Железная руда добыча: Добыча железной руды в мире и в России

Добыча железной руды в мире и в России

По данным геологической службы США (USGS), в 2019 году в мире было получено 2,5 млрд т железной руды. В тройку крупнейших производителей железорудного сырья вошли Австралия, Бразилия и Китай, а Россия разместилась на пятом месте.

Крупнейшие страны по добыче железной руды

В десятку по объёмам добычи железной руды за 2019 год вошли:

Страна	Добыча руды, млн т
Австралия	930
Бразилия	480
Китай	350
Индия	210
Россия	99
Южная Африка	77
Украина	62
Канада	54
США	48
Казахстан	43

Австралия

Общие запасы: 32,2 млрд т (мировая доля — 10,4%)

Объём добычи в 2019 году: 930 млн т

Австралия — крупнейший производитель и экспортёр железорудного сырья на глобальном рынке. Около 90% железной руды сосредоточено в провинциях Пилбара и Хамерсли. Практически все месторождения этих участков разрабатываются открытым способом. Австралийские железорудные ресурсы отличаются высоким качеством: среднее содержание железа в руде колеблется от 55% до 64%.

Наиболее значимые рудники Австралии — Парабурду, Маунт-Уэйлбек, Маунт-Том-Прайс. Главенствующие позиции по добыче железной руды занимают две компании: BHP Billiton и Rio Tinto.

Австралийско-британский концерн Rio Tinto ведёт добычу в районах Хамерсли и Пилбара. У компании числится 16 железорудных месторождений, 4 портовых терминала и ж/д сеть длиной 1700 км.

BHP Billiton владеет множеством добывающих активов в Западной Австралии. Например, комплекс WAIO включает в себя 5 рудников и 4 перерабатывающих предприятия.

Все объекты соединены между собой ж/д сетью протяжённостью более 1 тысячи км. Кроме того, на севере страны-континента у BHP Billiton есть несколько портов для отгрузки железорудного сырья и продукции на экспорт.

Бразилия

Запасы: 17 млрд т (6,4%)

Объём добычи в 2019 году: 480 млн т

Бразилия богата на железорудные месторождения с высоким содержанием железа — свыше 60%. Главными центрами добычи являются Каражас, Железорудный Четырёхугольник и Итабира — именно там действуют крупные карьеры Кауэ, Консейсан, Агуас-Кларас, Жерману. Кроме того, большое количество железной руды на месторождениях Пику-ди-Итабириту, Тимпопеба, Консейсан.

Ключевым производителем железной руды в Бразилии считается компания Vale. Годовая производительность составляет около 350 млн т железной руды. Деятельность компании рассредоточена в трёх регионах: Северном, Южном и Юго-Восточном.

Терминал Vale Понта-да-Мадейра
Фото: vale.com

На севере Vale разрабатывает крупнейшие карьеры бассейна Каражас, именно здесь залегает руда с содержанием 67% железа. На юге действуют ГОКи Оэсте, Пику, Варжен-Гранди и Параопеба. В юго-восточной части Бразилии компания добывает железную руду ещё в 4 районах: Железорудном Четырёхугольнике, Итабира, Сентрайс-Майнес и Мариана.

Китай

Запасы: 9 млрд т (5,2%)

Объём добычи в 2019 году: 350 млн т

На территории Китая открыто порядка 2 тысяч железорудных месторождений, однако большая часть из них относится к мелким. Более 90% всего железорудного сырья расположено на востоке страны.

Около 50% всех железорудных запасов Китая залегает в провинциях Ляонин и Хэбэй. На северо-востоке КНР, в пределах провинции Ляонин расположен один из крупнейших железорудных бассейнов страны — Аньшань, получивший название «стальной столицы Китая». К крупнейшим центрам добычи также относятся Мааньшань, Баян-Обо и Дае.

Руда характеризуется лёгкой обогащаемостью, а месторождения в основном разрабатывают открытым способом. Содержание железа в рудах составляет в среднем 32-33%, что существенно ниже, чем в среднем по миру. Кроме того, полезные ископаемые отличаются повышенным содержанием вредных  примесей — фосфора и алюминия.

Добычей железной руды в Китае занимается масса предприятий, среди них ключевые: Shougang Group, Gangcheng Group, Tangshan Iron & Steel, China Iron, Anshan Iron and Steel Group Corporation и другие.

Железная руда в России

Запасы: 43 млрд т (16,9%)

Объём добычи в 2019 году: 99 млн т

Хоть Россия сейчас находится на пятом месте по объёмам добычи железной руды, зато по количеству запасов имеет самые высокие показатели.

В нашей стране расположена богатейшая железорудная провинция в мире — Курская магнитная аномалия. Бассейн простирается на территории площадью 160 тысяч км² и включает в себя 4 рудных района: Михайловский, Белгородский, Орловский и Оскольский.

На их территории залегают как бедные руды (с содержанием железа 32-38%), так и богатые руды (54-62%). Залежи КМА разрабатывают «Металлоинвест», НЛМК, «Северсталь» и «Комбинат КМАруда».

Ключевые активы «Металлоинвеста» в пределах Курской магнитной аномалии — Лебединский и Михайловский горно-обогатительные комбинаты. Лебединский ГОК ведёт добычу на одноимённом железорудном месторождении в Белгородской области.

Промплощадка Лебединского ГОКа
Фото: metalloinvest. com

Подтверждённые запасы Лебединского месторождения составляют 3,8 млрд т. В состав комбината входят фабрики обогащения, дообогащения и окомкования. Предприятие выпускает большой перечень железорудной продукции: концентрат, дообогащённый концентрат, офлюсованные/неофлюсованные окатыши и горячебрикетированное железо.

Михайловский ГОК построен в Курской области на базе одноименного месторождения с запасами в 10,4 млрд т. В состав комбината входят дробильно-сортировочная фабрика, фабрика обогащения и окомкования. Предприятие производит концентрат, офлюсованные/неофлюсованные окатыши, а также агломерационную руду.

Всего «Металлоинвест» в 2019 году выпустил 40,2 млн т железной руды, 28,1 млн т окатышей и 7,9 млн т ГБЖ/ПВЖ.

Стойленский ГОК Новолипецкого металлургического комбината (НЛМК) разрабатывает участок недр в Белгородской области. Разведанные запасы Стойленского месторождения составляют 2,8 млрд т железной руды. Продукция комбината — железорудный концентрат, железная агломерационная руда и железорудные окатыши.

В 2019 году Стойленский ГОК произвёл 18 млн т концентрата, 1 млн аглоруды и 7 млн т окатышей. 

«Комбинат КМАруда» ведёт добычу на Коробковском месторождении богатых железных руд с запасами 2,2 млрд т. Холдинг владеет дивизионом «Руда и Чугун», «Порошковая металлургия», «Уголь» и «Кокс».

«Комбинат КМАруда», установка сгущения отходов обогащения
Фото: kmaruda.ru

«Северсталь» владеет на территории КМА Яковлевским месторождением в Белгородской области. Запасы участка превышают  9 млрд тонн руды с высоком содержанием железа (60-62%) и низким процентом серы и фосфора. Комбинат добывает руду и открытым, и подземным способом.

Яковлевский ГОК выпускает агломерационную и железную доменную руду. В 2019 году комбинат добыл 1,5 млн т руды. К 2023 году комбинат планирует добывать до 5 млн т руды в год.

Читайте также: «Губкин — неофициальная столица Курской магнитной аномалии».

Другие районы добычи железной руды

Помимо богатейших месторождений Курской магнитной аномалии, в России есть ещё несколько крупных железорудных провинций.

Западно-Сибирский бассейн — слабо изученный, но весьма перспективный на железную руду участок. По некоторым оценкам, в будущем эта провинция может стать крупнейшим центром добычи железной руды в мире.

Общие прогнозные ресурсы Западно-Сибирского бассейна оцениваются в 393 млрд т. На территории участка выделены Бакчарский, Колпашевский, Парабельский, Чузикский и Парбигский рудные узлы.

На территории Западно-Сибирского бассейна в большей степени разведано железорудное месторождение Бакчарское (Томская область). В его пределах потенциально может залегать около 30 млрд т руды с содержанием железа до 57%. Богатейший участок на данный момент не разрабатывается, однако в дальнейшем откроет российской железорудной промышленности огромные возможности.

О вариантах освоения актива читайте в материале: «Бакчарское железорудное месторождение в Томской области — нереализованный потенциал».

Также стоит выделить несколько крупных рудных узлов в Карелии и Мурманской области. Суммарно там залегает 2,8 млрд т запасов железной руды. В Мурманской области расположены Оленегорское и Ковдорское рудные поля.

На Оленегорском месторождении разработку ведёт АО «Олкон» (входит в состав «Северстали»). Предприятие производит железорудный концентрат с содержанием железа свыше 68%.

В 2019 году Оленегорский ГОК произвёл 4,3 млн т железорудного концентрата.

Добычу на Ковдорском месторождении ведёт горно-обогатительный комбинат «ЕвроХима». Наряду с железорудным концентратом ГОК производит также апатитовый и бадделеитовый концентраты.

В Карелии ключевым железорудным месторождением является Костомукша. Его запасы исчисляются 1,1 млрд т, данный участок недр разрабатывает «Карельский окатыш» («Северсталь»).

«Карельский окатыш» производит железорудные окатыши с содержанием железа 65-66,5%. В прошлом году предприятие получило 11,2 млн т железорудного сырья.

Часть железной руды залегает на месторождениях Урала. Около 70% запасов приходится на Качканарский рудный узел. Один из наиболее значимых предприятий в регионе — Качканарский ГОК ЕВРАЗа.

Комбинат добывает железную руду на Гусевогорском и Собственно-Качканарском месторождениях с общими разведанными запасами свыше 2,9 трлн т. По итогам 2019 года ЕВРАЗ в целом получил 13,7 млн т железорудного сырья.

*Данные о запасах и объёмах добычи железной руды стран-производителей железной руды взяты на сайте USGS.

Читайте также: «Добыча урановой руды в России. «Большая тройка».

Добыча железной руды: способы, переработка и применение

Железные руды – это залегающие в земле полезные ископаемые, имеющие в своём составе железо в количестве достаточном для их добычи и промышленного освоения. Производимый из этих руд металл, является металлургической основой современной цивилизации. Используется он повсеместно в любом направлении человеческой деятельности: от освоения космоса, до изготовления обычных предметов повседневного пользования.

Содержание

• Классификация
• Факторы, определяющие ценность руд
• Способы добычи
  • Открытый
  • Закрытый
• Технология обогащения
  • Подготовительный процесс
  • Основной процесс
  • Вспомогательный процесс
• Продукты переработки
  • Сталь
  • Чугун
  • Ферросплав
• Месторождения в России и мире
• Мировые запасы
• Страны, добывающие железные руды

Классификация

Железные руды классифицируются по целому ряду признаков.

Прежде всего, наиболее важным фактором в экономическом отношении является процентное содержание железа. Поэтому руды подразделяются на ряд типов:

• Богатые – содержание полезного минерала превышает 50%.
• Обычные руды имеют в своём составе 25 — 50% железа.
• Небогатое железом сырьё не располагает значительным количеством железа. Его в них не более 25%. Именно поэтому такие руды и носят название бедных.

Что касается химического состава, то в основном это – разнообразные соединения железа с кислородом, водой и углеродом, встречающиеся в природе в виде:

• бурых железняков – лимонитов,
• магнитных железняков – магнетитов,
• красных железняков – гематитов,
• шпатовых железняков – сидеритов.

Железосодержащие месторождения обычно располагают следующими видами руд:

• Апатит-магнетитовыми, содержащиеся в карбонатитах.
• Гётит-гидрогётитовыми, размещающиеся в корах выветривания.
• Магнетитовыми и магмо-магнетитовыми в среде скарнов.
• Магнетит-гематитовыми, находящиеся среди железных кварцитов.
• Мартитовыми и мартит-гидрогематитовыми – особо богатые минералом руды в железных кварцитах.
• Титано-магнетитовыми, а также ильменит-титаномагнетитовыми, размещающееся в базитах и ультра-базитах.

Для полноты картины необходимо также отметить, что залежи этого вида полезных ископаемых образуются в результате:

• высокотемпературного воздействия – магматогенные месторождения;
• выветривания пород гор и осадочных отложений – экзогенные;
• осадочной деятельности, подвергшейся в дальнейшем значительному воздействию давления и температуры.

Факторы, определяющие ценность руд

Рентабельность разработки каждого конкретного месторождения объясняется целым набором условий:

• Количественный и качественный состав основного минерала, то есть опять же концентрация железа в руде. Понятно, что чем она выше, тем лучше. Этот фактор оказывает решающее влияние на выход конечного продукта и сам процесс плавки. Именно он повышает производительность оборудования и не требует дополнительных затрат на обогащение.

Что касается запасов месторождения, то необходимый минимум для окупаемости вложенных средств, по расчётам экономистов, составляет 600 млн. тонн. Меньшие размеры не покрывают затрат на создание необходимой инфраструктуры: производственных мощностей, инженерных сетей, дорог, жилья, общественных сооружения.

• Также, большое значение имеет остальной состав руды – то есть пустая порода, способная в зависимости от своих качеств увеличивать или уменьшать выход шлака.
• Очень важную роль играет наличие примесей. Если полезные из них улучшают качество выплавленного металла, то от вредных компонентов нужно избавляться сложными технологическими методами или нейтрализовать их неблагоприятное воздействие.
• Физико-металлургические свойства руды, тоже необходимо учитывать. Обогатимость, прочность, размягчаемость, размеры кусков, влажность – всё это факторы, определяющие потенциальную ценность месторождений железных руд.
• Кроме того, имеет значение и способность исходного материала восстанавливаться – отдавать кислород, что существенно ускоряет процесс выплавки.
• Одним из условий, определяющих экономическую целесообразность разработки, является глубина залегания рудного тела и место его расположения в зависимости от удалённости от развитых экономических районов. Преодоление этих проблем требует прокладки дорог, обеспечения месторождения людскими и энергетическими ресурсами.

Способы добычи

Способ добычи определяется в зависимости от индивидуального характера залегания рудного дела. Решающим обстоятельством конечно же выступает глубина.

Открытый

Как обычно, если полезные ископаемые расположены не далеко от поверхности земли (порядка 300 метров) и есть возможности для проведения большого объёма работ по вскрытию и перемещению грунта, то прибегают к созданию карьера. Мощными экскаваторами перемещают породы в отвалы, а дойдя до нижних слоев залежей, проводят окончательный анализ месторождения на процент содержания железа.

Окончательное решение принимает экспертная комиссия. В случае положительного результата, массы изъятой породы направляются на металлургические предприятия для дальнейшей переработки.

Закрытый

Хотя значительная масса железной руды добывается карьерным способом, но иногда приходится прибегать к строительству глубоких шахт. Происходит это в том случае, если искомые слои полезного ископаемого находятся на глубине порядка одного километра. Сам процесс заключается в прокладке вертикального ствола, от которого в дальнейшем ответвляются горизонтальные штреки.

При всех своих недостатках (дороговизна строительства и опасность эксплуатации), данный способ наиболее эффективен.

Также кроме этих двух способов в последнее время находит применение метод скважинной гидродобычи. Суть его заключается в том, что внутрь пробуренной скважины подаётся под значительным давлением вода. В результате чего, размытая струёй порода перемещается наверх.

Железная руда

Технология обогащения

Подготовительный процесс

Предварительным этапом обогащения железных руд является дробление и измельчение. Цель этих операций – получить массу нужной величины кусков и частиц, а также отделить пустую породу. Обычно для этого применяется грохочение (просеивание) и классификация (разделение водным потоком частиц по крупности) исходного материала.

Основной процесс

Непосредственно процесс обогащения может включать в себя один из следующих методов:

• Сухая, мокрая или комбинированная магнитная сепарация. В основу процесса заложена различная магнитная проницаемость химических веществ. В случае мокрой сепарации специальные электромагнитные барабаны забирают минералы, насыщенные ферромагнитами из пульпы. Сухой метод заключается в снятии магнитной фракции из подаваемой шихты, вращающейся лентой.
• Использование суспензий средней плотности между железом и пустой породой, даёт возможность применять гравитационную сепарацию.
• Флотационный метод основан на использовании специального реагента, позволяющего формировать воздушно-жидкостную металлическую пену, которая затем снимается и направляется на дальнейшую переработку.
• Самым простым способам обогащения является промывка. Сама по себе она малоэффективна, поэтому применяется совместно с другими методами. Но в случае загрязнённости исходной породы глиной или песком, без неё не обойтись.

После процесса обогащения концентрат подвергают агломерации и отправляют на доменную, а затем при необходимости, и кислородно-конверторную плавку. Отходы производства могут быть использованы для извлечения редких или цветных металлов, иногда их употребляют при изготовлении песка и щебня.

Вспомогательный процесс

В ходе технологии обогащения часто приходится прибегать к вспомогательным процессам, обеспечивающим удаление ненужных фракций: пыли, шлама, влаги. Сгущение, спекание, фильтрование, сушка дают возможность получить концентрат необходимой готовности для последующего использования.

Продукты переработки

Основная цель добычи железной руды заключается в производстве из неё чёрных металлов, получаемых в процессе выплавки.

Сталь

Всем известная сталь – это соединение железа (до 45%), углерода (до 2,14%) и целого ряда других химических элементов. Марганца, кремния, азота, серы, кислорода, фосфора. При необходимости в её состав добавляют хром для повышения жаростойкости, или никель – для вязкости и улучшения антикоррозийных свойств.

В зависимости от содержания углерода C и легирующих добавок, стали подразделяются:

• на низко-, средне- и высокоуглеродистые;
• на низко-, средне- и высоколегированные.

По своему назначению стали бывают: жаропрочные, инструментальные, конструкционные, криогенные и нержавеющие.

Возникает вполне резонный вопрос, каким же образом получают столь широкий ассортимент продукции?

Прежде всего, из агломерата под воздействием воздуха в доменных печах выплавляется чугун (более подробно речь об этом пойдёт в следующем разделе статьи).

А уж потом из чугуна путём переработки, заключающейся в уменьшении содержания углерода, и кроме него – серы и фосфора (значительное количество которых ухудшает механические свойства стали, повышая её ломкость и хрупкость), производят конечную продукцию – сталь. Осуществляются эти процессы производства стали конверторным (Бессмеровским или Томасовским), Мартеновским или электротермическим методами. В зависимости от теплофизического состояния исходного материала (расплавленное или твёрдое) и потребности выплавки некоторых сортов стали, способы производства могут варьироваться, иногда дополняя друг друга.

Чугун

Чугун представляет собой высокоуглеродистый (выше 2,14%) сплав железа. Именно благодаря этому он отличается повышенной хрупкостью. Производят его путём плавки переработанной руды в доменных печах при температуре порядка 1200⁰C.

В зависимости от своего состава и технологии получения, различают светлый (белый), серый, ковкий, высокопрочный и передельный чугун. Впрочем, последний используется лишь как промежуточный материал для производства стали.

Руда

Ферросплав

Одно из направлений современной металлургии заключается в получении ферросплавов – соединений железа с хромом, никелем, марганцем, титаном и некоторыми другими материалами, содержащими железо в незначительных количествах. Ценность данных материалов заключается в упрощении и дешевизне легирования, проводимого с их помощью, а также употреблении в качестве средств раскисления (удаления кислорода) при выплавке металлов.

Современная металлургия располагает тремя способами получения ферросплавов:

• Алюминотермический.
• Силикотермический.
• Углевосстановительный.

Реализуются они с помощью плавильных горнов или электропечей.

Месторождения в России и мире

Российская Федерация располагает значительными залежами железных руд. Крупнейшими месторождениями на территории нашей страны являются:

• Курская магнитная аномалия. По утверждениям экспертов – это четверть мировых запасов железной руды, оцениваемой в 200 млрд. тонн, из которых 30 млрд. уже имеют высокую степень обогащения.
• Бакчарское месторождение в Томской области – второе по величине в России, обладающее наличием в составе руды ванадия и кобальта.
• Также имеются значительные запасы железных руд в виде красного железняка на территории Мурманской области. Это – Оленигорское и Ковдорское месторождения.
• Керченский полуостров Крыма богат бурыми железняками, которые требуют дальнейшего освоения.
• Значительные залежи железа в Сибири находятся в районе города Кемерово и на Алтае.
• Дальневосточный регион располагает месторождениями в Амурской области, республике Саха (Якутия) и на территории Хабаровского края.

Из крупнейших зарубежных месторождений можно выделить:

• Кирунавара – Швеция.
• Область Лотарингии – Франция.
• Криворожский бассейн на Украине.
• Нижняя Саксония в Германии.
• Ньюфаундленское и Лабрадорское месторождения в Канаде.
• Прибрежный район озера Верхнее в США.
• Порт Маяри – Куба.
• Эль-Пао и Серро-Боливар – Венесуэлла.
• Итабира, Итабирита, Каражас в Бразилии.
• Город Конакри (Гвинея) является местом крупнейших залежей железной руды в Африке.
• Так называемый «железный пояс» Индии. Штаты: Бихар и Орисса.
• Айрон-Монарк, Айрон-Ноб, Маунт-Голдсуэрти, Маунт-Том-Прайс, Маунт-Нырмен, Кокату и Хамерсли в Австралии.

Мировые запасы

Топ мировых лидеров по запасам железных руд возглавляют:

• Россия – 18%.
• Бразилия – 17%.
• Австралия – 14%.
• Украина – 11%.
• Китай – 9%.

Общемировые запасы этого вида природного сырья оцениваются в 800 млрд. тонн, причём четыре пятых в его составе – руда низкого и среднего качества.

Страны, добывающие железные руды

• Сегодняшнее положение дел в мировой экономике определяется сильнейшей деловой активностью Китая, который занимает верхнюю строчку лидеров мировой добычи железной руды. 900 млн. тонн в год извлекает он ежегодно.
• На втором месте располагается Австралия – 420 млн. тонн в год.
• Бразилия вырабатывает каждый год 350 млн. тонн руды.
• На четвёртом месте находится Индия, поставившая на рынок в 2019 году 245 млн. тонн железа.
• Россия, располагающая самыми крупными запасами, производящая 100 млн. тонн в год, держит пятую строчку. Что, как обычно, говорит о наших огромных нереализованных возможностях.

Автор: Юрий Флоринских Все статьи этого автора

Последние статьи автора: Крупнейшие производители молока и молочной продукции в мире Алмазы: свойства, способы добычи и применение

Железная руда | BHP

Что такое железная руда?

 

Железные руды – это горные породы и минералы, из которых можно извлечь металлическое железо. Существует четыре основных типа месторождений железной руды: массивный гематит, который добывается чаще всего, магнетит, титаномагнетит и пизолитовый железняк. Эти руды различаются по цвету от темно-серого, ярко-желтого или темно-фиолетового до ржаво-красного. Железо отвечает за красный цвет многих наших скал и темно-красных песков австралийских пустынь.

Распространенный элемент

Железо составляет около 5% земной коры.

Сталь

Для производства одной тонны стали требуется около 1,6 тонны железной руды.

Ключевой ингредиент

В мире используется в 20 раз больше железа (в виде стали), чем всех других металлов вместе взятых.

Большие машины

Наши поезда с железной рудой имеют длину более 2,5 км (264 вагона с рудой), а это означает, что путь от одного конца до другого может занять полчаса.

Крупномасштабное судоходство

Корабли, которые мы используем для перевозки железной руды нашим клиентам, могут перевозить материалы на 47 олимпийских бассейнов.

Fe

Химический символ железа — «Fe» из-за его латинского названия Ferrum.

Как используется железная руда?

 

Почти вся железная руда (98%) перерабатывается в чугун для производства стали, который затем используется в строительстве, транспорте, энергетической инфраструктуре и бытовой технике.

Как делают сталь?

Смешивание с коксом

Железная руда смешивается с коксом (из перегретого металлургического угля) в доменной печи.

Нагрев

Воздух, нагретый примерно до 1200°C, подается в печь, превращая железную руду в расплавленный чугун и шлак.

Удаление примесей

После удаления примесей добавляются легирующие элементы. Сталь отливается, охлаждается и прокатывается, готовая к использованию.

Где добывают железную руду?

 

Месторождения железной руды имеются по всему миру, при этом Австралия, Бразилия, США и Канада являются крупнейшими странами-производителями. У нас есть интересы в железорудных активах в Австралии и Бразилии.

Западная Австралия

Наш бизнес по добыче железной руды в Западной Австралии (WAIO) в регионе Пилбара включает 5 рудников.

С 5 рудниками, 4 перерабатывающими центрами и 2 портовыми объектами наш бизнес по добыче железной руды в Пилбаре связан более чем 1000 км железнодорожной инфраструктуры. В каждом горнодобывающем центре руда из рудников измельчается, обогащается (при необходимости) и смешивается с получением высококачественных кусковых гематитовых продуктов и мелочи.

Посмотреть наши местоположения

Бразилия

Samarco Mineracao S.

A. (Samarco) — недействующее совместное предприятие по добыче железной руды.

BHP Billiton Brasil и Vale владеют по 50% акций Samarco. После прорыва дамбы Fundão в 2015 году операции по добыче железной руды возобновились без хвостохранилищ и с новой, более безопасной системой фильтрации. Автономный фонд «Ренова» был создан для восстановления и компенсации последствий прорыва плотины.

Узнать больше

Think steel

0:15

Познакомьтесь с Аароном из Порт-Хедленда

Аарон из Порт-Хедленда управляет самым длинным и тяжелым поездом с распределенной тягой в мире. Железная руда, которую он перевозит, используется для производства стали и строительства городов.

Как добывают железную руду?

 

Железная руда проходит ряд процессов от карьера до порта перед экспортом.

• Во-первых, мы изучаем геологию региона, чтобы найти лучшие перспективы железной руды для наших горных работ.
• После того, как идеальное место выбрано, руда бурится и взрывается.
• Транспортируется на первичную дробилку для переработки.
• Измельченная руда сортируется на грохотах и ​​изменяется по размеру в соответствии с различными характеристиками, такими как кусковая и мелкая фракция.
• После обработки железной руды укладчик строит склад на складе.
• Когда руда готова к транспортировке, реклаймер забирает руду со складов и доставляет ее на разгрузочные станции.
• Поезда доставляют железную руду в порты.
• Затем железная руда загружается на корабли в портах и ​​экспортируется нашим клиентам по всему миру.

Каково будущее железной руды?

 

Мы ожидаем, что мир будет нуждаться в железной руде до тех пор, пока миру нужна сталь. Задача сталелитейного производства состоит в том, чтобы производить этот жизненно важный товар, чтобы обеспечить устойчивый рост, одновременно уменьшая выбросы парниковых газов в результате самого производственного процесса. Ввод в эксплуатацию железорудного рудника South Flank стоимостью 3,6 млрд долларов США в Западной Австралии идет с опережением графика, и мы пересмотрели наш среднесрочный прогноз производства до более чем 300 млн тонн в год. Мы оцениваем альтернативы расширения, чтобы довести добычу до 330 млн тонн в год.

Обработка железа | Определение, история, шаги, использование и факты

доменная печь и воздухонагреватель

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Абрам Стивенс Хьюитт Джон Фриц

Похожие темы:

кованое железо чугун вагранка цветочный процесс процесс украшения

Просмотреть весь связанный контент →

обработка железа , использование процесса плавки для превращения руды в форму, из которой можно изготавливать изделия. В эту статью также включено обсуждение добычи железа и его подготовки к выплавке.

Железо (Fe) представляет собой относительно плотный металл серебристо-белого цвета с характерными магнитными свойствами. Он составляет 5% массы земной коры и является четвертым по распространенности элементом после кислорода, кремния и алюминия. Он плавится при температуре 1538°C (2800°F).

Изучение производства и структурных форм железа от феррита и аустенита до легированной стали

Посмотреть все видео к этой статье

Железо аллотропно, то есть существует в разных формах. Его кристаллическая структура может быть объемно-центрированной кубической (ОЦК) или гранецентрированной кубической (ГЦК) в зависимости от температуры. В обеих кристаллографических модификациях основная конфигурация представляет собой куб с атомами железа, расположенными по углам. В центре каждого куба в ОЦК-модификации и в центре каждой грани в ГЦК-модификации есть лишний атом. При комнатной температуре чистое железо имеет ОЦК-структуру, называемую альфа-ферритом; это продолжается до тех пор, пока температура не поднимется до 912 ° C (1674 ° F), когда он превращается в структуру ГЦК, известную как аустенит. При дальнейшем нагреве аустенит остается до тех пор, пока температура не достигнет 1394 °C (2541 °F), после чего снова появляется ОЦК-структура. Эта форма железа, называемая дельта-ферритом, сохраняется до тех пор, пока не будет достигнута точка плавления.

Чистый металл податлив и легко поддается обработке молотком, но, за исключением специализированных электротехнических применений, он редко используется без добавления других элементов для улучшения его свойств. В основном он появляется в сплавах железа с углеродом, таких как стали, которые содержат от 0,003 до примерно 2 процентов углерода (большинство лежит в диапазоне от 0,01 до 1,2 процента), и чугуны с содержанием углерода от 2 до 4 процентов. При содержании углерода, характерном для сталей, карбид железа (Fe ₃ C), также известный как цементит; это приводит к образованию перлита, который в микроскоп состоит из чередующихся реек альфа-феррита и цементита. Цементит тверже и прочнее феррита, но гораздо менее пластичен, так что за счет изменения количества углерода получаются совершенно разные механические свойства. При более высоком содержании углерода, характерном для чугуна, углерод может выделяться либо в виде цементита, либо в виде графита, в зависимости от условий производства. Опять же, получается широкий спектр свойств. Эта универсальность сплавов железа с углеродом приводит к их широкому использованию в технике и объясняет, почему железо является самым важным из всех промышленных металлов.

Имеются свидетельства того, что метеориты использовались в качестве источника железа до 3000 г. до н.э., но извлечение металла из руд датируется примерно 2000 г. до н.э. Производство, по-видимому, началось в медедобывающих регионах Анатолии и Персии, где использование соединений железа в качестве флюсов для облегчения плавки могло случайно вызвать накопление металлического железа на дне медеплавильных печей. Когда производство железа было налажено должным образом, стали использовать два типа печей. Чашевые печи были построены путем рытья небольшого отверстия в земле и обеспечения подачи воздуха из мехов через трубу или фурму. С другой стороны, каменные шахтные печи полагались на естественную тягу, хотя иногда в них также использовались фурмы. В обоих случаях плавка включала создание слоя раскаленного древесного угля, в который добавлялась железная руда, смешанная с большим количеством древесного угля. Затем произошло химическое восстановление руды, но, поскольку примитивные печи не могли достигать температуры выше 1150 ° C (2100 ° F), обычным продуктом был твердый кусок металла, известный как блюм. Он мог весить до 5 кг (11 фунтов) и состоял из почти чистого железа с небольшим количеством захваченного шлака и кусков древесного угля. Затем изготовление железных артефактов требовало операции формовки, которая включала нагревание цветков в огне и удары молотком по раскаленному докрасна металлу для изготовления желаемых предметов. Железо, изготовленное таким образом, известно как кованое железо. Иногда кажется, что было использовано слишком много древесного угля, и сплавы железа с углеродом, которые имеют более низкую температуру плавления и могут быть отлиты в простые формы, были сделаны непреднамеренно. Применение этого чугуна было ограничено из-за его хрупкости, и в раннем железном веке, похоже, его использовали только китайцы. В других местах предпочтительным материалом было кованое железо.

Хотя римляне строили печи с ямой, в которую можно было сливать шлак, до средневековья мало что изменилось в методах производства железа. К 15 веку многие цветочные печи использовали печи с низким валом с приводом от воды для привода мехов, а цвет, который мог весить более 100 кг, извлекался через верхнюю часть вала. Окончательным вариантом такого рода горнила была каталонская кузница, просуществовавшая в Испании до 19 века. Другая конструкция, высокая горная печь, имела более высокий вал и превратилась в печь высотой 3 метра (10 футов).0152 Stückofen , который давал такие большие блюмы, что их приходилось удалять через переднее отверстие в печи.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подписаться сейчас

Доменная печь появилась в Европе в 15 веке, когда стало понятно, что чугун можно использовать для изготовления цельных пушек с хорошими свойствами удержания давления, но было ли ее появление связано с китайским влиянием или было независимым развитие неизвестно. Во-первых, различия между доменной печью и Stückofen были незначительными. Оба имели квадратное сечение, а основными изменениями, необходимыми для работы доменной печи, были увеличение соотношения древесного угля и руды в шихте и наличие летки для удаления жидкого железа. Продукт доменной печи стал известен как чугун из-за метода литья, при котором жидкость направлялась в основной канал, соединенный под прямым углом с несколькими более короткими каналами. Вся конструкция напоминала свиноматку, кормящую свой помет, поэтому куски твердого железа из более коротких каналов были известны как свиньи.

Несмотря на военную потребность в чугуне, для большинства гражданских применений требовался ковкий чугун, который до этого производился непосредственно в блочном заводе. Однако появление доменных печей открыло альтернативный путь производства; это включало преобразование чугуна в кованое железо с помощью процесса, известного как рафинирование. Куски чугуна были помещены на убранный очаг, на котором сжигался древесный уголь с обильной подачей воздуха, так что углерод в железе удалялся путем окисления, оставляя полутвердое ковкое железо. Начиная с 15 века, этот двухстадийный процесс постепенно вытеснил прямое производство железа, которое, тем не менее, сохранилось до 19 века.век.

К середине 16 века в юго-восточной Англии доменные печи работали более или менее непрерывно. Увеличение производства железа привело к нехватке древесины для производства древесного угля и к его последующей замене углем в виде кокса — открытие, которое обычно приписывают Абрахаму Дарби в 1709 году. Поскольку более высокая прочность кокса позволяла ему поддерживать большую загрузку, стали возможными печи гораздо большего размера, и была достигнута производительность от 5 до 10 тонн чугуна в неделю.

Затем, появление паровой машины для привода продувочных цилиндров означало, что в доменную печь можно было подавать больше воздуха. Это создало потенциальную проблему, заключающуюся в том, что производство чугуна будет намного превышать возможности процесса очистки. Ряд изобретателей пытались ускорить преобразование чугуна в ковкий, но наиболее успешным был англичанин Генри Корт, который запатентовал свою пудлинговую печь в 1784 году. Корт использовал угольную отражательную печь для плавления шихты чугуна. к которому добавляли оксид железа для получения шлака. Встряхивание образовавшейся «лужи» металла приводило к удалению углерода путем окисления (вместе с кремнием, фосфором и марганцем). В результате температура плавления металла повысилась настолько, что он стал полутвердым, хотя шлак оставался достаточно жидким. Затем из металла формовали шарики и освобождали от как можно большего количества шлака, прежде чем вынуть из печи и отжать молотком. В течение короткого времени пудлинговые печи могли производить достаточное количество железа для удовлетворения потребностей машинного оборудования, но в результате изобретения шотландцем Джеймсом Бомонтом Нильсеном в 1828 году доменной печи для предварительного нагрева дутья производительность доменных печей снова увеличилась. воздух и осознание того, что круглая печь работает лучше, чем квадратная.

Окончательный спад в использовании кованого железа был вызван серией изобретений, которые позволили печам работать при температурах, достаточно высоких для плавления железа. Тогда стало возможным производить сталь, которая является превосходным материалом. Сначала в 1856 году Генри Бессемер запатентовал свой конвертерный процесс для продувки воздухом расплавленного чугуна, а в 1861 году Уильям Сименс получил патент на свою регенеративную мартеновскую печь. В 1879 году Сидни Гилкрист Томас и Перси Гилкрист адаптировали конвертер Бессемера для использования с фосфорным чугуном; в результате основной бессемеровский процесс, или процесс Томаса, получил широкое распространение на европейском континенте, где были в изобилии железные руды с высоким содержанием фосфора. Около 100 лет мартеновский и бессемеровский процессы производили большую часть стали, прежде чем они были заменены кислородными и электродуговыми печами.

Помимо вдувания части топлива через фурмы, в доменной печи с начала 19 века используется тот же принцип работы. Однако размер печи заметно увеличился, и одна большая современная печь может снабжать сталеплавильный завод до 10 000 тонн жидкого чугуна в день.

На протяжении 20-го века было предложено много новых процессов производства чугуна, но только в 1950-х годах появились потенциальные заменители доменной печи. Прямое восстановление, при котором железные руды восстанавливаются при температурах ниже точки плавления металла, возникло в таких экспериментах, как процесс Виберга-Зодерфорса, введенный в Швеции в 1919 г.52 и процесс HyL, введенный в Мексике в 1957 году. Немногие из этих методов сохранились, а те, что сохранились, были значительно модифицированы. Другой альтернативный метод производства чугуна, восстановление плавлением, имел своих предшественников в электрических печах, которые использовались для производства жидкого чугуна в Швеции и Норвегии в 1920-х годах. Этот метод расширился и стал включать методы, основанные на кислородных конвертерах для производства стали с использованием угля в качестве источника дополнительной энергии, и в 1980-х годах он стал центром обширных исследований и разработок в Европе, Японии и США.