Железна руда

Хематит: најчеста железна руда во бразилските рудници.
Пелетизирани залихите од железна руда кои се користат во производството на челик .
Железна руда се истоварува на пристаништата во Толедо.

Железна руда [1] претставуваат карпи и минерали од кои може да се екстактира железо. Од железните руди, кои служат како суровини во црната металургија, најважни се оксидната и карбонатната руда. Во зависност од видот на рудните материјали, железните руди можат да се поделат на: магнетитни ( Fe3O4, 72,4% Fe), хематитни ( Fe2O3, 69,9% Fe), гетитни ( FeO(OH), 62,9% Fe), лимонитни ( FeO(OH)·n(H2O), 55% Fe) и сидеритни ( FeCO3, 48,2% Fe).

Рудите кои содржат големи количества хематит или магнетит (преку 60% железо) се познати како „природна руда“ или „руда за директна испорака“, што значи дека може директно да се внесат во високи печки за производство на железо. Железната руда е суровина која се користи за производство на сурово железо, кое е едно од основните суровини за производство на челик - 98% од ископаната железна руда се користи за производство на челик.[2]

Извори

Железото во слободна состојба речиси не се среќава на површината на Земјата, освен како легури од железои никел од метеорити и многу ретки форми ксенолити длабоко во Земјината кора. Некои од железните метеорити се смета дека потекнуваат од насобрани небесни тела со пречник поголем од 1.000 km.[3] Железото настанало со јадрено соединување во ѕвездите и се смета дека поголемиот дел од железото потекнува од ѕвезди кои умираат кои се доволно големи за да колабираат или да експлодираат како супернови.[4] Иако железото е четвртиот најзастапен елемент во Земјината кора, каде го има околу 5%, најчесто е врзано во силикатни и понекогаш со карбонатни минерали. Издвојувањето на чисто железо од овие минерали бара огромна топлинска енергија; затоа, сите извори на железо потребни за индустријата се експлоатираат од релативно поретки минерали од железо оксид, најмногу хематит.

Обложени железни формации

Карпа стара 2,1 милијарди години која покажува формации на ленти од железо.

Обложените железни формации се седиментни карпи кои содржат повеќе од 15% железо составени од тенко обложено железо и силициумови минерали (како кварц). Обложените железни формации може да содржат карбонатно (сидерит или анкерит) или силикатно железо (минесотаит, гриналит или грунерит), но оние кои се ископани како железна руда, оксидите (магнетит или хематит) се главните железни минерали.[5]

Магнетитни руди

Магнетитните руди спаѓаат во групата оксидни руди на железото и во себе го содржат минералот Fe3O4. Чистиот магнетит содржи 72,4% железо, а при дробењето не формира ситнежи. На воздух постепено оксидира, односно се намалува количината на железен оксид и на крајот се добива хематит Fe2O3.[6]

Типичниот концентрат на железна руда од магнетит има помалку од 0,1% фосфор, 3-7% силициум диоксид и помалку од 3% алуминиум.

Најголеми наоѓалишта на магнетитна железна руда има во Минесота и Мичиген во САД, источна Канада и северна Шведска.[7]

Руди за директна испорака

Железна руда за директна испорака (обично составена од хематит) денес се експлоатираат на сите континенти освен на Антарктикот, а најмногу во Јужна Америка, Австралија и Азија.

Рудите за директна испорака се поретки од седиментните или други карпи кои содржат магнетит, но се значително поевтини за ископување и обработка затоа што не треба да се збогатуваат поради поголемата содржина на железо. Сепак, рудите за директна испорака може да содржат значително повисоки концентрации на нерудни минерали. Рудите за директна испорака за извозна класа обично содржат од 62–64% железо.[8]

Магматски наоѓалишта на магнетитна руда

Неколку наоѓалишта на железна руда, особено во Чиле, се формираат од вулкански текови кои содржат значителни акумулации на фенокристали од магнетит.[9] Чилеанските наоѓалишта на магнетитска железна руда во пустината Атакама, исто така, формирале алувијални акумулации на магнетит од потоците кои течат од овие вулкански формации.

Експлоатирање

За експлоатација на железна руда од пониска класа (сиромашна железна руда) потребно е нејзино претходно збогатување, кое се изведува со помош на дробење и мелење на рудата, сува и водена сепарација при што од руда со 20-30% железо се добиваат богати железни концентрати од 60-65% железо.[10]

Магнетит

Магнетитот има магнетни својства, затоа лесно се одвојува од нерудните минерали и од него може да се добие висококвалитетен концентрат со многу ниско ниво на нечистотии.

Големината на зрното на магнетитот и степенот до кој е измешан со силициумовата земјена маса ја одредуваат големината на парчињата до кои карпата мора да се здроби за ефикасно да се одвои магнетитниот концентрат со висока чистота.

Ископаните седиментни железни формации грубо се дробат и потоа ситно се мелат до степен кога кристализираниот магнетит и кварц се доволно ситни така што кварцот се издвојува штом добиената прав ќе помине под магнетен сепаратор.

Општо земено, седиментни формации кои содржат магнетит мора да се сомелат до честички со големина од 32 од 45 микрометри за да се добие концентрат на магнетит со ниско ниво на силициум диоксид. Концентратот на магнетит обично содржи преку 70% железо и обично има ниско ниво на фосфор, алуминиум, титан и силициум диоксид.

Хематит

Поради високата густина на хематит во однос на силикатите со кои е сврзано железото, збогатувањето на хематит обично се врши со комбинација на повеќе техники.

Еден метод се потпира на поминување на ситно сомелена руда низ кашеста маса која содржи магнетит или друго средство како феросилициумот што ја зголемува нејзината густина. Кога густината на кашеста маса е правилно калибрирана, хематитот ќе се наталожи, а силикатните минерални фрагменти ќе лебдат и ќе можат да се отстранат.[11]

Производство и потрошувачка

Проценка на степенот на ископана железна руда во различни земји (Канада, Кина, Австралија, Бразил, САД, Шведска, СССР-Русија, светот). Американската руда се збогатува помеѓу 61% и 64% пред продажбата.[12]
Производство на употреблива железна руда во милиони метрички тони за 2015 [13] . [14]
Земја Производство
Австралија 817
Бразил 397
Кина 375*
Индија 156
Русија 101
ЈАР 73
Украина 67
САД 46
Канада 46
Иран 27
Шведска 25
Казахстан 21
Други земји 132
Вкупно светско производство 2.280

Железото е најкористениот метал во светот. Железната руда е основна состојка за производство на челик, и речиси 95% од вкупното производство на железо се користи за производство на челик.[15] Железото најчесто се користи во архитектурата, изградбата на бродови, автомобили и машини.

Експлоатацијата на железна руда е бизнис со голем обем и ниска маржа, бидејќи вредноста на железото е значително помала од основните метали.[16] Оваа индустрија е капитално интензивна, односно потребни се големи инвестиции во инфраструктурата, како изградба на железници за транспорт на рудата од рудникот до товарен брод.[16]

Поморската трговија со железна руда - односно железна руда која се транспортирала во други земји во 2004г. изнесувала 849 г. милиони тони.[16] Австралија и Бразил доминираат во поморската трговија, со удел од 72% на пазарот.[16]

Кина моментално е најголем потрошувач на железна руда, што значи дека таа земја е најголем производител на челик во светот. Кина е и најголем увозник со 52% од вкупната поморската трговија со железна руда во 2004 година [16] По Кина следат Јапонија и Кореја, кои трошат значително количество сурова железна руда и металуршки јаглен. Во 2006 година, Кина произвела 588 милиони тони железна руда, со годишен раст од 38%.

Наоѓалишта по земја

Достапност на железната руда

Лестер Браун од Институтот Worldwatch во 2006 година навел дека железната руда би можела целосно да се исцрпи за 64 години (односно до 2070 година), врз основа на растот на побарувачката од 2% годишно.[17]

Австралија

Џиосајнс Австралија пресметала дека во земјата има 24 гигатони железо. Друга проценка наведува дека резервите на железна руда во Австралија изнесуваат 52 милијарди тони, или 30% од проценетите 170 милијарди тони во цел свет, а само Западна Австралија има 28 милијарди тони.[18] Во регионот Пилбара во Западна Австралија се произведуваат приближно 430 милиони тони годишно и се очекува дека ќе се изцрпи во рок од 30-50 и 56 години, соодветно.[19]

САД

Во 2014 година рудниците во САД произвеле 57,5 милиони тони железна руда.[20] Се проценува дека ископувањето на железо во САД сочинува 2% од светското производство на железна руда. Во САД поголемиот дел од ископувањето на железна руда се врши околу езерото Супериор во државите Минесота и Мичиген, кои заедно придонесле со 93% од употребливата железна руда произведена во Соединетите држави во 2014 година.[20] Имало рудници за железна руда и во Јута и Алабама; но, последниот рудник за железна руда во Јута бил затворен во 2014 година [20] а последниот рудник за железна руда во Алабама бил затворен во 1975 година.[21]

Канада

Во 2017 година, канадските рудници за железна руда произвеле 49 милиони тони железна руда во вид на пелетизиран концентрат и 13.6 милиони тони суров челик. Од 13.6 милиони тони челик 7 милиони бил извезен.[22] 46% од железната руда во Канада се ископува во рудникот во Лабрадор Сити, Њуфаундленд.[22][23]

Бразил

Бразил е втор најголем производител на железна руда, по Австралија. Во 2015 година Бразил имал извоз од 397 милиони тони употреблива железна руда,[20] а од декември 2007 до мај 2018 година извозот во просек изнесувал 139.299 метрички тони месечно.[24]

Украина

Според Извештајот на Геолошкиот институт на САД за железна руда од 2021 година,[25] се проценува дека Украина произвела 62 милиони тони железна руда во 2020 година, и со тоа е седми најголем производител на железна руда. зад Австралија, Бразил, Кина, Индија, Русија и Јужна Африка.

Поврзано

Наводи

  1. ↑ Ramanaidou and Wells, 2014
  2. ↑ „Iron Ore – Hematite, Magnetite & Taconite“. Mineral Information Institute. Архивирано од изворникот на 17 April 2006. Посетено на 7 April 2006.
  3. ↑ Goldstein, J.I.; Scott, E.R.D.; Chabot, N.L. (2009). „Iron meteorites: Crystallization, thermal history, parent bodies, and origin“. Geochemistry (англиски). 69 (4): 293–325. Bibcode:2009ChEG...69..293G. doi:10.1016/j.chemer.2009.01.002.
  4. ↑ Frey, Perry A.; Reed, George H. (2012-09-21). „The Ubiquity of Iron“. ACS Chemical Biology (англиски). 7 (9): 1477–1481. doi:10.1021/cb300323q. ISSN 1554-8929. PMID 22845493.
  5. ↑ Harry Klemic, Harold L. James, and G. Donald Eberlein, (1973) "Iron," in United States Mineral Resources, US Geological Survey, Professional Paper 820, p.298-299.
  6. ↑ Технологија на производство на метали, Начевски и Митровски, стр 38
  7. ↑ Troll, Valentin R.; Weis, Franz A.; Jonsson, Erik; Andersson, Ulf B.; Majidi, Seyed Afshin; Högdahl, Karin; Harris, Chris; Millet, Marc-Alban; Chinnasamy, Sakthi Saravanan (2019-04-12). „Global Fe–O isotope correlation reveals magmatic origin of Kiruna-type apatite-iron-oxide ores“. Nature Communications (англиски). 10 (1): 1712. Bibcode:2019NatCo..10.1712T. doi:10.1038/s41467-019-09244-4. ISSN 2041-1723. PMC 6461606. PMID 30979878.
  8. ↑ Muwanguzi, Abraham J. B.; Karasev, Andrey V.; Byaruhanga, Joseph K.; Jönsson, Pär G. (2012-12-03). „Characterization of Chemical Composition and Microstructure of Natural Iron Ore from Muko Deposits“. ISRN Materials Science (англиски). 2012: e174803. doi:10.5402/2012/174803.
  9. ↑ Guijón, R., Henríquez, F. and Naranjo, J.A. (2011). „Geological, Geographical and Legal Considerations for the Conservation of Unique Iron Oxide and Sulphur Flows at El Laco and Lastarria Volcanic Complexes, Central Andes, Northern Chile“. Geoheritage. 3 (4): 99–315. doi:10.1007/s12371-011-0045-x.CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори (link)
  10. ↑ Технологија на производство на метали, Начевски и Митровски, стр 39
  11. ↑ Gaudin, A.M, Principles of Mineral Dressing, 1937
  12. ↑ Graphic from The “Limits to Growth” and ‘Finite’ Mineral Resources, p. 5, Gavin M. Mudd
  13. ↑ Tuck, Christopher. „Mineral Commodity Summaries 2017“ (PDF). U.S. Geological Survey. Посетено на 2017-08-21.
  14. ↑ Tuck, Christopher. „Global iron ore production data; Clarification of reporting from the USGS“ (PDF). U.S. Geological Survey. Посетено на 2017-08-21.
  15. ↑ Iron ore pricing emerges from stone age, Financial Times, October 26, 2009 Архивирано на 22 март 2011 г.
  16. ↑ 16,0 16,1 16,2 16,3 16,4 Iron ore pricing war, Financial Times, October 14, 2009
  17. ↑ Brown, Lester (2006). Plan B 2.0. New York: W.W. Norton. стр. 109.
  18. ↑ „Iron Ore“. Government of Western Australia - Department of Mines, Industry Regulation and Safety. Посетено на 2021-08-06.
  19. ↑ Pincock, Stephen (July 14, 2010). „Iron Ore Country“. ABC Science. Посетено на 2012-11-28.
  20. ↑ 20,0 20,1 20,2 20,3 „USGS Minerals Information: Iron Ore“. minerals.usgs.gov. Посетено на 2019-02-16. Грешка во наводот: Неважечка ознака <ref>; називот „:1“ е зададен повеќепати со различна содржина.
  21. ↑ Lewis S. Dean, Minerals in the economy of Alabama 2007Archived 2015-09-24 at the Wayback Machine, Alabama Geological Survey, 2008
  22. ↑ 22,0 22,1 Canada, Natural Resources (2018-01-23). „Iron ore facts“. www.nrcan.gc.ca. Посетено на 2019-02-16.
  23. ↑ „Mining the Future 2030: A Plan for Growth in the Newfoundland and Labrador Mining Industry | McCarthy Tétrault“.
  24. ↑ „Brazil Iron Ore Exports: By Port“. www.ceicdata.com. Посетено на 2019-02-16.
  25. ↑ „USGS Report on Iron Ore, 2021“ (PDF).

Извори