अयस्क: प्रकार, उनका खनन कैसे किया जाता है, अयस्क खनन में अग्रणी देश

अयस्क: प्रकार, उनका खनन कैसे किया जाता है, अयस्क खनन में अग्रणी देश
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अयस्क वैश्विक धातुकर्म उद्योग के लिए मुख्य कच्चा माल है।

विभिन्न देशों की अर्थव्यवस्थाएँ काफी हद तक इस खनिज के बाज़ार पर निर्भर करती हैं, यही कारण है कि दुनिया भर में खदानों के विकास पर अधिक ध्यान दिया जा रहा है।

अयस्क चट्टानें हैं जिनका उपयोग उनमें मौजूद धातुओं के प्रसंस्करण और निष्कर्षण के लिए किया जाता है। इन खनिजों के प्रकार उत्पत्ति, रासायनिक सामग्री, धातुओं की सांद्रता और अशुद्धियों में भिन्न होते हैं। अयस्क की रासायनिक संरचना में लोहे के विभिन्न ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड लवण होते हैं।

अयस्क की प्राचीन काल से ही फार्म में मांग रही है। पुरातत्वविद् यह पता लगाने में सक्षम थे कि पहली लोहे की वस्तुओं का उत्पादन ईसा पूर्व दूसरी शताब्दी में हुआ था। इस सामग्री का उपयोग सबसे पहले मेसोपोटामिया के निवासियों द्वारा किया गया था।

अयस्क गुण

लोहा प्रकृति में एक सामान्य रासायनिक तत्व है। पृथ्वी की पपड़ी में इसकी सामग्री लगभग 4.2% है। लेकिन अपने शुद्ध रूप में यह लगभग कभी नहीं पाया जाता है, अधिकतर यौगिकों के रूप में – ऑक्साइड, आयरन कार्बोनेट, लवण आदि में।

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लौह अयस्क महत्वपूर्ण मात्रा में लौह के साथ खनिजों का एक संयोजन है। राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में 55% से अधिक इस तत्व वाले अयस्कों का उपयोग आर्थिक रूप से व्यवहार्य माना जाता है।

अयस्क से क्या बनता है

लौह अयस्क उद्योग एक धातुकर्म उद्योग है जो लौह अयस्क के निष्कर्षण और प्रसंस्करण में माहिर है। आज इस सामग्री का मुख्य उद्देश्य कच्चा लोहा और इस्पात का उत्पादन है।

लोहे से बने सभी उत्पादों को समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

  • उच्च कार्बन सांद्रता (2% से ऊपर) वाला पिग आयरन।
  • कच्चा लोहा.
  • रोल्ड उत्पादों, प्रबलित कंक्रीट और स्टील पाइप के उत्पादन के लिए स्टील सिल्लियां।
  • इस्पात निर्माण के लिए लौहमिश्र।
तांबा अयस्क: गुण, अनुप्रयोग, खनन
तांबा अयस्क: गुण, अनुप्रयोग, खनन

अयस्क की क्या आवश्यकता है

इस सामग्री का उपयोग लोहे और स्टील को गलाने के लिए किया जाता है। आज व्यावहारिक रूप से कोई भी औद्योगिक क्षेत्र ऐसा नहीं है जो इन सामग्रियों के बिना काम कर सके।

कच्चा लोहा मैंगनीज, सल्फर, सिलिकॉन और फास्फोरस के साथ कार्बन और लोहे का एक मिश्र धातु है। पिग आयरन का उत्पादन ब्लास्ट फर्नेस में किया जाता है, जहां अयस्क को उच्च तापमान पर आयरन ऑक्साइड से अलग किया जाता है। परिणामी कच्चा लोहा का लगभग 90% सीमांत है और इसका उपयोग स्टील गलाने में किया जाता है।

विभिन्न तकनीकों का उपयोग किया जाता है:

  • शुद्ध उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रॉन बीम को पिघलाना;
  • वैक्यूम उपचार;
  • इलेक्ट्रो-स्लैग रीमेल्टिंग;
  • इस्पात शोधन (हानिकारक अशुद्धियों को हटाना)।

स्टील और कच्चा लोहा के बीच का अंतर अशुद्धियों की न्यूनतम सांद्रता है। खुली चूल्हा भट्टियों में ऑक्सीडेटिव गलाने का उपयोग शुद्धिकरण के लिए किया जाता है।

उच्चतम गुणवत्ता वाले स्टील को अत्यधिक उच्च तापमान पर इलेक्ट्रिक इंडक्शन भट्टियों में गलाया जाता है।

अयस्क कितने प्रकार के होते हैं

अयस्क में मौजूद तत्व की सांद्रता में भिन्नता होती है। इसे समृद्ध (55% की सांद्रता के साथ) और ख़राब (26% से) किया जा सकता है। निम्न श्रेणी के अयस्कों को संवर्धन के बाद ही उत्पादन में उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

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उनकी उत्पत्ति के आधार पर, निम्नलिखित प्रकार के अयस्कों को प्रतिष्ठित किया जाता है:

  • मैग्मैटोजेनिक (अंतर्जात) – उच्च तापमान के प्रभाव में बनता है;
  • सतही – समुद्री घाटियों के तल पर तत्व के बसे हुए अवशेष;
  • मेटामॉर्फोजेनिक – अत्यधिक उच्च दबाव के प्रभाव में प्राप्त होता है।

लौह युक्त मुख्य खनिज यौगिक:

  • हेमेटाइट (लाल लौह अयस्क)। 70% तत्व सामग्री और हानिकारक अशुद्धियों की न्यूनतम सांद्रता के साथ लौह का सबसे मूल्यवान स्रोत।
  • मैग्नेटाइट. 72% धातु सामग्री वाले एक रासायनिक तत्व में उच्च चुंबकीय गुण होते हैं और इसे चुंबकीय लौह अयस्कों से खनन किया जाता है।
  • सिडेराइट (आयरन कार्बोनेट)। इसमें अपशिष्ट चट्टान की मात्रा अधिक है, लोहा लगभग 45-48% है।
  • भूरा लौह अयस्क। मैंगनीज और फास्फोरस के मिश्रण के साथ, लोहे के कम प्रतिशत के साथ जलीय ऑक्साइड का एक समूह। ऐसे गुणों वाले तत्व को अच्छी पुनर्स्थापना और छिद्रपूर्ण संरचना की विशेषता होती है।

अयस्क कैसा दिखता है

सामग्री का प्रकार उसकी संरचना और अतिरिक्त अशुद्धियों की सामग्री पर निर्भर करता है। लोहे के उच्च प्रतिशत के साथ सबसे आम लाल लौह अयस्क विभिन्न राज्यों में पाया जा सकता है – बहुत घने से लेकर धूल भरे तक।

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भूरे लौह अयस्कों में भूरे या पीले रंग की ढीली, थोड़ी छिद्रपूर्ण संरचना होती है। ऐसे तत्व को अक्सर संवर्धन की आवश्यकता होती है, लेकिन इसे आसानी से अयस्क में संसाधित किया जाता है (इससे उच्च गुणवत्ता वाला कच्चा लोहा प्राप्त होता है)।

चुंबकीय लौह अयस्क संरचना में घने और दानेदार होते हैं, जो चट्टान में जड़े हुए क्रिस्टल की तरह दिखते हैं। अयस्क का रंग विशिष्ट काला-नीला होता है।

अयस्क का खनन कैसे किया जाता है

लौह अयस्क खनन एक जटिल तकनीकी प्रक्रिया है जिसमें खनिजों की खोज के लिए पृथ्वी की गहराई में गोता लगाना शामिल है। आज, अयस्क खनन की दो विधियाँ हैं: खुली और बंद।

खुले गड्ढे विधि द्वारा अयस्क खनन

बंद तकनीक की तुलना में ओपन (खदान विधि) एक सामान्य और सबसे सुरक्षित विकल्प है। यह विधि उन मामलों के लिए प्रासंगिक है जहां कार्य क्षेत्र में कोई कठोर चट्टानें नहीं हैं, और आस-पास कोई आबादी वाला क्षेत्र या उपयोगिता प्रणालियाँ नहीं हैं।

सबसे पहले, 350 मीटर तक गहरी खदान खोदी जाती है, जिसके बाद बड़ी मशीनों द्वारा नीचे से लोहा इकट्ठा किया जाता है और निकाला जाता है। निष्कर्षण के बाद, सामग्री को डीजल इंजनों पर स्टील और लोहे के कारखानों में भेजा जाता है।

लौह अयस्क – आधुनिक उद्योग का आधार
लौह अयस्क – आधुनिक उद्योग का आधार

उत्खननकर्ताओं का उपयोग करके खदानों की खुदाई की जाती है, लेकिन इस प्रक्रिया में बहुत समय लगता है। जैसे ही मशीन खदान की पहली परत पर पहुंचती है, लौह सामग्री का प्रतिशत और आगे के काम की व्यवहार्यता निर्धारित करने के लिए सामग्री को जांच के लिए प्रस्तुत किया जाता है (यदि प्रतिशत 55% से ऊपर है, तो इस क्षेत्र में काम जारी रहता है)।

बंद विधि की तुलना में खदानों में खनन की लागत आधी होती है। इस तकनीक के लिए खदानों के निर्माण या सुरंगों के निर्माण की आवश्यकता नहीं है। साथ ही, खुले गड्ढों में काम की दक्षता कई गुना अधिक होती है, और सामग्री का नुकसान पांच गुना कम होता है।

बंद खनन विधि

खदान (बंद) अयस्क खनन का उपयोग केवल तभी किया जाता है जब उस क्षेत्र में परिदृश्य की अखंडता को बनाए रखने की योजना बनाई जाती है जहां अयस्क भंडार का खनन किया जा रहा है।

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यह विधि पर्वतीय क्षेत्रों में कार्य के लिए भी प्रासंगिक है। इस मामले में, भूमिगत सुरंगों का एक नेटवर्क बनाया जाता है, जिससे अतिरिक्त लागत आती है – खदान का निर्माण और सतह पर धातु का जटिल परिवहन। मुख्य दोष श्रमिकों के जीवन के लिए उच्च जोखिम है; खदान ढह सकती है और सतह तक पहुंच अवरुद्ध हो सकती है।

अयस्कों से समृद्ध देश

लौह अयस्क खनन रूसी संघ के आर्थिक परिसर के प्रमुख क्षेत्रों में से एक है। लेकिन इसके बावजूद विश्व अयस्क उत्पादन में रूस की हिस्सेदारी केवल 5.6% है। विश्व भंडार की मात्रा लगभग 160 बिलियन टन है। शुद्ध लोहे की मात्रा 80 अरब टन तक पहुँच जाती है।

देश के अनुसार खनिजों का वितरण इस प्रकार है:

  • रूस – 18%;
  • ब्राजील – 18%;
  • ऑस्ट्रेलिया – 13%;
  • यूक्रेन – 11%;
  • चीन – 9%;
  • कनाडा – 8%;
  • यूएसए – 7%;
  • अन्य देश – 15%.

स्वीडन (फालुन और गेलिवार शहर) में लौह अयस्क के महत्वपूर्ण भंडार देखे गए हैं। अमेरिका में पेंसिल्वेनिया राज्य में बड़ी मात्रा में अयस्क की खोज की गई थी। नॉर्वे में, धातु का खनन पर्सबर्ग और अरेंडाली में किया जाता है।

कुर्स्क चुंबकीय विसंगति रूसी संघ और दुनिया में लौह अयस्क का एक बड़ा भंडार है, जिसमें अपरिष्कृत धातु की मात्रा 30,000 मिलियन टन तक पहुंच जाती है।

कुर्स्क चुंबकीय विसंगति

विश्लेषकों का कहना है कि KMA खदानों में खनिज निष्कर्षण का पैमाना 2020 तक जारी रहेगा, और भविष्य में इसमें गिरावट होगी।

कोला प्रायद्वीप की खदानों का क्षेत्रफल 115,000 वर्ग किमी है। यहां लोहा, निकल, तांबा अयस्क, कोबाल्ट और एपेटाइट का खनन किया जाता है।

यूराल पर्वत रूसी संघ के सबसे बड़े अयस्क भंडारों में से एक है। मुख्य विकास क्षेत्र कचकनार है। अयस्क खनिजों की मात्रा 7000 मिलियन टन है।

पश्चिम साइबेरियाई बेसिन, खाकासिया, केर्च बेसिन, ज़बाइकलस्क और इरकुत्स्क क्षेत्र में धातु का खनन कम मात्रा में किया जाता है।