إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://www.allbest.ru/

الخامات المعدنية وتصنيفها

خام المعادن هو معدن يحتوي على معادن ثمينة بكميات مفيدة للمعالجة الصناعية.

وتشمل المعادن الحديدية الحديد والمنغنيز والكروم والتيتانيوم والفاناديوم. مكان الميلاد خامات الحديدتصنف على أنها صناعية عندما يكون المحتوى المعدني على الأقل عدة عشرات الملايين من الأطنان والتواجد الضحل للأجسام الخام. في الرواسب الكبيرة، يصل محتوى الحديد إلى مئات الملايين من الأطنان. يتم استخراج معظم الخام (بالمليون طن) في الصين (250)، والبرازيل (185)، وأستراليا (أكثر من 140)، وروسيا (78)، والولايات المتحدة والهند (60 لكل منهما)، وأوكرانيا (45).

تصنيف خامات المعادن الحديدية:

ب خامات الهيماتيت (خامات الحديد الأحمر) عبارة عن أكسيد الحديد بمحتوى حديد 51...66%، رطوبة - 1.6...7%.

ب خامات الماجنتيت (خامات الحديد المغناطيسي) هي أكاسيد حديد معقدة. يتراوح محتوى الحديد من 50...60%، الرطوبة - 2...12%.

ب خامات الحديد البني هي خامات هيدروكسيد الحديد. متوسط ​​محتوى الحديد 30-55%، الرطوبة 8-18%.

ب بيريت الحديد (بيريت، بيريت الكبريت) هو خام أصفر ذهبي مع بريق معدني، يحتوي على ما يصل إلى 44٪ حديد وما يصل إلى 52٪ كبريت. خام المعادن غير الحديدية الودائع

تنقسم المعادن غير الحديدية إلى مجموعتين رئيسيتين:

· الضوء (الألومنيوم والمغنيسيوم والتيتانيوم)؛

· الثقيلة (النحاس، الزنك، الرصاص، النيكل، الكوبالت).

ومن بين المعادن الخفيفة غير الحديدية، يهيمن الألومنيوم من حيث حجم الإنتاج والاستهلاك. تمتلك روسيا احتياطيات كبيرة من خامات المعادن غير الحديدية. السمة المميزة لها هي النسبة المنخفضة للغاية من المعدن الذي تحتوي عليه. ولذلك، يتم إثراء خامات جميع المعادن غير الحديدية تقريبًا. تقع الاحتياطيات الرئيسية في جبال الأورال والغربية و شرق سيبيريا, الشرق الأقصىومناطق أخرى من البلاد.

تصنيف خامات المعادن غير الحديدية:

ب- المنغنيز الحديدي - سبيكة تحتوي على أكثر من 10% حديد وأقل من 10% منجنيز

ب يحتوي خام الكروم على 13-61% كروم، 4-25% ألومنيوم، 7-24% حديد، 10-32% مغنيسيوم ومكونات أخرى.

ب تحتوي خامات البوكسيت على 50-60% من الألومينا، والتي تحتوي على ما يصل إلى 37% من الألومنيوم.

ب الألومينا هو منتج لمعالجة البوكسيت، ومسحوق متعدد التشتت أبيضبسبب محتواه العالي من أكسيد الألومنيوم، فهو المادة الخام الرئيسية لصناعة الألومنيوم.

طرق الحصول على عنصر مفيد بالوسائل الكيميائية.

· 1. التركيز

تحتوي العديد من الخامات على مواد غير مرغوب فيها مثل الطين والجرانيت، وتسمى أيضًا الشوائب. وبالتالي، فإن استخراج المعادن يتكون من إزالة هذه النفايات الصخرية.

· 2. طريقة الترشيح في الموقع

طريقة لاستخراج معدن عن طريق إذابته بشكل انتقائي باستخدام الكواشف الكيميائية في جسم خام في موقعه واستخلاصه إلى السطح. يتم استخدام الطاقة الكهروضوئية لاستخراج المعادن غير الحديدية.

· 3. التعافي

استخراج المعادن بهذه الطريقة ينطوي على تحويل خاماتها إلى حالة معدنية. يمكن اختزال المعادن الموجودة بشكل طبيعي مثل خامات الأكسيد باستخدام الكربون أو أول أكسيد الكربون.

· 4. التحليل الكهربائي

عادةً ما يتم تقليل المعادن التي تنتمي إلى الطرف العلوي من نطاق الجهد عن طريق التحليل الكهربائي لخاماتها المنصهرة. وتشمل هذه المعادن الألومنيوم والمغنيسيوم والصوديوم.

· 5. التكرير

تنقية المعادن من الشوائب باستخدام التحليل الكهربائي، حيث يكون المعدن الخام هو الأنود، ويتم ترسيب المعدن المنقى على الكاثود.

تم النشر على موقع Allbest.ru

وثائق مماثلة

معلومات أساسية عن طريقة الترشيح في الموقع. التنقيه الطبيعية للمحاليل المتبقية. تعدين اليورانيوم باستخدام طريقة الترشيح تحت الأرض. الحصول على المعادن من الاختلالات والخامات المفقودة من أحشاء الأرض. عوامل الترشيح البكتيري.

الملخص، تمت إضافته في 20/05/2009


شروط التطبيق وفعالية التكسير الميكانيكي للخام تحت الأرض. خصائص المعدات مجمعات سحق. ميكنة التكسير في ظروف فرع Gorno-Shorsky التابع لشركة OJSC "Evrazruda". اختيار الكسارة وتصنيفها وتطبيقها.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 11/01/2015


تحليل عملية إعداد الخام في صناعة التعدين. طرق معالجة المعادن. المفاهيم الأساسية والغرض من عمليات الفحص. ملامح عمليات التكسير والطحن. اختيار تكنولوجيا ومعدات سحق الخام.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 14/05/2014


خصائص السكان الأصليين خامات الذهب. دراسة تضميد الخام في رواسب مورونتاو. حساب مخطط التكسير مع اختيار المعدات. ترشيح توازن المواد للخام بمحلول السيانيد. حساب ربحية المنتج والأرباح.

أطروحة، أضيفت في 29/06/2012


تحديد كمية الخام والمعادن الموجودة في باطن الأرض مع توضيح توزيع الاحتياطيات حسب الدرجات الفردية وحسب أقسام الرواسب. تحديد نوعية الخام ودرجة الاعتمادية وموثوقية أرقام حساب الاحتياطي ودرجة التنقيب عن الرواسب.

تمت إضافة العرض في 19/12/2013


انتهاك التركيب الجيولوجي لباطن الأرض. الزائد سطح الأرضمنتجات معالجة المعادن. خامات المعادن الحديدية وغير الحديدية. الأحجار الملونة: الماس، الملكيت، الزمرد، الرودونيت، الشارويت، العنبر، واللؤلؤ. معادن البناء .

بدأ استخراج خام الحديد من قبل البشر منذ عدة قرون. وحتى ذلك الحين بدأوا مزايا واضحةاستخدام الحديد.

من السهل جدًا العثور على التكوينات المعدنية التي تحتوي على الحديد، حيث يشكل هذا العنصر حوالي خمسة بالمائة من القشرة الأرضية. بشكل عام، الحديد هو العنصر الرابع الأكثر وفرة في الطبيعة.

في شكل نقيومن المستحيل العثور عليه، فالحديد موجود بكميات معينة في أنواع كثيرة من الصخور. يحتوي خام الحديد على أعلى نسبة من الحديد، ويعتبر استخراج المعدن منه هو الأكثر ربحية من الناحية الاقتصادية. وتعتمد كمية الحديد التي يحتوي عليها على مصدره، حيث تبلغ النسبة الطبيعية منه حوالي 15%.

التركيب الكيميائي

تعتمد خصائص خام الحديد وقيمته وخصائصه بشكل مباشر على تركيبه الكيميائي. قد يحتوي خام الحديد على كميات متفاوتة من الحديد والشوائب الأخرى. وبناء على ذلك هناك عدة أنواع:

• غنية جدًا عندما يتجاوز محتوى الحديد في الخامات 65٪؛
• غنية، وتتراوح نسبة الحديد فيها من 60% إلى 65%؛
• المتوسط ​​من 45% فما فوق؛
• الفقراء، وفيه نسبة عناصر مفيدةلا تتجاوز 45%.

كلما زاد عدد المنتجات الثانوية الموجودة في خام الحديد، زادت الحاجة إلى الطاقة لمعالجته، وكلما قلت كفاءة إنتاج المنتجات النهائية.

يمكن أن يكون تكوين الصخر مزيجًا من معادن مختلفة ونفايات الصخور وغيرها من المنتجات الثانوية، والتي تعتمد نسبتها على رواسبها.

وتتميز الخامات المغناطيسية بأنها تعتمد على أكسيد له خواص مغناطيسية، ولكن عند تسخينها بقوة فإنها تضيع. كمية هذا النوع من الصخور في الطبيعة محدودة، لكن محتوى الحديد فيها يمكن أن يكون بنفس جودة خام الحديد الأحمر. خارجيا، يبدو مثل بلورات صلبة سوداء اللون.

خام الحديد الصاري هو صخرة خام تعتمد على السدريت. في كثير من الأحيان يحتوي على كمية كبيرة من الطين. من الصعب نسبيًا العثور على هذا النوع من الصخور في الطبيعة، مما يجعل استخدامه نادرًا، إلى جانب محتواه المنخفض من الحديد. ولذلك، فإنه من المستحيل تصنيفها على أنها أنواع صناعية من الخامات.

بالإضافة إلى الأكاسيد، تحتوي الطبيعة على خامات أخرى تعتمد على السيليكات والكربونات. تعتبر كمية محتوى الحديد في الصخور مهمة جدًا لاستخدامها الصناعي، ولكن من المهم أيضًا وجود عناصر ثانوية مفيدة مثل النيكل والمغنيسيوم والموليبدينوم.

التطبيقات

يقتصر نطاق تطبيق خام الحديد بالكامل تقريبًا على المعادن. يتم استخدامه بشكل أساسي لصهر الحديد الزهر، الذي يتم استخراجه باستخدام أفران الموقد المفتوح أو أفران التحويل. اليوم، يتم استخدام الحديد الزهر في مختلف مجالات النشاط البشري، بما في ذلك معظم أنواع الإنتاج الصناعي.

لا تقل استخدامًا للسبائك المختلفة القائمة على الحديد - فهي الأكثر استخدامًا تطبيق واسعاكتسب الفولاذ بسبب قوته وخصائصه المضادة للتآكل.

يستخدم الحديد الزهر والصلب ومختلف سبائك الحديد الأخرى في:

1. الهندسة الميكانيكية لإنتاج الآلات والأجهزة المختلفة.
2. صناعة السيارات، لتصنيع المحركات والعلب والإطارات، بالإضافة إلى المكونات والأجزاء الأخرى.
3. الصناعة العسكرية والصاروخية، في إنتاج المعدات الخاصة والأسلحة والصواريخ.
4. البناء كعنصر تقوية أو بناء الهياكل الحاملة.
5. الصناعات الخفيفة والغذائية كالحاويات وخطوط الإنتاج والوحدات والأجهزة المختلفة.
6. صناعة التعدين، كالآلات والمعدات الخاصة.

رواسب خام الحديد

احتياطيات خام الحديد في العالم محدودة من حيث الكمية والموقع. تسمى مناطق تراكم احتياطيات الخام بالودائع. تنقسم رواسب خام الحديد اليوم إلى:

1. ذاتية النمو. وتتميز بموقع خاص في قشرة الأرض، عادة في شكل خامات تيتانوماغنيتيت. وتتنوع أشكال ومواقع تلك الشوائب، فمن الممكن أن تكون على شكل عدسات، أو طبقات تقع في القشرة الأرضية على شكل رواسب، أو رواسب بركانية، على شكل عروق مختلفةوغيرها من الأشكال غير النظامية.
2. خارجي. يشمل هذا النوع رواسب خامات الحديد البني والصخور الرسوبية الأخرى.
3. المتحولة. والتي تشمل رواسب الكوارتزيت.

يمكن العثور على رواسب هذه الخامات في جميع أنحاء كوكبنا. أكبر كميةتتركز الودائع في أراضي جمهوريات ما بعد الاتحاد السوفيتي. وخاصة أوكرانيا وروسيا وكازاخستان.

تمتلك دول مثل البرازيل وكندا وأستراليا والولايات المتحدة والهند وجنوب إفريقيا احتياطيات كبيرة من الحديد. وفي الوقت نفسه، في كل بلد تقريبا الكرة الأرضيةلدينا رواسبنا المطورة الخاصة بنا، وإذا كان هناك نقص فيها، يتم استيراد الصخور من دول أخرى.

إثراء خام الحديد

كما ذكرنا، هناك عدة أنواع من الخامات. يمكن معالجة الأغنياء مباشرة بعد الاستخراج من القشرة الأرضية، والبعض الآخر يحتاج إلى التخصيب. بالإضافة إلى عملية الإثراء، تشمل معالجة الخام عدة مراحل، مثل الفرز والسحق والفصل والتكتل.

يوجد اليوم عدة طرق رئيسية للإثراء:

1. تدفق مائى - صرف.

يتم استخدامه لتنظيف الخامات من المنتجات الثانوية في شكل طين أو رمل، والتي يتم غسلها باستخدام نفاثات الماء تحت ضغط مرتفع. تتيح هذه العملية زيادة كمية محتوى الحديد في الخام منخفض الجودة بنسبة 5% تقريبًا. لذلك، يتم استخدامه فقط مع أنواع أخرى من التخصيب.

1. تنظيف الجاذبية.

ويتم تنفيذها باستخدام أنواع خاصة من المعلقات، التي تزيد كثافتها عن كثافة مخلفات الصخور، ولكنها أقل كثافة من كثافة الحديد. وتحت تأثير قوى الجاذبية، ترتفع المنتجات الثانوية إلى الأعلى، ويهبط الحديد إلى أسفل التعليق.

1. الفصل المغناطيسي.

الطريقة الأكثر شيوعًا للتخصيب والتي تعتمد على على مستويات مختلفةإدراك مكونات الخام لتأثير القوى المغناطيسية. يمكن إجراء هذا الفصل باستخدام الصخور الجافة أو الصخور الرطبة أو في مزيج بديل من حالتيه.

لمعالجة المخاليط الجافة والرطبة، يتم استخدام براميل خاصة مع المغناطيس الكهربائي.

1. التعويم.

في هذه الطريقة، يتم غمس الخام المسحوق على شكل غبار في الماء مع إضافة مادة خاصة (كاشف التعويم) والهواء. وتحت تأثير الكاشف، ينضم الحديد إلى فقاعات الهواء ويرتفع إلى سطح الماء، بينما تغوص الصخور المهملة إلى القاع. يتم جمع المكونات التي تحتوي على الحديد من السطح على شكل رغوة.

من رنان كلمة لاتينية"مينيرا" - "الحجر الذي يولد المعدن" - ونشأت كلمة "علم المعادن". ضاعت أصول المعرفة بالحجر في مكان ما على مسافة من العصر الحجري القديم. لقد تم دمج فضول أسلافنا الذي لا ينضب مع الرغبة التي لا تشبع في الاستفادة من بيئة، والميل الساذج إلى تأليه الطبيعة - مع رغبة "تجديفية" في استخدام قوة "الآلهة" على الفور في العمل. حتى "الإله" الأكثر روعة - النار - خاطر الإنسان بإحضاره إلى كهفه. وحصى الصوان الصلبة المنتشرة بسخاء بطبيعتها ("أحجار الزاوية في التاريخ")، والتي انقسمت وكشفت عن حواف حادة، تحولت إلى أزاميل وكاشطات ورؤوس حربة وسهام.

لقد استخدم سلفنا من العصر الحجري، هوموهابيليس (رجل ماهر) *، الذي استخرج الصوان باعتباره "الخام" الأول، (بشكل غير مبرر، بالطبع!) إحدى السمات الجيوكيميائية الرئيسية لعنصر السيليكون، أي وفرته: في القشرة الأرضية هناك يزيد قليلا عن ربع السيليكون، أي ما يعادل جميع العناصر الأخرى مجتمعة (ناقص الأكسجين).

* (الأقدم ادوات حجريةوجدت في كينيا وتنزانيا وتم صنعها منذ أكثر من 2.5 مليون سنة!)

صحيح، من أجل إتقان مثل هذا الخام، كان من الضروري دراسة الخصائص الأساسية للصوان بشكل تجريبي: القدرة على إنتاج شرارة عند الاصطدام، والصلابة العالية، واللزوجة، والأهم من ذلك، الكسر الصدفي الذي يشكل حافة قطع حادة (الشكل 1). 32).

بالإضافة إلى الشكل العقلاني والمعالجة المثالية لأدوات العصر الحجري، فقد أذهلنا أيضًا شيء آخر: لم يقتصر رجل العصر الحجري (بالفعل في العصر الحجري الحديث) على البحث عن صوان من الدرجة الأولى على السطح، بل قام باستخراج الصوان " الخامات" في العمق. يُعرف تعدين الصوان تحت الأرض من العصر الحجري الحديث في بلجيكا وفرنسا وإنجلترا والسويد وبولندا وبيلاروسيا. يصل عمق أحد المناجم في بلجيكا (مدينة سبينا) إلى سبعة عشر متراً. يوجد في الجزء السفلي من المنجم أعمال أفقية مدعومة بالكامل بالصخور المهجورة. لا يمكن للمرء إلا أن يتعجب من المهارة التي استخدمها عمال المناجم في العصر الحجري في نحت هذه المناجم الأقدم على وجه الأرض، حيث رسموا بدقة طبقات الصوان عالي الجودة في الحجر الجيري الطباشيري الناعم. لا يمكن إنكار تورط هؤلاء الأشخاص في علم المعادن!

ولا تقل إثارة للإعجاب عن أول مدينة من العصر الحجري الحديث معروفة في تاريخ البشرية، وهي تشاتالهويوك في جنوب الأناضول، والتي نشأت في الألفية السابعة قبل الميلاد. ه. على أساس صناعة "التعدين". كانت المساحة التي كانت تشغلها هذه المستوطنة 32 فدانًا! في هذه المنطقة كانت هناك منازل ذات أسقف مسطحة، تفصلها شوارع ضيقة تمتد من أعلى التل حتى سفحه البراكين المنقرضةكارادجيداج و جاسانداج. عالم الآثار جيمس ميلارت الذي اكتشفها التسوية القديمةفي عام 1958، يصف الأشياء المذهلة التي تم العثور عليها هناك: أوعية عظمية وخشبية، وتماثيل مصنوعة من الطين المحروق والحجر الأخضر الداكن، بما في ذلك تماثيل للإلهة الأم، وتماثيل صغيرة لأشخاص يسيرون على الأقدام وعلى ظهور الخيل، وصور ثيران، وكباش، ونمور. . والأمر الأكثر إثارة للدهشة هو اللوحات الزاهية متعددة الألوان على جدران معابد المقابر وخاصة النقوش البارزة للأشخاص والحيوانات الضخمة التي يصل طولها أحيانًا إلى مترين. عند صنعها، تم وضع طبقة من الجبس على إطار مصنوع من القش أو الطين، ولتصوير إله برأس ثور أو بقرة، تم ببساطة ربط جمجمة أصلية ذات قرون بجدار المعبد كأساس لـ نقش بارز، والذي تم تغطيته بعد ذلك أيضًا بالجص المطلي.

وحدد علماء الآثار تركيبة القطيع الذي ينتمي إلى هذه القبيلة وعلموا أنه بالإضافة إلى تربية الماشية والزراعة، كان سكان تشاتالهويوك يصطادون الحمير البرية والغزلان والخنازير البرية والفهود. ومع ذلك، وفقا لجيمس ميلارت، فإن أساس وجودهم، الذي حدد أسلوب الحياة بأكمله والحجم غير المسبوق للتسوية في ذلك الوقت، كان استخراج سبج - مادة خام ممتازة للأسلحة الاحتفالية والعسكرية. تم إخفاء احتياطيات لا تنضب من هذه المواد الخام عالية الجودة في "مخازن" براكين كارادجيداج وجاسانداج. يمكن اعتبار أن كاتالهويوك هي واحدة من أولى مستوطنات "المحتكرين" على وجه الأرض "للمواد الخام الإستراتيجية" الممتازة في العصر الحجري. أفضل العيناتوقد عثر علماء الآثار على هذا "الخام" القديم مخبأ في محمية تحت أرضيات المنازل.

ولكن هناك اكتشاف آخر مثير للاهتمام أيضًا في كاتالهويوك: حيث تم العثور لأول مرة على أقدم المنتجات المعدنية * - المخرز الصغيرة، والثقوب، والخرز. وقد أظهرت الأبحاث أنها مصنوعة في المقام الأول من النحاس.

* (في وقت لاحق إلى حد ما، في الروافد العليا للنهر. تم اكتشاف أشياء نحاسية صغيرة في نهر دجلة شرق تشاتالهويوك (الألف الثامن - السابع قبل الميلاد).)

ربما تعرف الناس في جنوب الأناضول على الخام لأول مرة في فهمنا للكلمة. تظهر الاكتشافات الأثرية أن علماء المعادن الذين عاشوا منذ ما يقرب من تسعة آلاف عام كانوا على دراية جيدة بخصائص ليس فقط الزجاج البركاني، ولكن أيضًا بعض معادن النحاس.

لذا، فإن التعارف الأول مع الخام حدث في العصر الحجري، عندما لاحظ الناس أنه ليس كل الحجارة تتشقق من حرارة النار وتطير إلى شظايا حادة (غالبًا ما تبدأ معالجة الحجر بالنار)؛ في بعض الأحيان يصادفون كتلًا تصبح لينة ومرنة في النار - طيعة. ولأول مرة تشعر كف الإنسان بثقل المعدن وبرودته الرائعة!

ربما، أولا وقبل كل شيء، تم إتقان المعادن "الجاهزة" - النحاس الأصلي والذهب والحديد. كلاهما معادن ومعادن - تكوينات طبيعية ذات تكوين ثابت.

ولكن ما الذي جعل الذهب بالضبط "معدن الملوك وملك المعادن"؟ لماذا كان النحاس متقدمًا على الحديد بما يقرب من خمسة آلاف عام، والألومنيوم معروف لنا منذ ما يزيد قليلاً عن مائة عام؟ لماذا نسمي التنتالوم والبريليوم والسيزيوم "معادن اليوم"؟

اتضح أن مصير المعدن في كثير من الأحيان لا يعتمد فقط على صفاته الخاصة، ولكن أيضًا على خصائص مركباته الطبيعية - المعادن. دعونا نتذكر تاريخ تطور المعادن.

يستخدم الإنسان بطريقة أو بأخرى جميع معادن الأرض وصخورها. المعادن الحديدية وغير الحديديةكيف يتم تضمين المعادن في القشرة الأرضية في الشكل خام. وفقا للعالم أ. فينوغرادوفافي رواسب القشرة الأرضية تسود العناصر التالية (يرد محتواها بالنسبة المئوية): المغنيسيوم (2.2)، البوتاسيوم (2.5)، الصوديوم (2.8)، الكالسيوم (3.7)، الحديد (5.5)، الألومنيوم (8.5)، السيليكون (27)، الأكسجين (48). هذه العناصر هي جزء من السيليكات والألومينوسيليكات التي تشكل القشرة الأرضية.

حديد

حديد- عنصر مشترك. وتقدر كميته في القشرة الأرضية ببضعة بالمائة، ولكن يتم استخراج الحديد من خامات غنية تحتوي على ما لا يقل عن 25 بالمائة من المعدن.

خامات الحديد

أنواع رواسب الحديد متنوعة للغاية. أعلى قيمةلديهم ما يسمى الكوارتزيت الحديدي– صخور ذات أشرطة دقيقة تكون فيها الأشرطة السوداء عبارة عن معادن الحديد الماجنتيت – خام الحديد المغناطيسيوأقل الهيماتيت – الهيماتيت- متداخلة مع شرائط من الضوء كوارتز. تحتوي هذه الودائع على عدة مليارات من الأطنان خامات الحديدوهي معروفة بشكل رئيسي في أقدم الطبقات التي يبلغ عمرها ملياري سنة أو أكثر! تم تطويرها في الدروع والمنصات البلورية القديمة. وهي منتشرة على نطاق واسع في الشمالية و أمريكا الجنوبية ، في الغرب أستراليا، الخامس أفريقيا، الخامس الهند. احتياطيات هذا النوع من خام الحديد لا حدود لها عمليا - أكثر من 30 تريليون طن، وهو رقم فلكي حقا! من المفترض أن الكوارتزيت الحديدي قد تشكل بفعل بكتيريا الحديد في الأحواض القديمة بسبب الحديد الذي يأتي في المحاليل من التلال المحيطة، وربما في المحاليل العميقة الساخنة.
إيداع خامات الحديد الرسوبيةيحدث في البحيرات والبحار - "المختبرات الطبيعية" الحديثة. في السنوات الاخيرةالإفرازات مفتوحة عقيدات حديدية(العقيدات) في قاع المحيطات. أنها تحتوي على احتياطيات ضخمة ليس فقط من الحديد، ولكن أيضا من مرافقته المنغنيز, النيكلوعناصر أخرى. تشمل أنواع رواسب الحديد ما يسمى الاتصال أو الودائع skarnوالتي تقع على الحدود صخور الجرانيتو الحجر الجيريوتشكلت بسبب المحاليل القادمة من الجسم المنصهر. تتكون الودائع من هذا النوع من الخامات الغنية. يبدو أن معادن الحديد نادرة. أهمها: المغنتيت، الهيماتيت، بالإضافة إلى أصناف مختلفة خامات الحديد البني، السدريت(كربونات الحديد). هذه المعادن تعطي مجموعة كبيرة ومتنوعةأنواع الودائع.

المنغنيز

يشبه الحديد من حيث التكوين و التطبيق الفني المنغنيز.


الخامات الرسوبية

وعادة ما يرافق الحديد في الخامات الرسوبيةوالقديمة الودائع المتحولة. فهو مثل الحديد أساس المعادن الحديدية، تستخدم لإنتاج الفولاذ عالي الجودة.

الكروم

تشمل المعادن الحديدية الكروم. معدنها الرئيسي هو الكروميت– تشكل كتل صلبة سوداء وشوائب من البلورات فيها صخور فوق مافية.

رواسب الكروميت

رواسب الكروميت، بالإضافة إلى الكتل الصخرية المحيطة بها، والتي توجد فوق القاعدية، في مناطق الصدوع العميقة. جاءت الصهارة الحاملة للخام من أعماق القشرة الأرضية، من الوشاح. رواسب الكروميت معروفة في جنوب غرب أفريقيا، على فيلبيني، على كوبا، على الأورال. يستخدم الكروم في إنتاج المعادن إعطاء الصلب صلابة خاصةوفي طلاء الأسطح المعدنية بالكروم وفي إنتاج الدهانات يعطي المركبات اللون الأخضر.
ينتمي إلى نفس المجموعة الفنية التيتانيوم. يتم استخراجه من الصخور النارية الأساسية على شكل إلمينيت ومن الغرينيات الأرضية وينتشر على نطاق واسع على الشواطئ البحرية والأرفف ( البرازيل، أستراليا، الهند) حيث مصدره هو التيتانوماغنيتيت والإلمنيت والروتيل.
يستخدم التيتانيوم في الإنتاج درجات خاصة من الفولاذ. هذا معدن مقاوم للحرارة وخفيف الوزن.

ومن المهم أيضا الفاناديوم– رفيق متكرر للتيتانيوم في الرواسب والآلات الغرينية المستخدمة في التصنيع درجات الصلب القوية بشكل خاص، المستخدمة في إنتاج الدروع والمقذوفات، في صناعة السيارات، في الطاقة النووية. هنا، أصبحت مجموعات جديدة من العناصر في السبائك ذات أهمية متزايدة. على سبيل المثال، يتم استخدام سبيكة الفاناديوم مع التيتانيوم والنيوبيوم والتنغستن والزركونيوم والألمنيوم في إنتاج الصواريخ وفي التكنولوجيا النووية. ويتم أيضًا تحضير مواد مركبة جديدة من المواد الخام المعدنية.

النيكل والكوبالت

النيكل والكوبالت، وهي أيضًا عناصر من عائلة الحديد، توجد في كثير من الأحيان في الصخور المافية والمافية، وخاصة النيكل.

خامات النيكل


أنها تشكل ودائع كبيرة في جنوب غرب أفريقيا، على شبه جزيرة كولاوفي المنطقة نوريلسك. هذه هي الرواسب النارية. تتبلور كبريتيدات النيكل من ذوبان الصهارة القادمة من الوشاح أو من المحاليل المائية الساخنة. وهناك نوع خاص يتمثل في رواسب النيكل المتبقية التي تكونت نتيجة تجوية الصخور الأساسية الحاملة للنيكل، على سبيل المثال البازلت, جابرويدز. وفي هذه الحالة تظهر معادن النيكل المؤكسدة على شكل كتل فضفاضة ذات لون أخضر. نفس هذه المتبقية خامات النيكلغنية بالحديد، مما يسمح باستخدامها في تصنيع سبائك الحديد والنيكل. تم العثور على مثل هذه الودائع في الأوراللكنها منتشرة بشكل خاص في المنطقة الاستوائية - في الجزر إندونيسيا، على فيلبينيحيث تحدث أكسدة مكثفة للصخور على السطح.

المعادن غير الحديدية

مهمة للصناعة هي المعادن غير الحديدية. ينتمي الكثير منهم جيوكيميائيًا إلى مجموعة الكالكوفيليات المرتبطة بالنحاس (الكالكوس - النحاس): النحاس والرصاص والزنك والموليبدينوم والبزموت. في الطبيعة، تشكل هذه المعادن مركبات مع رمادي, كبريتيدات. تم ترسيب معادن المعادن غير الحديدية في الغالب من المحاليل المائية الساخنة. أهمها للنحاس كالكوبايرايت- المعدن الذهبي بورنيت– معدن أرجواني، رفيق دائم للكالكوبايرايت، بالإضافة إلى السخام الأسود الكالكوسيتوالذي يحدث في الجزء العلوي من العديد من رواسب النحاس.

خامات النحاس

رواسب النحاس متنوعة للغاية. في السنوات الأخيرة، أصبحت الخامات المنتشرة منخفضة الجودة من النوع السماقي، والتي غالبًا ما توجد في الفتحات البركانية، ذات أهمية كبيرة. وقد تشكلت من المحاليل الساخنة القادمة من غرف الصهارة العميقة. احتياطيات هذه الخامات ضخمة، وخاصة في أمريكا الجنوبية والشمالية.
تعتبر رواسب الخزان أيضًا ذات أهمية كبيرة خامات النحاستشكلت أثناء الانفجارات البركانية في قاع البحار. هذا هو ما يسمى بنوع البيريت، حيث بيريت النحاس - كالكوبايرايت– تم العثور عليه مع بيريت الحديد – بيريت. هذه الودائع لفترة طويلةكان بمثابة المصدر الرئيسي للخامات في جبال الأورال. واخيرا الدور الكبير لما يسمى الحجارة الرملية النحاسيةلاحتوائها على معادن النحاس. يشمل هذا النوع الودائع في منطقة تشيتا، وفي الخارج أكبر الودائع كاتانغا في أفريقيا.

الرصاص والزنك

الودائع لها خصائصها الخاصة الرصاص والزنك، هذه المعادن مرتبطة بشكل لا ينفصم. المعدن الرئيسي للرصاص هو بريق الرصاص، أو جالينا، معدن أبيض فضي في بلورات مكعبة.


خامات الرصاص

يستخرج من مركزات الرصاص الفضة والبزموت والأنتيمون. ولا تشكل الأخيرة سوى خليط ضئيل في بريق الرصاص، ولكن على نطاق واسع من الصهر خامات الرصاصفهي تشكل مادة مضافة مهمة جدًا لاستخراج هذه العناصر القيمة من معادنها. المعدن الرئيسي للزنك هو السفاليريت(خليط الزنك). ويسمى شركًا لأنه يحتوي على بريق يشبه الماس وليس بريقًا معدنيًا مثل الخام. يختلف لونه: من البني إلى الأسود والقشدي. ويقال إن هذين المعدنين، الجالينا والسفاليريت، يتواجدان معًا باستمرار.

مركزات الزنك

من مركزات الزنكمِلكِي الجرمانيوم والإنديوم والكادميوم والجاليوم. وهي تشكل شوائب صغيرة جدًا في مزيج الزنك، حيث تحل محل ذرات الزنك في الشبكة البلورية، لتحل محلها. وعلى الرغم من المحتوى الضئيل، فإن استخلاص هذه الشوائب الصغيرة من خليط الزنك هو المصدر الرئيسي لإنتاجها. فهي ذات قيمة كبيرة! على سبيل المثال، يتم استخدام الكادميوم في الإنتاج المفاعلات النوويةوالبطاريات والسبائك منخفضة الذوبان. يستخدم الغاليوم، بسبب ذوبانه المنخفض (نقطة انصهاره 30 درجة مئوية فقط)، كبديل للزئبق في موازين الحرارة. ينتج الكادميوم مع القصدير والبزموت سبيكة خشبية ذات نقطة انصهار تبلغ 70 درجة. إن إضافة الإنديوم إلى الفضة يمنح الفضة لمعانًا رائعًا، وعندما يتم خلطها بالنحاس فإنها تحمي هياكل السفن من التآكل. مياه البحر. يستخدم الجرمانيوم في إنتاج أشباه الموصلات.

خام الكبريتيد

غالبا ما توجد مع الرصاص والزنك في الخامات الفضة والبزموت والزرنيخ والنحاسولذلك، تسمى رواسب الرصاص والزنك متعددة المعادن. تتشكل هذه الرواسب من المحاليل المائية الساخنة وتوجد بشكل خاص على شكل رواسب وأوردة بين الحجر الجيري، والتي يتم استبدالها خام الكبريتيد.

القصدير والتنغستن

القصدير والتنغستنتنتمي إلى معادن نادرة وتمثل مجموعة خاصة (عمليا يتم تصنيفها الآن على أنها "غير حديدية"). إن استخدام المعادن غير الحديدية واسع جدًا: في الهندسة الميكانيكية ومجالات التكنولوجيا الأخرى والشؤون العسكرية.
دعونا نتخيل للحظة أن موارد معدن مثل القصدير قد استنفدت، وستتوقف الحياة كلها على الفور: بعد كل شيء، يتم استخدام سبائك القصدير للمحامل اللازمة في أي آلية، وبدون سبائك القصدير سيكون من المستحيل إنتاج السيارات والقاطرات الكهربائية والأدوات الآلية، سينخفض ​​إنتاج الأغذية المعلبة (القصدير) – المعدن علب الصفيح). يبدو أن المعدن غير الواضح مثل القصدير هو رابط ضروري للغاية في جميع التقنيات.

معادن معدنية نادرة

توجد هذه المعادن على شكل مركبات الأكسجين: القصدير - في أكسيد، حجر القصديرأو حجر القصدير والتنغستن - في أملاح حمض التنغستن: التنغستن والسكيليت. المعادنغالبًا ما توجد هذه العناصر في عروق الكوارتز بين الجرانيت أو بالقرب منه. تبرز بلورات الولفراميت السوداء أو البنية اللامعة مقابل الكوارتز الأبيض. في بعض الأحيان يتم العثور عليها في أنواع أخرى من الودائع: التهاب الصفاقعند اتصالات الجرانيت مع الحجر الجيري في skarns، حجر القصدير– في عروق الكبريتيد. تشكل مركبات الأكسجين العديد مما يسمى المعادن النادرة: الليثيوم، الروبيديوم، السيزيوم، البريليوم، النيوبيوم، التنتالوم - وغالبا ما توجد في عروق البغماتيت. البيغماتيت ما قبل الكمبري القديم غنية بشكل خاص بها ( أفريقيا، البرازيل، كندا).
أصبحت المعادن الخفيفة مهمة حاليًا - الألومنيوموحتى إخوته الأخف - المغنيسيومو البريليوم. هذه المعادن منافسة للحديد القوي، المصمم ليحل محله في العديد من المجالات. وتستخدم هذه المعادن وسبائكها على نطاق واسع في التكنولوجيا، وخاصة في بناء الطائرات، وإنتاج الصواريخ، وفي إنتاج أنابيب الحفر - حيثما تكون هناك حاجة إلى معدن خفيف.


المواد الخام للألمنيوم - البوكسيت

الألومنيوم، كما هو معروف، منتشر بشكل كبير في القشرة الأرضية، وفي المستقبل سيكون من الممكن الحصول عليه من أي صخور ألومينوسيليكات غنية بهذا العنصر. في الوقت الراهن، التقليدية المواد الخام للألمنيومنكون البوكسيت. وهي تتكون من مركبات الألومينا المائية التي تتشكل عن طريق الترسيب أثناء الترسيب في الأحواض البحرية وعن طريق تجوية صخور الألومينوسيليكات. في مؤخراتم تطوير طريقة لإنتاج الألمنيوم من الصخور البلورية القديمة، تشكلت أثناء تحول الرواسب الطينية، وكذلك من الصخور النارية القلوية. وبالتالي فإن مشكلة مصادر الحصول على الألومنيوم لن تواجه أي شخص أبدًا: فهذا المعدن سيكون كافيًا لجميع الأجيال اللاحقة. إنها مجرد مسألة تكنولوجيا استخراجها والكهرباء لإنشاء صناعات قوية كثيفة الاستهلاك للطاقة.

مسألة أخرى البريليوم. هذا معدن نادر نسبيا. إنه جزء من البريلوالمعادن الأخرى التي توجد في رواسب ذات درجات حرارة عالية، في البجماتيت، وكذلك في الأوردة المتكونة من المحاليل المائية الساخنة. ويستخدم هذا المعدن الثمين في صناعة سبائك خاصة لصناعة أنابيب الأشعة السينية.

الاستخدام المتكامل للموارد المعدنية آخذ في الازدياد. على سبيل المثال، يتم استخراج العناصر النادرة من الفحم، وهي ذات قيمة كبيرة بشكل أساسي الجرمانيوم.

عنصر مثل السيلينيوم، لا يوجد غالبًا في المعادن المستقلة، ولكنه موجود في بيريتو اخرين كبريتيداتعلى شكل شائبة غير هامة، تحل محل الكبريت؛ يتم استخدامه لإنشاء أشباه الموصلات، والأجهزة البصرية، وخاصة المناظير، ومعدات التلغراف، والزجاج عديم اللون.

خام الحديدهي المادة الخام الرئيسية لصناعة المعادن العالمية. يعتمد الاقتصاد إلى حد كبير على سوق هذا المعدن. دول مختلفةولذلك فإن تطوير المناجم يحظى باهتمام متزايد في جميع أنحاء العالم.

خام: التعريف والميزات

الخامات هي صخور تستخدم في معالجة واستخراج المعادن التي تحتوي عليها. وتختلف أنواع هذه المعادن في الأصل والمحتوى الكيميائي وتركيز المعادن والشوائب. في التركيب الكيميائييحتوي الخام على أكاسيد الحديد المختلفة وهيدروكسيدات وأملاح ثاني أكسيد الكربون.

مثير للاهتمام!كان الخام مطلوبًا في المزرعة منذ العصور القديمة. تمكن علماء الآثار من اكتشاف أن تصنيع الأجسام الحديدية الأولى يعود تاريخه إلى القرن الثاني. قبل الميلاد. تم استخدام هذه المادة لأول مرة من قبل سكان بلاد ما بين النهرين.

حديد- عنصر كيميائي شائع في الطبيعة. ويبلغ محتواه في القشرة الأرضية حوالي 4.2%. ولكن في شكله النقي لا يتم العثور عليه أبدًا، وغالبًا ما يكون في شكل مركبات - في أكاسيد وكربونات الحديد والأملاح وما إلى ذلك. خام الحديد هو مزيج من المعادن مع كمية كبيرة من الحديد. في اقتصاد وطنييعتبر استخدام الخامات التي تحتوي على أكثر من 55٪ من هذا العنصر مبررًا اقتصاديًا.

ما هو مصنوع من خام

صناعة خام الحديدهي صناعة معدنية متخصصة في استخراج ومعالجة خام الحديد. الغرض الرئيسي من هذه المواد اليوم هو إنتاج الحديد الزهر والصلب.

يمكن تقسيم جميع المنتجات المصنوعة من الحديد إلى مجموعات:

• حديد خام ذو تركيز عالي من الكربون (أعلى من 2%).
• الحديد الزهر.
• سبائك الصلب لإنتاج المنتجات المدرفلة والخرسانة المسلحة وأنابيب الصلب.
• السبائك الحديدية لصهر الصلب.

ما هو الخام اللازم ل؟

يتم استخدام المادة لصهر الحديد والصلب. اليوم لا يوجد عمليا أي قطاع صناعي يمكنه الاستغناء عن هذه المواد.

الحديد الزهرعبارة عن سبيكة من الكربون والحديد مع المنغنيز والكبريت والسيليكون والفوسفور. يتم إنتاج الحديد الزهر في الأفران العالية، حيث درجات حرارة عاليةيتم عزل الخام من أكاسيد الحديد . ما يقرب من 90٪ من الحديد الزهر الناتج هامشي ويستخدم في صهر الفولاذ.

يتم استخدام تقنيات مختلفة:

• ذوبان شعاع الإلكترون للحصول على مادة نقية عالية الجودة؛
• معالجة الفراغ
• إعادة صهر الخبث الكهربائي؛
• تكرير الصلب (إزالة الشوائب الضارة).

الفرق بين الفولاذ والحديد الزهر هو الحد الأدنى لتركيز الشوائب. يتم استخدام الصهر التأكسدي في أفران الموقد المفتوح للتنقية.

يتم صهر الفولاذ عالي الجودة في أفران الحث الكهربائي عند درجات حرارة عالية للغاية.



ويختلف الخام في تركيز العنصر الذي يحتوي عليه. يمكن إثراؤه (بتركيز 55٪) وفقير (من 26٪). يُنصح باستخدام الخامات منخفضة الجودة في الإنتاج فقط بعد التخصيب.

بناءً على أصلها، يتم تمييز الأنواع التالية من الخامات:

• Magmatogenous (الداخلية) - تتشكل تحت تأثير ارتفاع درجة الحرارة؛
• السطح - بقايا العنصر المستقرة في قاع أحواض البحر؛
• المتحولة - يتم الحصول عليها تحت تأثير الضغط العالي للغاية.

المركبات المعدنية الرئيسية التي تحتوي على الحديد:

• الهيماتيت (خام الحديد الأحمر). المصدر الأكثر قيمة للحديد حيث تبلغ نسبة العناصر فيه 70% والحد الأدنى من تركيز الشوائب الضارة.
• المغنتيت. يتميز العنصر الكيميائي الذي يحتوي على نسبة معدنية بنسبة 72٪ بارتفاعه الخواص المغناطيسيةويتم استخراجه من خامات الحديد المغناطيسي.
• السيديريت (كربونات الحديد). هناك نسبة عالية من النفايات الصخرية، والحديد نفسه حوالي 45-48٪.
• خامات الحديد البني . مجموعة من الأكاسيد المائية تحتوي على نسبة منخفضة من الحديد، مع خليط من المنغنيز والفوسفور. يتميز العنصر الذي يتمتع بمثل هذه الخصائص بقابلية استرداد جيدة وبنية مسامية.



يعتمد نوع المادة على تركيبتها ومحتوى الشوائب الإضافية. يمكن العثور على خام الحديد الأحمر الأكثر شيوعًا الذي يحتوي على نسبة عالية من الحديد في حالات مختلفة - من كثيف جدًا إلى مترب.

تحتوي خامات الحديد البني على بنية فضفاضة مسامية قليلاً ذات لون بني أو أصفر. غالبا ما يتطلب هذا العنصر التخصيب، ولكن يتم معالجته بسهولة في خام (يتم الحصول على الحديد الزهر عالي الجودة منه).

خامات الحديد المغناطيسية كثيفة وحبيبية في البنية، وتبدو مثل البلورات المدمجة في الصخور. لون الخام مميز باللون الأسود والأزرق.

كيف يتم استخراج خام

يعد تعدين خام الحديد عملية فنية معقدة تتضمن الغوص في أعماق الأرض للبحث عن المعادن. اليوم، هناك طريقتان لتعدين الخام: مفتوحة ومغلقة.



يعد الفتح (طريقة المحجر) خيارًا شائعًا وأكثر أمانًا مقارنة بالتقنية المغلقة. الطريقة مناسبة لتلك الحالات عندما منطقة العمللا توجد صخور صلبة، ولا توجد صخور قريبة المستوطناتأو الأنظمة الهندسية

أولا يتم حفر مقلع يصل عمقه إلى 350 مترا ثم من الأسفل سيارات كبيرةيتم جمع الحديد ونقله. وبعد استخراجها، يتم إرسال المادة على قاطرات الديزل إلى مصانع الصلب والحديد.

يتم حفر المحاجر باستخدام الحفارات، لكن هذه العملية تستغرق الكثير من الوقت. وبمجرد وصول الآلة إلى الطبقة الأولى من المنجم، يتم تقديم المادة للفحص لتحديد نسبة محتوى الحديد ومدى جدوى المزيد من العمل (إذا كانت النسبة أعلى من 55%، يستمر العمل في هذه المنطقة).

مثير للاهتمام! بالمقارنة مع الطريقة المغلقة، فإن التعدين في المحاجر يكلف النصف. ولا تتطلب هذه التكنولوجيا بناء مناجم أو إنشاء أنفاق. وفي الوقت نفسه، تكون كفاءة العمل في الحفر المفتوحة أعلى بعدة مرات، وفقدان المواد أقل بخمس مرات.

طريقة التعدين المغلقة



يتم استخدام تعدين خام المناجم (المغلق) فقط إذا كان من المخطط الحفاظ على سلامة المناظر الطبيعية في المنطقة التي يتم فيها استخراج رواسب الخام. هذه الطريقة مناسبة أيضًا للعمل في المناطق الجبلية. في هذه الحالة، يتم إنشاء شبكة من الأنفاق تحت الأرض، الأمر الذي يؤدي إلى تكاليف إضافية - بناء المنجم نفسه والنقل المعقد للمعادن إلى السطح. العيب الرئيسي هو المخاطر العالية على حياة العمال، يمكن أن ينهار المنجم ويمنع الوصول إلى السطح.

أين يتم استخراج الخام؟

يعد تعدين خام الحديد أحد المجالات الرائدة المجمع الاقتصاديالترددات اللاسلكية. لكن على الرغم من ذلك، تبلغ حصة روسيا في إنتاج الخام العالمي 5.6% فقط. وتبلغ الاحتياطيات العالمية نحو 160 مليار طن. يصل حجم الحديد النقي إلى 80 مليار طن.

الدول الغنية بالخامات

توزيع المعادن حسب الدولة هو كما يلي:

• روسيا - 18%؛
• البرازيل - 18%؛
• أستراليا - 13%؛
• أوكرانيا - 11%؛
• الصين - 9%؛
• كندا - 8%؛
• الولايات المتحدة الأمريكية - 7%؛
• دول أخرى - 15٪.

وقد لوحظت رواسب كبيرة من خام الحديد في السويد (مدينتي فالون وجيليفار). وجدت في أمريكا عدد كبير منخام في ولاية بنسلفانيا. وفي النرويج، يتم استخراج المعدن في بيرسبرج وأرندالي.

خامات روسيا

الشذوذ المغناطيسي كورسك هو رواسب كبيرة من خام الحديد في الاتحاد الروسي وفي العالم، حيث يصل حجم المعدن غير المكرر إلى 30.000 مليون طن.






مثير للاهتمام! ويشير المحللون إلى أن حجم استخراج المعادن في مناجم KMA سيستمر حتى عام 2020، وسيكون هناك انخفاض في المستقبل.

منطقة الألغام شبه جزيرة كولاهو 115000 كيلومتر مربع. يتم استخراج الحديد والنيكل وخامات النحاس والكوبالت والأباتيت هنا.

جبال الأورال هي أيضًا من بين أكثر الجبال ودائع كبيرةالخامات في الاتحاد الروسي. منطقة التطوير الرئيسية هي كاشكانار. حجم المعادن الخام هو 7000 مليون طن.

ويتم استخراج المعدن بكميات أقل في حوض غرب سيبيريا وخاكاسيا وحوض كيرتش وزابايكالسك ومنطقة إيركوتسك.