El mineral es la principal materia prima de la industria metalúrgica mundial.
Las economías de diferentes países dependen en gran medida del mercado de este mineral, por lo que el desarrollo de minas está recibiendo cada vez más atención en todo el mundo.
Los minerales son rocas que se utilizan para procesar y extraer los metales que contienen. Los tipos de estos minerales difieren en origen, contenido químico, concentración de metales e impurezas. La composición química del mineral contiene varios óxidos, hidróxidos y sales de hierro de dióxido de carbono.
Propiedades del mineral
El hierro es un elemento químico común en la naturaleza. Su contenido en la corteza terrestre es de aproximadamente el 4,2%. Pero en su forma pura casi nunca se encuentra, más a menudo en forma de compuestos: en óxidos, carbonatos de hierro, sales, etc.
El mineral de hierro es una combinación de minerales con una cantidad importante de hierro. En la economía nacional se considera económicamente viable el uso de minerales que contengan más del 55% de este elemento.
Qué se fabrica a partir del mineral
La industria del mineral de hierro es una industria metalúrgica que se especializa en la extracción y procesamiento del mineral de hierro. El objetivo principal de este material hoy en día es la producción de hierro fundido y acero.
Todos los productos elaborados a partir de hierro se pueden dividir en grupos:
- Arrabio con alta concentración de carbono (superior al 2%).
- Hierro fundido.
- Lingotes de acero para la producción de productos laminados, hormigón armado y tubos de acero.
- Ferroaleaciones para la fabricación de acero.
¿Qué se necesita?
El material se utiliza para fundir hierro y acero. Hoy en día prácticamente no existe ningún sector industrial que pueda prescindir de estos materiales.
El hierro fundido es una aleación de carbono y hierro con manganeso, azufre, silicio y fósforo. El arrabio se produce en altos hornos, donde el mineral se separa de los óxidos de hierro a altas temperaturas. Casi el 90% del hierro fundido resultante es marginal y se utiliza en la fundición de acero.
Se utilizan varias tecnologías:
- fusión por haz de electrones para obtener material puro de alta calidad;
- tratamiento al vacío;
- electrofusión de escorias;
- refinado de acero (eliminación de impurezas nocivas).
La diferencia entre acero y hierro fundido es la concentración mínima de impurezas. Para la purificación se utiliza la fundición oxidativa en hornos de hogar abierto.
El acero de la más alta calidad se funde en hornos de inducción eléctricos a temperaturas extremadamente altas.
Qué tipos de minerales hay
El mineral se diferencia en la concentración del elemento que contiene. Puede ser enriquecido (con una concentración del 55%) y pobre (a partir del 26%). Es aconsejable utilizar minerales de baja ley en la producción solo después del enriquecimiento.
Según su origen, se distinguen los siguientes tipos de minerales:
- Magmatogénico (endógeno): se forma bajo la influencia de altas temperaturas;
- Superficial: restos asentados del elemento en el fondo de las cuencas marinas;
- Metamorfogénico: obtenido bajo la influencia de una presión extremadamente alta.
Principales compuestos minerales que contienen hierro:
- Hematita (mineral de hierro rojo). La fuente más valiosa de hierro con un contenido de elementos del 70% y con una concentración mínima de impurezas nocivas.
- Magnetita. Un elemento químico con un contenido de metal del 72% tiene altas propiedades magnéticas y se extrae de minerales de hierro magnéticos.
- Siderita (carbonato de hierro). Hay un alto contenido de roca estéril, el hierro en sí es aproximadamente del 45 al 48%.
- Minerales de hierro marrones. Grupo de óxidos acuosos con bajo porcentaje de hierro, con mezclas de manganeso y fósforo. Un elemento con tales propiedades se caracteriza por una buena capacidad de restauración y una estructura porosa.
¿Cómo se ve el mineral?
El tipo de material depende de su composición y del contenido de impurezas adicionales. El mineral de hierro rojo más común, con un alto porcentaje de hierro, se puede encontrar en diferentes estados, desde muy denso hasta polvoriento.
Los minerales de hierro pardos tienen una estructura suelta, ligeramente porosa, de color marrón o amarillento. Un elemento de este tipo a menudo requiere enriquecimiento, pero se transforma fácilmente en mineral (de él se obtiene hierro fundido de alta calidad).
Los minerales de hierro magnéticos tienen una estructura densa y granular, y parecen cristales incrustados en la roca. El color del mineral es característico negro-azul.
Cómo se extrae el mineral
La extracción de mineral de hierro es un proceso técnico complejo que implica sumergirse en las entrañas de la tierra en busca de minerales. Hoy en día, existen dos métodos de extracción de minerales: abierto y cerrado.
Extracción de mineral por método a cielo abierto
Abierto (método de cantera) es una opción común y más segura en comparación con la tecnología cerrada. El método es relevante para los casos en los que no hay rocas duras en el área de trabajo y no hay áreas pobladas o sistemas de servicios públicos cercanos.
Primero se excava una cantera de hasta 350 metros de profundidad, después de lo cual se recoge el hierro y se extrae del fondo mediante grandes máquinas. Después de la extracción, el material se envía en locomotoras diésel a las fábricas de acero y hierro.
Las canteras se excavan con excavadoras, pero este proceso lleva mucho tiempo. Tan pronto como la máquina llega a la primera capa de la mina, el material se somete a un examen para determinar el porcentaje de contenido de hierro y la viabilidad de trabajos posteriores (si el porcentaje es superior al 55%, se continúa el trabajo en esta área).
Método de minería cerrada
La extracción de minerales en mina (cerrada) se utiliza solo si se planea mantener la integridad del paisaje en el área donde se extraen los depósitos de mineral.
Este método también es relevante para trabajar en zonas montañosas. En este caso, se crea una red de túneles bajo tierra, lo que genera costos adicionales: la construcción de la propia mina y el complejo transporte de metal a la superficie. El principal inconveniente es el alto riesgo para la vida de los trabajadores: la mina puede colapsar y bloquear el acceso a la superficie.
Países ricos en minerales
La extracción de mineral de hierro es una de las principales áreas del complejo económico de la Federación de Rusia. Pero a pesar de esto, la participación de Rusia en la producción mundial de mineral es sólo del 5,6%. Las reservas mundiales ascienden a unos 160 mil millones de toneladas. El volumen de hierro puro alcanza los 80 mil millones de toneladas.
La distribución de minerales por país es la siguiente:
- Rusia: 18%;
- Brasil – 18%;
- Australia: 13%;
- Ucrania – 11%;
- China: 9%;
- Canadá: 8%;
- Estados Unidos: 7%;
- otros países: 15 %.
En Suecia (las ciudades de Falun y Gellivar) se han observado importantes depósitos de mineral de hierro. En Estados Unidos, se descubrió una gran cantidad de mineral en el estado de Pensilvania. En Noruega, el metal se extrae en Persberg y Arendali.
La anomalía magnética de Kursk es un gran depósito de mineral de hierro en la Federación de Rusia y en el mundo, en el que el volumen de metal sin refinar alcanza los 30.000 millones de toneladas.
Anomalía magnética de Kursk
El área de las minas de la península de Kola es de 115.000 kilómetros cuadrados. Aquí se extraen minerales de hierro, níquel, cobre, cobalto y apatitas.
Los Montes Urales también se encuentran entre los depósitos de mineral más grandes de la Federación de Rusia. La principal zona de desarrollo es Kachkanar. El volumen de minerales es de 7000 millones de toneladas.
El metal se extrae en pequeñas cantidades en la cuenca de Siberia Occidental, Jakasia, la cuenca de Kerch, Zabaikalsk y la región de Irkutsk.
