалии, как дополнительной базы черной металлургии Центра, и провести подготовительные мероприятия к строительству металлургического завода в районе Курской магнитной аномалии. Использование железных руд КМА ставится в качестве одной из важных задач в плане четвертой пятилетки ( см. стр.  [8]

Несмотря на огромные масштабы потребления железных руд и низкие цены на них, усиленно изучается и начинает применяться химическое обогащение этих руд для избирательного удаления силикатов. Крупные работы в этом направлении проводятся во Франции и некоторых других странах, где от использования силикатных железных руд зависит расширение производства.  [9]

Путем добавления к таким железным рудам фосфоритов или апатитов можно получать нормальный томасовский чугун ( содержащий 2 % фосфора) или чугуны типа феррофосфора ( содержащие до 20 % Р), которые затем перерабатывают томасовским процессом. В последнем случае получают также высокопроцентные фосфористые томасовские шлаки, которые могут быть использованы как удобрение. Расширение масштабов использования фосфористых железных руд для получения шлаков, которые могут быть использованы в качестве удобрений, представляет значительный интерес.  [10]

Путем добавления к таким железным рудам фосфоритов или апатитов можно получать нормальный томасовский чугун ( содержащий 2 % фосфора) или чугуны типа феррофосфора ( содержащие до 20 % Р), которые затем перерабатывают томасовским процессом. В последнем случае получают также высокопроцентные фосфористые томасовские шлаки, которые могут быть использованы как удобрение. Расширение масштабов использования фосфористых железных руд для получения шлаков, которые могут быть использованы в качестве удобрений, представляет значительный интерес.  [11]

Развитие процессов гидрокрекинга, гидроочистки нефтепро-ктов и ряда нефтехимических процессов, потребляющих водород, ставит задачу существенного удешевления производства водородаТ Применяемые процессы получения водорода многостадийны и дороги. В связи с этим в последнее время возрождается интерес к давно известному способу получения водорода разложением метана [4], основное преимущество которого в возможности получения водорода из углеводородных газов в одну стадию. Применение катализаторов позволяет снизить температуру процесса разложения метана на 400 — 500, что улучшает перспективы для реализации его в промышленном масштабе. Процесс осуществляется в стационарном слое при температуре 650 — 980 С с периодической регенерацией специального катализатора, состав которого не сообщается. При использовании обыкновенной восстановленной железной руды [6] практически полное разложение метана на элементы было достигнуто уже при температуре 850 — 900 С. В предложенном 10 способе получения водорода путем каталитического разложения метана, особенностью которого является применение железа на пористом термостойком носителе ( каолин), процесс осуществляется непрерывно при температуре 760 — 1090 G. Катализатор циркулирует между реакционной и регенерационной зонами.  [12]

Швеции наступает так называемая ( в шведской историографии) эра свобод. В этот период поощряются мануфактуры; инициативные предприимчивые люди получали земельные участки для строительства заводов и фабрик. Недра были богаты различными минералами, горючими сланцами и строительным камнем. Использование железных руд с ничтожным содержанием фосфора и употребление для выплавки чугуна древесного угля, не содержащего серы, выдвинуло Швецию в первые ряды стран, изготовлявших и экспортировавших сталь высокого качества.  [13]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Комплексное использование железных руд в металлургической промышленности Текст научной статьи по специальности «Экономика и экономические науки»

УДК 622.8.055.2

В.Б.КУСКОВ, канд. техн. наук, доцент, [email protected] Я.В.КУСКОВА, аспирантка, [email protected]

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», Санкт-Петербург

V.B.KUSKOV, PhD in eng. sc., associate professor, [email protected]

YA.V.KUSKOVA, post-graduate student, [email protected]

National Mineral Resources University (Mining University), Saint Petersburg

КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Красный железоокисный пигмент — наиболее распространенный неорганический пигмент. Его производство на основе руд Яковлевского месторождения является перспективным и позволит удовлетворить спрос на высококачественный и недорогой пигмент. Разработана безотходная схема разделения железной руды на два сорта: красковый (пигментный) и металлургический. Технология включает дробление, тонкое измельчение в шаровой мельнице и классификацию. Металлургический сорт руды используется для металлургического производства брикетов.

Ключевые слова: комплексное использование, безотходное производство, железо -окисные пигменты, железорудные брикеты.

COMPLEX USE OF IRON ORES IN IRON AND STEEL INDUSTRY

The most common inorganic pigment is red iron oxide. Production of red iron pigment from Yakovlevskogo ore deposit is promising and will meet the demand for high quality and inexpensive pigment. Designed wasteless flowsheet for separation of iron ore in two qualities -paint grade quality (pigment) and metallurgical grade. The technology includes crushing, fine grinding ore in a ball mill and classification. The metallurgical grade of ore is used for metallurgical manufactures of briquettes.

Key words, complex use, wasteless production, iron oxide pigments, iron ore briquettes.

Как известно, железные руды чаще всего используются в металлургической промышленности для производства чугуна и стали. Еще одним применением железных руд является получение из них пигментов. Один из самых распространенных в мире цветных пигментов именно железоокисный, причем наиболее высоким спросом пользуются красные железоокисные пигменты.

Обычно железные руды подвергают предварительной обработке — обогащению, так как обычно содержание железа в них составляет 20-40 %, а продукт, эффективно перерабатываемый на стадии металлургического передела, должен содержать 60 % (желательно и более) железа. Содержание железа в

железоокисных пигментах также должно быть значительно выше, чем в рудах.

Особым случаем являются богатые железные руды (содержание железа 57 % и более). Эти руды можно использовать для дальнейшей переработки без предварительного обогащения, но в нашей стране такие руды практически отсутствуют. Исключением является очень небольшое количество месторождений, например Яковлевское, содержание железа в котором может быть более 65 %. Эти руды являются продуктом химического выветривания железистых кварцитов и железистых сланцев, при этом вредные для металлургии примеси практически отсутствуют, поскольку в процессе

-111

Санкт-Петербург. 2013

Исходная мелкодробленая руда

Схема цепи аппаратов комплексного использования железной руды

химического выветривания произошло «природное» обогащение руд по железу с одновременным удалением большинства вредных примесей. Таким образом, железные руды Яковлевского месторождения представляют прекрасное металлургическое сырье, пригодное для выплавки высококачественного

металла при минимальной себестоимости, поскольку не требуют обогащения.

Кроме того, эти руды могут быть использованы для производства красного железо-окисного пигмента, что является перспективным. Также это позволит удовлетворить спрос на высококачественный и недорогой (по

сравнению с синтетическим) пигмент. Полученный из руд Яковлевского месторождения, пигмент может считаться не имеющим аналогов продуктом, так как он относительно дешев и по основным качественным показателям соответствует лучшим образцам синтетических красных железоокисных пигментов. При этом пигмент фактически не будет содержать сульфатных и хлоридных ионов*.

По мере развития производства пигменты, выпускаемые на базе руд Яковлев-ского месторождения, могут не только дополнить существующий рынок, но и в перспективе за счет более низкой себестоимости производства потеснить некоторые из марок синтетических красных железоокисных пигментов. Запасы сырья для его производства на Яковлевском месторождении практически не ограничены.

Основная задача при производстве таких пигментов — это удаление темноцветных минералов. Но эти минералы содержат более 60 % железа и поэтому являются готовым сырьем для металлургического производства.

Для комплексной переработки железных руд предлагается технологическая схема (см.рисунок).

Мелкодробленая руда (- 5-10 мм) доставляется автомобильным транспортом и разгружается в приемный бункер 1, установленный рядом с корпусом производства пигмента. Из бункера руда подается на склад 2. Разгрузка склада осуществляется грейферным краном 3, подающим руду в бункер 4, из которого она попадает на магнитный сепаратор 5, где происходит отделение магнитной фракции от немагнитной. Магнитная (непигментная) фракция через течку попадает в кюбель 6, где накапливается, и затем отправ-

* Ленев Л.А. О возможности получения железистых пигментов для лакокрасочной промышленности / Л.А.Ленев, В.Б.Кусков, О.Н.Тихонов // Записки Горного института. СПб. 2006. Т.169.

Lenev L.A. The possibility ofobtainingiron pigments for thepainindustry / L.A.Lenev, V.B.Kuskov, O.N.Tichonov // Proceedings the Mining Institute. Saint Petersburg, 2006. Vol.169.

Лотош В.Е. Безобжиговое окускование руд и концентратов / В.Е.Лотош, А.И.Окунев. М., 1980.

Lotosh V.E. Annealing-free clotting of ores and concentrates / V.E.Lotosh, A.I.Okunev. Moscow, 1980.

ляется на склад богатой железной руды 20. Немагнитная фракция попадает в шаровую мельницу сливного типа 7. Содержание готового класса в сливе мельницы 60-80 %. Мельница работает в открытом цикле со спиральным классификатором 8 с погруженной спиралью КСП. Содержание готового класса в сливе классификатора 70-80 %. Слив классификатора с помощью погружного пес-кового насоса подается на перечистку в батарею из гидроциклонов 9. Пески перечистного гидроциклонирования из-за высокого содержания готовой фракции направляются на первое контрольное гидроциклонирование с помощью пескового насоса.

Первое контрольное гидроциклонирова-ние осуществляется в батарее гидроциклонов 10. Пески этих гидроциклонов для предотвращения потерь целевой фракции направляются на второе контрольное гидроциклониро-вание с помощью пескового центробежного насоса. Второе контрольное гидроциклониро-вание осуществляется также в батарейных гидроциклонах 11. Пески этих гидроциклонов направляются в спиральный классификатор и далее через кюбель 12 автотранспортом вывозятся вместе с песками первой стадии классификации на склад богатой железной руды.

Слив второго контрольного гидроци-клонирования направляют в приемный зумпф слива классификатора. Сливы с пере-чистных и первых контрольных гидроциклонов объединяют и самотеком направляют в питание ультразвукового реактора 13 (УЗР), где происходит окисление пирита. В реактор также подается воздух. В результате взаимодействия образующихся под действием ультразвука радикалов пирит окисляется, и продукты окисления улетучиваются. Обработанная в УЗР пульпа самотеком направляется в пастовый сгуститель 14, куда дополнительно подается раствор флокулянта. Слив сгустителя самотеком поступает в бак оборотной воды 15 и далее с помощью насосов распределяется в системе оборотного водоснабжения. Сгущенная паста с содержанием твердого 50-55 % с помощью шнеково-го конвейера 16 направляется в приемный бункер автоматической распылительной пневматической сушилки 17, снабженной дезинтегратором. Сушка пасты пигмента

-113

Санкт-Петербург. 2013

осуществляется горячим воздухом с топочными газами, образующимися от сгорания природного газа. В процессе сушки одновременно происходит дезинтеграция и классификация частиц пигмента до заданных размеров (80 % -15+0,05 мкм) с помощью встроенных дезинтегратора и циклона соответственно. Готовый продукт в виде порошка из автоматического рукавного фильтра 18 шнековыми питателями 19 подается в загрузочные бункера фасовочных автоматических установок, где фасуется. Упакованная готовая продукция отгружается потребителю или поступает на склад готовой продукции.

Таким образом, в основу цикла получения пигмента положено тонкое измельчение исходной мелкодробленой руды с последующей развитой схемой классификации.

Со склада богатой железной руды 20 непигментные фракции поступают в дозирующие бункера 21 отделения брикетирования. На этот склад также может поступать исходная железная руда, которая используется как

компонент шихты для брикетирования. Из дозирующих бункеров руды 21 и связующего 22 при помощи дозаторов 23, 24 руда и связующее поступают на сборный конвейер 25 и затем в смеситель 26, в который также добавляются активизирующие связующее добавки. После брикетирования на прессе 27, сырые брикеты сушатся на сушильном агрегате 28 и отгружаются.

Технология является полностью безотходной.

Таким образом, технология комплексной безотходной переработки богатой железной руды позволяет получить два целевых продукта: железоокисный пигмент, используемый в лакокрасочной промышленности, и железорудные брикеты, используемые в металлургической промышленности.

Работа выполнения в рамках Постановления правительства Российской Федерации от 9 апреля 2010 г. № 218 «Развитие кооперации российских вузов и производственных предприятий».

cyberleninka.ru

Круговорот железа в природе. Железобактерии. Добыча и области применения железа

Что это такое — железо, откуда оно взялось и как его добывают? Этот полезный металл имеет множество областей применения. Химический элемент играет важную роль в мировой промышленности, а важное значение в жизни планеты имеет круговорот железа в природе.

Железо представляет собой металлический элемент, который является очень химически реактивным, особенно когда он взаимодействует с кислородом. Это один из наиболее распространенных элементов на Земле и в космосе. Атомы железа содержат 26 протонов в своих ядрах. Химический символ — Fe (ферум) происходит от его латинского названия ferum. В чистом виде это мягкий и хрупкий металл, который усиливается при помощи примесей. При соединении с углеродом получается сталь, для производства которой используется более 98 % добываемой сегодня железной руды.

Все атомы железа во Вселенной образовались в ядрах звезд на заключительных этапах слияния, а затем были выпущены в космос путем звездных взрывов. Это четвертый по численности элемент в земной коре после кремния, кислорода и алюминия. Что такое железо? Это самый распространенный элемент, составляющий нашу планету, хотя большая его часть по массе находится намного ниже поверхности — в ядре Земли. Он присутствует почти во всех породах коры и мантии в качестве химического компонента сотен различных минералов.

Железная руда

В чистом виде этот металл встречается редко. Некоторые метеориты содержат элементарное железо. Этот элемент химически реагирует с кислородом и водой для производства железосодержащих минералов. Любой камень, который содержит достаточное количество этого металла, добываемого в экономических целях, называется железной рудой. Наиболее распространенными ее минералами являются:

• оксид железа (формула Fe₂O₃), который образуется под воздействием кислорода;
• гидратированный оксид железа, который образуется в результате реакции в воде.

Наиболее важными железными рудами являются минералы оксида железа, называемые гематитом и магнетитом. Высокая концентрация Fe делает их наиболее предпочтительными в промышленности. Добыча железа осуществляется на крупнейших месторождениях руды. Чаще всего это образования, которые представляют собой древние осадочные породы. Они содержат слои минералов оксида железа (формула Fe₂O₃) толщиной до нескольких сантиметров.

Где можно найти железо?

При комнатной температуре оно представляет собой твердое вещество. Это блестящий серый металл, который ржавеет со временем при воздействии влажного воздуха. Он объединяется со многими другими металлами для образования сплавов. Области применения железа достаточно обширные. Когда он сочетается с углеродом, получается сталь. Его также можно комбинировать с другими металлами, такими как никель, хром и вольфрам. Эти сплавы очень прочные и могут использоваться для изготовления мостов и зданий.

Железо — очень древний элемент, который использовался на Земле в течение долгого времени. Объекты из него были найдены еще в Древнем Египте. Был даже целый период времени (1200-500 гг. до н. э.), названный в его честь, — железный век, когда его использовали для изготовления орудий и оружия. Чтобы найти этот полезный металл, нужно искать его глубоко под землей. Он встречается как в земной коре, так и в ядре Земли. На Земле железа больше, чем любого другого металла. Этот элемент можно найти и на других планетах, включая ядро ​​Юпитера и Сатурна, а также красную пыльную поверхность Марса (именно в связи с этим его и назвали Красной планетой).

Наземный круговорот железа в природе

Железо (Fe) следует за геохимическим циклом, как и многие другие питательные вещества. Оно обычно выделяется в почву или в океан через выветривание горных пород или извержения вулканов. В земной экосистеме растения сначала поглощают железо через корни из почвы. Это предельно важное питательное вещество, которое перемещается между живыми организмами и геосферой.

Железо является важным ограничивающим питательным веществом для растений, которые используют его для производства хлорофилла. Фотосинтез зависит от адекватного снабжения этим металлом. Растения ассимилируют его из почвы в корни. Животные потребляют растения и используют его для производства гемоглобина. Когда они умирают, они разлагаются и бактерии возвращают металл в почву.

Морской цикл железа

Морской круговорот железа в природе очень похож на земной цикл. Этот процесс происходит за счет жизнедеятельности определенных микроорганизмов, окисляющих металл до гидроксида и получающих углерод из углекислоты. Железобактерии в реке, море или любом другом водоеме добывают энергию для своего жизненного цикла, а после его завершения они оседают в почве в виде болотной руды.

Роль железа в океанических экосистемах также значительная. Основными производителями, которые поглощают этот металл, обычно являются фитопланктон или цианобактерии. Затем железо усваивается потребителями, когда они едят эти бактерии. Круговорот железа в природе — это чрезвычайно сложный процесс. Он зависит от множества сопутствующих факторов: химических реакций, типов мест обитания и групп микробов. Все это связывает его с другими, не менее важными биогеохимическими циклами Земли.

Общая характеристика

Железо в виде различных комбинированных руд является одним из наиболее распространенных элементов, составляющих около 5 % земной коры. Важнейшими железосодержащими минералами являются оксиды и сульфиды (гематит, магнетит, гетит, пирит, марказит). Этот металл присутствует также в метеоритах, на других планетах и ​​на солнце. Железо содержится как в морской, так и в пресной воде.

Интересные факты

Вот некоторые интересные факты о таком, казалось бы, простом химическом элементе:

• Железо — это важнейший строительный блок для питания растений, который помогает переносить кислород в крови, тем самым поддерживая жизнь на Земле.
• Это хрупкое твердое вещество, классифицированное как металл в группе 8 в периодической таблице элементов. Он в чистом виде быстро корродирует от воздействия влажного воздуха и высоких температур.
• Это четвертый наиболее распространенный элемент земной коры по весу, и большая часть ядра Земли, как полагают, состоит из железа.
• Большая часть его используется для производства стали — сплава железа и углерода, который, в свою очередь, применяется в производстве и строительстве, например для производства железобетона.
• Нержавеющая сталь, содержащая не менее 10,5 % хрома, обладает высокой устойчивостью к коррозии. Она используется в кухонных столовых приборах и посуде, таких как кастрюли из нержавеющей стали.
• Добавление других элементов может обеспечить стали новые полезные свойства. Например, никель увеличивает долговечность сплава и делает его более устойчивым к нагреву и кислотам.

Краткая информация об элементе Fe

• Число протонов в ядре: 26.
• Атомный символ: Fe.
• Средняя масса атома: 55,845 г/моль.
• Плотность: 7,874 грамма на кубический сантиметр.
• Фаза при комнатной температуре: сплошная.
• Точка плавления: 1538 ⁰C.
• Точка кипения: 2861 ⁰C.
• Количество изотопов: 33.
• Стабильные изотопы: 4.

Основные области применения

Железо используется во многих секторах, таких как электроника, производство, автомобилестроение и строительство. Ниже приведены области применения железа:

• В качестве первичной составляющей черных металлов, сплавов и стали.
• Сплав с использованием углерода, никеля, хрома и различных других элементов для получения чугуна или стали.
• В магнитах.
• В готовых металлических изделиях.
• В промышленном оборудовании.
• В транспортном оборудовании.
• В инструментах.
• В игрушках и спортивных товарах.

Железо составляет 5 % земной коры и является одним из самых распространенных и наиболее используемых металлов. Этот элемент также содержится в мясе, картофеле и овощах и имеет важное значение для животных и людей. Это неотъемлемая часть гемоглобина. Металл является сероватым по внешнему виду и очень пластичным и ковким. Он легко растворяется в разбавленных кислотах и ​​химически активен. Основными районами добычи железа являются Китай, Австралия, Бразилия, Россия и Украина.

fb.ru