Erts is de belangrijkste grondstof voor de mondiale metallurgische industrie.
De economieën van verschillende landen zijn grotendeels afhankelijk van de markt voor dit mineraal. Daarom krijgt de ontwikkeling van mijnen over de hele wereld steeds meer aandacht.
Ertsen zijn gesteenten die worden gebruikt voor de verwerking en winning van de metalen die ze bevatten. De soorten van deze mineralen verschillen qua herkomst, chemische inhoud, concentratie van metalen en onzuiverheden. De chemische samenstelling van het erts bevat verschillende oxiden, hydroxiden en kooldioxidezouten van ijzer.
Ertseigenschappen
IJzer is een veel voorkomend chemisch element in de natuur. Het gehalte ervan in de aardkorst bedraagt ongeveer 4,2%. Maar in zijn pure vorm wordt het bijna nooit gevonden, meestal in de vorm van verbindingen – in oxiden, ijzercarbonaten, zouten, enz.
IJzererts is een combinatie van mineralen met een aanzienlijke hoeveelheid ijzer. In de nationale economie wordt het gebruik van ertsen die meer dan 55% van dit element bevatten, economisch haalbaar geacht.
Wat wordt gemaakt van erts
De ijzerertsindustrie is een metallurgische industrie die gespecialiseerd is in de winning en verwerking van ijzererts. Het belangrijkste doel van dit materiaal vandaag de dag is de productie van gietijzer en staal.
Alle producten gemaakt van ijzer kunnen in groepen worden verdeeld:
- Rijkijzer met hoge koolstofconcentratie (meer dan 2%).
- Gietijzer.
- Stalen blokken voor de productie van gewalste producten, gewapend beton en stalen buizen.
- Ferrolegeringen voor de staalproductie.
Wat is erts nodig
Het materiaal wordt gebruikt voor het smelten van ijzer en staal. Tegenwoordig is er vrijwel geen enkele industriële sector meer die zonder deze materialen kan.
Gietijzer is een legering van koolstof en ijzer met mangaan, zwavel, silicium en fosfor. Ruwijzer wordt geproduceerd in hoogovens, waar het erts bij hoge temperaturen wordt gescheiden van ijzeroxiden. Bijna 90% van het resulterende gietijzer is marginaal en wordt gebruikt bij het smelten van staal.
Er worden verschillende technologieën gebruikt:
- elektronenbundel smelten om puur materiaal van hoge kwaliteit te verkrijgen;
- vacuümbehandeling;
- hersmelten van elektroslakken;
- staalraffinage (verwijdering van schadelijke onzuiverheden).
Het verschil tussen staal en gietijzer is de minimale concentratie onzuiverheden. Voor de zuivering wordt gebruik gemaakt van oxidatief smelten in open haardovens.
Staal van de hoogste kwaliteit wordt gesmolten in elektrische inductieovens bij extreem hoge temperaturen.
Welke soorten ertsen zijn er
Erts verschilt in de concentratie van het element dat het bevat. Het kan verrijkt (met een concentratie van 55%) en arm (vanaf 26%) zijn. Het is raadzaam om laagwaardige ertsen pas na verrijking in de productie te gebruiken.
Op basis van hun herkomst worden de volgende soorten ertsen onderscheiden:
- Magmatogeen (endogeen) – gevormd onder invloed van hoge temperaturen;
- Oppervlakkig – bezonken overblijfselen van het element op de bodem van zeebekkens;
- Metamorfogeen – verkregen onder invloed van extreem hoge druk.
Belangrijkste minerale verbindingen die ijzer bevatten:
- Hematiet (rood ijzererts). De meest waardevolle bron van ijzer met een elementengehalte van 70% en met een minimale concentratie aan schadelijke onzuiverheden.
- Magnetiet. Een chemisch element met een metaalgehalte van 72% heeft hoge magnetische eigenschappen en wordt gewonnen uit magnetische ijzererts.
- Sideriet (ijzercarbonaat). Er is een hoog gehalte aan afvalgesteente, het ijzer zelf is ongeveer 45-48%.
- Bruin ijzererts. Een groep waterige oxiden met een laag ijzerpercentage, met mengsels van mangaan en fosfor. Een element met dergelijke eigenschappen wordt gekenmerkt door een goede herstelbaarheid en een poreuze structuur.
Hoe ziet erts eruit
Het type materiaal hangt af van de samenstelling en het gehalte aan extra onzuiverheden. Het meest voorkomende rode ijzererts met een hoog ijzerpercentage kan in verschillende toestanden worden aangetroffen: van zeer dicht tot stoffig.
Bruine ijzerertsen hebben een losse, licht poreuze structuur van bruine of geelachtige kleur. Zo’n element vereist vaak verrijking, maar kan gemakkelijk worden verwerkt tot erts (er wordt hoogwaardig gietijzer uit verkregen).
Magnetische ijzerertsen hebben een dichte en korrelige structuur en zien eruit als kristallen die in het gesteente zijn ingebed. De kleur van het erts is karakteristiek zwartblauw.
Hoe erts wordt gewonnen
Het winnen van ijzererts is een complex technisch proces waarbij in de ingewanden van de aarde wordt gedoken op zoek naar mineralen. Tegenwoordig zijn er twee methoden voor ertswinning: open en gesloten.
Ertswinning via open mijnmethode
Open (steengroevemethode) is een gebruikelijke en veiligste optie vergeleken met gesloten technologie. De methode is relevant voor gevallen waarin er geen harde rotsen in het werkgebied zijn en er geen bevolkte gebieden of nutsvoorzieningen in de buurt zijn.
Eerst wordt een steengroeve tot 350 meter diep gegraven, waarna met grote machines ijzer wordt verzameld en van de bodem wordt verwijderd. Na de winning wordt het materiaal met diesellocomotieven naar staal- en ijzerfabrieken gestuurd.
Steengroeven worden gegraven met behulp van graafmachines, maar dit proces kost veel tijd. Zodra de machine de eerste laag van de mijn bereikt, wordt het materiaal ter onderzoek aangeboden om het percentage ijzergehalte en de haalbaarheid van verdere werkzaamheden te bepalen (als het percentage boven de 55% ligt, worden de werkzaamheden op dit gebied voortgezet).
Gesloten mijnbouwmethode
Mijnbouw (gesloten) ertswinning wordt alleen gebruikt als het de bedoeling is om de integriteit van het landschap in het gebied waar ertsafzettingen worden gewonnen te behouden.
Deze methode is ook relevant voor werk in bergachtige gebieden. In dit geval wordt ondergronds een netwerk van tunnels aangelegd, wat tot extra kosten leidt: de constructie van de mijn zelf en het complexe transport van metaal naar de oppervlakte. Het grootste nadeel is het grote risico voor de levens van de werknemers; de mijn kan instorten en de toegang tot de oppervlakte blokkeren.
Landen rijk aan ertsen
De mijnbouw van ijzererts is een van de leidende gebieden van het economische complex van de Russische Federatie. Maar desondanks bedraagt het Russische aandeel in de wereldertsproductie slechts 5,6%. De wereldreserves bedragen ongeveer 160 miljard ton. Het volume puur ijzer bereikt 80 miljard ton.
De verdeling van mineralen per land is als volgt:
- Rusland – 18%;
- Brazilië – 18%;
- Australië – 13%;
- Oekraïne – 11%;
- China – 9%;
- Canada – 8%;
- VS – 7%;
- andere landen – 15%.
In Zweden (de steden Falun en Gellivar) zijn aanzienlijke hoeveelheden ijzererts aangetroffen. In Amerika werd in de staat Pennsylvania een grote hoeveelheid erts ontdekt. In Noorwegen wordt het metaal gewonnen in Persberg en Arendali.
De magnetische anomalie van Koersk is een grote hoeveelheid ijzererts in de Russische Federatie en in de wereld, waarin het volume ongeraffineerd metaal 30.000 miljoen ton bereikt.
Koersk magnetische anomalie
Het gebied van de mijnen van het Kola-schiereiland bedraagt 115.000 vierkante kilometer. Hier worden ijzer-, nikkel-, koperertsen, kobalt en apatiet gewonnen.
Het Oeralgebergte behoort ook tot de grootste ertsafzettingen in de Russische Federatie. Het belangrijkste ontwikkelingsgebied is Kachkanar. Het volume ertsmineralen bedraagt 7000 miljoen ton.
Het metaal wordt in kleinere hoeveelheden gewonnen in het West-Siberische bekken, Chakassië, het Kertsj-bekken, Zabaikalsk en de regio Irkoetsk.
