شكرا لك خصائص فريدة من نوعها- القابلية للطرق والقوة والليونة - يُستخدم المعدن على نطاق واسع في أي صناعة في جميع أنحاء العالم. المواد الخام لإنتاجه هي المعادن التي تحتوي على الحديد.
احتياطيات العالم
توجد رواسب من المعادن المحتوية على الحديد في كل قارة. وتتوزع مواردها على النحو التالي (بالترتيب التنازلي):
- الدول الأوروبية.
- الدول الآسيوية.
- القارة الأفريقية: جنوب أفريقيا، الجزائر، ليبيريا، زيمبابوي، أنجولا، الجابون.
- الجنوب و أمريكا الشمالية.
تم اكتشاف رواسب خام الحديد في أراضي 98 دولة. واليوم يبلغ الرقم الحقيقي لها 212 مليار طن، لكن العلماء يعتقدون أن مخزون العالم من هذه المادة الخام الاستراتيجية يمكن أن يصل إلى 790 مليار طن.
في نسبة مئويةتتوزع احتياطيات خام الحديد حول العالم على النحو التالي:
- أوكرانيا – 18%.
- روسيا – 16%.
- البرازيل – 13%.
- أستراليا – 11%.
- الصين – 13%.
- الهند – 4%.
- الباقي - 25٪.
تختلف طبقات الخام في محتوى الحديد. وهم أغنياء (أكثر من 50% حديد)، عاديون (25-50%)، فقراء (أقل من 25%). لذلك، من حيث محتوى الحديد، يتم توزيع احتياطياتها بشكل مختلف:
- روسيا – 19%.
- البرازيل – 18%.
- أستراليا – 14%.
- أوكرانيا – 11%.
- الصين – 9%.
- الهند – 4%.
- الباقي - 25٪.
من بين جميع المعادن المحتوية على الحديد المستخرجة، 87٪ منها ذات جودة منخفضة (محتوى الحديد 16-40٪). مثل هذه المواد الخام تتطلب التخصيب. تنتج روسيا 12% فقط من المركبات الحديدية جودة عاليةبنسبة حديد تزيد عن 60%. يتم استخراج المواد الخام عالية الجودة لصناعة المعادن في البر الرئيسي الأسترالي (64% حديد).
ومن المقدر أنه عندما المستوى الموجودبمجرد استخراج الخام، سيتم تزويد الاقتصاد العالمي بالحديد لمدة 250 عامًا.
أكبر الودائع
من بين جميع دول العالم، توجد أغنى احتياطيات من خام الحديد الاتحاد الروسي. وتتركز في عدة مناطق.
شذوذ كورسك المغناطيسي. هذه منطقة ضخمة لخام الحديد على نطاق عالمي. هناك العديد من الودائع القوية الموجودة هنا. إحداها - Lebedinskoye (14.6 مليار طن) - تم إدخالها مرتين في موسوعة غينيس للأرقام القياسية من حيث حجمها وحجم إنتاجها.
وأيضا المناطق الأقل ثراء:
- الأورال.
- منطقة خام كولا.
- كاريليا.
- سيبيريا الغربية.
إلى جانب روسيا، ودائع كبيرةتقع على أراضي:
- أستراليا (مقبض حديدي، أستراليا الغربية).
- الولايات المتحدة الأمريكية (فيركنوزيرنو).
- كندا (نيوفاوندلاند ولابرادور).
- جنوب أفريقيا (ترانسفال).
- الهند (سينجبوم).
- السويد (جبل كيرونافار).
- الصين (بالقرب من مدينة آنشان).
تمتلك أوكرانيا احتياطيات كبيرة من خام الحديد - أكثر من 21 مليار طن. هناك 3 رواسب هنا - Krivorozhskoye وBeloretskoye وKremenchugskoye. هذا الأخير لديه رواسب ذات محتوى منخفض من الحديد. بالإضافة إلى أنها تحتوي على الكثير الشوائب الضارة. وينتج الرواسب الأخرى خام حديد عالي الجودة.
يتم استخراج مركبات الحديد الغنية (تصل إلى 68٪ الحديد) في فنزويلا. تبلغ موارد البلاد 2200 مليون طن. تحتوي الرواسب البرازيلية في كاراجاس وأوروكوم على أكثر من عشرة مليارات طن من الرواسب الغنية (50-69٪ حديد). يوجد حوالي 3000 مليون طن من خام الحديد البني العادي في الجزيرة. كوبا.
في الولايات المتحدة الأمريكية هناك ودائع ضخمةالكوارتزيت الحديدي الذي يتطلب تخصيبًا شاملاً.
تصنيف دول العالم حسب إنتاج خام الحديد لعام 2017
يتم استخراج الخام في أراضي أكثر من 50 دولة. قادة الصناعة هم الصين وأستراليا والبرازيل وروسيا والهند. وتنتج مجتمعة 80٪ من جميع المعادن التي تحتوي على الحديد.
تتزايد أحجام صناعة تعدين الحديد حول العالم من سنة إلى أخرى، لكنها لا تغطي احتياجات البشرية بشكل كامل. تفتقر العديد من البلدان التي لديها صناعات تعدينية ومعدنية متطورة إلى مواردها الخاصة من خام الحديد وتضطر إلى شرائه من الخارج.
أكبر المستوردين هم كوريا الجنوبيةواليابان والولايات المتحدة الأمريكية ودول الاتحاد الأوروبي. حتى الجمهورية السماوية، التي تحتل المرتبة الأولى في العالم في إنتاج الخام، تضطر إلى استيراده. تصدر أستراليا والبرازيل والهند معظم خام الحديد.
لنتخيل كيف تتطور صناعة خام الحديد، نقدم جدول المقارنةحسب إنتاج الخام سنويا (مليون طن):
تشهد صناعة خام الحديد الهندية نموًا مطردًا. ومن المتوقع أن ترتفع مؤشراتها بحلول عام 2020 بنسبة 35٪.
من بين جميع شركات التعدين في العالم، تحتل 3 عمالقة خام مكانة أساسية:
- بي إتش بي بيليتون، أكبر شركة أسترالية بريطانية.
- Vale S.A. (شركة برازيلية).
- ريو تينتو، شركة متعددة الجنسيات.
يقومون بعمليات التعدين في العديد من البلدان، ويمتلكون محطات توليد الطاقة، ومعالجة خام الحديد ومصانع صهر الفولاذ، ويقومون بالنقل بالسكك الحديدية والبحرية. وسيلة النقل الخاصة بي، تحديد الأسعار العالمية للمواد الخام.
خام الحديد هو صخرة تحتوي على تراكم طبيعي للمعادن المختلفة وتحتوي بالضرورة بنسبة أو بأخرى على الحديد الذي يمكن صهره من الخام. يمكن أن تكون المكونات التي يتكون منها الخام متنوعة للغاية. في أغلب الأحيان، يحتوي على المعادن التالية: الهيماتيت، المارتيت، السدريت، المغنتيت وغيرها. يختلف المحتوى الكمي للحديد الموجود في الخام، ويتراوح في المتوسط من 16 إلى 70٪.
اعتمادًا على كمية محتوى الحديد في الخام، يتم تقسيمه إلى عدة أنواع. ويسمى خام الحديد الذي يحتوي على أكثر من 50% من الحديد بالغني. تحتوي الخامات التقليدية على ما لا يقل عن 25% ولا يزيد عن 50% حديد. تحتوي الخامات منخفضة الجودة على نسبة منخفضة من الحديد، وهي لا تشكل سوى ربع إجمالي كمية العناصر الكيميائية الموجودة فيها المحتوى العامخام.
يتم صهر خامات الحديد التي تحتوي على محتوى كافٍ من الحديد؛ وفي هذه العملية يتم إثراؤها في أغلب الأحيان، ولكن يمكن استخدامها أيضًا شكل نقي، ان ذلك يعتمد على التركيب الكيميائيخام. من أجل الإنتاج، من الضروري الحصول على نسبة دقيقة من بعض المواد. وهذا يؤثر على جودة المنتج النهائي. ويمكن صهر العناصر الأخرى من الخام واستخدامها للغرض المقصود منها.
بشكل عام، تنقسم جميع رواسب خام الحديد إلى ثلاث مجموعات رئيسية، وهي:
الرواسب النارية (التي تشكلت تحت تأثير درجات حرارة عالية);
الرواسب الخارجية (التي تشكلت نتيجة لترسيب الصخور وتجويفها) ؛
الرواسب المتحولة (التي تتشكل نتيجة للنشاط الرسوبي والتأثير اللاحق ضغط مرتفعودرجة الحرارة).
ويمكن تقسيم هذه المجموعات الرئيسية من الودائع بدورها إلى بعض المجموعات الفرعية.
وهي غنية جدًا برواسب خام الحديد. تحتوي أراضيها على أكثر من نصف رواسب الحديد في العالم. الوديعة الأكثر شمولاً هي وديعة بكار. هذا هو واحد من أكثر مصادر كبيرةرواسب خام الحديد ليس فقط على أراضي الاتحاد الروسي، ولكن في جميع أنحاء العالم. تقع هذه الوديعة في منطقة تومسكفي منطقة نهري أندروما وإيكسا.
تم اكتشاف رواسب الخام هنا في عام 1960 أثناء البحث عن مصادر النفط. تنتشر الوديعة على مساحة واسعة جدًا تبلغ 1600 متر مربع. متر. توجد رواسب خام الحديد على عمق 200 متر.
وخامات حديد بكار غنية بالحديد بنسبة 57%، كما أنها تحتوي على عناصر كيميائية مفيدة أخرى: الفوسفور، والذهب، والبلاتين، والبلاديوم؛ يصل حجم الحديد في خام الحديد المخصب إلى 97٪. ويقدر إجمالي احتياطي الخام في هذا المستودع بنحو 28.7 مليار طن. يتم تحسين تقنيات استخراج وتطوير الخام من سنة إلى أخرى. من المفترض أن يتم استبدال تعدين المحاجر بالتعدين من الآبار.
في إقليم كراسنويارسك، على بعد حوالي 200 كم من مدينة أباكان غربايقع مستودع خام الحديد في أباغاس. السائدة عنصر كيميائيوالذي هو جزء من الخامات المحلية هو الماجنتيت، ويكمله المسكيتوفيت، والهيماتيت، والبيريت. التكوين العامالحديد الموجود في الخام ليس كبيرًا جدًا ويبلغ 28٪. العمل النشطيجري استخراج الخام في هذا المستودع منذ الثمانينات، على الرغم من اكتشافه في عام 1933. تتكون الوديعة من جزأين: جنوبي وشمالي. يتم استخراج ما يزيد قليلاً عن 4 ملايين طن من خام الحديد في هذا المكان كل عام. ويبلغ إجمالي احتياطيات خام الحديد بمكمن عباس 73 مليون طن.
وفي خاكاسيا، بالقرب من مدينة أباظة في منطقة سايان الغربية، تم تطوير رواسب أباكان. تم اكتشافه عام 1856، ومنذ ذلك الحين يتم استخراج الخام بانتظام. خلال الفترة من 1947 إلى 1959، تم بناء مؤسسات خاصة لاستخراج وإثراء الخامات في مستودع أباكان. في البداية، تم تنفيذ التعدين طريقة مفتوحة، ثم تحول لاحقًا إلى الطريقة تحت الأرض، حيث قام ببناء عمود بطول 400 متر. الخامات المحلية غنية بالمغنتيت والبيريت والكلوريت والكالسيت والأكتينوليت والأنديسايت. وتتراوح نسبة الحديد فيها من 41.7 إلى 43.4% مع إضافة الكبريت و. ويبلغ متوسط مستوى الإنتاج السنوي 2.4 مليون طن. إجمالي المخزونالودائع تصل إلى 140 مليون طن. وتقع مراكز تعدين ومعالجة خام الحديد في أباظة ونوفوكوزنتسك وأباكان.
يشتهر شذوذ كورسك المغناطيسي بأغنى رواسب خام الحديد. هذا هو أكبر حوض حديدي في العالم كله. يوجد هنا أكثر من 200 مليار طن من الخام. وتعتبر هذه الكمية مؤشرا هاما، لأنها تمثل نصف احتياطيات خام الحديد على الكوكب بأكمله. يقع الحقل على أراضي كورسك وأوريول و مناطق بيلغورود. وتمتد حدودها على مساحة 160 ألف متر مربع. كم، بما في ذلك تسعة المركزية و المناطق الجنوبيةبلدان. تم اكتشاف الشذوذ المغناطيسي هنا منذ وقت طويل، في القرن الثامن عشر، ولكن أصبح من الممكن اكتشاف رواسب خام أكثر اتساعًا فقط في القرن الماضي.
بدأ استخراج أغنى احتياطيات خام الحديد بنشاط هنا فقط في عام 1931. ويحتوي هذا المكان على احتياطي من خام الحديد يعادل 25 مليار طن. تتراوح نسبة الحديد فيه من 32 إلى 66%. يتم التعدين في الحفرة المفتوحة وتحت الأرض. يشمل شذوذ كورسك المغناطيسي رواسب خام الحديد Prioskolskoye و Chernyanskoye.
خام الحديد هو أحد التكوينات المعدنية. ومن بين العناصر المكونة له الحديد ومركبات مختلفة. إذا كان الخام يحتوي على نسبة كبيرة من الحديد، فإنه يصنف على أنه حديد. الإنتاج الرئيسي لخام الحديد يحدث في خام الحديد المغناطيسي. وتشغل مركبات الحديد حوالي 70% منه.
احتياطيات خام الحديد في العالم
داخل المجمع الصناعي الروسي، تقع الحصة الرئيسية على تعدين الخام. بشكل عام، تساهم البلاد بما لا يزيد عن 6% من الإنتاج العالمي. في المجموعيوجد اليوم حوالي 160 مليار طن من هذه الحفرية على الكوكب. ومع الأخذ بعين الاعتبار حصة الحديد فيه، تقدر احتياطيات هذه المادة بالذات بنحو 80 مليار طن.
احتياطيات خام الحديد في مختلف البلدانالعالم كالتالي:
- روسيا والبرازيل – 18% لكل منهما.
- أستراليا – 14%.
- أوكرانيا – 10%.
- الصين – 9%.
- كندا – 8%.
- الولايات المتحدة الأمريكية - حوالي 7٪.
أما الـ 15% المتبقية فتتوزع على حصص مختلفة بين دول العالم الأخرى.
يقسم الخبراء منتجات خام الحديد إلى عدة فئات، وهي:
- مع نسبة عالية من الحديد (أكثر من 50٪ من التركيبة)؛
- الأفراد (25-49%)؛
- فقراء (أقل من 25%).
يتميز خام الحديد المغناطيسي بأعلى محتوى من الحديد. على الأراضي الروسيةوتقع احتياطياتها بشكل رئيسي في المنطقة أورال، الجبال. ويوجد هذا الخام أيضًا بكميات كبيرة في السويد وفي بعض الولايات الأمريكية.
تبلغ الاحتياطيات الحالية من الخامات المختلفة في روسيا اليوم حوالي 50 مليار طن. من حيث احتياطياتها، تحتل البلاد المرتبة الثالثة في العالم، بعد أستراليا والبرازيل فقط.
طرق التعدين الخام
الآن هناك عدة طرق أساسية لتعدين الخام. في كل حالة، يتم الاختيار بشكل فردي. عند اتخاذ القرارات، يقوم المتخصصون بتقييم عدد من العوامل، بما في ذلك الجدوى الاقتصادية لتشغيل آلات ووحدات معينة، وموقع خام الحديد وبعض العوامل الأخرى.
الطريقة المهنية
يتم تطوير الجزء الأكبر من مواقع تعدين خام الحديد باستخدام طرق التعدين المفتوحة. تفترض المرحلة الأوليةالعمل على تجهيز محجر بعمق معين (300 متر في المتوسط). بعد ذلك، يتم تضمين المعدات الأخرى في العمل. تتم إزالة كتلة الخام منه باستخدام شاحنات قلابة كبيرة.
عادة، يتم نقل الصخور على الفور إلى المؤسسات المتخصصة لمزيد من إنتاج منتجات خام الحديد، بما في ذلك الصلب.
عند إعداد المحجر هذه الطريقةللتعدين، يتم استخدام أكبر وأضخم الحفارات. بمجرد وصول العملية إلى نهايتها ووصول المعدات إلى الطبقات السفلية من كتلة الخام، يتم تحليل العينات الناتجة مباشرة قبل بدء تعدين خام الحديد. وبناء على نتائجه يتم تحديد نسبة الحديد المحددة في تركيبته.
يتم اتخاذ القرار بالبدء في تطوير واستخراج خام الحديد إذا أظهر التحليل وجود الحديد بكمية تزيد عن 57%. هذا الخيارسيكون مفيدا في من الناحية الاقتصادية. في خلاف ذلك لجنة خاصةيحل الحاجة لاستخراج هذه المواد مع الخيارات الممكنةتحسين جودة الإنتاج.
لديها الكثير من المزايا. عيبها الرئيسي هو أن تطوير واستخراج الأجسام الخام يمكن أن يتم في أعماق ضحلة.
طريقة الألغام
ومن الناحية العملية، غالبًا ما يكون الخام عميقًا جدًا. وهذا يتطلب تطوير المناجم. يصل عمقها إلى عدة مئات من الأمتار – إلى كيلومتر واحد. في البداية، يكون جذعها منظمًا، وله تشابه خارجي مع البئر.
تمتد الممرات المتخصصة من عمود المنجم. يطلق عليهم الانجرافات. هذا هو واحد من أكثر طرق فعالةتعدين الخام . وفي الوقت نفسه، فهو الأكثر تكلفة وخطورة من الناحية المالية.
بئر الإنتاج الهيدروليكي
SHD هي طريقة هيدروميكانيكية. في هذه الحالة، الإنتاج ينطوي على التنظيم بئر عميقوالتي تتضمن أنابيب مزودة بجهاز مراقبة هيدروليكي. بعد ذلك، وباستخدام تيار من الماء، تنكسر الصخرة وتتحرك للأعلى.
يتميز هذا الخيار بالكفاءة المنخفضة ولكن الأمان العالي. في الممارسة العملية، يتم استخدامه في 3٪ من الحالات.
طرق إثراء الصخور
على أية حال، فإن إجراء التخصيب يسبقه طحن المواد الخام. على المرحلة القادمةويتم الإثراء المباشر باستخدام إحدى الطرق التالية:
- فصل الجاذبية
- الفصل المغناطيسي
- التعويم.
- تقنية معقدة.
أعظم الاستخدام العمليتلقى خيار الانفصال الجاذبية. لديها تكلفة الحد الأدنى. للتنفيذ، هناك حاجة إلى آلات مثل آلة الطرد المركزي، ومنصة الاهتزاز، والدوامة.
بسبب وجود المواد الخواص المغناطيسية، يعمل خيار الفصل المغناطيسي. إنه ذو صلة في الحالات التي يكون فيها الآخرون غير فعالين.
في الممارسة العملية، غالبًا ما يكون التأثير المعقد على الخام مطلوبًا من خلال عدة طرق إثراء في وقت واحد.
فيديو: خامات الحديد في جبال الأورال
لقد تعلمت البشرية، وفقًا لعلماء الآثار، معالجة خام الحديد وتصنيع منتجات مختلفة منه منذ عام 3000 قبل الميلاد.
في دول مختلفةتم معالجة خام الحديد باستخدام تقنيات معقدة، وعلى مر القرون تحسن الناس فقط في معالجتها وتزويرها. مع مرور الوقت، زاد إنتاج خام الحديد، وزاد إنتاج المنتجات عالية الجودة إلى هذا المستوى الذي أصبح متاحا للجميع.
في كل مرحلة زمنية، استخدمت البشرية خامات الحديد التي يمكن معالجتها بمنفعة اقتصادية باستخدام معدات ذلك الوقت: في الألفية الأولى، تمت معالجة الخامات التي تحتوي على محتوى حديد لا يقل عن 80-90٪ على الأقل. ولكن كلما أصبحت تكنولوجيا وأساليب تعدين خام الحديد أكثر تقدما، كلما زاد استخدام خامات الحديد الفقيرة.
في العالم الحديثالصناعات التي يوجد بها خام الحديد الاستخدام الدائم- إنتاج الصلب وصهر الحديد وإنتاج السبائك الحديدية والأنابيب.
حاليًا، يتم تقسيم جميع رواسب خام الحديد وفقًا لدرجة محتوى الحديد إلى غنية (57٪ محتوى حديد في إجمالي كتلة الخام) وفقيرة (26٪ على الأقل). وينقسم خام الحديد نفسه إلى عادي (خام ملبد)، ويكون محتواه من الحديد عند مستوى متوسط، والكريات هي الكتلة المحتوية على الحديد الخام، والخام المنفصل ذو المحتوى الأقل من الحديد في الكتلة الكلية.
ل نوع خاصيمكن تصنيف الخام على أنه خام حديد مغناطيسي يحتوي على 70% من أكسيد الحديد وأكسيد الحديدوز. منطقة التعدين لخام الحديد هذا في روسيا هي جبال الأورال وبلاغودات وماغنيتنايا.
النرويج والسويد لديها أيضا مثل هذه الودائع. في الولايات المتحدة الأمريكية، يتم استخراج خام الحديد المغناطيسي في ولاية بنسلفانيا، ولكن تم بالفعل تطوير أفضل الرواسب لاستخراج خام الحديد في هذا البلد، مما يترك رواسب ذات محتوى خام عادي (يصل إلى 40-50٪)، نفس الوضع في رواسب أوكرانيا وروسيا.
ولهذا السبب، يتعين على العديد من البلدان الرائدة في إنتاج خام الحديد أن تعمل باستمرار على تحسين تقنيات معالجة المواد الخام. الودائع الغنية في السنوات الاخيرةتوجد فقط في أستراليا، وتوجد في كندا والمكسيك. وفي الوقت نفسه، فإن أمريكا الشمالية وأوروبا الغربية أدنى من إجمالي إنتاج خام الحديد من أستراليا، التي كانت رائدة في إنتاج خام الحديد لعدة سنوات.
اضطرت دول مثل ألمانيا وبريطانيا العظمى وبلجيكا إلى التخلي عن تطوير رواسبها الخاصة، لأن المواد الخام المستخرجة هناك تنتمي إلى المجموعة الثالثة ومعالجتها الإضافية مكلفة للغاية. في هذه البلدان، تم إجراء تعدين خام الحديد باستخدام تعدين الحفرة المفتوحة. بادئ ذي بدء، مع مثل هذا التطور للودائع الضعيفة، أضرار كبيرة بيئةلأنه مقابل كل طن من الحديد النقي المستخرج هناك عشرات الأطنان من النفايات الصناعية.
تكنولوجيا تعدين خام الحديد
في المحجر الذي توجد فيه طبقة من صخور خام الحديد على عمق ضحل، يتم حفر الطبقات العليا من التربة إلى عمق حوالي 500 متر. بعد الطبقة العليابعد إزالته، يتم اختيار الخام باستخدام معدات خاصة ونقله من المحجر إلى مصانع المعالجة. يتم تقليل الفوائد الاقتصادية للمنتجين في هذه البلدان بسبب جودة منخفضةخام يتطلب إثراء. وهذا يستلزم إضافية نفقات ماليةوالحاجة إلى تنفيذ إجراءات ترميم باهظة الثمن في موقع التطوير تجعل استخراج هذه المعادن غير مربح.
ونتيجة لذلك، كانت دول مثل فرنسا وألمانيا من بين الدول العشر الأولى التي تستورد خام الحديد ومنتجات المعالجة الأولية لسنوات عديدة. تتم الإمدادات بشكل رئيسي من الدول الآسيوية، وكذلك روسيا.
الهند لديها ودائع غنية في الدول الآسيوية. في أمريكا الجنوبية، المكان الرئيسي لتعدين خام الحديد هو البرازيل، التي لديها رواسب خام الحديد بنسبة 60٪ من خام الحديد وتقوم بتطوير مؤسسات متخصصة بنجاح.
إن جمهورية الصين الشعبية، على الرغم من حقيقة أن لديها، وفقا للخبراء، رواسب كبيرة، ولكن سيئة، لا تزال تعالج هذا الخام. وفي عام 2009، كانت الصين الرائدة في صادرات خام الحديد. في إجمالي الإنتاج العالمي من خام الحديد، تمثل هذه الدولة ثلث جميع المواد الخام. مقارنة بمنتصف القرن العشرين، تحول الإنتاج الرئيسي للخام المستخدم في صناعة المعادن الحديدية من أوروبا الغربيةإلى آسيا وأمريكا الجنوبية و أوروبا الشرقية. وتمثل الدول الآسيوية حاليًا حوالي 55٪ من إجمالي الإنتاج.
وفي الوقت نفسه، فإن حاجة الصناعة لإنتاج خام الحديد في جميع أنحاء العالم تتزايد من سنة إلى أخرى. بعض الدول ذات السيارات المتقدمة و الإنتاج الصناعي، مثل اليابان وكوريا الجنوبية ليس لديهم ودائع خاصة بهم. ولهذا السبب، يصبح من المهم إدخال تقنيات جديدة لتقليل التكاليف الاقتصادية في استخراج المواد الخام لخام الحديد. تبحث دول العالم التي لديها احتياطيات كبيرة من رواسب خام الحديد عن تقنيات جديدة لإثراء المواد الخام المستخرجة.
واليوم، تمتلك حوالي 100 دولة رواسب المواد الخام التي من المحتمل أن تكون جاهزة للتطوير. أمريكا (الشمال والجنوب) تمثل حوالي 267 مليار طن، روسيا - 100 مليار طن، الدول الآسيوية لديها احتياطيات قدرها 110 مليار طن، أستراليا وأوقيانوسيا (معا) - 82، أفريقيا لديها حوالي 50 مليار طن، في أوروبا - 56 مليار طن.
وفي الوقت نفسه، من حيث محتوى الحديد في الخام، تمتلك البرازيل وروسيا نفس النسبة من الاحتياطيات العالمية. وتمتلك كل من هذه الدول 18% من الاحتياطيات. المركز الثالث في هذا الترتيب ينتمي إلى أستراليا بنسبة 14٪، والمركز الرابع تحتله أوكرانيا - 11٪، والصين لديها احتياطيات قدرها 9٪، والهند - 5٪. تمتلك الولايات المتحدة أصغر احتياطي من محتوى الحديد في الخام بين مطوري الودائع النشطة الحاليين، فقط 3٪.
تتم معالجة المواد الخام طرق مختلفة: دول أوروبا الغربية والولايات المتحدة الأمريكية، بفضل الأساليب العلمية والتقنية الجديدة لإثراء المواد الخام الرديئة، تحقق المنتج النهائي أفضل جودة. فهي تقوم بتجميع المواد الخام، ولكن ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أن هذه المواد الخام لا يمكن نقلها ويجب معالجتها في السوق المحلية.
وفي مسألة تعدين خام الحديد، فإن الدول المستفيدة هي الدول المنتجة التي تصدر كريات خام الحديد، ولا تختلف تقنيات التعدين عن التقنيات المقبولة عمومًا، ولكن المواد الخام تخضع للمعالجة المسبقة. من السهل نقل كريات خام الحديد ومن ثم إلى الموقع، فهي مادة خام، وذلك بفضل التقنيات الحديثةيتم اختزاله بسهولة إلى حديد نقي ويدخل في عملية صناعية أخرى.
يتراوح محتوى الحديد في الخامات الصناعية من 16 إلى 72%. تشمل الشوائب المفيدة Ni، Co، Mn، W، Mo، Cr، V، وما إلى ذلك، والشوائب الضارة تشمل S، R، Zn، Pb، As، Cu. وفقا للنشأة، يتم تقسيم خامات الحديد إلى و (انظر الخريطة).
خامات الحديد الأساسية
يتم تصنيف الأنواع الصناعية من خامات الحديد حسب المعدن الخام السائد. تتكون خامات المغنتيت من المغنتيت (أحيانًا مغنيسيوم - ماغنتيت، وغالبًا ما يتم تحويله إلى الهيماتيت في عملية الأكسدة). وهي أكثر ما يميز رواسب الكربوناتيت والسكارن والحرارية المائية. يتم استخراج الأباتيت والبادليت في وقت واحد من رواسب الكربوناتيت، ويتم استخراج البيريت المحتوي على الكوبالت وكبريتيدات المعادن غير الحديدية من رواسب السكرن. هناك نوع خاص من خامات الماجنتيت عبارة عن خامات تيتانوماجنيتيت معقدة (Fe-Ti-V) من رواسب الصهارة. خامات الهيماتيت، التي تتكون أساسًا من الهيماتيت، وبدرجة أقل، المغنتيت، شائعة في القشرة التجوية للكوارتزات الحديدية (خامات المارتيت)، في خامات السكارن، والحرارية المائية، والرسوبية البركانية. تحتوي خامات الهيماتيت الغنية على 55-65% Fe وما يصل إلى 15-18% Mn. تنقسم خامات السدريت إلى خامات السدريت البلورية وخامات الحديد الصاري الطيني؛ غالبًا ما يكونون مغنيسيوم (ماجنوسيدريت). توجد في الرواسب الحرارية المائية والرسوبية والبركانية الرسوبية. متوسط محتوى الحديد فيها هو 30-35%. بعد تحميص خامات السدريت، نتيجة لإزالة ثاني أكسيد الكربون، يتم الحصول على مركزات أكسيد الحديد المسامية الدقيقة التي تحتوي على 1-2٪، وأحيانًا تصل إلى 10٪ من المنغنيز. وفي منطقة الأكسدة تتحول خامات السدريت إلى خامات الحديد البني. تتكون خامات حديد السيليكات من كلوريت حديدي (، لبتوكلوريت، إلخ)، مصحوبة بهيدروكسيدات الحديد في بعض الأحيان. أنها تشكل الرواسب الرسوبية. متوسط محتوى الحديد فيها هو 25-40%. خليط الكبريت ضئيل والفوسفور يصل إلى 1٪. غالبًا ما يكون لديهم نسيج زيتي. وفي القشرة التجوية، تتحول إلى خامات حديد بنية، وأحيانًا حمراء (هيدروهيماتيت). تتكون خامات الحديد البني من هيدروكسيدات الحديد، وغالبًا ما تكون هيدروجويتيت. وهي تشكل رواسب رسوبية (بحرية وقارية) ورواسب القشرة الجوية. غالبًا ما تحتوي الخامات الرسوبية على نسيج زيتي. متوسط محتوى الحديد في الخامات هو 30-35%. تحتوي خامات الحديد البني في بعض الرواسب (باكالسكوي في CCCP، بلباو في إسبانيا، إلخ) على ما يصل إلى 1-2٪ من المنغنيز أو أكثر. تحتوي خامات الحديد البني المخلوطة بشكل طبيعي، والتي تتشكل في القشور التجوية للصخور فوق المافية، على 32-48٪ Fe، وما يصل إلى 1٪ Ni، وما يصل إلى 2٪ Cr، ومئات من المئة Co، V. من هذه الخامات، يتم صب النيكل والكروم يتم صهر الحديد والفولاذ منخفض السبائك بدون إضافات. (، حديدي) - فقير ومتوسط في محتوى الحديد (12-36٪) خامات الحديد المتحولة، المكونة من طبقات رقيقة متناوبة من الكوارتز والماجنتيت والهيماتيت والماجنتيت والهيماتيت والسدريت، في أماكن بها خليط من السيليكات والكربونات. تتميز بمحتوى منخفض من الشوائب الضارة (S و R - جزء من مائة من المائة). عادةً ما تحتوي الرواسب من هذا النوع على احتياطيات خام فريدة (أكثر من 10 مليار طن) أو كبيرة (أكثر من 1 مليار طن). في القشرة التجوية، يتم حمل السيليكا بعيدًا، وتظهر رواسب كبيرة من خامات الهيماتيت-مارتيت الغنية.
تم العثور على أكبر الاحتياطيات وأحجام الإنتاج في الكوارتزيت الحديدي في عصر ما قبل الكمبري، وخامات الحديد الغنية المتكونة منها هي خامات الحديد البني الرسوبية، بالإضافة إلى خامات السكارن، والحرارية المائية، وخامات المغنتيت الكربونية.
إثراء خام الحديد
هناك خامات غنية (أكثر من 50% حديد) وفقيرة (أقل من 25% حديد) تتطلب ذلك. للتوصيف النوعي للخامات الغنية مهميحتوي على محتوى ونسبة الشوائب غير المعدنية (مكونات تشكيل الخبث)، معبرًا عنها بمعامل القاعدة ووحدة السيليكون. بناءً على حجم معامل القاعدية (نسبة مجموع محتويات أكاسيد الكالسيوم والمغنيسيوم إلى مجموع السيليكون وأكاسيده) تنقسم خامات الحديد ومركزاتها إلى حمضية (أقل من 0.7) وتدفق ذاتي (0.7). -1.1) والأساسية (أكثر من 1.1). تعتبر الخامات ذاتية التدفق هي الأفضل: فالخامات الحمضية، مقارنة بالخامات الأساسية، تتطلب إدخال كمية متزايدة من الحجر الجيري (التدفق) في شحنة الفرن العالي. وفقا لمعامل السيليكون (نسبة محتوى أكسيد السيليكون إلى أكسيد الألومنيوم)، يقتصر استخدام خامات الحديد على أنواع الخامات ذات المعامل أقل من 2. وتشمل الخامات منخفضة الدرجة التي تتطلب إثراء تيتانوماغنيتيت، وأكسيد الحديد الأسود، وأكسيد الحديد الأسود. الكوارتزيت مع محتوى الحديد المغنتيت أكثر من 10-20٪؛ المارتيت والهيماتيت والهيماتيت الكوارتز مع محتوى الحديد أكثر من 30٪؛ خامات السدريت والهيدروجويثيت والهيدروجويثيت-لبتوكلوريت بمحتوى حديد يزيد عن 25%. الحد الأدنى لإجمالي محتويات الحديد والماجنتيت لكل رواسب، مع الأخذ بعين الاعتبار حجمها وتعدينها ظروف اقتصاديةمثبتة بواسطة تكييف الهواء.
تنقسم الخامات التي تتطلب إثراء إلى خامات سهلة الاستفادة وأخرى صعبة الاستفادة، وذلك يعتمد على تركيبها المعدني وخصائصها التركيبية والهيكلية. تشمل الخامات سهلة المعالجة خامات الماجنتيت وكوارتز المغنتيت، وتشمل الخامات صعبة المعالجة خامات الحديد التي يرتبط فيها الحديد بتكوينات بلورية وغروية، عند سحقها، لا يمكن الكشف عن المعادن الخام نظرًا لصغر حجمها للغاية والنمو الدقيق مع المعادن غير المعدنية. يتم تحديد اختيار أساليب التخصيب التركيب المعدنيالخامات وخصائصها التركيبية والهيكلية وكذلك طبيعتها المعادن اللافلزيةوالخصائص الفيزيائية والميكانيكية للخامات. يتم إثراء خامات المغنتيت مغناطيسيا. يضمن استخدام الفصل المغناطيسي الجاف والرطب إنتاج مركزات عالية الجودة حتى مع وجود محتوى حديد منخفض نسبيًا في الخام الأصلي. إذا كانت هناك محتويات تجارية من الهيماتيت في الخامات، إلى جانب المغنتيت، يتم استخدام طرق التعويم المغناطيسي (للخامات المنتشرة جيدًا) أو طرق التخصيب بالجاذبية المغناطيسية (للخامات المنتشرة بشكل خشن). إذا كانت خامات الماجنتيت تحتوي على كميات صناعية من الأباتيت أو الكبريتيدات والنحاس والزنك ومعادن البورون وغيرها، فإنه يتم استخدام التعويم لاستخراجها من مخلفات الفصل المغناطيسي. تتضمن مخططات التخصيب لخامات تيتانوماغنيتيت وإلمينيت-تيتانيوم ماغنيتيت فصلًا مغناطيسيًا رطبًا متعدد المراحل. من أجل فصل الإلمنيت إلى مركز التيتانيوم، يتم إثراء نفايات الفصل المغناطيسي الرطب عن طريق التعويم أو الجاذبية، يليها الفصل المغناطيسي في مجال عالي الكثافة.
تشمل مخططات إثراء الكوارتزيت المغنتيت التكسير والطحن والإثراء المغناطيسي مجال ضعيف. يمكن إجراء إثراء الكوارتزيتات الحديدية المؤكسدة مغناطيسيًا (في مجال قوي)، طرق التحميص والمغناطيسية والتعويم. لإثراء خامات الحديد البني الهيدروجويتيت-ليبتوكلوريت، يتم استخدام طريقة الجاذبية أو الجاذبية المغناطيسية (في مجال قوي) أيضًا لإثراء هذه الخامات باستخدام طريقة التحميص المغناطيسي. يتم إثراء هيدروجويثيت الطين وخامات (الصخور) بالغسيل. عادة ما يتم تحقيق إثراء خامات السيديريت عن طريق التحميص. عند معالجة الكوارتزيت الحديدي وخامات سكارن-مغنتيت، عادة ما يتم الحصول على مركزات بمحتوى الحديد بنسبة 62-66٪؛ في مركزات مكيفة للفصل المغناطيسي الرطب من خامات الحديد الأباتيت والمغنتيت والمغنتيت بنسبة 62-64٪ على الأقل ؛ بالنسبة للمعالجة المعدنية الكهربائية، يتم إنتاج المركزات بمحتوى Fe لا يقل عن 69.5%، وSiO 2 لا يزيد عن 2.5%. تعتبر مركزات الجاذبية وإثراء الجاذبية المغناطيسية لخامات الحديد البني الزيتي قياسية بمحتوى الحديد بنسبة 48-49٪؛ ومع تحسن طرق التخصيب، تزداد الحاجة إلى المركزات من الخامات.
تستخدم معظم خامات الحديد لصهر الحديد. تعمل كمية صغيرة بمثابة دهانات طبيعية (مغرة) وعوامل ترجيح لمحاليل طين الحفر.
احتياطيات خام الحديد
من حيث احتياطيات خام الحديد (الميزانية العمومية - أكثر من 100 مليار طن)، تحتل CCCP المرتبة الأولى في العالم. وتتركز أكبر احتياطيات خام الحديد في CCCP في أوكرانيا، في المناطق الوسطىجمهورية روسيا الاتحادية الاشتراكية السوفياتية، في شمال كازاخستان، في جبال الأورال، في غرب وشرق سيبيريا. من إجمالي الاحتياطيات المستكشفة من خامات الحديد، 15% غنية ولا تحتاج إلى تخصيب، و67% يتم تخصيبها باستخدام دوائر مغناطيسية بسيطة، و18% تحتاج إلى تخصيب. أساليب معقدةتخصيب.
تمتلك KHP وكوريا الشمالية وCPB احتياطيات كبيرة من خام الحديد تكفي لتطوير منتجاتها الخاصة المعادن الحديدية. أنظر أيضا