Cevher küresel metalurji endüstrisinin ana hammaddesidir.
Farklı ülkelerin ekonomileri büyük ölçüde bu mineralin pazarına bağlıdır, bu nedenle madenlerin geliştirilmesi tüm dünyada giderek daha fazla ilgi görmektedir.
Cevherler, içerdikleri metallerin işlenmesi ve çıkarılmasında kullanılan kayalardır. Bu minerallerin türleri köken, kimyasal içerik, metal konsantrasyonu ve safsızlıklar bakımından farklılık gösterir. Cevherin kimyasal bileşimi demirin çeşitli oksitlerini, hidroksitlerini ve karbondioksit tuzlarını içerir.
Cevher özellikleri
Demir doğada yaygın bir kimyasal elementtir. Yerkabuğundaki içeriği yaklaşık% 4,2’dir. Ancak saf haliyle neredeyse hiç bulunmaz, çoğunlukla bileşikler halinde – oksitler, demir karbonatlar, tuzlar vb.
Demir cevheri, önemli miktarda demir içeren minerallerin birleşimidir. Ülke ekonomisinde bu elementin %55’inden fazlasını içeren cevherlerin kullanılması ekonomik açıdan uygun kabul edilmektedir.
Cevherden yapılanlar
Demir cevheri endüstrisi, demir cevherinin çıkarılması ve işlenmesinde uzmanlaşmış bir metalurji endüstrisidir. Bu malzemenin günümüzdeki temel amacı dökme demir ve çelik üretimidir.
Demirden yapılan tüm ürünler gruplara ayrılabilir:
- Yüksek karbon konsantrasyonuna sahip (%2’nin üzerinde) pik demir.
- Dökme demir.
- Haddelenmiş ürünler, betonarme ve çelik boruların üretimi için çelik külçeler.
- Çelik üretimi için ferroalyajlar.
Cevhere ihtiyaç duyulan şey
Malzeme demir ve çeliğin eritilmesinde kullanılır. Bugün bu malzemeler olmadan yapabilecek hiçbir sanayi sektörü neredeyse yok.
Dökme demir, manganez, kükürt, silikon ve fosfor içeren bir karbon ve demir alaşımıdır. Pik demir, cevherin yüksek sıcaklıklarda demir oksitlerden ayrıldığı yüksek fırınlarda üretilir. Ortaya çıkan dökme demirin neredeyse %90’ı marjinaldir ve çelik eritmede kullanılır.
Çeşitli teknolojiler kullanılmaktadır:
- saf, yüksek kaliteli malzeme elde etmek için elektron ışınının erimesi;
- vakum tedavisi;
- elektro-cürufun yeniden eritilmesi;
- çelik rafine etme (zararlı yabancı maddelerin uzaklaştırılması).
Çelik ve dökme demir arasındaki fark, minimum yabancı madde konsantrasyonudur. Saflaştırma için açık ocak fırınlarında oksidatif eritme kullanılır.
En yüksek kalitedeki çelik, elektrikli indüksiyon ocaklarında son derece yüksek sıcaklıklarda eritilir.
Ne tür cevherler var
Cevher, içerdiği elementin konsantrasyonuna göre farklılık gösterir. Zenginleştirilebilir (%55 konsantrasyonla) ve fakir (%26’dan itibaren) olabilir. Düşük tenörlü cevherlerin üretimde ancak zenginleştirmeden sonra kullanılması tavsiye edilir.
Kökenlerine göre aşağıdaki cevher türleri ayırt edilir:
- Magmatojenik (endojen) – yüksek sıcaklığın etkisi altında oluşur;
- Deniz havzalarının dibinde elementin yüzeysel – yerleşik kalıntıları;
- Metamorfojenik – son derece yüksek basıncın etkisi altında elde edilir.
Demir içeren ana mineral bileşikleri:
- Hematit (kırmızı demir cevheri). %70 element içeriğine ve minimum konsantrasyonda zararlı yabancı maddelere sahip en değerli demir kaynağıdır.
- Manyetit. %72 metal içeriğine sahip bir kimyasal element, yüksek manyetik özelliklere sahiptir ve manyetik demir cevherlerinden çıkarılır.
- Siderit (demir karbonat). Yüksek oranda atık kaya bulunur; demirin kendisi de yaklaşık %45-48’dir.
- Kahverengi demir cevherleri. Manganez ve fosfor katkılı, düşük oranda demir içeren bir grup sulu oksit. Bu tür özelliklere sahip bir element, iyi bir şekilde onarılabilirlik ve gözenekli bir yapı ile karakterize edilir.
Cevher neye benziyor
Malzemenin türü, bileşimine ve ek safsızlıkların içeriğine bağlıdır. Yüksek oranda demir içeren en yaygın kırmızı demir cevheri, çok yoğundan tozluya kadar farklı durumlarda bulunabilir.
Kahverengi demir cevherleri kahverengi veya sarımsı renkte, gevşek, hafif gözenekli bir yapıya sahiptir. Böyle bir element genellikle zenginleştirme gerektirir, ancak kolayca cevher halinde işlenir (bundan yüksek kaliteli dökme demir elde edilir).
Manyetik demir cevherleri yoğun ve tanecikli bir yapıya sahiptir ve kayaya gömülü kristallere benzemektedir. Cevherin rengi karakteristik siyah-mavidir.
Cevher nasıl çıkarılır
Demir cevheri madenciliği, mineral aramak için dünyanın derinliklerine dalmayı içeren karmaşık bir teknik süreçtir. Günümüzde cevher madenciliğinin iki yöntemi vardır: açık ve kapalı.
Açık ocak yöntemiyle cevher madenciliği
Açık (taş ocağı yöntemi) kapalı teknolojiye göre yaygın ve en güvenli seçenektir. Yöntem, çalışma alanında sert kayaların olmadığı ve yakınlarda yerleşim alanı veya hizmet sisteminin bulunmadığı durumlar için geçerlidir.
Önce 350 metre derinliğe kadar ocak kazılıyor, ardından büyük makinelerle demir toplanıp dipten çıkarılıyor. Çıkarıldıktan sonra malzeme dizel lokomotiflerle çelik ve demir fabrikalarına gönderilir.
Taş ocakları ekskavatörler kullanılarak kazılır ancak bu işlem çok zaman alır. Makine madenin ilk katmanına ulaştığında, demir içeriği yüzdesinin ve daha fazla çalışmanın yapılabilirliğinin belirlenmesi için malzeme incelemeye sunulur (yüzde %55’in üzerindeyse bu alandaki çalışmalar devam eder).
Kapalı madencilik yöntemi
Maden (kapalı) cevher madenciliği, yalnızca cevher yataklarının çıkarıldığı alandaki peyzajın bütünlüğünü korumak planlanıyorsa kullanılır.
Bu yöntem aynı zamanda dağlık bölgelerdeki çalışmalar için de geçerlidir. Bu durumda, yeraltında bir tünel ağı oluşturulur ve bu da ek maliyetlere yol açar – madenin kendisinin inşası ve metalin yüzeye karmaşık taşınması. En büyük dezavantajı ise işçilerin hayati tehlikesinin yüksek olmasıdır; maden çökebilir ve yüzeye erişimi engelleyebilir.
Cevher bakımından zengin ülkeler
Demir cevheri madenciliği, Rusya Federasyonu’nun ekonomik kompleksinin önde gelen alanlarından biridir. Ancak buna rağmen Rusya’nın dünya cevher üretimindeki payı yalnızca %5,6’dır. Dünya rezervleri yaklaşık 160 milyar tondur. Saf demirin hacmi 80 milyar tona ulaşıyor.
Madenlerin ülkelere göre dağılımı şu şekildedir:
- Rusya – %18;
- Brezilya – %18;
- Avustralya – %13;
- Ukrayna – %11;
- Çin – %9;
- Kanada – %8;
- ABD – %7;
- diğer ülkeler – %15.
İsveç’te (Falun ve Gellivar şehirleri) önemli miktarda demir cevheri yatakları kaydedildi. Amerika’nın Pensilvanya eyaletinde büyük miktarda cevher keşfedildi. Norveç’te metal Persberg ve Arendali’de çıkarılıyor.
Kursk manyetik anomalisi, Rusya Federasyonu’nda ve dünyada, rafine edilmemiş metal hacminin 30.000 milyon tona ulaştığı büyük bir demir cevheri yatağıdır.
Kursk Manyetik Anomalisi
Kola Yarımadası madenlerinin alanı 115.000 km2’dir. Burada demir, nikel, bakır cevherleri, kobalt ve apatit çıkarılıyor.
Ural Dağları aynı zamanda Rusya Federasyonu’nun en büyük cevher yatakları arasındadır. Ana gelişme alanı Kaçkanar’dır. Cevher minerallerinin hacmi 7000 milyon tondur.
Metal, Batı Sibirya havzasında, Hakasya’da, Kerç havzasında, Zabaikalsk’ta ve Irkutsk bölgesinde daha küçük miktarlarda çıkarılıyor.
