Minerai : types, comment ils sont extraits, principaux pays dans l’extraction de minerai

Minerai : types, comment ils sont extraits, principaux pays dans l’extraction de minerai
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Le minerai est la principale matière première de l’industrie métallurgique mondiale.

Les économies des différents pays dépendent en grande partie du marché de ce minéral, c’est pourquoi le développement des mines fait l’objet d’une attention croissante partout dans le monde.

Les minerais sont des roches utilisées pour traiter et extraire les métaux qu’ils contiennent. Les types de ces minéraux diffèrent par leur origine, leur contenu chimique, leur concentration en métaux et en impuretés. La composition chimique du minerai contient divers oxydes, hydroxydes et sels de dioxyde de carbone de fer.

Le minerai est recherché à la ferme depuis l’Antiquité. Les archéologues ont pu découvrir que la production des premiers objets en fer remonte au IIe siècle avant JC. Ce matériau a été utilisé pour la première fois par les habitants de la Mésopotamie.

Propriétés du minerai

Le Fer est un élément chimique courant dans la nature. Son contenu dans la croûte terrestre est d’environ 4,2 %. Mais sous sa forme pure, on ne le trouve presque jamais, le plus souvent sous forme de composés – dans des oxydes, des carbonates de fer, des sels, etc.

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Le minerai de fer est une combinaison de minéraux contenant une quantité importante de fer. Dans l’économie nationale, l’utilisation de minerais contenant plus de 55 % de cet élément est considérée comme économiquement réalisable.

Qu’est-ce qui est fabriqué à partir du minerai

L’industrie du minerai de fer est une industrie métallurgique spécialisée dans l’extraction et le traitement du minerai de fer. Aujourd’hui, l’objectif principal de ce matériau est la production de fonte et d’acier.

Tous les produits à base de fer peuvent être divisés en groupes :

  • Fonte brute à forte concentration en carbone (supérieure à 2 %).
  • Fonte.
  • Lingots d’acier pour la production de produits laminés, de béton armé et de tubes en acier.
  • Ferroalliages pour la fabrication de l’acier.
Minerai de cuivre : propriétés, application, exploitation minière
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De quel minerai est-il nécessaire

Le matériau est utilisé pour la fusion du fer et de l’acier. Aujourd’hui, pratiquement aucun secteur industriel ne peut se passer de ces matériaux.

La fonte est un alliage de carbone et de fer avec du manganèse, du soufre, du silicium et du phosphore. La fonte brute est produite dans des hauts fourneaux, où le minerai est séparé des oxydes de fer à haute température. Près de 90 % de la fonte produite est marginale et est utilisée dans la fusion de l’acier.

Différentes technologies sont utilisées :

  • fusion par faisceau d’électrons pour obtenir un matériau pur de haute qualité ;
  • traitement sous vide ;
  • refusion sous laitier électrique ;
  • affinage de l’acier (élimination des impuretés nocives).

La différence entre l’acier et la fonte réside dans la concentration minimale d’impuretés. La fusion oxydative dans des fours à sole ouverte est utilisée pour la purification.

L’acier de la plus haute qualité est fondu dans des fours électriques à induction à des températures extrêmement élevées.

Quels types de minerais existe-t-il

Le minerai diffère par la concentration de l’élément qu’il contient. Il peut être enrichi (avec une concentration de 55%) et pauvre (à partir de 26%). Il est conseillé d’utiliser des minerais à faible teneur en production uniquement après enrichissement.

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En fonction de leur origine, on distingue les types de minerais suivants :

  • Magmatogène (endogène) – formé sous l’influence d’une température élevée ;
  • Superficiel : restes déposés de l’élément au fond des bassins marins ;
  • Métamorphogène : obtenu sous l’influence d’une pression extrêmement élevée.

Principaux composés minéraux contenant du fer :

  • Hématite (minerai de fer rouge). La source de fer la plus précieuse avec une teneur en éléments de 70 % et avec une concentration minimale d’impuretés nocives.
  • Magnétite. Un élément chimique avec une teneur en métal de 72 % possède des propriétés magnétiques élevées et est extrait de minerais de fer magnétiques.
  • Sidérite (carbonate de fer). Il y a une teneur élevée en stériles, le fer lui-même est d’environ 45 à 48 %.
  • Miners de fer brun. Un groupe d’oxydes aqueux avec un faible pourcentage de fer, avec des mélanges de manganèse et de phosphore. Un élément doté de telles propriétés se caractérise par une bonne restaurabilité et une structure poreuse.

À quoi ressemble le minerai

Le type de matériau dépend de sa composition et de la teneur en impuretés supplémentaires. Le minerai de fer rouge le plus courant avec un pourcentage élevé de fer peut être trouvé dans différents états – de très dense à poussiéreux.

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Les minerais de fer bruns ont une structure lâche et légèrement poreuse de couleur brune ou jaunâtre. Un tel élément nécessite souvent un enrichissement, mais est facilement transformé en minerai (on en obtient de la fonte de haute qualité).

Les minerais de fer magnétiques ont une structure dense et granuleuse, ressemblant à des cristaux incrustés dans la roche. La couleur du minerai est bleu-noir caractéristique.

Comment le minerai est extrait

L’extraction du minerai de fer est un processus technique complexe qui consiste à plonger dans les entrailles de la terre à la recherche de minéraux. Aujourd’hui, il existe deux méthodes d’extraction du minerai : ouverte et fermée.

Extraction du minerai par la méthode à ciel ouvert

L’ouverture (méthode de carrière) est une option courante et la plus sûre par rapport à la technologie fermée. La méthode est pertinente dans les cas où il n’y a pas de roches dures dans la zone de travail et où il n’y a pas de zones peuplées ou de systèmes publics à proximité.

Tout d’abord, une carrière jusqu’à 350 mètres de profondeur est creusée, après quoi le fer est collecté et extrait du fond par de grandes machines. Après extraction, le matériau est envoyé sur des locomotives diesel vers les usines sidérurgiques et sidérurgiques.

Minerai de fer – la base de l’industrie moderne
Minerai de fer – la base de l’industrie moderne

Les carrières sont creusées à l’aide d’excavatrices, mais ce processus prend beaucoup de temps. Dès que la machine atteint la première couche de la mine, le matériau est soumis à un examen pour déterminer le pourcentage de teneur en fer et la faisabilité de travaux ultérieurs (si le pourcentage est supérieur à 55 %, les travaux dans cette zone se poursuivent).

Par rapport à la méthode fermée, l’exploitation minière dans les carrières coûte deux fois moins cher. Cette technologie ne nécessite pas la construction de mines ni la création de tunnels. Dans le même temps, l’efficacité du travail à ciel ouvert est plusieurs fois supérieure et la perte de matériau est cinq fois moindre.

Méthode d’extraction fermée

L’exploitation minière (fermée) du minerai n’est utilisée que si elle est prévue pour maintenir l’intégrité du paysage dans la zone où les gisements de minerai sont exploités.

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Cette méthode est également pertinente pour les travaux en zones montagneuses. Dans ce cas, un réseau de tunnels est créé sous terre, ce qui entraîne des coûts supplémentaires – la construction de la mine elle-même et le transport complexe du métal vers la surface. Le principal inconvénient est le risque élevé pour la vie des travailleurs : la mine peut s’effondrer et bloquer l’accès à la surface.

Pays riches en minerais

L’exploitation du minerai de fer est l’un des principaux domaines du complexe économique de la Fédération de Russie. Malgré cela, la part de la Russie dans la production mondiale de minerai n’est que de 5,6 %. Les réserves mondiales s’élèvent à environ 160 milliards de tonnes. Le volume de fer pur atteint 80 milliards de tonnes.

La répartition des minéraux par pays est la suivante :

  • Russie : 18 % ;
  • Brésil : 18 % ;
  • Australie : 13 % ;
  • Ukraine : 11 % ;
  • Chine : 9 % ;
  • Canada – 8 % ;
  • États-Unis – 7 % ;
  • autres pays : 15 %.

D’importants gisements de minerai de fer ont été relevés en Suède (villes de Falun et Gellivar). En Amérique, une grande quantité de minerai a été découverte dans l’État de Pennsylvanie. En Norvège, le métal est extrait à Persberg et Arendali.

L’anomalie magnétique de Koursk est un important gisement de minerai de fer en Fédération de Russie et dans le monde, dans lequel le volume de métal non raffiné atteint 30 milliards de tonnes.

Anomalie magnétique de Koursk

Les analystes notent que l’ampleur de l’extraction minière dans les mines de KMA se poursuivra jusqu’en 2020 et qu’il y aura un déclin à l’avenir.

La superficie des mines de la péninsule de Kola est de 115 000 m². Des minerais de fer, de nickel, de cuivre, de cobalt et d’apatites y sont extraits.

Les montagnes de l’Oural comptent également parmi les plus grands gisements de minerai de la Fédération de Russie. La principale zone de développement est Kachkanar. Le volume de minerais est de 7 milliards de tonnes.

Le métal est extrait en plus petites quantités dans le bassin de Sibérie occidentale, en Khakassie, dans le bassin de Kertch, à Zabaïkalsk et dans la région d’Irkoutsk.