礦石:類型、開採方式、礦石開採的主要國家

礦石:類型、開採方式、礦石開採的主要國家
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礦石是全球冶金工業的主要原料。

不同國家的經濟在很大程度上依賴這種礦物的市場,這就是為什麼礦山開發越來越受到世界各地的關注。

礦石是用於加工和提取其中所含金屬的岩石。這些礦物的類型在來源、化學含量、金屬和雜質濃度方面有所不同。礦石化學成分含有鐵的各種氧化物、氫氧化物和二氧化碳鹽。

自古以來,農場就對礦石有需求。考古學家發現,第一批鐵器的生產可以追溯到公元前 2 世紀。這種材料首先被美索不達米亞的居民使用。

礦石屬性

是自然界中常見的化學元素。其在地殼中的含量約為4.2%。但它的純淨形式幾乎從未被發現,最常見的是化合物的形式──氧化物、碳酸鐵、鹽等。

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圖片: webachutes.com

鐵礦石是含有大量鐵的礦物質的組合。在國民經濟中,使用含有該元素55%以上的礦石被認為在經濟上是可行的。

礦石是做什麼的

鐵礦石工業是專門從事鐵礦石開採和加工的冶金工業。如今這種材料的主要用途是生產鑄鐵和鋼。

所有由鐵製成的產品可分為幾組:

  • 含碳量較高(2%以上)的生鐵。
  • 鑄鐵。
  • 用於生產軋製產品、鋼筋混凝土及鋼管的鋼錠。
  • 用於煉鋼的鐵合金。
銅礦石:特性、應用、採礦
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需要什麼礦石

該材料用於冶煉鋼鐵。如今,幾乎沒有任何工業部門可以脫離這些材料。

鑄鐵是碳、鐵與錳、硫、矽、磷的合金。生鐵是在高爐中生產的,在高溫下將礦石與氧化鐵分離。所得鑄鐵中幾乎 90% 是邊際鑄鐵,用於煉鋼。

使用了多種技術:

  • 電子束熔煉以獲得純淨的優質材料;
  • 真空處理;
  • 電渣重熔;
  • 鋼鐵精煉(去除有害雜質)。

鋼和鑄鐵的差別在於雜質的最低濃度。採用平爐氧化熔煉淨化。

最優質的鋼是在電感應爐中在極高的溫度下熔煉的。

礦石有哪些種類

礦石中所含元素的濃度不同。它可以是富集(濃度為55%)和貧乏(濃度為26%以上)。低品位礦石宜富集後再用於生產。

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根據其來源,礦石可分為以下類型:

  • 岩漿生成(內源)- 在高溫影響下形成;
  • 淺層 – 海盆底部元素的沉積遺跡;
  • 變態 – 在極高壓力的影響下獲得。

主要含鐵礦物化合物:

  • 赤鐵礦(紅色鐵礦石)。最有價值的鐵源,元素含量為 70%,有害雜質濃度最低。
  • 磁鐵礦。金屬含量為72%的化學元素,具有高磁性,從磁性鐵礦石中開採出來。
  • 菱鐵礦(碳酸鐵)。廢石含量較高,鐵本身含量約45-48%。
  • 褐鐵礦石。一組鐵含量較低、含有錳和磷混合物的水性氧化物。具有這種特性的元件的特點是良好的可恢復性和多孔結構。

礦石是什麼樣的

材料的種類取決於其成分和附加雜質的含量。最常見的鐵含量高的紅鐵礦石有不同的狀態—從非常緻密到粉塵狀。

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褐鐵礦石具有疏鬆、微孔結構,呈棕色或淡黃色。這種元素通常需要富集,但很容易加工成礦石(從中獲得優質鑄鐵)。

磁性鐵礦石結構緻密,呈顆粒狀,看起來像鑲嵌在岩石中的晶體。礦石顏色為特有的黑藍色。

如何開採礦石

鐵礦石開採是一個複雜的技術過程,涉及潛入地球深處尋找礦物。如今,礦石開採有兩種方法:開放式和封閉式。

露天開採礦石

與封閉式技術相比,開放式(採石場法)是常見且最安全的選擇。此方法適用於工作區域沒有硬岩且附近沒有人口稠密區或公用設施系統的情況。

首先,挖掘一個深達 350 公尺的採石場,然後用大型機器收集並從底部取出鐵。提取後,材料通過內燃機車發送到鋼鐵廠。

鐵礦石—現代工業的基礎
鐵礦石—現代工業的基礎

採石場是用挖土機挖掘的,但這個過程需要很多時間。一旦機器到達礦井第一層,材料就會被提交進行檢查,以確定鐵含量的百分比以及進一步工作的可行性(如果百分比高於 55%,則該區域的工作繼續進行)。

與封閉式開採方式相比,採石場開採的成本只有一半。這項技術不需要建造礦山或建造隧道。同時,露天礦作業效率提高數倍,物料損失減少五倍。

封閉式採礦法

僅當計劃保持礦床開採區域景觀的完整性時,才使用礦山(封閉式)礦石開採。

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這種方法也適用於山區工作。在這種情況下,在地下建立了一個隧道網絡,這會導致額外的成本——礦山本身的建設以及將金屬運輸到地面的複雜成本。主要缺點是對工人的生命危險很大;礦井可能會倒塌並堵塞通往地面的通道。

礦石豐富的國家

鐵礦石開採是俄羅斯聯邦經濟綜合體的主導領域之一。但儘管如此,俄羅斯在世界礦石產量中的份額僅為5.6%。世界儲量約1600億噸。純鐵產量達800億噸。

礦產資源國別分佈如下:

  • 俄羅斯 – 18%;
  • 巴西 – 18%;
  • 澳洲 – 13%;
  • 烏克蘭 – 11%;
  • 中國 – 9%;
  • 加拿大 – 8%;
  • 美國 – 7%;
  • 其他國家 – 15%。

瑞典(法倫市和蓋利瓦爾市)蘊藏大量鐵礦石。在美國,賓州發現了大量礦石。在挪威,這種金屬在佩斯貝格和阿倫達利開採。

庫爾斯克磁異常是俄羅斯聯邦乃至全世界的一個大型鐵礦床,其中未精煉的金屬量達300億噸。

庫爾斯克磁異常

分析師指出,KMA礦山的礦物開採規模將持續到2020年,未來還會有所下降。

科拉半島礦山面積11.5萬平方裡。這裡開採鐵、鎳、銅礦石、鈷和磷灰石。

烏拉山脈也是俄羅斯聯邦最大的礦床之一。主要開發區是Kachkanar。礦石礦物量70億噸。

這種金屬在西西伯利亞盆地、哈卡斯、刻赤盆地、後貝加爾斯克和伊爾庫茨克地區開採量較少。