Ev Bilinmeyen

Dünyanın en büyük demir yatakları. Demir cevheri madenciliği

Belgorod bölgesindeki Stoilensky GOK, önde gelen demir cevheri hammaddesi üreticilerinden biridir: Rusya'daki ticari cevher üretiminin %15'inden fazlasını karşılamaktadır. Çekimler beş yıldan fazla sürdü ve toplamda 25 günden fazla sürdü. Harika fotoğraf raporu.

1. Demir cevherleri, demir ve bileşiklerini öyle bir hacimde içeren doğal mineral oluşumlarıdır ki, bu oluşumlardan demirin endüstriyel olarak çıkarılması tavsiye edilir. SGOK, hammaddelerini Kursk manyetik anomalisinin Stoilensky yatağından alıyor. Dışarıdan bakıldığında bu tür nesneler çoğu endüstriye benziyor - bir tür atölye, asansör ve boru.

2. Kasenin kenarında halka açık bir taş ocağı yapılması nadirdir gözlem güverteleri. Stoilensky GOK'ta yüzey çapı 3 km'yi aşan ve derinliği yaklaşık 380 metre olan bu dev kratere erişim ancak geçişler ve onaylarla mümkün. Dışarıdan bakıldığında, Moskova Şehri'nin gökdelenlerinin bu deliğe kolayca sığacağını ve hatta dışarı çıkmayacağını söyleyemezsiniz) Tıklanabilir:

3. Madencilik yapıyorlar açık yöntem. Madenciler, zengin cevher ve kuvarsit elde etmek için on milyonlarca metreküp toprak, kil, tebeşir ve kumu çıkarıp çöplüklere taşıyor.

4. Gevşek kayalar, kazıcı ekskavatörler ve çekme halatları kullanılarak çıkarılır. “Bekolar” sıradan kovalara benziyor, sadece SGOK ocağında büyükler - 8 metreküp. M.

5. Bu kovaya 5-6 kişi veya 7-8 Çinli rahatlıkla sığabilir.

6. Madencilerin aşırı yük dediği gevşek kayalar trenlerle çöplüklere taşınıyor. Haftalık olarak üzerinde çalışılan ufuklar şekil değiştiriyor. Bu nedenle sürekli olarak demiryolu hatlarını, ağlarını, demiryolu geçişlerini vb. yeniden hizalamamız gerekiyor.

7. Çekme halatı. Kova, 40 metrelik bir bom üzerinde ileri doğru fırlatılıyor, ardından halatlar onu ekskavatöre doğru çekiyor.

8. Kova, kendi ağırlığı altında tek atışta yaklaşık on metreküp toprağı toplar.

9. Türbin odası.

10. Böyle bir kovayı yanlara zarar vermeden veya lokomotifin iletişim ağının yüksek gerilim hattına dokunmadan arabaya boşaltmak için sürücünün çok büyük beceriye ihtiyacı vardır.

11. Ekskavatör bomu.

12. Damperli vagonlara sahip bir tren (bunlar kendiliğinden devrilen vagonlardır) aşırı yükü çöplüklere taşır.

14. Çöplüklerde ters iş meydana gelir - arabaların çatısı bir ekskavatör tarafından düzgün tepelerde depolanır. Bu durumda, gevşek kayalar basitçe bir yığın halinde atılmaz, ayrı olarak depolanır. Madencilerin dilinde bu tür depolara teknojenik yataklar denir. Onlardan çimento üretimi için tebeşir, genişletilmiş kil üretimi için kil, inşaat için kum ve arazi ıslahı için kara toprak alınır.

15. Tebeşir birikintilerinin dağları. Bütün bunlar tarih öncesi kalıntılardan başka bir şey değil deniz canlıları- yumuşakçalar, belemnitler, trilobitler ve ammonitler. Yaklaşık 80 - 100 milyon yıl önce buraya sığ bir antik deniz sıçradı.

16. Stoilensky GOK'un ana cazibe merkezlerinden biri, temel bir ünite olan yürüyen kepçe tekerlekli ekskavatör KU-800'e sahip madencilik ve aşırı yük kompleksidir (GVK). GVK, Çekoslovakya'da üretildi, iki yıl boyunca SGOK ocağında monte edildi ve 1973 yılında işletmeye alındı.

17. O zamandan beri, döner bir ekskavatör taş ocağının kenarları boyunca yürüyor ve 11 metrelik bir tekerlekle tebeşir birikintilerini kesiyor.

18. Ekskavatörün yüksekliği 54 metre, ağırlığı 3 bin 350 tondur. Bu, 100 metro vagonunun ağırlığına eşdeğerdir. Bu miktardaki metalden 70 adet T-90 tankı yapılabilir. Tıklanabilir:

19. Ekskavatör bir döner tablanın üzerinde durur ve hidrolik silindirlerle çalıştırılan "kayaklar" yardımıyla hareket eder. Bu canavarı çalıştırmak için 35 bin voltluk bir voltaja ihtiyaç var.

20. Tamirci Ivan Tolmachev, KU-800'ün lansmanına katılan kişilerden biri. 40 yıldan fazla bir süre önce, 1972'de, Gubkin Madencilik Koleji'nden mezun olduktan hemen sonra Ivan Dmitrievich, döner ekskavatörün operatör yardımcısı olarak kabul edildi. İşte o zaman mecbur kaldım genç uzman merdiven galerileri boyunca koşun! Gerçek şu ki, ekskavatörün elektrikli kısmının mükemmel olmaktan uzak olduğu ortaya çıktı, bu nedenle şu veya bu ünitenin arızasının nedenini bulmadan önce yüzlerce adımın aşılması gerekiyordu. Ayrıca belgeler Çekçe'den tamamen tercüme edilmedi. Diyagramları anlamak için geceleri gazetelerin başında oturmam gerekiyordu çünkü sabaha kadar şu veya bu arızayı nasıl düzelteceğimi bulmam gerekiyordu.

21. KU-800'ün uzun ömürlü olmasının sırrı özel çalışma modudur. Gerçek şu ki, çalışma sezonunda planlı onarımların yanı sıra kışın tüm kompleks kullanılamaz hale geliyor. büyük yenileme ve konveyör hatlarının yeniden inşasının gerçekleştirilmesi. GVK üç aydır yeni sezona hazırlanıyor. Bu süre zarfında tüm bileşenleri ve düzenekleri sıraya koymayı başarırlar.

22. Ekskavatör rotorunun görüldüğü kabinde Alexey Martianov. Dönen üç katlı tekerlek etkileyicidir. Genel olarak KU-800'ün galerilerinde dolaşmak nefes kesicidir.

Bu izlenimler muhtemelen sizin için biraz azaldı mı?
- Evet öyle bir şey var elbette. Sonuçta 1971'den beri burada çalışıyorum.
- Peki o yıllarda bu ekskavatör henüz yok muydu?
- Kuruluma yeni başladıkları bir site vardı. Buraya toplu olarak geldi ve Çek montaj amirleri tarafından yaklaşık üç yıl boyunca montajı yapıldı.
- Bu o dönemde benzeri görülmemiş bir teknik miydi?
- Evet, bu Çekoslovak üreticinin montaj hattından çıkan dördüncü otomobil. O zaman gazeteciler bize saldırdılar. “Bilim ve Yaşam” dergisi bile ekskavatörümüz hakkında yazdı.

23. Asılı elektrikli ekipmanlar ve şalt odaları boma karşı ağırlık görevi görür.

Elbette bunun yürüyen bir ekskavatör olduğunu anlıyorum. Ama hala böyle bir "devin" gerçekte nasıl yürüyebileceğini hayal edemiyorum?
- Çok iyi yürüyor, iyi dönüyor. İki buçuk metrelik bir adım yalnızca bir buçuk dakika sürer. Burada, parmaklarınızın ucunda, basamakların uzaktan kumandası var: kayaklar, taban, durma, ekskavatörü döndürme. Bir hafta içinde yerimizi değiştirmeye hazırlanıyoruz, ters yöne, konveyörün yapıldığı yere gideceğiz.

24. GVK makinistlerinin ustabaşı Alexey Martianov, ekskavatöründen sanki canlı bir nesneymiş gibi sevgiyle bahsediyor. Utanacak hiçbir şeyi olmadığını söylüyor: Ekibinin her biri arabasına aynı şekilde davranıyor. Üstelik ekskavatörün büyük onarımlarını denetleyen Çek üreticinin uzmanları, canlıdan bahsetmeye başlıyor.

25. Gerçek boyutunu yalnızca ekskavatörün yerden kırk metre yükseklikteki üst platformunda hissediyorsunuz. Görünüşe göre merdiven galerilerinde kaybolabilirsiniz, ancak metal ve kablo iletişiminin bu inceliklerinde ayrıca işçiler ve makine odaları, elektrikli ekipmanlarla dolu bir salon, şalt cihazları, yürüme, döndürme için hidrolik ünite bölmeleri, kaldırma ve kaldırma cihazları da bulunmaktadır. döner bomun uzatılması, yük kaldırma vinçleri, konveyörler.

Ekskavatörün tüm metal ve enerji tüketimine rağmen ekibinde yalnızca 6 kişi çalışıyor.

26. Bazı yerlerde hareketli basamakları olan dar demir merdivenler, orman yolları gibi ekskavatörün dolanmasına neden oluyor. Sonsuz tel nehirleri ekskavatörün uzunluğunu ve genişliğini deliyor.

27. - Bunu nasıl başarıyorsunuz? Kendinize ait sırlarınız var mı? Mesela şu geliyor: yeni kişi, kaç ay sonra bu sandalyeye oturabilecek?
- Bunlar ay değil, bunlar yıl. Kokpitte çalışmayı, kaza yapmayı, yürümeyi öğrenmek bir şeydir, ancak arabayı hissetmek tamamen farklıdır. Sonuçta benden yükleme bomu operatörüne olan mesafe 170 metre ve birbirimizi iyi duyup görmemiz gerekiyor. Sanırım sırtımla ne hissedeceğimi bilmiyorum. Elbette burada bir hoparlör var. Beş sürücünün tamamı beni duyabiliyor. Ve onları duyabiliyorum. Bu devasa makinenin elektrik devrelerini ve yapısını da bilmeniz gerekiyor. Bazıları çabuk öğrenir, bazıları ise ancak on yıl sonra sürücü olur.

28. KU-800'ün tasarımı mühendislik çözümleriyle hala şaşırtıyor. Her şeyden önce, taşıyıcı ünitelerin ve parçaların optimal hesaplamaları. Performans açısından Çek KU-800'e benzer ekskavatörlerin önemli ölçüde olduğunu söylemek yeterli büyük boyutlar ve kütle, bir buçuk kat daha ağırdırlar.

29. Rotor tarafından kesilen tebeşir, bir konveyör sistemi boyunca yaklaşık 7 kilometre yol kat eder ve bir yayıcı yardımıyla tebeşir dağlarında depolanır.

30. Bir yılda, 1 metre yüksekliğinde ve 500 kilometre uzunluğunda iki şeritli bir yolu doldurmaya yetecek kadar miktarda tebeşir çöplüklere gönderiliyor.

31. Yükleme bomu operatörü. Serpme makinesinde toplamda 4 kişilik vardiya çalışıyor.

32. Yayıcı - rotor tekerleğinin bulunmaması dışında KU-800'ün daha küçük bir kopyası. Ekskavatör ters yönde.

34. Şimdi Stoilensky GOK ocağındaki ana faydalı mineral demirli kuvarsittir. % 20 ila 45 arasında demir içerirler. %30'dan fazla demir içeren taşlar mıknatısa aktif tepki verir. Madenciler bu numarayla misafirleri sık sık şaşırtıyor: "Nasıl oluyor da sıradan görünen bu taşlar bir anda mıknatıs tarafından çekiliyor?"

35. Stoilensky GOK'un ocağında zaten çok az zengin demir cevheri var. Çok kalın olmayan bir kuvarsit tabakasıyla kaplıydı ve neredeyse yıpranmıştı. Bu nedenle kuvarsitler artık demir cevherinin ana hammaddesidir.

37. Kuvarsitleri çıkarmak için önce patlatılırlar. Bunu yapmak için bir kuyu ağı açıyorlar ve içlerine patlayıcı döküyorlar.

38. Kuyuların derinliği 17 metreye ulaşıyor.

39. Stoilensky GOK yılda 20'ye kadar kaya patlaması gerçekleştiriyor. Üstelik bir patlamada kullanılan patlayıcının kütlesi 1.000 tona ulaşabiliyor. Sismik bir şoku önlemek için patlayıcı, saniyeden çok daha kısa bir gecikmeyle kuyudan kuyuya doğru dalga yoluyla patlatılır.

40. Badabum!

41.

43. Büyük ekskavatörler patlamanın parçaladığı cevheri damperli kamyonlara yüklüyor. SGOK ocağında 136 ton kaldırma kapasiteli 30'a yakın BelAZ kamyon bulunuyor.

44. 136 tonluk bir Belaz, ekskavatörün 5-6 dönüşünde bir yığınla doldurulur.

48. Tıklanabilir:

49. İnsan büyüklüğünde bir tırtıl.

51. Belaz'ın sürücüsü Dmitry, bu "fili" sürmenin Altı Zhiguli'den daha zor olmadığını söylüyor.

52. Ancak lisansın ayrıca alınması gerekir. Önemli olan boyutları hissetmek ve ne kadar ağırlıkla çalıştığınızı asla unutmamaktır.

60. Belazililer cevheri taş ocağının orta kısmındaki aktarma depolarına taşıyor, burada diğer kazıcılar da onu damperli arabalara yüklüyor.

63. 11 vagonluk yüklü trenler işleme tesisine gönderilir. Elektrikli lokomotiflerin çok çalışması gerekiyor çünkü 1.150 ton cevheri yükselen kıvrımlı bir yol boyunca taşımak kolay bir iş değil.

64. Çıkış için yüklü, iniş için boş.

66. İşleme tesisinde cevher, dev kırıcıların ağızlarına boşaltılıyor.

67. Zenginleştirme işlemi sırasında cevher çeşitli kırma aşamalarından geçer. Her birinde giderek küçülür.

68. İşlemin amacı cevherin neredeyse ince kum haline getirilmesidir.

69. Manyetik bileşen, manyetik ayırıcılar kullanılarak bu ezilmiş kuvarsit kütlesinden seçilir.

72. Bu şekilde demir içeriği %65 - 66 olan demir cevheri konsantresi elde edilir. Ayırıcılara mıknatıslanmayan her şeye madenciler tarafından atık kaya veya atık denir.

73. Atıklar suyla karıştırılır ve özel rezervuarlara - atık dökümü - pompalanır.

74. Atık çöplükleri teknolojik yataklar olarak kabul edilir, çünkü belki gelecekte onlardan değerli elementler çıkarmayı öğreneceklerdir. Rüzgarın çevrecileri kızdıran atıklardan toz kaldırmasını önlemek ve yerel sakinler, kuyruklara sürekli gökkuşağı yağıyor. Neyse ki taş ocağından gelen su yığınlar halinde!

75. Ocağın suyla dolmasını önlemek için, yeraltında yaklaşık 200 metre derinlikte çevredeki drenaj şaftı kanallarından oluşan bir ağ açıldı.

76. Toplam uzunluğu yaklaşık 40 kilometre olan birikintilerden, yeraltı suyunu durdurmak için taş ocağına doğru yukarı doğru kuyular açılmaktadır.

78. Stoilensky GOK'un drenaj şaftından her saat 4.500 metreküp su pompalanıyor. Bu, 75 demiryolu tankının hacmine eşittir.

80. İlginiz ve sabrınız için çok teşekkür ederiz!

senin sayende benzersiz özellikler– dövülebilirlik, dayanıklılık, süneklik – metal dünya çapında herhangi bir endüstri tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Üretiminin hammaddeleri demir içeren minerallerdir.

Dünya rezervleri

Her kıtada demir içeren mineral yatakları vardır. Kaynakları aşağıdaki gibi dağıtılır (azalan sırayla):

Avrupa devletleri.
Asya ülkeleri.
Afrika kıtası: Güney Afrika, Cezayir, Liberya, Zimbabve, Angola, Gabon.
Güney ve Kuzey Amerika.

98 ülkenin topraklarında demir cevheri yatakları keşfedildi. Bugün gerçek rakamı 212 milyar ton, ancak bilim adamları bu stratejik hammaddenin dünyadaki rezervinin 790 milyar tona ulaşabileceğine inanıyor.

Yüzde cinsinden demir cevheri rezervlerinin ülkelere göre dağılımı şu şekilde:

Ukrayna – %18.
Rusya – %16.
Brezilya – %13.
Avustralya – %11.
Çin – %13.
Hindistan – %4.
Gerisi – %25.

Cevher katmanları demir içeriğine göre değişir. Bunlar zengin (%50'den fazla Fe), sıradan (%25-50) ve fakirdir (%25'ten az). Bu nedenle demir içeriği açısından rezervleri farklı şekilde dağıtılır:

Rusya – %19.
Brezilya – %18.
Avustralya – %14.
Ukrayna – %11.
Çin – %9.
Hindistan – %4.
Gerisi – %25.

Çıkarılan tüm demir içeren minerallerin %87'si düşük kalitededir (%16-40 demir içeriği). Bu tür hammaddeler zenginleştirme gerektirir. Rusya demir bileşiklerinin yalnızca %12'sini üretiyor Yüksek kalite% 60'ın üzerinde demir içeriğine sahip. Metalurji için en yüksek kaliteli hammaddeler Avustralya anakarasında çıkarılmaktadır (%64 Fe).

Mevcut cevher üretimi seviyesinde dünya ekonomisine demir arzının 250 yıl süreceği tahmin edilmektedir.

En büyük mevduat

Dünyadaki tüm ülkeler arasında Rusya Federasyonu en zengin demir cevheri rezervlerine sahiptir. Birkaç bölgede yoğunlaşmışlardır.

Kursk manyetik anomalisi. Burası küresel ölçekte devasa bir demir cevheri bölgesi. Burada birkaç güçlü mevduat var. Bunlardan biri - Lebedinskoye (14,6 milyar ton) - büyüklüğü ve üretim hacimleri açısından iki kez Guinness Rekorlar Kitabı'na girdi.

Ve ayrıca daha az zengin bölgeler:

Ural.
Kola cevher bölgesi.
Karelya.
Batı Sibirya.

Rusya'nın yanı sıra büyük mevduat bölgede bulunmaktadır:

Avustralya (Iron Knob, Batı Avustralya).
ABD (Verkhneozernoe).
Kanada (Newfoundland ve Labrador).
Güney Afrika (Transvaal).
Hindistan (Singbhum).
İsveç (Kirunavaare Dağı).
Çin (Anshan şehri yakınında).

Ukrayna'nın önemli demir cevheri rezervleri var - 21 milyar tondan fazla. Burada 3 yatak var - Krivorozhskoye, Beloretskoye ve Kremenchugskoye. İkincisi, düşük demir içeriğine sahip birikintilere sahiptir. Ayrıca birçok zararlı yabancı madde içerirler. Diğer iki yatak ise yüksek kalitede demir cevheri üretiyor.

Zengin demir bileşikleri (%68'e kadar Fe) Venezuela'da çıkarılmaktadır. Ülkenin kaynağı 2.200 milyon tondur.Brezilya'nın Carajas ve Urukum yatakları on milyar tondan fazla zengin yatak (%50-69 Fe) içermektedir. Adada yaklaşık 3.000 milyon ton kahverengi sıradan demir cevheri bulunmaktadır. Küba.

ABD'de kapsamlı zenginleştirme gerektiren büyük miktarda demirli kuvarsit yatakları bulunmaktadır.

2017 yılı demir cevheri üretimine göre dünya ülkelerinin sıralaması

Cevher madenciliği 50'den fazla ülkenin topraklarında gerçekleştirilmektedir. Sektör liderleri Çin, Avustralya, Brezilya, Rusya ve Hindistan'dır. Birlikte demir içeren minerallerin %80'ini üretirler.

Dünya genelinde demir madenciliği sektörünün hacimleri yıldan yıla artıyor ancak insanlığın ihtiyaçlarını tam olarak karşılayamıyor. Madencilik ve metalürji endüstrileri gelişmiş olan birçok ülke, kendi demir cevheri kaynaklarına sahip olmadığından, bunları yurtdışından satın almak zorunda kalıyor.

En büyük ithalatçılar Güney Kore, Japonya, ABD ve AB ülkeleridir. Cevher üretiminde dünyada 1. sırada yer alan Celestial Republic bile ithal etmek zorunda kalıyor. Avustralya, Brezilya ve Hindistan en çok demir cevheri ihraç ediyor.

Demir cevheri endüstrisinin nasıl geliştiğini hayal etmek için, yıllık (milyon ton) cevher üretimine ilişkin karşılaştırmalı bir tablo sunulmaktadır:

Hindistan demir cevheri endüstrisi istikrarlı bir büyüme gösteriyor. 2020 yılına kadar göstergelerinin %35 artması bekleniyor.

Dünyadaki tüm madencilik şirketleri arasında 3 cevher devi önemli bir yer tutuyor:

BHP Billiton, en büyük Avustralya-İngiliz şirketi.
Vale S.A. (Brezilya şirketi).
Rio Tinto, çok uluslu bir şirket.

Birçok ülkede madencilik faaliyetleri yürütüyorlar, kendi enerji santralleri, demir cevheri işleme ve çelik eritme tesisleri var, kendi nakliyelerini kullanarak demiryolu ve deniz taşımacılığı gerçekleştiriyorlar ve hammadde için dünya fiyatlarını belirliyorlar.

Demir cevheri endüstrisi, demir cevherini çıkaran ve işleyen, demir ve çeliğe dönüştüren demir ve çelik endüstrisinin bir dalıdır. Demir oldukça yaygın bir element olduğundan yalnızca bunlardan elde edilir. kayalar, içinde daha fazlası var.

İnsanlık bu mineral oluşumunu çıkarmayı ve işlemeyi her şeyden daha geç öğrendi, bunun nedeni demir cevherinin metale çok az benzemesidir. Artık demir ve çelik olmadan hayal etmek zor modern dünya: Ulaşım, inşaat sektörü, tarım ve daha birçok alan metalsiz yapamaz. Basit kimyasal işlemler sürecinde demir cevherinin nasıl ve neye dönüştürüldüğü daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

Demir cevheri çeşitleri.

Demir cevheri içerdiği demir miktarına göre değişiklik gösterir. % 57'den fazla olduğu zengin ve% 26'dan fakir olabilir. Düşük tenörlü cevherler sanayide ancak zenginleştirildikten sonra kullanılır.

Menşeine göre cevher ikiye ayrılır:

Magmatik - yüksek sıcaklıkların bir sonucu olarak elde edilen cevher.
Eksojen - deniz havzalarındaki tortu.
Metamorfojenik - yüksek basıncın bir sonucu olarak oluşmuştur.

Demir cevherleri ayrıca aşağıdakilere ayrılır:

en yaygın ve aynı zamanda demir açısından en zengin cevher olan kırmızı demir cevheri;
kahverengi demir cevheri;
manyetik;
spar demir cevheri;
titanomagnetit;
demirli kuvarsit.

Metalurjik üretimin aşamaları.

"Demir cevheri: ondan ne yapılır" makalesinin ana sorusunun cevabı çok basittir: demir cevherinden çelik, dökme demir, çelik dökme demir ve demir çıkarılır.

Bu durumda metalurjik üretim, metal üretimi için ana bileşenlerin çıkarılmasıyla başlar: kömür, demir cevheri, eritkenler. Daha sonra madencilik ve işleme tesislerinde çıkarılan Demir cevheri Atık kayalardan kurtularak zenginleştirin. Özel fabrikalar koklaşabilir taş kömürü hazırlıyor. Yüksek fırınlarda cevher pik demire dönüştürülür ve bu daha sonra çelik üretiminde kullanılır. Ve çelik de bitmiş bir ürüne dönüşür: borular, çelik saclar, haddelenmiş ürünler vb.

Demirli metallerin üretimi geleneksel olarak iki aşamaya ayrılır; birincisinde dökme demir üretilir, ikincisinde dökme demir çeliğe dönüştürülür.

Dökme demir üretim süreci.

Dökme demir, manganez, kükürt, silikon ve fosforu da içeren bir karbon ve demir alaşımıdır.

Pik demir, demir cevherinin demir oksitlerden indirgendiği yüksek fırınlarda üretilir. yüksek sıcaklıklar ve atık kaya ayrılır. Akılar, atık kayanın erime noktasını düşürmek için kullanılır. Cevher, eritkenler ve kok yüksek fırına katmanlar halinde yüklenir.

Yanmayı desteklemek için fırının alt kısmına ısıtılmış hava verilir. Erimiş demir ve cürufla sonuçlanan bir dizi kimyasal işlem bu şekilde gerçekleşir.

Ortaya çıkan dökme demir farklı tiplerde gelir:

çelik üretiminde kullanılan dönüşüm;
çelik üretiminde katkı maddesi olarak da kullanılan ferroalyaj;
döküm.

Çelik üretimi.

Çıkarılan tüm dökme demirin neredeyse% 90'ı pik demirdir, yani açık ocakta veya elektrikli fırınlarda üretilen çelik üretiminde konvektörlerde kullanılır. Aynı zamanda çelik üretimine yönelik yeni yöntemler ortaya çıkıyor:

son derece saf metaller üretmek için kullanılan elektron ışınıyla eritme;
çeliğin tahliyesi;
elektrocürufu yeniden eritme;
çelik rafine etme.

Çelikte, dökme demirle karşılaştırıldığında daha az silikon, fosfor ve kükürt bulunur, yani çelik üretilirken açık ocak fırınlarında üretilen oksidatif eritme kullanılarak bunların miktarının azaltılması gerekir.

Açık ocak, gazın erime alanının üzerinde yakıldığı ve 1700 ila 1800°C arasında gerekli sıcaklığın oluşturulduğu bir fırındır. Deoksidasyon ferromanganez ve ferrosilikon kullanılarak gerçekleştirilir, daha sonra son aşama- Çelik dökme potasında ferrosilikon ve alüminyum kullanılması.

Sıcaklığın daha yüksek olduğu indüksiyon ve elektrik ark ocaklarında daha yüksek kalitede çelik üretilir, dolayısıyla çıktı refrakter çeliktir. Çelik üretiminin ilk aşamasında, hava, oksijen ve yük oksit yardımıyla oksidatif bir süreç meydana gelir; ikinci aşamada ise çeliğin deoksidasyonu ve kükürtün uzaklaştırılmasından oluşan bir indirgeme işlemi meydana gelir.

Demir metalurjisi ürünleri.

"Demir cevheri: ondan ne yapılır" konusunu özetlemek için demir çelik sektörünün dört ana ürününü sıralamamız gerekiyor:

çelikten yalnızca artan karbon içeriğiyle (%2'nin üzerinde) farklılık gösteren pik demir;
dökme demir;
örneğin betonarme yapılarda kullanılan, haddelenmiş ürünler elde etmek için basınç işlemine tabi tutulan çelik külçeler, haddelenmiş ürünler boru ve diğer ürünler haline gelir;
Çelik üretiminde kullanılan ferroalyajlar.

Demir cevheri yüzyıllar önce insanlar tarafından çıkarılmaya başlandı. O zaman bile demir kullanmanın faydaları açıkça ortaya çıktı.

Demir içeren mineral oluşumlarını bulmak oldukça kolaydır çünkü bu element yer kabuğunun yaklaşık yüzde beşini oluşturur. Genel olarak demir, doğada en çok bulunan dördüncü elementtir.

Saf haliyle bulmak mümkün değildir, demir birçok kaya türünde belirli miktarlarda bulunur. Demir cevheri en yüksek demir içeriğine sahiptir ve metalin çıkarılması ekonomik açıdan en karlı olanıdır. İçerdiği demir miktarı kaynağına bağlıdır ve normal oranı %15 civarındadır.

Kimyasal bileşim

Demir cevherinin özellikleri, değeri ve özellikleri doğrudan ona bağlıdır. kimyasal bileşim. Demir cevheri değişen miktarlarda demir ve diğer safsızlıkları içerebilir. Buna bağlı olarak birkaç tür vardır:

cevherlerdeki demir içeriği %65'i aştığında çok zengin;
zengin, demir yüzdesi %60 ila %65 arasında değişir;
ortalama %45 ve üzeri;
yararlı elementlerin yüzdesinin% 45'i geçmediği fakir.

Demir cevherinde ne kadar çok yan ürün varsa, onu işlemek için o kadar fazla enerjiye ihtiyaç duyulur ve nihai ürünlerin üretimi o kadar az verimli olur.

Bir kayanın bileşimi, çeşitli minerallerin, atık kayaların ve diğer yan ürünlerin bir kombinasyonu olabilir; bunların oranı, yatağına bağlıdır.

Büyük yatakların demir cevherlerinin bileşimi

Boşluk kayası da demir içerebilir, ancak bunun geri dönüştürülmesi ekonomik olarak mümkün değildir. En yaygın olarak bulunan mineraller demir oksitler, karbonatlar ve silikatlardır.

Demirli kayaların büyük miktarda içerebileceğine dikkat edilmelidir. zararlı maddeler aralarında kükürt, arsenik, fosfor ve diğerleri bulunur.

Demir cevheri türleri

Günümüzde özellikleri ve isimleri bileşime bağlı olan birçok demir cevheri türü bulunmaktadır.

Doğada en yaygın olarak bulunan tür, hematit adı verilen bir okside dayanan kırmızı demir cevheridir. Bu oksit %70'i aşan miktarda demir ve minimum miktarda yan ürün içerir.

Bu oksidin fiziksel durumu toz halinden yoğuna kadar değişebilir.

Kahverengi demir cevheri, su içeren bir demir oksittir. Genellikle limonit denir. Miktarı genellikle dörtte birini geçmeyen önemli ölçüde daha az demir içerir. Doğada bu tür demir cevheri, önemli miktarda manganez ve fosfor içeren gevşek, gözenekli kaya formunda bulunur. Genellikle neme doymuş olup, atık kaya olarak kil içerir. Dökme demir, çok kolay işlenebildiği için demirin önemsiz kısmına rağmen sıklıkla ondan yapılır.

Manyetik cevherler, manyetik özelliklere sahip bir okside dayanmaları ile ayırt edilirler, ancak güçlü bir şekilde ısıtıldıklarında kaybolurlar. Bu kaya türünün doğadaki miktarı sınırlıdır ancak içindeki demir içeriği kırmızı demir cevheri kadar iyi olabilir. Dışarıdan katı siyah-mavi kristallere benziyor.

Spar demir cevheri, siderite dayalı bir cevher kayasıdır. Çoğu zaman önemli miktarda kil içerir. Bu tür kayaların doğada bulunması nispeten zordur ve bu da düşük demir içeriğiyle birleştiğinde nadiren kullanılmasını sağlar. Bu nedenle bunları endüstriyel tip cevher olarak sınıflandırmak mümkün değildir.

Doğada oksitlerin yanı sıra silikat ve karbonat bazlı başka cevherler de bulunur. Bir kayadaki demir içeriği miktarı, endüstriyel kullanımı açısından çok önemlidir, ancak aynı zamanda nikel, magnezyum ve molibden gibi faydalı yan elementlerin varlığı da önemlidir.

Uygulamalar

Demir cevherinin uygulama alanı neredeyse tamamen metalurji ile sınırlıdır. Esas olarak açık ocak veya konvertör fırınları kullanılarak çıkarılan dökme demirin eritilmesi için kullanılır. Günümüzde dökme demir, çoğu endüstriyel üretim türü de dahil olmak üzere insan faaliyetinin çeşitli alanlarında kullanılmaktadır.

Çeşitli demir bazlı alaşımlar daha az kullanılmaz; mukavemeti ve korozyon önleyici özellikleri nedeniyle en yaygın kullanılanı çeliktir.

Dökme demir, çelik ve diğer çeşitli demir alaşımları aşağıdaki sektörlerde kullanılır:

Çeşitli makine ve cihazların üretimi için makine mühendisliği.
Otomotiv endüstrisi, motorların, gövdelerin, çerçevelerin yanı sıra diğer bileşenlerin ve parçaların üretimi için.
Askeri ve füze endüstrisi, özel teçhizat, silah ve füzelerin üretiminde.
Takviye elemanı olarak inşaat veya yük taşıyan yapıların inşası.
Hafif ve gıda endüstrileri, konteynerler, üretim hatları, çeşitli üniteler ve cihazlar.
Madencilik sektörü, özel makine ve ekipman olarak.

Demir cevheri yatakları

Dünyadaki demir cevheri rezervleri miktar ve yer bakımından sınırlıdır. Maden rezervlerinin biriktirildiği bölgelere yatak denir. Bugün demir cevheri yatakları aşağıdakilere ayrılmıştır:

Endojen. Yer kabuğunda genellikle titanomagnetit cevherleri şeklinde özel bir konumla karakterize edilirler. Bu tür kapanımların şekilleri ve yerleri çeşitlidir; mercekler, yer kabuğunda birikintiler şeklinde yer alan katmanlar, volkanik birikintiler, çeşitli damarlar ve diğer düzensiz şekiller şeklinde olabilirler.
Ekzojen. Bu tip, kahverengi demir cevheri yataklarını ve diğer tortul kayaçları içerir.
Metamorfojenik. Kuvarsit yataklarını içerir.

Bu tür cevher yatakları gezegenimizin her yerinde bulunabilir. En büyük miktar Mevduatlar Sovyet sonrası cumhuriyetlerin topraklarında yoğunlaşmıştır. Özellikle Ukrayna, Rusya ve Kazakistan.

Brezilya, Kanada, Avustralya, ABD, Hindistan ve Güney Afrika gibi ülkeler büyük demir rezervlerine sahiptir. Aynı zamanda hemen hemen her ülkede küre Kendi gelişmiş yataklarımız var ve eğer kıtlık varsa kayayı diğer ülkelerden ithal ediyoruz.

Demir cevheri zenginleştirme

Belirtildiği gibi birkaç çeşit cevher vardır. Zengin olanlar yer kabuğundan çıkarıldıktan hemen sonra işlenebilir, diğerlerinin zenginleştirilmesi gerekir. Zenginleştirme prosesine ek olarak cevher işleme, ayıklama, kırma, ayırma ve aglomerasyon gibi çeşitli aşamaları içerir.

Bugün birkaç ana zenginleştirme yöntemi vardır:

Kızarma.

Altında su jetleri kullanılarak yıkanan kil veya kum formundaki yan ürünlerden cevherlerin temizlenmesi için kullanılır. yüksek basınç. Bu işlem, düşük tenörlü cevherdeki demir içeriği miktarının yaklaşık %5 oranında arttırılmasını mümkün kılmaktadır. Bu nedenle yalnızca diğer zenginleştirme türleriyle birlikte kullanılır.

Yerçekimi temizliği.

Yoğunluğu atık kayanın yoğunluğunu aşan ancak demir yoğunluğundan daha düşük olan özel tipteki süspansiyonlar kullanılarak gerçekleştirilir. Yerçekimi kuvvetlerinin etkisi altında, yan ürünler yukarıya doğru yükselir ve demir, süspansiyonun dibine düşer.

Manyetik ayırma.

Manyetik kuvvetlerin etkisinin cevher bileşenleri tarafından farklı düzeylerde algılanmasına dayanan en yaygın zenginleştirme yöntemi. Bu tür bir ayırma, kuru kaya, ıslak kaya veya bunların iki durumunun alternatif bir kombinasyonu ile gerçekleştirilebilir.

Kuru ve ıslak karışımları işlemek için elektromıknatıslı özel tamburlar kullanılır.

Flotasyon.

Bu yöntem için toz halindeki kırılmış cevher, özel bir madde (flotasyon reaktifi) ve hava ilavesiyle suya batırılır. Reaktifin etkisi altında demir, hava kabarcıklarına katılarak suyun yüzeyine yükselirken, atık kaya dibe çöker. Demir içeren bileşenler köpük halinde yüzeyden toplanır.

Demir cevheri dünya çapında metalurji endüstrisinin ana hammaddesidir. Pazarı bir dereceye kadar farklı ülkelerin ekonomilerini etkiliyor. Günümüzde demir cevheri kaynakları 50'den fazla ülkede çıkarılmaktadır. Rusya Federasyonu. Dünya liderleri arasında daimi ilk beş arasında yerini güvenle koruyor. Birlikte bu hammaddelerin %80'e kadarını dünya pazarına sağlıyorlar.

Rusya'daki demir cevheri yatakları

Demir cevheri kaynakları Rus devletinin topraklarına eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır. Tüm rezervlerin yarısından fazlası Prekambriyen tortul cevherlerine aittir. Çeşitli kalitede kırmızı, kahverengi, manyetik demir cevherleri ile temsil edilirler. Ve bunların yalnızca %12'si, demir içeriğinin en az %60 olduğu yüksek kaliteli cevherdir. şunu belirtmekte yarar var Rus devleti Demir cevheri rezervlerinde ise Brezilya'dan sonra ikinci sırada yer alıyor. Ancak aynı zamanda yurt içi yataklar, yabancı yataklarla (Avustralya, Hindistan, Brezilya) karşılaştırıldığında daha düşük kaliteli cevherlere ve bunların gelişimi için zor jeolojik koşullara sahiptir.

Rusya'daki büyük demir cevheri yatakları Merkezi Federal Bölge'de bulunmaktadır. Tüm hammadde üretiminin yaklaşık %55'ini oluşturur. Karelya ve Murmansk bölgesinde oldukça önemli kanıtlanmış rezerv yatakları var, bunların üretimi% 18'dir. Sverdlovsk bölgesindeki Gusevogorskoe yatağı demir cevherinin neredeyse %16'sını üretiyor. Amur Bölgesi'ndeki Kuranakh ve Garinsky sahalarının, Yahudi Özerk Okrugu'ndaki Kimkansky ve Kostenginsky sahalarının ve diğerlerinin geliştirilmesi de sürüyor.

Kursk manyetik anomalisi

Rusya'daki demir cevheri yatakları listesinin başında Kursk Manyetik Anomalisi'nin (KMA) ocakları yer alıyor. Havzasının alanı 160 bin km2'den fazladır ve Oryol, Belgorod, Kursk ve Voronezh bölgelerinin bölgelerini içerir. Milyarlarca tonu bulan demir rezervleri açısından burası dünyanın en büyük havzasıdır. Bugüne kadar 30 milyar tondan fazla zengin demir cevheri keşfedildi. Kütlesi% 40'ın üzerinde demir içeriğine sahip manyetit kuvarsitlerle temsil edilir.

KMA cevherleri çok bileşenli bir doku ile karakterize edilir. Derinlikleri 30 ila 650 metre arasında değişmektedir. Endüstriyel madencilik esas olarak cevher rezervlerinin önemli bir kısmının yoğunlaştığı Kursk ve Belgorod bölgelerinde (Stoilenskoye, Mikhailovskoye, Lebedinskoye ve Yakovlevskoye yatakları) gerçekleştirilmektedir.

Bakcharskoye sahası

Bakchar yatağı, Batı Sibirya demir cevheri havzasının en çok araştırılan kısmıdır. 1960'lı yıllarda Tomsk bölgesindeki petrol yataklarının araştırılması sırasında keşfedilmiştir ve bugün Rusya'nın en büyük demir cevheri yataklarından biridir. Bölgede bazı yerlerde tek bir yatak halinde birleşen dört cevher katmanı bulunmaktadır. Demir cevheri oluşumları esas olarak 190 metre derinlikte bulunur, ancak kuzeyde dalış 300 metreye ulaşır. Bazı yerlerde cevherlerdeki demir içeriği %57'ye ulaşmaktadır. Zenginleştirilmiş cevherde demir hacmi önemli ölçüde artarak %97'ye ulaşır. Bakcharskoye sahasının alanı 16 bin km2'dir.

Karakteristik özellik Zengin bir yatak, cevherlerin değerini daha da artıran kobalt, titanyum, krom ve vanadyumun ilişkili bileşenlerinin varlığıdır. Jeolojik araştırmaların ön tahminlerine göre, Bakcharskoye sahasının öngörülen rezervlerinin neredeyse 110 milyar ton olduğu tahmin ediliyor. Bu alanın cevher yataklarının yoğun olarak sulandığını ve bu durumun yatağın işletilmesinde zorluklara yol açtığını belirtmek gerekir.

Rusya'daki en büyük demir cevheri yatakları arasında 1932'de keşfedilen Murmansk bölgesindeki Olenegorskoye yatağı bulunmaktadır. Hammadde tabanının çoğu, ana mineralleri manyetit ve hematit olan demirli kuvarsitlerden oluşur. Demir varlığı ortalama %31'dir. Cevher neredeyse yüzeye kadar uzanıyor, ancak cevher kütlesi 32 km uzunluğunda 800 metreden fazla derinliğe gidiyor. Bu yatağın cevherlerinin işlenmesi kolaydır, minimum düzeyde zararlı yabancı madde içeriğine sahiptirler, bu da yüksek kaliteli metal elde edilmesini mümkün kılar.

Son tahminlere göre Kola Yarımadası'ndaki Olenegorsk yatağının rezervleri 700 milyon ton demir cevheri tutarındadır. Bu kadar önemli rezervlerin varlığı çok derin ufuklarda yer alıyor ve bu da ek yer altı araştırmalarına ihtiyaç yaratıyor.

Kovdorskoye sahası

Jeolojik tarihi nedeniyle Kola Yarımadası önemli maden yataklarına sahiptir ve Rusya ekonomisine önemli katkı sağlamaktadır. Bu bölgedeki ana demir cevheri yatakları, savaştan önce keşfedilmiş olmasına rağmen 1962 yılında geliştirilmeye başlanmıştır. Kovdor demir cevheri yatağı eyaletteki en büyük toplanabilir hammadde depolarından biridir. İşte başka hiçbir yerde bulunmayan nadir benzersiz mineraller.

Kovdor yatakları 1962'den beri geliştirilmektedir; rezervleri yaklaşık 650 milyon ton manyetit cevheri tutarındadır. Cevher gövdesinin genişliği 100-800 metredir ve uzunluğu bir kilometreden fazla uzanır. Depo çökelleri 800 metre derinliğe kadar araştırıldı. Ortalama demir içeriği %28-30'dur. Cevherden manyetit konsantresinin yanı sıra baddeleyit ve apatit konsantreleri de çıkarılmaktadır.

Kostomuksha alanı

Rusya'da demir cevheri yataklarının bulunduğu bir diğer önemli bölge ise Karelya'dır. Çeşitli cevher oluşumlarından oluşan 26 yatak ve yaklaşık 70 demir cevheri oluşumu bulunmaktadır. Daha pratik önemi Batı Karelya mineralojenik bölgesinde iyi gelişmiş demirli kuvarsit oluşumları vardır. Palmiye, Kuzeybatı Rusya'nın en büyüğü olarak kabul edilen Kostomuksha yatağına aittir. Cevher rezervleri bir milyar tonun üzerindedir ve ortalama demir içeriği %32'dir.

Kostomuksha yatağındaki demirli kuvarsitlerin kalınlığı 15,6 km'lik bir şerit halinde uzanmaktadır. 40 metreye kadar derinliğe sahip iki yatak içerir - ana ve ara katmanlar. Ana yatak, sahanın toplam rezervinin %70'ine kadarını içerir. Baskın cevher minerali manyetittir; zararlı safsızlıklar arasında fosfor ve kükürt bulunur. Kostomuksha yatağının cevherlerinin işlenmesi kolaydır.

Ayrıca aşağıdaki demir cevheri yatakları da göz ardı edilmemelidir: Korpangskoye (400 milyon ton onaylı rezerv), Pudozhgorskoye (tahmin edilen kaynakların 302 milyon ton olduğu tahmin edilmektedir) ve Koykarskoye (rezervlerin yaklaşık 3.200 bin ton olduğu tahmin edilmektedir).

Hakasya Cumhuriyeti

Hakasya, Rusya'nın en eski demir cevheri yataklarından bazılarına ev sahipliği yapıyor. Üssü Teysko-Balyksinsky, Abakan-Anzassky ve Verkhneabakansky bölgeleri tarafından temsil edilmektedir.

Kuznetsk Alatau bölgesindeki ve Minusinsk Havzasındaki Abagas cevher yatakları 1933'te keşfedildi, ancak bunların geliştirilmesi yalnızca 50 yıl sonra başladı. Burada hakim mineral manyetit olup, ikincil roller pirit, hematit ve musketovite verilmektedir. Hammadde bakiyesi rezervleri 73 milyon tonun üzerindedir.

Abakan demir cevheri yatağı Abaza şehrinin yakınında bulunmaktadır. Yatakları kolayca zenginleştirilmiş skarn-manyetit cevherleri ile temsil edilmektedir. Denge rezervleri 145 milyon ton cevher içermektedir, ortalama demir hacmi %42-45'tir. Yatak 1300 metre derinliğe kadar araştırılmıştır.

Kaçkanar yatakları

Sverdlovsk bölgesindeki demir cevheri yatakları grubu uzun zamandır biliniyor, ancak ciddi araştırmalar ancak geçen yüzyılın 30'lu yıllarında başladı. İki ana yatağı birleştiriyor: Gusevogorskoye ve Kachkanarskoye. Cevher mineral yatakları manyetit ile temsil edilir ve esas olarak titanyum ve vanadyumun safsızlıklarını içerir. Çok derinlerde bulunurlar ve çok karmaşık bir gelişime sahiptirler.

Kaçkanar yatakları Rusya'nın en büyük demir cevheri yataklarına aittir ve Urallarda çıkarılan cevherlerin %70'ini oluşturmaktadır. Tahmin edilen kaynaklar 12 milyar tondan fazla cevher, kanıtlanmış rezervler ise %16 demir içeriğiyle 7 milyar tondur. Cevher zenginleştirildiğinde elde edilen konsantredeki demir hacmi %61'e ulaşır.

Bakal yatakları

Bakal demir cevheri yatakları grubu Çelyabinsk bölgesinin Satka bölgesinde yer almaktadır. 150 km2'lik bir alana yoğunlaşmış olup, her biri birden fazla cevher kütlesine sahip 24 yatak bulunmaktadır. Yataklarda iki tür cevher bulunmaktadır: siderit (%32 demir içeriğine sahip) ve kahverengi demir cevherleri (%50'den fazla demir içeriğine sahip). Keşfedilen ve tahmin edilen rezervlerde başrol siderit cevherlerine verilmektedir. Bu yatakların ana mineralleri pistomesit ve sideroplesittir.

Bakal cevher sahasında şu ocaklar faaliyet göstermektedir: Petlinsky, Central, Novobakalsky, Sosnovsky, Siderite, Shuldinsky. Toplam cevher rezervi bir milyar tondur. Bakalskoye yatağı, cevherlerin kalitesi ve içindeki demir miktarı açısından Rusya'nın en iyi demir cevheri yataklarından biridir.

Demir cevheri madenciliğinin, Rus endüstrisinin krizde bile kendine en çok güvenen az sayıdaki segmentinden biri olduğunu belirtmekte fayda var. Devlet bilançosunda 173 demir cevheri yatağı bulunuyor. Mevcut üretim hızıyla denge rezervleri, gelecekte 200 yıldan fazla bir süre boyunca demir metalurjisi sağlayabilecek.