Minério de ferro. O que é minério? Que tipos de minério existem? Como eles conseguem isso? Países líderes na mineração de minérios Que tipos de minérios existem?
Da sonora palavra latina “minera” - “pedra que dá origem ao metal” - vem a palavra “mineralogia”. As origens do conhecimento sobre a pedra se perderam em algum lugar distante do Paleolítico. A curiosidade inesgotável dos nossos antepassados foi combinada com um desejo insaciável de beneficiar ambiente, e uma tendência ingênua de divinizar a natureza - com um desejo “blasfemo” de usar imediatamente o poder dos “deuses” em ação. Até mesmo a mais formidável “divindade” - o fogo - o homem arriscou ser trazida para sua caverna. E seixos duros de sílex generosamente espalhados pela natureza (essas “pedras angulares da história”), que foram abertos, revelando arestas vivas, ele se transformou em cinzéis, raspadores, pontas de lança e flechas.
Nosso ancestral da Idade da Pedra, Homohabilis (homem habilidoso) *, que extraiu a pederneira como o primeiro “minério”, usou (inexplicavelmente, é claro!) uma das principais características geoquímicas do elemento silício, a saber, sua abundância: na crosta terrestre existe é um pouco mais de um quarto do silício, t ou seja, tanto quanto todos os outros elementos combinados (menos o oxigênio).
* (As ferramentas de pedra mais antigas encontradas no Quénia e na Tanzânia foram feitas há mais de 2,5 milhões de anos!)
É verdade que, para dominar esse minério, foi necessário estudar experimentalmente as propriedades básicas da pederneira: a capacidade de produzir uma faísca no impacto, alta dureza, viscosidade e, o mais importante, uma fratura concoidal que forma uma aresta de corte afiada (Fig. 32).
Além da forma racional e do processamento perfeito das ferramentas da Idade da Pedra, também ficamos impressionados com outra coisa: o homem da Idade da Pedra (já no Neolítico) não se limitou a procurar sílex de primeira classe na superfície, ele extraiu sílex “ minérios” em profundidade. A mineração subterrânea de sílex neolítica é conhecida na Bélgica, França, Inglaterra, Suécia, Polônia e Bielo-Rússia. Uma das minas na Bélgica (a cidade de Spienna) atinge uma profundidade de dezessete metros. No fundo da mina existem obras horizontais, apoiadas inteiramente em rocha abandonada. Só podemos maravilhar-nos com a habilidade com que os mineiros da Idade da Pedra escavaram estas minas mais antigas da Terra, traçando com precisão camadas de pederneira de alta qualidade no calcário macio e calcário. Não se pode negar o envolvimento dessas pessoas na mineralogia!
A primeira cidade neolítica conhecida na história da humanidade, Çatalhöyük no sul da Anatólia, que surgiu no 7º milênio aC, não é menos admirável. e. baseado na indústria de "mineração". A área outrora ocupada por este assentamento era de 32 acres! Nesta área existiam casas com telhados planos, separadas por ruas estreitas que subiam a encosta até ao sopé dos extintos vulcões Karadzhidag e Gasandag. O arqueólogo James Mellaart, que descobriu este antigo assentamento em 1958, descreve as coisas surpreendentes ali encontradas: vasos de osso e madeira, estatuetas feitas de barro cozido e pedra verde escura, incluindo estatuetas da Deusa Mãe, pequenas figuras de pessoas a pé e a cavalo , imagens de touros, carneiros, leopardos. Ainda mais surpreendentes são as pinturas multicoloridas brilhantes nas paredes dos templos tumbas e principalmente os enormes, às vezes chegando a dois metros, baixos-relevos de pessoas e animais. Na sua confecção, uma camada de gesso foi aplicada sobre uma moldura de palha ou barro, e para representar uma divindade com cabeça de touro ou vaca, simplesmente uma autêntica caveira com chifres foi fixada na parede do templo como base de um baixo-relevo, que também foi posteriormente revestido com gesso pintado.
Os arqueólogos estabeleceram a composição do rebanho que pertencia a esta tribo e aprenderam que, além da pecuária e da agricultura, o povo de Çatalhüyük caçava burros selvagens, veados, javalis e leopardos. E ainda, segundo James Mellaart, a base de sua existência, que determinou todo o modo de vida e o tamanho inédito do povoado naquela época, foi a extração da obsidiana - excelente matéria-prima para armas cerimoniais e militares. Reservas inesgotáveis desta matéria-prima de alta qualidade estavam escondidas nas “despensas” dos vulcões Karadzhidag e Gasandag. Pode-se considerar que Çatalhöyük é um dos primeiros assentamentos na terra de “monopolistas” de excelentes “matérias-primas estratégicas” da Idade da Pedra. As melhores amostras Os arqueólogos encontraram este antigo “minério” escondido em reserva sob o chão das casas.
Mas outra descoberta também é interessante em Çatalhöyük: foi aqui que os mais antigos * produtos de metal - pequenos furadores, piercings e contas - foram encontrados pela primeira vez. A pesquisa mostrou que eles são feitos principalmente de cobre.
* (Um pouco mais tarde, no curso superior do rio. O Tigre, a leste de Çatalhöyük, foi descoberto itens pequenos feito de cobre (VIII - VII milênio aC).)
Talvez no sul da Anatólia as pessoas tenham conhecido o minério pela primeira vez no nosso entendimento da palavra. Descobertas arqueológicas mostram que os mineralogistas que viveram há quase nove mil anos conheciam bem as propriedades não apenas do vidro vulcânico, mas também de alguns minerais de cobre.
Assim, o primeiro contato com o minério ocorreu na Idade da Pedra, quando as pessoas notaram que nem todas as pedras racham com o calor do fogo e se transformam em fragmentos pontiagudos (o processamento da pedra muitas vezes começa com um incêndio, às vezes eles se deparam com blocos que); torne-se macio e flexível no fogo - maleável. Pela primeira vez, a palma de uma pessoa sentiu o magnífico peso e frescor do metal!
Provavelmente, em primeiro lugar, foram dominados os metais “prontos” - cobre nativo, ouro, ferro. São metais e minerais - formações naturais de composição constante.
Mas o que exatamente fez do ouro “o metal dos reis e o rei dos metais”? Por que o cobre estava quase cinco mil anos à frente do ferro, e o alumínio é conhecido por nós há pouco mais de cem anos? Por que chamamos o tântalo, o berílio e o césio de “metais de hoje”?
Acontece que o destino de um metal muitas vezes depende não apenas de suas próprias qualidades, mas também das propriedades de seus compostos naturais - os minerais. Vamos relembrar a história do desenvolvimento dos metais.
Junto com os combustíveis, existem os chamados minerais de minério. Minério é uma rocha que contém certos elementos ou seus compostos (substâncias) em grandes quantidades. Os tipos de minérios mais utilizados são ferro, cobre e níquel.
São chamados de minérios que contêm ferro em quantidades e compostos químicos tais que sua extração é possível e economicamente rentável. Os minerais mais importantes são: magnetita, magnetita, titanomagnetita, hematita e outros. Os minérios de ferro diferem na composição mineral, teor de ferro, impurezas úteis e prejudiciais, condições de formação e propriedades industriais.
Os minérios de ferro são divididos em ricos (mais de 50% de ferro), comuns (50-25%) e pobres (menos de 25% de ferro, dependendo da composição química, são utilizados para fundir ferro fundido em sua forma natural ou posteriormente). enriquecimento. Os minérios de ferro usados para fazer aço devem conter certas substâncias nas proporções exigidas. A qualidade do produto resultante depende disso. Alguns elementos químicos (além do ferro) podem ser extraídos do minério e utilizados para outros fins.
Os depósitos de minério de ferro são divididos por origem. Normalmente existem 3 grupos: magmáticos, exógenos e metamorfogênicos. Eles podem ser divididos em vários grupos. Magmatogênicos são formados principalmente pela exposição a vários compostos temperaturas altas. Depósitos exógenos surgiram nos vales durante a deposição de e. Os depósitos metamorfogênicos são depósitos sedimentares pré-existentes que foram transformados sob condições de alta temperatura. Maior quantidade o minério de ferro está concentrado na Rússia.
A anomalia magnética de Kursk é a bacia de minério de ferro mais poderosa do mundo. Os depósitos de minério em seu território são estimados em 200-210 bilhões de toneladas, o que representa cerca de 50% das reservas de minério de ferro do planeta. Está localizado principalmente nas regiões de Kursk, Belgorod e Oryol.
O minério de níquel é um minério que contém um elemento químico em tais quantidades e compostos químicos que sua extração não só é possível, mas também economicamente lucrativa. Normalmente são depósitos de minérios de sulfeto (teor de níquel 1-2%) e silicato (teor de níquel 1-1,5%). Os mais importantes são os de ocorrência frequente: sulfetos, silicatos hidratados e cloritos de níquel.
Os minérios de cobre são formações minerais naturais nas quais o teor de cobre é suficiente para a extração econômica desse metal. Dos muitos minerais conhecidos que contêm cobre, cerca de 17 são utilizados em escala industrial: cobre nativo, bornita, calcopirita (pirita de cobre) e outros. Os seguintes tipos de depósitos são de importância industrial: piritas de cobre, cobre-magenetita skarn, magnetita cobre-titânio e cobre pórfiro.
Eles ocorrem entre rochas vulcânicas período antigo. Durante este período, numerosas forças terrestres e subaquáticas operaram. Os vulcões liberaram águas sulfurosas e quentes saturadas de metais - ferro, cobre, zinco e outros. Destes, minérios constituídos por sulfetos de ferro, cobre e zinco, chamados piritas, foram depositados no fundo do mar e nas rochas subjacentes. O principal mineral dos minérios de pirita é a pirita, ou pirita de enxofre, que constitui a parte predominante (50-90%) do volume dos minérios de pirita.
A maior parte do níquel extraído é usada para a produção de aços inoxidáveis e ligas resistentes ao calor, estruturais, para ferramentas. Uma pequena parte do níquel é gasta na produção de produtos laminados de níquel e cobre-níquel, na fabricação de fios, fitas, equipamentos diversos para a indústria, bem como na aviação, ciência de foguetes, na produção de equipamentos para usinas nucleares. , e na fabricação de instrumentos de radar. Na indústria, o níquel é ligado a cobre, zinco, alumínio, cromo e outros metais.
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Minérios metálicos e sua classificação
Minério metálico é um mineral que contém metais valiosos em quantidades benéficas para o processamento industrial.
Os metais ferrosos incluem ferro, manganês, cromo, titânio e vanádio. Local de nascimento minérios de ferro classificado como industrial quando o teor de metal é de pelo menos várias dezenas de milhões de toneladas e a ocorrência superficial de corpos de minério. EM grandes depósitos O teor de ferro chega a centenas de milhões de toneladas. A maior parte do minério (em milhões de toneladas) é extraída na China (250), Brasil (185), Austrália (mais de 140), Rússia (78), EUA e Índia (60 cada) e Ucrânia (45).
Classificação de minérios de metais ferrosos:
b Minérios de hematita (minérios de ferro vermelhos) são óxidos de ferro com teor de ferro de 51...66%, umidade - 1,6...7%.
b Minérios de magnetita (minérios de ferro magnéticos) são óxidos de ferro complexos. O teor de ferro varia de 50...60%, umidade - 2...12%.
b Minérios de ferro marrom são minérios de hidróxido de ferro. O teor médio de ferro é de 30 a 55%, umidade de 8 a 18%.
b A pirita de ferro (pirita, pirita de enxofre) é um minério amarelo dourado com brilho metálico, contendo até 44% de ferro e até 52% de enxofre. depósito de minério de metal não ferroso
Os metais não ferrosos são divididos em dois grupos principais:
· leve (alumínio, magnésio, titânio);
· pesado (cobre, zinco, chumbo, níquel, cobalto).
Entre os metais não ferrosos leves, o alumínio domina em termos de volumes de produção e consumo. A Rússia possui grandes reservas de minérios de metais não ferrosos. Sua característica distintiva é a porcentagem extremamente baixa de metal que contêm. Portanto, os minérios de quase todos os metais não ferrosos são enriquecidos. As principais reservas estão localizadas nos Urais, Oeste e Sibéria Oriental, Extremo Oriente e outras regiões do país.
Classificação de minérios de metais não ferrosos:
b Ferromanganês - uma liga contendo mais de 10% de ferro e menos de 10% de manganês
b O minério de cromo contém 13-61% de cromo, 4-25% de alumínio, 7-24% de ferro, 10-32% de magnésio e outros componentes
b Os minérios de bauxita contêm 50-60% de alumina, que contém até 37% de alumínio.
b Alumina é um produto do processamento de bauxita, pó polidisperso branco, devido ao alto teor de óxido de alumínio, é a principal matéria-prima da indústria do alumínio.
Métodos para obter um elemento útil por meios químicos.
· 1. Concentração
Muitos minérios contêm materiais indesejáveis, como argila e granito, também chamados de ganga. Assim, a extração do metal consiste na retirada desse estéril.
· 2. Método de lixiviação in situ
Método de extração de um mineral dissolvendo-o seletivamente com reagentes químicos em um corpo de minério em sua localização e extraindo-o para a superfície. PV é usado para extração de metais não ferrosos.
· 3. Recuperação
Extrair metais desta forma envolve reduzir seus minérios a um estado metálico. Metais que existem naturalmente como minérios óxidos podem ser reduzidos usando carbono ou monóxido de carbono.
· 4. Eletrólise
Metais pertencentes à extremidade superior da faixa de tensão são geralmente reduzidos pela eletrólise de seus minérios fundidos. Esses metais incluem alumínio, magnésio e sódio.
· 5. Refino
Purificação de metais de impurezas por eletrólise, quando o metal bruto é o ânodo e o metal purificado é depositado no cátodo.
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- Endógeno ou magmático. Sua formação se deve a processos geoquímicos que ocorrem nas profundezas crosta da terrra, fenômenos magmáticos.
- Depósitos exógenos, ou superficiais, foram criados como resultado de processos que ocorrem na zona próxima à superfície da crosta terrestre, ou seja, no fundo de lagos, rios e oceanos.
- Os depósitos metamorfogênicos foram formados a uma profundidade suficiente da superfície terrestre sob a influência de alta pressão e das mesmas temperaturas.
- Ferro baixo ou separado minério de ferro, abaixo de 20%
- Com teor médio de ferro ou minério sinterizado
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Além do conhecido petróleo e gás, existem outros minerais igualmente importantes. Estes incluem minérios que são extraídos para ferrosos e através de processamento. A presença de jazidas de minério é a riqueza de qualquer país.
O que são minérios?
Cada um Ciências Naturais responde a esta pergunta à sua maneira. A mineralogia define o minério como um conjunto de minerais, cujo estudo é necessário para melhorar os processos de extração dos mais valiosos deles, e a química estuda a composição elementar do minério para identificar o conteúdo qualitativo e quantitativo de metais valiosos nele.
A geologia aborda a questão: “o que são minérios?” do ponto de vista da viabilidade de seu uso industrial, uma vez que esta ciência estuda a estrutura e os processos que ocorrem nas entranhas do planeta, as condições de formação de rochas e minerais e a exploração de novas jazidas minerais. São áreas da superfície da Terra onde, devido processos geológicos uma quantidade suficiente de formações minerais foi acumulada para uso industrial.
Formação de minério
Assim, à pergunta: “o que são minérios?” A resposta mais completa é esta. O minério é uma rocha com conteúdo industrial de metais. Só neste caso tem valor. Os minérios metálicos são formados quando o magma que contém seus compostos esfria. Ao mesmo tempo, cristalizam, distribuídos de acordo com seu peso atômico. Os mais pesados depositam-se no fundo do magma e são separados em uma camada separada. Outros minerais formam rochas e o fluido hidrotérmico remanescente do magma se espalha pelos vazios. Os elementos nele contidos solidificam-se e formam veios. As rochas, destruídas por influência de forças naturais, depositam-se no fundo dos reservatórios, formando depósitos sedimentares. Dependendo da composição das rochas, vários minérios metálicos são formados.
Minérios de ferro
Os tipos desses minerais variam significativamente. O que são minérios, em particular minérios de ferro? Se o minério contém quantidade suficiente de metal para processamento industrial, ele é chamado de ferro. Eles diferem em origem, composição química, bem como o conteúdo de metais e impurezas que podem ser benéficos. Via de regra, estão associados a metais não ferrosos, por exemplo, cromo ou níquel, mas também existem metais nocivos - enxofre ou fósforo.
A composição química é representada por vários óxidos, hidróxidos ou sais de dióxido de carbono de óxido de ferro. Os minérios extraídos incluem minério de ferro vermelho, marrom e magnético, além de brilho de ferro - são considerados os mais ricos e contêm mais de 50% de metal. Os pobres são aqueles em quem composição útil menos - 25%.
Composição do minério de ferro
O minério de ferro magnético é o óxido de ferro. Contém mais de 70% de metal puro, mas em depósitos é encontrado junto e às vezes com blenda de zinco e outras formações. considerado o melhor minério em uso. O brilho do ferro também contém até 70% de ferro. O minério de ferro vermelho - óxido de ferro - é uma das fontes de extração de metal puro. E os análogos marrons têm até 60% de teor de metal e são encontrados com impurezas, às vezes prejudiciais. São óxido de ferro hidratado e acompanham quase todos os minérios de ferro. Também são convenientes pela facilidade de extração e processamento, mas o metal obtido desse tipo de minério é de baixa qualidade.
Com base na origem das jazidas de minério de ferro, elas são divididas em três grandes grupos.
Reservas de minério de ferro no país
A Rússia é rica em vários depósitos. O maior do mundo - contém quase 50% de todas as reservas mundiais. Foi notado nesta região já no século XVIII, mas o desenvolvimento das jazidas começou apenas na década de 30 do século passado. As reservas de minério desta bacia possuem alto teor de metal puro, são medidas em bilhões de toneladas e a mineração é realizada a céu aberto ou subterrânea.
A jazida de minério de ferro Bakchar, uma das maiores do país e do mundo, foi descoberta na década de 60 do século passado. Suas reservas de minério com concentração de ferro puro de até 60% somam cerca de 30 bilhões de toneladas.
No Território de Krasnoyarsk existe o depósito Abagaskoe - com minérios de magnetita. Foi descoberto na década de 30 do século passado, mas o seu desenvolvimento começou apenas meio século depois. No Norte e Zonas sul A bacia é explorada por mineração a céu aberto e a quantidade exata de reservas é de 73 milhões de toneladas.
Descoberto em 1856, o depósito de minério de ferro Abakan ainda está ativo. No início, o desenvolvimento foi feito por mineração a céu aberto, e a partir da década de 60 do século XX - por mineração subterrânea em profundidades de até 400 metros. O teor de metal puro no minério chega a 48%.
Minérios de níquel
O que são minérios de níquel? As formações minerais utilizadas para a produção industrial desse metal são chamadas de minérios de níquel. Existem minérios de sulfeto de cobre-níquel com teor de metal puro de até quatro por cento e minérios de silicato de níquel, cujo mesmo valor chega a 2,9%. O primeiro tipo de depósitos é geralmente do tipo ígneo, e os minérios silicatados são encontrados em áreas da crosta de intemperismo.
O desenvolvimento da indústria do níquel na Rússia está associado ao desenvolvimento de sua localização no Médio Ural em meados do século XIX. Quase 85% dos depósitos de sulfetos estão concentrados na região de Norilsk. Os depósitos de Taimyr são os maiores e mais únicos do mundo em termos de riqueza de reservas e diversidade de minerais; contêm 56 elementos da tabela periódica; A qualidade dos minérios de níquel na Rússia não é inferior à de outros países; a vantagem é que eles contêm elementos raros adicionais;
Cerca de dez por cento dos recursos de níquel em depósitos de sulfetos estão concentrados na Península de Kola e no Médio e Sul dos Urais depósitos de silicato estão sendo desenvolvidos.
Os minérios da Rússia são caracterizados pela quantidade e variedade necessárias para aplicações industriais. No entanto, ao mesmo tempo, eles se distinguem por complexos condições naturais produção, distribuição desigual no território do país, discrepância entre a região de distribuição de recursos e densidade populacional.
O homem começou a extrair minério de ferro no final do II milênio aC, já tendo identificado para si as vantagens do ferro sobre a pedra. Desde então, as pessoas começaram a distinguir entre os tipos de minério de ferro, embora ainda não tivessem os mesmos nomes que têm hoje.
Na natureza, o ferro é um dos elementos mais comuns e na crosta terrestre está contido, segundo diversas fontes, de quatro a cinco por cento. É o quarto mais abundante depois do oxigênio, silício e alumínio.
O ferro não se apresenta na forma pura, é encontrado em maior ou menor quantidade; tipos diferentes pedras. E se, segundo cálculos de especialistas, a extração de ferro dessa rocha for viável e economicamente lucrativa, ela é chamada de minério de ferro.
Ao longo dos últimos séculos, durante os quais o aço e o ferro fundido foram ativamente fundidos, os minérios de ferro foram esgotados - porque é necessário cada vez mais metal. Por exemplo, se no século XVIII, no início da era industrial, os minérios podiam conter 65% de ferro, agora 15% do elemento presente no minério é considerado normal.
Do que é feito o minério de ferro?
A composição do minério inclui minério e minerais formadores de minério, diversas impurezas e estéril. A proporção destes componentes difere de depósito para depósito.
O material de minério contém a maior parte do ferro, e a ganga são depósitos minerais que contêm ferro em quantidades muito pequenas ou nenhum.
Óxidos de ferro, silicatos e carbonatos são os minerais de minério de ferro mais comumente encontrados.
Tipos de minério de ferro por teor e localização de ferro.
Os minérios de ferro podem ser lineares - ou seja, ocorrem em locais de falhas e curvas da crosta terrestre. São os mais ricos em ferro e contêm pouco fósforo e enxofre.
Outro tipo de minério de ferro é o plano, encontrado na superfície do quartzito ferroso.
Minérios de ferro vermelhos, marrons, amarelos e pretos.
O tipo de minério mais comum é o minério de ferro vermelho, que é formado por hematita de óxido de ferro anidro, que possui Fórmula química Fe 2 O 3 . A hematita contém uma percentagem muito elevada de ferro (até 70 por cento) e poucas impurezas estranhas, em particular enxofre e fósforo.
Os minérios de ferro vermelhos podem estar em diferentes estados físicos - de denso a empoeirado.
O minério de ferro marrom é um óxido de ferro hidratado Fe 2 O 3 *nH 2 O. O número n pode variar dependendo da base que compõe o minério. Na maioria das vezes são limonites. Os minérios de ferro marrons, diferentemente dos vermelhos, contêm menos ferro - 25-50 por cento. Sua estrutura é solta, porosa e o minério contém muitos outros elementos, incluindo fósforo e manganês. Os minérios de ferro marrons contêm muita umidade adsorvida, enquanto os resíduos de rocha são argilosos. Esse tipo de minério recebeu esse nome devido à sua característica cor marrom ou amarelada.
Mas apesar do baixo teor de ferro, devido à sua fácil redutibilidade, esse minério é fácil de processar. Muitas vezes é fundido ferro fundido de alta qualidade.
O minério de ferro marrom geralmente precisa de enriquecimento.
Minérios magnéticos são aqueles formados por magnetita, que é um óxido de ferro magnético Fe 3 O 4. O nome sugere que esses minérios possuem propriedades magnéticas que se perdem quando aquecidos.
Os minérios de ferro magnéticos são menos comuns que os vermelhos. Mas eles podem conter ainda mais de 70% de ferro.
Em sua estrutura, pode ser denso e granular, podendo parecer cristais incrustados na rocha. A cor da magnetita é preto-azulada.
Outro tipo de minério é chamado de minério de ferro. Seu componente mineral é o carbonato de ferro com a composição química FeCO 3 chamada siderita. Outro nome é argila, minério de ferro - isto é, se o minério contiver uma quantidade significativa de argila.
Minérios de ferro e argila são encontrados na natureza com menos frequência do que outros minérios e contêm relativamente pouco ferro e muitos resíduos de rocha. As sideritas podem ser transformadas em minérios de ferro marrom sob a influência de oxigênio, umidade e precipitação. Portanto, os depósitos ficam assim: camadas superiores este é o minério de ferro marrom, e nos inferiores é o minério de ferro spar.
