Железная руда стала добываться человеком много веков назад. Уже тогда стали очевидными преимущества использования железа.

Найти минеральные образования, содержащие железо, довольно легко, так как этот элемент составляет около пяти процентов земной коры. В целом, железо является четвертым по распространенности элементом в природе.

В чистом виде найти его невозможно, железо содержится в определенном количестве во многих типах горных пород. Наибольшее содержание железа имеет железная руда, добыча металла из которой является наиболее экономично выгодным. От ее происхождения зависит количество содержащегося в ней железа, нормальная доля которого в составе около 15%.

Химический состав

Свойства железной руды, ее ценность и характеристики напрямую зависят от ее химического состава. Железная руда может содержать различное количество железа и других примесей. В зависимости от этого выделяют ее несколько типов:

• очень богатые, когда содержание железа в рудах превышает 65%;
• богатые, процент железа в которой варьируется в диапазоне от 60% до 65%;
• средние, от 45% и выше;
• бедные, в которых процент полезных элементов не превышает 45%.

Чем больше побочных примесей в составе железной руды, тем больше необходимо энергии на ее переработку, и тем менее эффективным является производство готовой продукции.

Состав породы может представлять собой совокупность различных минералов, пустой породы и других побочных примесей, соотношение которых зависит от ее месторождения.

Состав железных руд крупных месторождений

Пустая порода также может содержать железо, но ее переработка экономически не целесообразна. Наиболее часто встречающиеся минералы представляют собой оксиды, карбонаты и силикаты железа.

Следует отметить, что в составе железистых пород может содержаться огромное количество вредных веществ, среди которых можно выделить серу, мышьяк, фосфор и другие.

Типы железных руд

На сегодняшний день выделяется множество видов железных руд, характеристики и названия которых зависят от состава.

Наиболее часто в природе встречается такой вид, как красный железняк, в основе которого лежит оксид под названием гематит. Этот оксид содержит в составе количество железа, превышающее 70%, и минимальное количество побочных примесей.

Физическое состояние данного оксида может варьироваться от порошкообразного до плотного.

Бурый железняк представляет собой оксид железа с содержанием воды. Его очень часто называют лимонитом. В его составе значительно меньше железа, количество которого обычно не превышает четверти. В природе такой железняк содержится в виде рыхлой, пористой породы, со значительным содержанием марганца и фосфора. Обычно обильно насыщен влагой, имеет в качестве пустой породы глину. Из него очень часто делают чугун, несмотря на незначительную часть железа, так как он очень легко перерабатывается.

Магнитные руды отличаются тем, что в их основе заложен оксид, имеющий магнитные свойства, но при сильном нагреве они теряются. Количество этого типа породы в природе ограничено, но содержание железа в нем может не уступать красному железняку. Внешне он выглядит как твердые кристаллы черно-синего цвета.

Шпатовый железняк представляет собой рудную породу, в основе которой лежит сидерит. Очень часто имеет в составе значительное количество глины. Этот тип породы относительно тяжело найти в природе, что на фоне малого количества содержимого железа делает его редко используемым. Поэтому отнести их к промышленным типам руд невозможно.

Кроме оксидов в природе содержаться другие руды на основе силикатов и карбонатов. Количество содержимого железа в породе очень важно для ее промышленного использования, но также важно наличие полезных побочных элементов, таких как никель, магний, и молибден.

Отрасли применения

Сфера применения железной руды практически полностью ограничена металлургией. Ее используют, в основном, для выплавки чугуна, который добывают с помощью мартеновских или конверторных печей. На сегодняшний день чугун используется в различных сферах жизнедеятельности человека, в том числе в большинстве видов промышленного производства.

Не в меньшей степени используются различные сплавы на основе железа – наиболее широкое применение обрела сталь благодаря своим прочностным и антикоррозийным свойствам.

Чугун, сталь и различные другие сплавы железа используются в:

1. Машиностроении, для производства различных станков и аппаратов.
2. Автомобилестроении, для изготовления двигателей, корпусов, рам, а также других узлов и деталей.
3. Военной и ракетной промышленности, при производстве спецтехники, оружия и ракет.
4. Строительстве, в качестве армирующего элемента или возведения несущих конструкций.
5. Легкой и пищевой промышлености, в качестве тары, производственных линий, различных агрегатов и аппаратов.
6. Добывающей промышленности, в качестве спецтехники и оборудования.

Месторождения железной руды

Мировые запасы железной руды ограничены в количестве и своем местоположении. Территории скопления запасов руд называют месторождениями. На сегодняшний день месторождения железных руд делят на:

1. Эндогенные. Они характеризуются особым расположением в земной коре, обычно в виде титаномагнетитовых руд. Формы и расположения таких вкраплений разнообразны, могут быть в форме линз, пластов, расположенных в земной коре в виде залежей, вулканообразовных залежей, в виде различных жил и других неправильных форм.
2. Экзогенные. К этому типу относятся залежи бурых железняков и других осадочных пород.
3. Метаморфогенные. К которым относятся залежи кварцитов.

Месторождения таких руд можно встретить на территории всей нашей планеты. Наибольшее количество залежей сконцентрировано на территории постсоветских республик. В особенности Украины, России и Казахстана.

Большие запасы железа имеют такие страны как Бразилия, Канада, Австралия, США, Индия и ЮАР. При этом практически в каждой стране на земном шаре имеются свои разрабатываемыми месторождения, в случае дефицита которых, порода импортируется из других стран.

Обогащения железных руд

Как было указано, существует несколько типов руд. Богатые можно перерабатывать непосредственно после извлечения из земной коры, другие необходимо обогатить. Кроме процесса обогащения, переработка руды включает в себя несколько этапов, таких как сортировка, дробление, сепарация и агломерация.

На сегодняшний день существует несколько основных способов обогащения:

1. Промывка.

Применяется для очистки руд от побочных примесей в виде глины или песка, вымывание которых проводят с помощью струй воды под высоким давлением. Такая операция позволяет увеличить количество содержимого железа в бедной руде примерно на 5%. Поэтому его используют только в комплексе с другими типами обогащения.

1. Гравитационная очистка.

Выполняется с помощью специальных типов суспензий, плотность которых превышает плотность пустой породы, но уступает плотности железа. Под воздействием гравитационных сил побочные компоненты поднимаются на верх, а железо опускается на низ суспензии.

1. Магнитная сепарация.

Наиболее распространенный способ обогащения, который основывается на различном уровне восприятия компонентами руды воздействия магнитных сил. Такую сепарацию могут проводить с сухой породой, мокрой, или в поочередном сочетании двух ее состояний.

Для переработки сухой и мокрой смеси используют специальные барабаны с электромагнитами.

1. Флотация.

Для этого метода раздробленную руду в виде пыли опускают в воду с добавлением специального вещества (флотационный реагент) и воздуха. Под действием реагента железо присоединяется к воздушным пузырькам и поднимается на поверхность воды, а пустая порода опускается на дно. Компоненты, содержащие железо, собираются с поверхности в виде пены.

Человечество, по оценкам археологов, научилось обрабатывать железную руду и изготавливать из нее различные изделия еще за 3000 лет до н.э.

В разных странах железная руда обрабатывалась с применением сложных техник, и на протяжении веков люди только совершенствовались в ее обработке и ковке. С течением времени добыча железной руды увеличивалась, и производство качественных изделий выросло до такого уровня, что они стали доступны всем.

На каждом временном этапе человечество использовало железные руды, которые можно было перерабатывать с экономической выгодой на оборудовании того времени: в первом тысячелетии в обработку шли только руды с содержанием железа не менее 80-90%. Но чем более совершенной становилась техника и способы добычи железной руды, тем более бедные железные руды находили использование.

В современном мире отрасли, где железная руда находит постоянное применение - это сталелитейное производство, выплавка чугуна, производство ферросплавов и труб.

В настоящее время все железорудные месторождения делятся по степени содержания Fе на богатые, (57% содержания железа в общей рудной массе) и бедные (не менее 26%). А сама железная руда подразделяется на рядовую (аглоруду), в ней содержание железа находится на среднем уровне, окатыши - это сырая железосодержащая масса, и сепарированная руда с самым низким содержанием железа в общей массе.

К особому типу руды можно отнести магнитный железняк с 70% содержанием окиси и закиси железа. Районом добычи такой железной руды в России является Урал, горы Благодать, Магнитная.

В Норвегии, Швеции тоже имеются такие месторождения. В США магнитный железняк добывают в штате Пенсильвания, но лучшие месторождения по добыче железной руды в этой стране уже фактически выработаны, остались месторождения с рядовым содержанием руды (до 40-50%), такая же ситуация на месторождениях Украины и России.

По этой причине, многим странам, лидирующим по добыче железной руды, приходится постоянно совершенствовать технологии переработки сырья. Богатые месторождения в последние годы найдены только в Австралии, имеются они в Канаде и Мексике. При этом Северная Америка и Западная Европа в суммарном количестве по добыче железной руды уступают Австралии, которая на протяжении нескольких лет является лидером по добыче железной руды.

Такие страны как Германия, Великобритания и Бельгия вынуждены были отказаться от разработок собственных месторождений, поскольку сырье, которое там добывается, относится к третьей группе и его дальнейшая переработка очень затратна. В этих странах добыча железной руды проводилась открытым способом. Прежде всего, при такой разработке бедных месторождений наносится большой ущерб окружающей среде, поскольку на каждую тонну добытого чистого железа, приходится несколько десятков тонн промышленных пустопородных отвалов.

Технология добычи железной руды

На карьере, где на небольшой глубине залегает пласт железорудных пород, проводится выемка верхних слоев грунта на глубину около 500 метров. После того, как верхний слой убран, руду при помощи спецтехники выбирают и вывозят с карьера на перерабатывающие предприятия. Экономическая выгода для производителей в этих странах снижается из-за низкого качества руды, требующей обогащения. Это влечет за собой дополнительные финансовые затраты, а необходимость проводить дорогостоящие восстановительные мероприятия на месте разработки делают добычу таких ископаемых нерентабельной.

В результате такие страны как Франция и Германия на протяжении многих лет входят в десятку стран импортеров железной руды и продуктов ее первичной переработки. Поставки в основном осуществляются из азиатских стран, а также России.

В азиатских странах богатыми месторождениями располагает Индия. В Южной Америке основным местом по добыче железной руды является Бразилия, которая имеет железорудные месторождения с 60% содержанием железных руд и успешно развивает профильные предприятия.

КНР, не смотря на то, что по оценкам специалистов, имеет большие, но бедные месторождения, все равно проводит переработку этой руды. В 2009 году Китай лидировал в сфере экспорта железорудного сырья. В общей мировой добыче железной руды на долю этой страны приходилось 1/3 всего сырья. В сравнении с серединой 20 века основная добыча руды для черной металлургии сместилась из Западной Европы в Азию, Южную Америку и Восточную Европу. На долю азиатских стран в настоящее время приходится около 55% всей добычи.

При этом потребность промышленности в добыче железной руды во всем мире год от года только возрастает. Некоторые страны с развитым автомобильным и промышленным производством, такие как Япония и Южная Корея не имеют своих месторождений. По этой причине становится важным внедрение новых технологий, позволяющих снизить экономические затраты при добыче железорудного сырья. Страны мира, обладающие существенными запасами залежей железной руды, ищут новые технологии обогащения добытого сырья.

На сегодняшний день почти 100 стран имеют такие сырьевые, потенциально готовые к разработке месторождения. На долю Америки (и Северной, и Южной) приходится примерно 267 млрд. тонн, на долю России - 100 млрд. тонн, азиатские страны располагают залежевыми запасами в 110 млрд. тонн, Австралия и Океания (в совокупности) - 82, в Африке около 50 млрд. тонн, в Европе - 56 млрд. тонн.

При этом в пересчете на содержание железа в руде Бразилия и Россия имеют одинаковые в процентном соотношении к общемировым запасы. Каждая из этих стран располагает 18% запасов. Третье место в этом рейтинге принадлежит Австралии с 14 %, четвертое место занимает Украина - 11 %, КНР имеет запасы в 9%, Индия - 5%. Самый маленький запас по содержанию железа в руде из нынешних активных разработчиков месторождений имеют США, всего 3%.

Переработка сырья проводится различными способами: страны Западной Европы, и США благодаря новым научно-техническим методам обогащения бедного сырья добиваются получения конечного продукта лучшего качества. Они проводят агломерацию сырья, но тут следует учесть, что такое сырье не подлежит перевозке и должно перерабатываться на внутреннем рынке.

В вопросе добычи железной руды выигрывают страны производители, поставляющие на экспорт железорудные окатыши, технологии добычи при этом не отличаются от общепринятых, но сырье проходит предварительную обработку. Железорудные окатыши легко транспортировать, а затем на месте, это сырье, благодаря современным технологиям, легко восстанавливается в чистое железо и поступает в дальнейший промышленный процесс.

Железная руда является основным сырьем для металлургической промышленности всего мира. Ее рынок в той или иной степени оказывает влияние на экономику разных государств. Сегодня добыча железорудных ресурсов ведется более чем в 50 странах, в числе которых находится и Российская Федерация. Она уверенно держит свои позиции в постоянной пятерке мировых лидеров. Вместе они поставляют на мировой рынок до 80% этого сырья.

Месторождения железной руды в России

По территории Российского государства железорудные ресурсы раскинуты неравномерно. Больше половины всех запасов принадлежат к докембрийским осадочным рудам. Они представлены красными, бурыми, магнитными железняками разного качества. И только 12% из них руды высокого качества, где содержание железа составляет не менее 60%. Стоит заметить, что Российское государство по запасам железной руды уступает только Бразилии. Но при этом отечественные месторождения по сравнению с зарубежными (Австралия, Индия, Бразилия) имеют более низкое качество руд и сложные геологические условия их разработки.

Крупные месторождения железной руды в России расположены в Центральном федеральном округе. На его долю приходится около 55% всей добычи сырья. Достаточно значимые месторождения разведанных запасов есть в Карелии и Мурманской области, их добыча составляет 18%. Гусевогорское месторождение Свердловской области дает почти 16% железных руд. Ведутся также разработки Куранахского и Гаринского месторождений в Амурской области, Кимканского и Костеньгинского месторождений в Еврейской АО и другие.

Курская магнитная аномалия

Возглавляют список месторождений железной руды в России карьеры Курской магнитной аномалии (КМА). Площадь ее бассейна составляет более 160 тыс. км 2 и включает территории Орловской, Белгородской, Курской, а также Воронежской областей. По запасам железа, которые исчисляется миллиардами тонн, это самый крупный бассейн мира. На сегодняшний день разведано более 30 млрд тонн богатой железной руды. Ее основная масса представлена магнетитовыми кварцитами с содержанием железа свыше 40%.

Руды КМА определяются многокомпонентной текстурой. Глубина их залегания варьируется от 30 до 650 метров. Промышленная добыча преимущественно проводится в Курской и Белгородской области, где сосредоточена значительная доля запасов руды (месторождение Стойленское, Михайловское, Лебединское и Яковлевское).

Бакчарское месторождение

Бакчарское месторождение - это наиболее исследованная часть Западно-Сибирского железорудного бассейна. Оно было открыто в 1960-е годы при разведке нефтяных залежей в Томской области и на сегодня является одним из крупнейших месторождений железной руды в России. На территории наблюдается четыре рудных пласта, которые местами сливаются в единую залежь. Образования железной руды в основном располагаются на глубине от 190 метров, но к северу погружение доходит и до 300 метров. Содержание железа в рудах местами достигает 57%. В обогащенной руде объем железа существенно прибавляет и доходит до 97%. Площадь Бакчарского месторождения составляет 16 тыс. км 2 .

Характерной особенностью богатого месторождения является присутствие попутных компонентов кобальта, титана, хрома и ванадия, что еще значительней повышает ценность руд. По предварительным оценкам геологического исследования, прогнозируемые запасы Бакчарского месторождения исчисляются почти в 110 млрд тонн. Надо отметить, что рудные горизонты этого участка сильно обводнены и это вызывает сложности в эксплуатации месторождения.

К самым крупным месторождениям железной руды в России относят и Оленегорское месторождение в Мурманской области, которое было открыто в 1932 году. Большая часть его сырьевой базы представлена железистыми кварцитами, основными минералами в которых выступают магнетит и гематит. Наличие железа в среднем составляет 31%. Руда залегает почти к самой поверхности, но рудное тело уходит на глубину более 800 метров с протяженностью 32 км. Руды этого месторождения относятся к легкообогатимым, они имеют минимальное содержание вредных примесей, что позволяет получить металл высокого качества.

По последним оценкам, запасы Оленегорского месторождения Кольского полуострова составляют 700 млн тонн железной руды. Наличие таких значительных запасов содержится в очень глубоких горизонтах, что создает необходимость в дополнительной разведке недр.

Ковдорское месторождение

В силу своей геологической истории Кольский полуостров обладает значительными залежами полезных ископаемых и вносит свой существенный вклад в экономику России. Основные месторождения железных руд в этом регионе стали разрабатывать с 1962 года, хотя открыты они были еще в довоенное время. Ковдорское железорудное месторождение является одним из крупнейших хранилищ в государстве коллекционного сырья. Здесь представлены редкие уникальные минералы, которые больше нигде не встречаются.

Ковдорские залежи разрабатываются с 1962 года, их запасы насчитывают около 650 млн тонн магнетитовых руд. Ширина рудного тела составляет 100-800 метров, а протяженность тянется более километра. Кладовые месторождения были разведаны до глубины 800 метров. Содержание железа в среднем составляет 28-30%. Помимо магнетитового концентрата из руды извлекают бадделеитовый и апатитовый концентраты.

Костомукшское месторождение

Еще одним важным регионом, где находятся месторождения железной руды в России, является Карелия. Здесь наличествует 26 месторождений и около 70 железорудных проявлений самых разных рудных формаций. Более практическое значение имеют формации железистых кварцитов, которые неплохо развиты в Западно-Карельской минерагенической зоне. Пальма первенства принадлежит Костомукшскому месторождению, которое считается самым крупным на Северо-Западе России. Запасы его руды насчитывают свыше одного млрд тонн со средним содержанием железа 32%.

Толща железистых кварцитов Костомукшского месторождения протянута полосой в 15,6 км. Она включает две залежи на глубине до 40 метров - основную и переслаивания. В основной залежи содержится до 70% всех запасов месторождения. Доминирующим рудным минералом выступает магнетит, из вредных примесей присутствует фосфор и сера. Руды Костомукшского месторождения легкообогатимые.

Также не стоит оставлять без внимания следующие железорудные месторождения: Корпангское (400 млн тонн утвержденных запасов), Пудожгорское (прогнозные ресурсы оцениваются в 302 млн тонн) и Койкарское (запасы оценены почти в 3200 тыс. тонн).

Республика Хакасия

В Хакасии располагаются одни из самых старейших месторождений железной руды в России. Ее база представлена Тейско-Балыксинским, Абакано-Анзасским и Верхнеабаканским районами.

Абагасские залежи руды на участке Кузнецкого Алатау и Минусинской котловины были обнаружены в 1933 году, но к их разработке приступили лишь 50 лет спустя. Доминирующим минералом здесь выступает магнетит, второстепенные роли отводятся пириту, гематиту и мушкетовиту. Балансовые запасы сырья насчитывают более 73 млн тонн.

Вблизи города Абаза располагается Абаканское железорудное месторождение. Его залежи представлены легкообогатимыми скарново-магнетитовыми рудами. Балансовые запасы содержат 145 млн тонн руды, средний объем железа составляет 42-45%. Месторождение было изучено до 1300 метров глубины.

Качканарские месторождения

Группа железорудных кладовых в Свердловской области известна достаточно давно, но серьезную разведку стали производить только в 30-е годы прошлого века. Она объединяет два основных месторождения: Гусевогорское и Качканарское. Залежи рудных минералов представлены магнетитом и содержат преимущественно примеси титана и ванадия. Они залегают на большой глубине и имеют очень сложную разработку.

Качканарские месторождения принадлежат к самым крупным месторождениям железной руды в России, им принадлежит 70% от добываемых руд Урала. Прогнозируемые ресурсы составляют более 12 млрд тонн руды, а разведанные запасы насчитывают 7 млрд тонн с объемом железа 16%. При обогащении руды объем железа в полученном концентрате доходит до 61%.

Бакальские месторождения

Бакальская группа железорудных залежей размещена в Саткинском районе Челябинской области. Она сосредоточена на площади в 150 км 2 и насчитывает 24 месторождения, каждое из которых располагает несколькими рудными телами. На месторождениях выделяют два типа разновидности руд: сидеритовые (с содержанием железа32 %) и бурые железняки (с содержанием железа более 50%). В разведанных и оцененных запасах лидирующая роль отводится сидеритовым рудам. Основными минералами этих месторождений являются пистомезит и сидероплезит.

На Бакальском рудном поле в эксплуатации находятся следующие карьеры: Петлинский, Центральный, Новобакальский, Сосновский, Сидеритовый, Шульдинский. Суммарный запас руды составляет один миллиард тонн. По качеству руд и по количеству железа в них Бакальское месторождение входит в число лучших месторождений железной руды в России.

Следует заметить, что железорудный промысел - один из немногих сегментов российской промышленности, который чувствует себя наиболее уверенно даже в условиях кризиса. На государственном балансе учитывается 173 железорудных месторождения. Их балансовые запасы, при сегодняшнем темпе добычи, смогут обеспечить черную металлургию более чем на 200 лет вперед.

Благодаря своим уникальным свойствам – ковкости, прочности, пластичности – металл широко используется любой отраслью промышленности во всем мире. Сырьем для его изготовления являются железосодержащие минералы.

Запасы в мире

Залежи железосодержащих полезных ископаемых есть на каждом материке. Их ресурсы распределены так (по убыванию):

• Европейские государства.
• Страны Азии.
• Африканский континент: ЮАР, Алжир, Либерия, Зимбабве, Ангола, Габон.
• Южная и Северная Америка.

Месторождения железной руды обнаружены на территориях 98 государств. На сегодняшний день их реальная цифра – 212 млрд т. Но ученые считают, что мировые залежи этого стратегического сырья могут исчисляться 790 миллиардами тонн.

В процентном соотношении запасы железной руды по странам мира распределены так:

• Украина – 18%.
• Россия – 16%.
• Бразилия – 13%.
• Австралия – 11%.
• Китай – 13%.
• Индия – 4%.
• Остальные – 25%.

Рудные пласты различаются по содержанию железа. Они бывают богатыми (более 50% Fe), рядовыми (25–50%), бедными (менее 25%). Поэтому в пересчете на содержание железа их запасы распределяются иначе:

• Россия – 19%.
• Бразилия – 18%.
• Австралия – 14%.
• Украина – 11%.
• Китай – 9%.
• Индия – 4%.
• Остальные – 25%.

Из всех добываемых железосодержащих минералов 87% имеют низкое качество (содержание железа 16–40%). Такое сырье требует обогащения. Россия добывает только 12% железистых соединений высокого качества, с содержанием железа более 60%. Самое качественное сырье для металлургии добывают на Австралийском материке (64% Fe).

Подсчитано, что при существующем уровне добычи руды обеспеченность мирового хозяйства железом составит 250 лет.

Крупнейшие залежи

Из всех стран мира самые богатые запасы железной руды в Российской Федерации. Они сосредоточены в нескольких регионах.

Курская магнитная аномалия. Это огромный железорудный район мирового масштаба. Здесь расположено несколько мощных месторождений. Одно из них – Лебединское (14, 6 млрд т) – за свои размеры и объемы выработки дважды заносилось в книгу рекордов Гиннеса.

А также менее богатые регионы:

• Урал.
• Кольский рудный район.
• Карелия.
• Западная Сибирь.

Кроме России, крупные месторождения находятся на территории:

• Австралии (Айрон-Ноб, Западно-Австралийское).
• США (Верхнеозерное).
• Канады (Ньюфаундлендское, Лабрадорское).
• ЮАР (Трансваальское).
• Индии (Сингбхум).
• Швеции (гора Кирунавааре).
• Китая (возле города Аньшань).

Значительные запасы железной руды имеет Украина – более 21 млрд т. Здесь есть 3 месторождения – Криворожское, Белорецкое и Кременчугское. Последнее имеет залежи с низким содержанием железа. Кроме того, они содержат много вредных примесей. На двух других месторождениях добывается железная руда высокого качества.

Богатые железистые соединения (до 68% Fe) добывают в Венесуэле. Ресурс страны составляет 2 200 млн т. На Бразильских месторождениях Каражас, Урукум содержатся более десятка миллиардов тонн богатых залежей (50–69% Fe). Около 3 000 млн т бурого рядового железняка залегает на о. Куба.

В США находятся огромные залежи железистых кварцитов, которые требуют основательного обогащения.

Рейтинг стран мира по добыче железной руды на 2017 год

Добыча руды осуществляется на территории более 50 государств. Лидерами отрасли являются Китай, Австралия, Бразилия, Россия, Индия. Совокупно они добывают 80% всех железосодержащих минералов.

Из года в год увеличиваются объемы железодобывающей отрасли во всем мире, но они не покрывают полностью потребности человечества. Многим государствам с развитыми горнодобывающей и металлургической отраслями промышленности не хватает собственных ресурсов железной руды, и они вынуждены закупать ее за границей.

Крупнейшими импортерами являются Южная Корея, Япония, США, страны Евросоюза. Даже Поднебесная – республика, которая занимает 1 место в мире по добыче руды – вынуждена ее импортировать. Больше всего экспортируют железорудного сырья Австралия, Бразилия и Индия.

Чтобы представить, как развивается железорудная отрасль, представлена сравнительная таблица по добыче руды за год (млн т):

Наблюдается неуклонный рост индийской железорудной промышленности. Предполагается, что к 2020 году ее показатели увеличатся на 35%.

Среди всех горнодобывающих компаний мира основополагающее место занимают 3 рудных гиганта:

• BHP Billiton, самая крупная австралийско-британская компания.
• Vale S. A. (бразильская компания).
• Rio Tinto, транснациональная корпорация.

Они ведут добычу во многих государствах, владеют электростанциями, заводами по обогащению железорудных ископаемых и выплавке стали, осуществляют железнодорожные и морские перевозки собственным транспортом, устанавливают мировые цены на сырье.

На Урале известно более 75 больших и малых месторождений железных руд, общие балансовые запасы которых на 01.01.89 г. составляли 14,8 млрд. т, из них около 9,4 млрд. т разведанных запасов (по категориям А+В+С1). Часть открытых месторождений Урала еще недостаточно изучена и на балансе не состоит.

Наибольшая часть разведанных запасов (7,1 млрд. т) представлена комплексными титаномагнетитовыми рудами, которые сосредоточены на 4-х месторождениях, крупнейшими из них являются месторождения Качканарской группы с балансовыми запасами более 11,5 млрд. т. магнетитовые, мартитовые и полумартитовые руды на Урале сосредоточены на 19 месторождениях. Их балансовые запасы составляют 1,4 млрд. т. Около 48 месторождений представлено бурыми железняками с общими балансовыми запасами 0,4 млрд. т. Семь из этих месторождений с запасами 0,32 млрд. т представлено комплексными железохромоникелевыми бурыми железняками. Два небольших месторождения представлено магнетитовыми железистыми кварцитами и два – сидеритами, из которых Бакальское месторождение является крупнейшим с запасами более 1 млрд. т сидеритовых руд.

Большинство железорудных месторождений Урала давно и интенсивно эксплуатируется и в значительной мере уже выработано. Их остаточные запасы весьма ограничены.

Рассмотрим более детально важнейшие железорудные районы и месторождения Урала.

На северном Урале расположен Северо-Ивдельский железорудный район, включающий месторождения Северной и Лангуро-Самской групп, а также Масловское месторождение. Эти месторождения служили рудной базой Серовского металлургического завода, часть из них разрабатывалась открытым способом Полуночным и Марсятским рудоуправлениями. Месторождения представлены магнетитами, мартитами и бурыми железняками. Содержание железа изменяется в широких пределах, составляя 45-50 % для магнетитовых и мартитовых руд и 32-40 % для бурых железняков. Магнитные железняки содержат значительное количество (до 1,40 %) серы. Содержание фосфора не превышает 0,2 %. Магнетитовые руды подвергались магнитной сепарации, а бурые железняки – промывке. Мелкие фракции концентрата направляли на агломерационную фабрику Серовского металлургического завода, а кусковый концентрат непосредственно в доменную плавку. В настоящее время разработка этих месторождений не ведется.

Там же (в Серовском и Североуральском районах Свердловской области) расположена Богословская группа мелких месторождений (в нее входят Ауэрбаховский, Воронцовский, Покровский, Баяновский, Северо-Песчанский и другие рудники). месторождения также представлены магнетитовыми рудами, красными и бурыми железняками. Общие запасы указанных групп месторождений Северного Урала не превышают 250 млн. т.

Содержание железа в рудах месторождений Богословской группы также изменяется в широких пределах от 40 до 58 % для магнитных железняков и гематитовых руд и 32-40 % для бурых железняков. В рудах отмечается повышенное содержание меди, а в руде Ауэрбаховского месторождения – хрома. Содержание фосфора обычно не превышает 0,1 %, но некоторые из руд имеют повышенное содержание серы (до 3,8 %). Руды Богословской группы месторождений добываются в основном подземным способом (95 %), на их базе действуют две шахты: Песчанская и Первомайская. Введен в строй Северо-Песчанский ГОК производительностью 3,0 млн. т концентрата в год с содержанием железа 49-52 %, который поступает на Нижнетагильский металлургический комбинат и на завод им.Серова.

В этом же регионе открыто крупное Серовское месторождение комплексных бурых железняков, содержащих хром (1,5-2,0 %) и никель (около 0,5 %), в небольших количествах присутствует кобальт. Запасы руд по категориям В+С1+С2 оцениваются в 1 млрд. т, в том числе 940 млн. т бобово-конгломератовых и 60 млн. т охристых руд. Генетически месторождение относится к месторождениям коры выветривания. Бортовое содержание железа в бобово-конгломератовых рудах составляет 24 %, в охристых 45-47 %, пустая порода глиноземистая (отношение SiO2: Al2O3 составляет около 1).

Месторождение еще слабо разведано и изучено, особенно в отношении технологии подготовки руд к плавке и самой плавки. Наиболее вероятным и эффективным способом их обогащения является пирометаллургический метод. Этот метод заключается в том, что в процессе восстановительного обжига руды значительная часть железа переходит в металлическое состояние. Последующая магнитная сепарация обоженного продукта позволяет получать концентрат, содержащий 81,2-81,5 % железа, в том числе 77,3-79,7 % железа металлического при высокой степени его извлечения. Около 75 % хрома переходит в хвосты, из которых его можно извлекать другими методами. Никель на 77-82,5 % переходит в концентрат. Однако это технология относительно дорогая. Окончательного решения по использованию руд этого месторождения пока нет.

В северо-восточной части Свердловской области находится Алапаевская группа небольших месторождений, представляющих рудную базу Алапаевского и Верхне-Синячихинского металлургических заводов. Руды представлены бурыми железняками со средним содержанием железа для различных месторождений в пределах 38-41 % , чистыми по сере (в среднем 0,02 %). Содержание фосфора не превышает 0,1 %. В пустой породе преобладают кремнезем и глинозем. Балансовые запасы руд этой группы составляли около 58,6 млн. т. В настоящее время добыча руд не ведется.

Тагило-Кушвинский железорудный район включает в себя 11 относительно небольших месторождений (Высокогорское, Лебяжинское, Гороблагодатское и др.). Общие балансовые запасы руд этого района составляют около 1,09 млрд. т. Месторождения этого района относятся к месторождениям скарнового типа, представлены преимущественно магнетитовыми и в меньшей степени полумартитовыми и мартитовыми рудами. Незначительное распространение имеют бурые железняки. Среднее содержание железа по типам руд и месторождениям колеблется в широких пределах (от 32 до 55 %).

Богатые окисленные руды используются после дробления, грохочения, а глинистые и валунчатые руды подвергаются еще и промывке. В результате обогащения окисленных руд получают кусковую мартеновскую и доменную руду, а также мелочь для агломерации. Бедные магнетитовые руды, отличающиеся высоким содержанием серы (0,4-1,8 %), обогащаются сухой и мокрой магнитной сепарацией. Полученные концентраты поступают на агломерацию. Химический состав руд и концентратов представлен в приложении 1.

Как для магнетитовых, так и для богатых мартитовых руд характерно повышенное содержание марганца (0,24-2,0 %) и глинозема (2,3-6,0 %). Соотношение содержания кремнезема и глинозема меньше двух. Для высокогорских руд характерно повышенное содержание меди (0,08-0,12 %). Разработка руд на месторождениях этого района ведется открытым и подземным способами.

В Тагило-Кушвинском районе находится также Волковское месторождение комплексных железованадиевомедных и фосфорных руд. В среднем они содержат (в %): Fe 18,0; Cu 0,8; P2O5 5,57; V 0,26; SiO2 35,4; CaO 12,8; Al2O3 12,4. Месторождение разрабатывается красноуральским медеплавильным комбинатом с начала 80-х годов. Объём добычи в 1990 г. составил 1428 тыс. т. Технологическая схема обогащения этих руд на обогатительной фабрике комбината представляет прямую селективную флотацию с выделением сначала медного, а затем апатитового концентратов. Из хвостов апатитовой флотации методом магнитной сепарации выделяется железованадиевый концентрат.

В зависимости от исходного содержания меди и режима обогащения выход концентрата медной флотации изменяется от 0,57 до 9,6 % при содержании в нём меди от 5,05 до 20,83 %. Извлечение меди составляет 52,3-96,2 %.

Содержание P2O5 в апатитовом концентрате изменяется в пределах 30,6-37,6 %, а извлечение его – 59,8-73,4 %. В результате магнитной сепарации хвостов апатитовой флотации получается концентрат, содержащий 59,0-61,6 % железа, при извлечении его 55,1-75,4 %. Содержание V2O5 в концентрате составляет 1,0-1,12 % при извлечении 65,3-79,2 %. Выход железо-ванадиевого концентрата составляет 15,30-27,10 %.

Качканарский железорудный район представлен двумя крупными месторождениями комплексных титаномагнетитовых руд: Гусевогорским и собственно Качканарским. Балансовые запасы руд этих месторождений составляют 11,54 млрд. т, из них 6,85 млрд. т – разведанных. По своему генетизу эти месторождения относятся к магматическому типу. Руды бедные, вкрапленные, содержание железа в них составляет 16-17 %. Основными железорудными минералами в них являются магнетит и ильменит. В малых количествах присутствует гематит. Ильменит образует тончайшие включения в магнетите. Содержание диоксида титана в руде составляет 1,0-1,3 %. Кроме железа и титана в рудах присутствует ванадий (около 0,14 % V2O5). Положительным является высокая основность (до 0,6-0,7) пустой породы. Руды чистые по сере и фосфору.

На базе Гусевогорского месторождения с 1963 года действует Качканарский горно-обогатительный комбинат производительностью по сырой руде 45 млн. т. Добыча руды ведется открытым способом. Руда легко обогащается методом магнитной сепарации с получением концентрата, содержащего 62-63 % железа и 0,60 % V2O5. Из полученного концентрата на комбинате производят агломерат и окатыши, которые отправляются на Нижнетагильский металлургический комбинат для выплавки ванадиевого чугуна. Шлак, образующийся при кислородно-конверторной переработке этого чугуна, используется для производства феррованадия. По такой схеме осуществляется комплексное использование железорудного сырья, добываемого на этом месторождении. Извлечение железа в концентрат при этом составляет около 66 %, ванадия 75,5 %. Однако, сквозное извлечение ванадия в конечные продукты – феррованадий и сталь – значительно ниже (30-32 %). Поэтому в настоящее время предлагается и разрабатывается другая технология комплексной переработки этих руд, включающая производство металлизованных окатышей и выплавку непосредственно из них стали. При этом потери ванадия снизятся до 15-20 %.

Ищете, где купить трубу стальную диаметром от 10 до 1420 мм? Компания «Верна-СК» представляет весь спектр продукции для Ваших нужд.

В Свердловской области находится также Первоуральское месторождение титаномагнетитов с балансовыми запасами 126 млн. т. Генетически оно также относится к магматическому типу. Содержание железа в исходной руде составляет 14-16 %. Руда содержит титан и ванадий, чистая по фосфору (0,22 %) и сере (0,21 %). Разработку месторождения ведет Первоуральское рудоуправление, добывающее 3,5 млн. т сырой руды в год. После обогащения сухой магнитной сепарацией получают кусковый концентрат, содержащий 35,7 % железа, 3,6 % TiO2 и 0,49 % V2O5. Концентрат поступает на Чусовской металлургический завод.

Группа месторождений (Кусинское, Копанское, Медведевское) титаномагнетитовых руд с общими балансовыми запасами около 170 млн. т расположено в Кусинском районе Челябинской области. Руды содержат 36-45 % железа, в них присутствуют титан и ванадий. Эти месторождения предназначались для выплавки ванадиевого чугуна на Чусовском металлургическом заводе. Кусинское месторождение до последнего времени разрабатывалось Златоустовским рудоуправлением. Руда обогащалась мокрой магнитной сепарацией. Из концентрата на Кусинской агломерационной фабрике получали агломерат с содержанием железа около 58 %, диоксида титана 5,0 % и пентаоксида ванадия 0,84 %.

В связи с развитием производства ванадийсодержащих окатышей и агломерата на Качканарском ГОКе, которыми снабжаются НТМК и Чусовской металлургический завод, эксплуатация Кусинского месторождения прекращена, и разработка других месторождений этой группы в обозримой перспективе не предусматривается.

Бакальский железорудный район расположен в 200 км от г. Челябинска на западном склоне южного Урала. На бакальском рудном поле разведано до 20 железорудных месторождений с суммарными балансовыми запасами около 1,06 млрд. т, из них разведанные запасы составляют 669 млн. т. Эти месторождения являются гидротермальными. Рудные тела бакальских месторождений находятся в виде пластообразных залежей линзовидных, гнездообразных и жильных образований. Длина пластообразных залежей до 3 км, ширина до 1 км, мощность до 80 м. Однако преобладают мелкие рудные тела, приуроченные к разрывным нарушениям. Глубина залегания рудных тел от 100 до 500 м. В зоне окисления, которая опускается на глубину 60-120 м от поверхности рудного тела, сидериты превращены в бурый железняк. Между этими горизонтами встречаются полуокисленные сидериты. Основным железосодержащим минералом сидеритовых руд бакальских месторождений является сидероплезит, представляющий собой изоморфную смесь углекислых солей железа, магния и марганца.

Бакальские сидериты характеризуются сравнительно невысоким содержанием железа (30-35 %), которое за счёт удаления диоксида углерода при диссоциации карбонатов в процессе их нагревания (при обжиге или плавке) возрастает до 44-48 %, с повышенным содержанием оксида магния, чистотой по фосфору. Содержание серы в них крайне непостоянно, изменяется без всякой закономерности (от 0,03 до 1,0 % и выше). В качестве полезной примеси сидериты Бакала содержат от 1,0 до 2,0 % оксида марганца. Бурые железняки содержат около 50 % железа, 0,1-0,2 % серы, 0,02-0,03 % фосфора. Запасы бурых железняков составляли около 50 млн. т и к настоящему времени практически исчерпаны.

Бакальские месторождения являются основной рудной базой Челябинского металлургического комбината, Сатнинского и Ашинского заводов. Месторождения разрабатываются открытым и подземным способами Бакальским рудоуправлением. Основная масса добываемой руды (около 4,5 млн.т) – сидериты. Добытую руду дробят, сортируют с выделением кусковой фракции (60-10 мм) и мелочи (10-0 мм). Кусковая фракция бурых железняков направляется в доменную плавку. Кусковый сидерит подвергают обжигу в шахтных печах. Обожженный сидерит, обладая магнитными свойствами, подвергается магнитной сепарации. Полученный концентрат поступает на указанные заводы Урала, Карагандинский металлургический комбинат и другие предприятия. Смесь мелких фракций сидерита и бурых железняков подвергается агломерации на местной аглофабрике. Агломерат идет в доменный цех АО “Мечел”. Химический состав руды месторождений Бакальского района и продуктов их подготовки представлен в приложении 1.

Ахтенское месторождение расположено в Кусинском районе Челябинской области и является дополнительной базой Челябинского металлургического комбината. Запасы его составляют около 50 млн. т. Руды представлены бурыми железняками и сидеритами. По качеству они сходны с бакальскими рудами. Добываются только бурые железняки с содержанием железа около 43 % при 0,07 % серы и 0,06 % фосфора.

Теченское месторождение магнетитовых руд с разведанными запасами около 60 млн. т расположено в 60 км от Челябинского металлургического комбината и является его дополнительной рудной базой. Относится оно к типу скарновых месторождений. Среднее содержание железа в руде составляет 35,4 %, серы – 1,17 %, фосфора – 0,07 %. Обогащение этих руд мокрой магнитной сепарацией при измельчении до 0,2-0 мм позволяет получать концентрат с содержанием железа до 55 %. В настоящее время месторождение не разрабатывается.

Магнитогорское месторождение относится к типу скарновых месторождений. Руды горы магнитной являются рудной базой Магнитогорского металлургического комбината. Они представлены двумя основными разновидностями: сульфидными (или первичными) и окисленными. Кроме этих двух типов коренных руд на месторождении выделялось небольшое количество россыпных руд и бурых железняков. В сульфидных рудах основными железорудными минералами являются магнетит и пирит (содержание серы в них до 4 %). Окисленные и россыпные руды представлены мартитом, а бурые железняки – лимонитом. Содержание железа в рудах изменяется в широких пределах: 38-60 % для магнетитовых (сульфидных) и 52-58 % для мартитовых руд. Содержание фосфора в магнитогорских рудах не превышает 0,1 %, составляя в среднем 0,04-0,05 %. Пустая порода этих руд характеризуются повышенной основностью, составляющей около 0,3 для окисленных руд и 0,5 для сульфидных.

Богатые окисленные руды (с содержанием железа выше 48 %) подвергают дроблению и сортировке. Бедные окисленные и россыпные руды обогащают гравитационным методом (промывка, отсадка) с применением магнитной сепарации. Для богатых сульфидных руд применяют сухую магнитную сепарацию; для бедных сульфидных руд – сухую и мокрую магнитную сепарацию. Химический состав исходных руд и концентратов представлен в приложении 1. Мелочь концентратов окисленных и россыпных руд и все концентраты сульфидных руд подвергают агломерации на 4-х аглофабриках ММк.

В настоящее время балансовые запасы руд горы Магнитной, интенсивно разрабатываемой с 1932 г., в значительной мере исчерпаны и на 01.01.89 г. составляли 85 млн. т, что приводит к постепенному сокращению объёма добычи. Для компенсации этого сокращения начата разработка небольшого месторождения Малый Куйбас, расположенного в непосредственной близости от г. Магнитогорска. руды магнетитовые и гематитовые с содержанием железа 40-60 % и фосфора 0,03-0,06 %. В магнетитовых рудах содержится 1,8-2,0 % серы, а в гематитовых – 0,07 %. При обогащении получают концентрат, содержащий 65 % железа. Разработку ведут открытым способом. Общие балансовые запасы месторождений Магнитогорского железорудного района составляли в начале разработки около 0,45 млрд. т.

Зигазино-Комаровский железорудный район расположен в Белорецком районе Башкортостана и представляет собой группу из 19 мелких месторождений бурых железняков (плотные бурые, охристо-бурые и охристо-глинистые) и, отчасти, сидеритовых руд осадочного происхождения. Общие балансовые запасы руд этих месторождений, которые являются железорудной базой Белорецкого металлургического комбината, составляют (на 01.01.89 г.) 80,2 млн. т. Часть месторождений (Туканское и Западно-Майгашлинское) разрабатывается открытым способом. Объём добычи составляет около 0,5 млн. т руды в год. Среднее содержание железа в добываемой руде составляет 41-43 %. Руды чистые по содержанию серы (0,03 %) и фосфора (0,06-0,07 %). В основном разрабатывают кусковые бурые железняки, для подготовки к плавке их подвергают дроблению, промывке и сортировке на Туканской и Западно-Майгашлинской дробильно-обогатительных фабриках. Содержание железа в мытой руде – 47,0-47,5 %.

Орско-Халиловский железорудный район включает в себя 6 месторождений бурых железняков осадочного происхождения, содержащих никель (0,4-0,7 %) и хром (1,60-2,5 %). Общие балансовые запасы руд месторождений района составляли на 01.01.89 г. 312,2 млн. т, наиболее крупными из них являются Аккермановское и Ново-Киевское месторождения. Среднее содержание железа по месторождениям изменяется в пределах 31,5-39,5 %. Руды содержат 0,03-0,06 % серы и 0,15-0,26 % фосфора.

Руды этого района являются сырьевой базой АО “Носта” (Орско-Халиловского металлургического комбината), которое проектировалось на производство природнолегированного металла. По первоначальному проекту ново-киевская руда с содержанием железа 38-39 %, добываемая открытым способом, должна подвергаться дроблению и сортировке с выделением кусковой доменной руды крупностью 120-6 мм и мелочи 6-0 мм для агломерации. Аккермановская руда, добываемая также открытым способом, содержание железа в которой – 31,5-32,5 %, должна проходить подготовку по более сложной схеме, включающей дробление её до крупности 75-0 мм и грохочение на классы 75-10 и 10-0 мм. Первый класс (с содержанием железа 38 %) является готовым продуктом для доменной плавки, а мелочь 10-0 мм предназначалась для обжигмагнитного обогащения с получением концентрата (45,5 % железа). Полученный концентрат совместно с мелочью ново-киевской руды должен подвергаться агломерации на аглофабрике комбината.

Однако эта схема не была реализована. В настоящее время эксплуатируется только Ново-Киевское месторождение, кусковая руда которого поступает для выплавки природнолегированного чугуна на одной из доменных печей ОХМК. Остальное производство чугуна на комбинате базируется на привозном сырье.

Рассмотрев характеристики основных месторождений Урала, отметим, что для развития черной металлургии этого региона кроме местных железных руд используют железорудные материалы, завозимые из других районов страны, в частности с ГОКов КМА, северо-запада страны и Казахстана.