철광석은 무엇으로 만들어지나요? 철광석은 현대 생산의 기초입니다. 철광석 간략한 설명

철은 자연에서 흔히 볼 수 있는 원소입니다. 지각의 함량은 4.2%입니다. 산소(49.7%), 실리콘(26%), 알루미늄(7.45%)만 더 많이 함유하고 있습니다.

광석 광물 또는 광석은 금속 또는 필수 요소를 추출하는 것이 경제적으로 가능한 광물 덩어리입니다. 이에 따르면 철광석경제적으로 철을 제련할 수 있는 암석을 암석이라고 합니다. 광석 선광 방법의 개발과 운송 비용의 감소로 인한 경제 상황의 지속적인 변화는 철 함량의 하한이 지속적으로 감소하기 때문에 철광석에 대한 아이디어를 변화시킵니다.

산업용 광석 매장지는 경제적으로 개발이 가능한 광석의 축적으로 간주됩니다. 예를 들어, 광산이나 채석장, 주택, 통신 등의 건설에 대한 투자는 해당 매장량이 충분히 오랫동안 활용되는 경우에만 권장되기 때문에 이러한 개발의 수익성은 매장량의 증가에 따라 증가합니다. 경험에 따르면 철광석 매장량의 개발이 가능하며 약 2억 5천만~5억 톤의 매장량으로 지속 가능한 전망을 가지고 있습니다.

광석은 광석과 광석을 형성하는 광물, 맥석 및 불순물로 구성됩니다. 추출된 성분은 광석 광물에서 발견됩니다.

철광석의 광석 광물은 산화물, 철의 탄산염 및 기타 화합물입니다. 주요 내용은 아래에 설명되어 있습니다.

그것은 Fe 2 O 3 - 무수 산화철의 화학적 조성을 가지고 있습니다. 적철광에는 철이 70% 함유되어 있습니다. 적철광으로 형성된 광석은 적철광(red ironstone)이라고 불리며 가장 일반적인 유형의 광석입니다. 일반적으로 철 함량이 높고 유해한 불순물 함량이 낮은 것이 특징입니다. 적철광 광석의 전형적인 매장지는 Krivoy Rog입니다.

그림 1- 적철광 광물의 개요

Fe 3 O 4 - 철 72.4%를 함유한 자성 산화철의 화학적 조성을 가지고 있습니다. 570oC 이상으로 가열하면 자기 특성이 손실되는 다른 산업용 철광석 광물과 다릅니다. 자철광은 혼합 산화철 FeO*Fe 2 O 3입니다. 자철석으로 형성된 광석을 자철광석 또는 자철석이라고 합니다. 이는 철 함량이 높고 환원성이 감소하며 종종 황을 동반하는 특징이 있어 적철석보다 덜 일반적입니다.

그림 2- 광물 자철광의 종류

함수 산화철(Fe 2 O 3 *nH 2 O)은 n 값에 따라 다양한 유형의 산화물을 형성하지만 이들이 형성하는 모든 광석을 철광석이라고 합니다. 갈색 철광석. 다음과 같은 함수 산화철이 구별됩니다.

  • n=0.1 - 하이드로헤마타이트
  • n=1 - 괴타이트
  • n=1.5 - 레모나이트 등

갈철석을 기반으로 한 가장 일반적인 갈철광석은 갈철석이라고 불리는 2Fe 2 O 3 * 3H 2 O입니다.

갈철광석은 철 함량이 낮고 부서지기 쉬우며 종종 망간과 인을 동반하며 높은 다공성과 환원성을 갖는 것이 특징입니다.

그림 3- 갈철석을 기본으로 한 갈색 철광석

Siderite- FeCO 3 - 탄산철의 화학적 조성을 가지고 있습니다. 철분이 48.2% 함유되어 있습니다. 능철광으로 형성된 광석을 희철광석 또는 능철석이라고 합니다. 상당한 양의 점토 불순물이 함유되어 있어 점토 철광석이라고 부를 수 있습니다. Siderites는 다른 광석보다 훨씬 덜 일반적입니다. 이는 광석 광물의 함량이 미미하고 폐석이 많기 때문에 환원성이 높고 철 함량이 낮은 것이 특징입니다. FeO*CO 2 분자의 산화철(II)이 수분을 산화하고 흡수하기 때문에 대기 수분과 산소의 영향으로 능철석이 갈색 철광석으로 변할 수 있습니다. 따라서 상부 광석이 갈철광석이고, 하부 기반암이 능철석인 광상이 있다.

그림 4

그것은 FeTiO 3 - 티탄산의 철염의 화학적 조성을 가지고 있습니다. 일메나이트는 철 36.8%, 티타늄 31.8%를 함유하고 있습니다. 이는 항상 일반 자철광과의 상호 성장에서 발견됩니다. FeTiO 3 *Fe 3 O 4 형태. 일메나이트에 의해 형성된 광석을 티타노자석이라고 합니다.

그림 5- 광물성 일메나이트의 전반적인 모습

티타늄 자철광은 두껍고 다루기 힘든 티타늄 함유 슬래그를 생성하는 밀도가 높고 환원이 어려운 광석입니다. 이는 자기적 특성을 가지며 자기 분리에 의해 풍부해집니다. 종종 바나듐을 동반합니다.

황화철 FeS 2는 자연에서 광물 황철석 또는 황 황철석 형태로 발견됩니다. 철분은 46.6% 함유되어 있습니다. 철광석은 황철석을 형성하지 않습니다. 그것은 황을 분리하기 위해 태워지는 화학 산업에서 사용됩니다. 철은 산화되어 소결 생산 시 황철석 콘크리트 형태로 사용됩니다.

철광석은 수세기 전에 인간에 의해 채굴되기 시작했습니다. 그럼에도 불구하고 철분 사용의 이점은 분명해졌습니다.

철을 함유한 광물을 찾는 것은 매우 쉽습니다. 왜냐하면 이 원소가 지각의 약 5%를 차지하기 때문입니다. 전반적으로 철은 자연에서 네 번째로 풍부한 원소입니다.

순수한 형태로 발견하는 것은 불가능하며 철은 다양한 유형의 암석에서 일정량으로 발견됩니다. 철광석은 철 함량이 가장 높으며 경제적으로 가장 수익성이 높은 금속 추출입니다. 함유된 철분의 양은 원산지에 따라 다르며, 정상적인 비율은 약 15%입니다.

화학적 구성 요소

철광석의 특성, 가치 및 특성은 화학 성분에 직접적으로 의존합니다. 철광석에는 다양한 양의 철과 기타 불순물이 포함될 수 있습니다. 이에 따라 여러 유형이 있습니다.

  • 광석의 철 함량이 65%를 초과하면 매우 풍부합니다.
  • 풍부한 철분 비율은 60%에서 65%까지 다양합니다.
  • 평균, 45% 이상;
  • 열악한 경우 유용한 요소의 비율이 45%를 초과하지 않습니다.

철광석에 부산물이 많을수록 이를 처리하는 데 더 많은 에너지가 필요하고 완제품 생산의 효율성이 떨어집니다.

암석의 구성은 다양한 광물, 폐석 및 기타 부산물의 조합일 수 있으며 그 비율은 퇴적물에 따라 달라집니다.

자성 광석은 자성을 지닌 산화물을 기반으로 하지만 강하게 가열하면 손실된다는 점에서 구별됩니다. 자연에서 이러한 유형의 암석의 양은 제한되어 있지만, 그 안에 있는 철 함량은 적철광석만큼 좋을 수 있습니다. 외부적으로는 단단한 흑청색 결정처럼 보입니다.

희철광석은 능철석을 기반으로 한 광석 암석입니다. 매우 자주 상당한 양의 점토가 포함되어 있습니다. 이 유형의 암석은 자연에서 상대적으로 찾기 어렵고 철 함량이 낮기 때문에 거의 사용되지 않습니다. 따라서 이를 산업용 광석으로 분류하는 것은 불가능합니다.

산화물 외에도 자연에는 규산염과 탄산염을 기반으로 한 다른 광석이 포함되어 있습니다. 암석의 철 함량은 산업적 용도에 매우 중요하지만 니켈, 마그네슘, 몰리브덴과 같은 유익한 부원소의 존재도 중요합니다.

응용

철광석의 적용 범위는 거의 전적으로 야금학으로 제한됩니다. 주로 개방형 노로 또는 전로를 사용하여 채굴되는 주철 제련에 사용됩니다. 오늘날 주철은 대부분의 산업 생산을 포함하여 인간 활동의 다양한 영역에서 사용됩니다.

다양한 철 기반 합금이 덜 사용되지 않습니다. 강철은 강도와 ​​부식 방지 특성으로 인해 가장 널리 사용됩니다.

주철, 강철 및 기타 다양한 철 합금은 다음 용도로 사용됩니다.

  1. 다양한 기계 및 장치를 생산하는 기계공학.
  2. 엔진, 하우징, 프레임, 기타 부품 및 부품 제조를 위한 자동차 산업.
  3. 군사 및 미사일 산업, 특수 장비, 무기 및 미사일 생산.
  4. 보강 요소로서의 건설 또는 내 하중 구조물의 건설.
  5. 컨테이너, 생산 라인, 다양한 장치 및 장치와 같은 경공업 및 식품 산업.
  6. 특수 기계 및 장비로서의 광업.

철광석 매장지

세계의 철광석 매장량은 수량과 위치가 제한되어 있습니다. 광석 매장량이 축적된 영역을 매장지라고 합니다. 오늘날 철광석 매장지는 다음과 같이 나뉩니다.

  1. 내인성. 그들은 일반적으로 티타노마그네타이트 광석 형태로 지각의 특별한 위치를 특징으로 합니다. 이러한 개재물의 모양과 위치는 다양하며 렌즈 형태, 퇴적물 형태로 지각에 위치한 층, 화산 퇴적물, 다양한 정맥 형태 및 기타 불규칙한 형태 일 수 있습니다.
  2. 외인성. 이 유형에는 갈색 철광석 및 기타 퇴적암의 퇴적물이 포함됩니다.
  3. 변성. 규암 퇴적물이 포함됩니다.

그러한 광석의 매장지는 지구 전체에서 발견될 수 있습니다. 가장 많은 예금은 소비에트 이후 공화국의 영토에 집중되어 있습니다. 특히 우크라이나, 러시아, 카자흐스탄.

브라질, 캐나다, 호주, 미국, 인도 및 남아프리카와 같은 국가는 철 매장량이 많습니다. 동시에, 지구상의 거의 모든 국가에는 자체 개발 매장량이 있으며, 부족할 경우 품종을 다른 국가에서 수입합니다.

철광석 선광

언급한 바와 같이, 광석에는 여러 유형이 있습니다. 풍부한 것은 지각에서 추출한 후 직접 처리할 수 있지만 다른 것들은 농축해야 합니다. 선광 공정 외에도 광석 처리에는 분류, 분쇄, 분리 및 응집과 같은 여러 단계가 포함됩니다.

오늘날에는 몇 가지 주요 강화 방법이 있습니다.

  1. 홍조.

고압 워터 제트를 사용하여 세척되는 점토 또는 모래 형태의 부산물에서 광석을 청소하는 데 사용됩니다. 이 작업을 통해 저품위 광석의 철 함량을 약 5% 증가시킬 수 있습니다. 따라서 다른 유형의 농축과 조합해서만 사용됩니다.

  1. 중력 청소.

밀도가 폐석의 밀도를 초과하지만 철의 밀도보다 열등한 특수 유형의 현탁액을 사용하여 수행됩니다. 중력의 영향으로 부산물은 위로 올라가고, 철은 서스펜션 바닥으로 떨어진다.

  1. 자기 분리.

가장 일반적인 선광 방법은 자기력의 영향에 대한 광석 구성 요소의 다양한 인식 수준을 기반으로 합니다. 이러한 분리는 마른 암석, 습한 암석 또는 두 가지 상태의 교대로 조합하여 수행할 수 있습니다.

건식 및 습식 혼합물을 처리하기 위해 전자석이 있는 특수 드럼이 사용됩니다.

  1. 주식 상장.

이 방법에서는 먼지 형태의 파쇄된 광석을 특수 물질(부유 시약)과 공기를 첨가하여 물에 담근다. 시약의 영향으로 철은 기포와 결합하여 물 표면으로 올라가고 폐석은 바닥으로 가라앉습니다. 철을 함유한 성분은 폼 형태로 표면에서 수집됩니다.

철광석- 철과 그 화합물을 함유한 천연 광물 구조물은 이러한 구조물에서 철을 산업적으로 추출하는 것이 권장되는 양입니다. 모든 암석의 구성에 철이 더 많거나 더 적은 양으로 포함되어 있음에도 불구하고 철광석이라는 이름은 금속 철을 경제적 이익으로 얻을 수 있는 철 화합물의 축적만을 의미합니다.

철광석은 철과 그 화합물을 포함하는 특수 광물입니다. 특정 유형의 광석은 산업적 추출이 경제적으로 실행 가능한 양으로 이 원소의 비율이 포함되어 있는 경우 철로 간주됩니다.

철 야금에 사용되는 철광석 제품에는 세 가지 주요 유형이 있습니다.

- 분리된 철광석(낮은 철 함량)

- 소결광(평균 철 함량)

— 펠릿(원철 함유 덩어리)

철광석 매장지는 철 함량이 57% 이상이면 풍부한 것으로 간주됩니다. 저등급 철광석에는 최소 26%의 철이 함유되어 있습니다. 과학자들은 철광석의 두 가지 주요 형태학적 유형을 인식합니다. 선형적이고 평면적이다.

철광석의 선형 퇴적물은 단층 지역의 쐐기 모양의 광체이며 변태 과정에서 구부러집니다. 이러한 유형의 철광석은 특히 높은 철 함량(54-69%)과 낮은 황 및 인 함량을 특징으로 합니다.

철을 함유한 규암층 위에서는 평평한 퇴적물을 발견할 수 있습니다. 그들은 전형적인 풍화 지각에 속합니다.

고급 철광석은 주로 노천 및 전로 생산에서 제련하거나 철을 직접 환원하기 위해 보내집니다.

철광석 매장지의 주요 산업 유형:

  • - 층화된 퇴적물;
  • - 복합 티타나마그네타이트 퇴적물;
  • - 철을 함유한 규암과 풍부한 광석의 매장지;
  • - 철광석 매장지 스카른;

철광석 매장지의 소규모 산업 유형:

  • - 철광석 능철석 퇴적물;
  • - 철광석 층상 라테라이트 퇴적물;
  • - 복합 탄소인회석 인회석-자철광 침전물;

확인된 철광석 매장량의 세계 매장량은 1,600억 톤에 달하며, 그 중 순철은 약 800억 톤에 달합니다. 가장 큰 철광석 매장지는 우크라이나에 있으며, 가장 큰 순철 매장량은 러시아와 브라질에 있습니다.

세계 철광석 생산량은 매년 증가하고 있습니다. 2010년에는 24억 톤 이상의 철광석이 채굴되었으며, 그 중 중국, 호주, 브라질이 생산량의 2/3를 차지했습니다. 여기에 러시아와 인도까지 합치면 전체 시장 점유율은 80% 이상이 된다.

광석은 어떻게 채굴되나요?

철광석 채굴을 위한 몇 가지 주요 옵션을 살펴보겠습니다. 각각의 특정 경우에 광물 자원의 위치, 하나 또는 다른 장비 사용의 경제적 타당성 등을 고려하여 하나 이상의 기술을 선호하는 선택이 이루어집니다.

대부분의 경우 광석은 채석법을 사용하여 채굴됩니다. 즉, 채굴을 조직하기 위해 먼저 약 200-300m 깊이의 깊은 채석장을 파냅니다. 그런 다음 대형 기계를 사용하여 철광석을 바닥에서 직접 제거합니다. 추출 직후 디젤 기관차를 통해 강철이 만들어지는 다양한 공장으로 운송됩니다. 오늘날 많은 대기업에서는 이러한 작업을 수행하는 데 필요한 모든 장비를 갖춘 채 광석을 채굴합니다.

채석장을 파려면 대형 굴삭기를 사용해야 하지만 이 과정에는 몇 년이 걸릴 수 있다는 점을 고려해야 합니다. 굴착기가 철광석의 첫 번째 층을 파낸 후에는 분석을 위해 전문가에게 제출하여 철광석의 정확한 비율을 결정할 수 있습니다. 이 비율이 57 이상이면 이 지역에서 광석을 채굴하기로 한 결정은 경제적으로 이익이 될 것입니다. 이러한 광석은 가공 후 확실히 고품질 강철을 생산할 것이기 때문에 공장으로 안전하게 운송될 수 있습니다.

그러나 그것이 전부가 아니고, 철광석 가공에서 나오는 강철은 매우 주의깊게 점검되어야 합니다. 채굴된 광석의 품질이 유럽 표준을 충족하지 못하는 경우 생산 품질을 향상시키는 방법을 이해해야 합니다.

노천채굴 방식의 단점은 상대적으로 얕은 깊이에서만 철광석을 추출할 수 있다는 점이다. 그것은 종종 지구 표면에서 600-900m 떨어진 훨씬 더 깊은 곳에 있기 때문에 광산을 건설해야합니다. 먼저, 단단히 강화된 벽으로 매우 깊은 우물과 유사한 광산 샤프트가 만들어집니다. 드리프트라고 불리는 복도는 트렁크에서 다양한 방향으로 뻗어 있습니다. 그곳에서 발견된 철광석을 폭파한 다음 특수 장비를 사용하여 그 조각을 표면으로 들어 올립니다. 이러한 철광석 추출 방법은 효과적이지만 동시에 심각한 위험과 관련되어 있으며 비용이 많이 듭니다.

철광석을 채굴하는 또 다른 방법이 있습니다. 이를 SHD 또는 시추공 수력 채굴이라고 합니다. 광석은 다음과 같은 방법으로 땅에서 추출됩니다. 깊은 우물을 뚫고 유압 모니터를 사용하여 파이프를 낮추고 매우 강력한 워터 제트를 사용하여 암석을 부수고 표면으로 들어 올립니다. 이 방법은 안전하지만 안타깝게도 아직 효과적이지 않습니다. 이 방법으로 인해 철광석의 약 3%만 추출할 수 있으며, 약 70%는 광산을 통해 채굴됩니다. 그러나 전문가들은 시추공 수력 채굴 방법을 개발하고 있으므로 앞으로 이 옵션이 채석장과 광산을 대체하는 주요 옵션이 될 것이라는 희망이 있습니다.

광석에서 추출할 수 있는 화합물과 양입니다. 경제적으로 수익성이 있습니다. 광석의 철 함량은 25~70%입니다. 광석 사용의 수익성은 광석 자체의 특성, 절감액 외에도 다음 요소에 따라 결정됩니다. a) 광석 채굴 비용; b) 특정 지역의 연료 가격(저렴한 연료로 인해 품질이 낮은 광석을 처리할 수 있음) c) 판매 시장의 근접성 d) 해상 및 철도 운송을 위한 화물 높이.

광석의 품질은 철 함량 비율 외에도 다음 사항에 따라 달라집니다. a) 광석의 순도, 즉 유해 불순물의 품질 및 양 b) 광석과 혼합된 폐석의 품질 및 구성 c) 회복의 용이성 정도.

광석의 순도는 유해한 불순물의 양에 따라 달라집니다. 후자에는 다음이 포함됩니다. 1) 유황 황철석(FeS 2), 구리 황철석(Cu 2 S Fe 2 S 3), 자성 황철석(FeS), 때로는 납 광택 형태로 가장 흔히 발견되는 황( PbS), 또한 칼슘, 바륨 및 철의 황산염 형태; 2) 비소, 황철석(FeS 2 ·FeAs 2) 및 뢰링자이트(FeAs 2)의 형태로 가장 흔히 발견됩니다. 3) Ca [인회석 3 Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2 또는 3 Ca 3 (PO 4) 2 CaCl 2]의 인산염 형태로 발견되는 인, 인산 철 [소위 비비아 나이트 Fe 3 ( PO 4 ) 2 8H 2 O] 및 알루미늄(웨이브라이트 ZAl 2 O 3 2P 2 O 3 12H 2 O); 4) 구리는 황철석(Cu 2 S Fe 2 S 3) 형태로 발견됩니다.

폐석의 양과 유해한 불순물의 함량에 따라 광석의 분류, 세척 또는 농축 여부가 결정됩니다. 맥석광석의 품질에 따라 산성이든 염기성이든. 소위 산성 광석. 석영 광석, 과도한 실리카를 함유하고 제련 중에 염기와 함께 플럭싱이 필요합니다. 염기성 광석(폐석에 염기가 과량 함유되어 있음)은 혼합물에 알루미나가 과량 함유되어 있는 점토광석, 석회가 우세한 석회질 광석, 폐석에 마그네시아가 많이 함유되어 있는 활석광석으로 구분됩니다. . 때때로 플럭스 없이 저융점 슬래그를 생성하는 광석이 있습니다. 그들은 스스로 녹는다고 불립니다.

쉽게 환원되는 광석의 정도는 1) 광석에서 철이 발견되는 화합물에 따라 달라집니다. 규산염과 티탄산염은 유리 산화철보다 환원하기가 더 어렵습니다. 2) 광석의 밀도와 다공성 정도. 광석의 환원은 에너지가 많을수록 다공성이 많아 가스 침투에 접근할 수 있으며, 고온에서 방출되는 물, 이산화탄소, 유기 불순물과 같은 휘발성 물질을 포함하는 경우에도 마찬가지입니다. 화학적 조성에 따라 철광석은 1) 무수 산화철, 2) 함수 산화철, 3) 탄산철 및 4) 규산철을 포함하는 4가지 등급으로 나눌 수 있습니다.

I. 무수산화철을 함유한 광석 . 1) 자성 철광석, 또는 자철석은 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다: 금속성 광택이 있고 검은색이며 검은색 줄무늬를 나타냅니다. 꽤 깨지기 쉬운; 경도 5.5-6.5; 비중 5-5.2; 자기; 규칙적인 시스템으로 결정화되며, 가장 흔히 팔면체와 입방체 형태로 결정됩니다. 아산화질소와 산화제2철의 관계가 다를 수 있다는 사실을 고려하면 공식을 다음과 같이 표현하는 것이 더 정확합니다. m FeО·n Fe 2 О 3 .

Vysokaya 산(Nizhne Tagil 지역)의 광석은 최고 중 하나로 간주됩니다. 철분 함량은 평균 60%로 매우 높습니다. 망간 1.0-1.5%; 황 0.02-0.03%; 인 함량(0.04%)으로 보면 이는 베세머 광석입니다. 폐석의 조성은 SiO2:Al2O3의 비율이 낮은 것이 특징이며, 그 결과 Tagil 공장의 고로 슬래그는 미국 및 스웨덴 고로의 슬래그와 크게 다릅니다. 이 광상에는 마타이트(Fe 3 O 4 가 Fe 2 O 3 로 산화되어 생성된 광물)의 노두가 있습니다. 비소카야 산의 실제 광석 매장량은 16,400,000톤으로 결정됩니다(지질위원회에 따르면). 주요 광상에서 멀지 않은 곳에 광석의 인 함량이 높은 Lebyazhinsky 광산이 있습니다. 지질 위원회에 따르면 총 광석 매장량은 5,316,000톤입니다. Kushva 근처에 있는 Blagodat 산의 광석(섹션 - 그림 1)은 풍부함, 순도 및 환원성 측면에서 Vysokogorsk의 광석과 다릅니다. 가장 풍부한 광석 매장량이 크게 고갈되었습니다. 기반암은 철 함량에 따라 1급 50~60% Fe, 2급 40~50%, 3급 20~40%의 3등급으로 구분됩니다. 처음 두 품종의 황 함량은 고지대 품종보다 높습니다(최대 0.1%). 광석은 조심스러운 산화 로스팅이 필요합니다. 인 함량에 따라 이 광석은 Bessemer로 간주될 수 있습니다. 망간은 평균 약 0.5%입니다. 불모의 장석 암석은 다양한 비율의 SiO2:Al2O3를 생성합니다. 결과적으로 일부 광석에는 기본 플럭스(목탄 제련)가 필요하고 다른 광석에는 산성 플럭스가 필요합니다. 일부 광석은 스스로 녹는 것으로 간주될 수 있습니다. Goroglagodat 광석은 밀도가 높고 산화되지 않은 자성 철광석이기 때문에 Vysokogorsk 광석보다 복원하기가 더 어렵습니다. 분쇄하면 미세한 입자가 생성됩니다. Goroblagodatsky 지역의 가능한 매장량은 (탐사 및 실제 매장량을 포함하여) 36,092,000톤으로 결정됩니다(지질위원회 데이터).

Mount Magnitnaya(Orenburg District)는 순수 광석이 매우 풍부하지만(Vysokogorsk와 같은) 거의 사용되지 않는 매장지입니다. 평균 Fe 함량은 60% 이상이며 탄소 함량은 미미합니다(Bessemer 광석). 위쪽 지평선에는 유황 퇴적물이 매우 적지만, 깊이가 깊어질수록 그 양이 크게 늘어납니다. 광상에는 마타이트와 철 광택, 적색 철광석도 포함되어 있습니다. 때로는 - 갈철석. A.N.의 최근 추정에 따르면 가능한 광석 매장량입니다. Zavaritsky, 약 188580000톤.

보고슬로프스키(Bogoslovsky) 공장 지역의 2차 광상 중에는 마타이트 및 적철광석으로 변하는 자성 철광석 광상이 있습니다. 우랄 매장지 외에도 카렐리아 자치 소비에트 사회주의 공화국, 트랜스코카서스 및 시베리아에도 매장지가 있습니다. 오네가 호수 동쪽 해안에 있는 푸도즈고르스크 광상에는 철광석이 15~25% 함유되어 있습니다. 예상 매장량은 100만 톤으로 추산됩니다(V.N. Lipin에 따르면). 자성 농축을 통해 순수하고 풍부한 농축물(농축물)을 생산한 후 연탄화하거나 응집해야 합니다. 이 광석은 최고의 스웨덴 주철과 동등한 우수한 주철을 생산할 수 있습니다. Transcaucasia의 Dashkesan 매장지는 매우 크며 광석의 양과 품질 측면에서 이 지역에서 타의 추종을 불허합니다. 이 광석은 순도가 높기 때문에 수출이 가능합니다. 가능한 광석 매장량은 K. N. Paffengoltz에 의해 43,750,000톤으로 결정됩니다. 시베리아에는 a) 알타이에 Telbeskoye 및 Sukharinskoye 매장량이 있습니다. 광석에는 35-63%(평균 55% 이하)의 철이 포함되어 있습니다. 인이 없음; 매장량은 29,110,000톤으로 추산됩니다(지질위원회 데이터). b) 강둑에 있는 Minusinsk 지역의 Abakan 보증금. 광석케니; 광석에는 53-63%의 철이 포함되어 있습니다. 매장량은 정확히 알려져 있지 않으며 추정 가치는 2,500만 톤입니다. c) Irbinskoye - Irba 강 계곡에 있습니다. 광석 매장량은 2,500만 톤 이상입니다. 철분은 52-60%를 함유하고 있습니다. 어떤 곳에서는 마르타이트로 변합니다. 광석의 일부는 인이 풍부합니다 (K. Bogdanovich에 따르면). 쿠르스크 자기 이상 지역에는 두꺼운 자성 철광석 퇴적물이 있습니다.

주요 해외예금 현황은 다음과 같습니다. 북부 스칸디나비아(스웨덴 라플란드)에는 Kirunavara, Luosavara, Gelivara, Svappavara 등의 거대한 매장지가 있습니다. 이 광석 중 약 600만 톤이 수출용으로 채굴됩니다. 대부분의 광석에는 인이 풍부합니다. Vogt 호수 근처 수면에 매장된 Kirunavara 및 Luosavara 광석의 총 매장량은 2억 8,200만 톤, 호수 표면 아래 300m 깊이(6억~8억 톤)로 추산됩니다. 라플란드의 최남단에 있는 가장 큰 크기로, 빙하 퇴적물로 덮인 일련의 렌즈형 광석 지층을 나타냅니다. 240m 이상의 깊이까지 시추하여 최대 6km 길이의 광석 밭을 탐사했으며 이 광석에는 Kirunavar 광석보다 약간 적은 양의 인이 포함되어 있습니다. 일부 장소에서는 적철광(철 광택)이 동반됩니다. 스웨덴에는 Gränyesberg, Stryberg, Persberg, Norberg 및 Dannemura 등 다수의 매장지가 알려져 있습니다. 후자의 광석은 50-53% Fe를 함유한 인 순도로 구별됩니다. 유럽의 나머지 지역에는 헝가리, 작센, 실레지아 등 자성 철광석 매장량이 적습니다. 북미에서는 채플렌 호수 근처에 대규모 매장지가 있음을 가리킬 수 있습니다. 그 다음에는 뉴욕주, 뉴저지주, 펜실베이니아주, 콘월 카운티에서 발생했습니다. 다양한 퇴적물에서 나온 자성 철광석에 대한 분석이 표에 나와 있습니다. 1.

2) 적철광, Fe 2 O 3. 그 종류는 철광석, 적색 철광석 등입니다. 적색 철광석 자체만이 산업적으로 중요합니다(분석은 표 2에 나와 있습니다).

그 결정은 마름모꼴, 테이블 모양 및 피라미드 모양입니다. 더 자주 그것은 구성과 난석 구조가 연속적인 덩어리, 껍질 모양, 층상 및 비늘 모양으로 발생합니다. 층상 성질의 퇴적물에는 대부분의 경우 석영 폐암(광석은 내화물임), 석회석 및 장석이 동반됩니다. 인은 일반적으로 거의 포함되어 있지 않습니다. 때로는 황 황철석이 혼합되어 있습니다. 불순물 TiO 2 및 Cr 2 O 3가 발견되었습니다. 조밀한 품종을 레드 글라스 헤드(red glass head)라고 하고, 흙이 많은 품종을 레드 아이언 황토(red iron ochre)라고 합니다.

소련에서 가장 강력한 적색 철광석 매장지 중 하나는 우크라이나의 Krivoy Rog입니다(섹션 - 그림 2). 여기서 적색 철광석은 철광석과 철광택을 동반합니다. 광석의 철 함량은 50-70%입니다. 55% 미만의 광석은 빈 규산질 암석이 많고 염기(CaO, MgO)가 거의 없어 엄청난 양의 플럭스가 필요하기 때문에 제련에 거의 사용되지 않습니다. 인 함량 범위는 0.01~0.10%입니다. 망간은 거의 없으며 때로는 흔적만 있습니다. 황이 거의 없습니다 (0.03-0.04%).

물리적 특성이 매우 다양한 광석은 분쇄된 철 광택(분말) 또는 조밀한 덩어리(이전 Galkovsky 광산)의 형태로 발견됩니다. 철 함량이 60% 이상인 광석 매장량은 210940000톤으로 결정됩니다(지질위원회 데이터). Krivoy Rog 광석은 표에 표시된 수량만큼 해외로 수출되었습니다. 삼.

Korsak-Mogila라고 불리는 또 다른 매장지는 Mariupol 지역의 남쪽에 위치해 있습니다. 광석 매장량은 약 330,000톤으로 적습니다. 우랄 지역의 Cherdyn 지역에서는 인과 황이 거의 포함되지 않은 우수한 철광택이 발견됩니다. 주요 예금은 이미 개발되었습니다. 카렐리안 자치 소비에트 사회주의 공화국에서는 Tulomozerskoe 매장지가 알려져 있습니다. 광석은 규산질이 높으므로 선광되어야 합니다. 풍부한 광석은 57-60%의 Fe를 함유하고 있으며 인과 황이 없습니다. 시베리아에서는 강력한 퇴적물이 발견되지 않았습니다.

외국 중에서 가장 풍부하고 강력한 곳은 미국(미시간 호수와 슈피리어 호수 사이)과 캐나다의 슈피리어 호수 매장지입니다. 풍부한 광석의 매장량은 약 20억 톤이고, 선광이 필요한 열악한 광석의 매장량은 최대 650억 톤으로 결정되며, 이들 광석의 철 함량은 평균 약 50%입니다. Krivoy Rog보다 가볍습니다. 망간 함량은 높지 않지만(0.3~0.6%) 때로는 높은 망간 광석(4% Mn)이 발견되며 항상 인이 많이 포함되어 있습니다. 인 함량에 따라 일부 광석은 Bessemer(0.015~0.045%)와 Nessemer(P 함량 최대 0.4% 이상)로 분류될 수 있습니다. 그들은 유황을 거의 포함하지 않습니다. 북미에는 애팔래치아 산맥 시스템에 "클린턴 적철광"이라고 불리는 광석 매장지도 알려져 있습니다. 주요 채굴은 앨라배마 주에서 이루어집니다(연간 최대 400만 톤의 광석). 평균 철분 함량은 약 38%입니다. 광석 매장량은 5억 톤으로 추산되며 추정 매장량은 14억 톤으로, 뉴 펀들랜드 인근 컨셉션 베이(Conception Bay)의 벨 아일랜드(Belle Island) 섬에는 35억 톤의 광석 매장량을 지닌 강력한 적철광 매장지가 알려져 있습니다. 샤모아사이트가 혼합된 적색 철광석입니다(아래 참조). 평균 철 함량은 약 52%, 인은 약 0.9%입니다. 브라질 이타비라 근처에는 다양한 종류의 적철광석(운모철, 쇄석, 역암 등)이 존재합니다. 스페인에서는 Vizcaya 지방의 Bilbao 매장지가 많이 개발되었습니다. 광석에는 50~58%의 철이 포함되어 있습니다. 독일의 헤세나소(Hesse-Nassau), 하르츠(Harz), 작센(Saxony) 지역에는 적철광석이 매장되어 있습니다. 엘베 섬에는 매우 강력한 철광택과 붉은 철광석이 매장되어 있습니다. 광석에는 60-66% Fe와 0.05% P 2 O 5가 포함되어 있습니다. 알제리에는 Filfilah 철광택이 꽤 많이 매장되어 있습니다. 철 함량 52-55%; 약간의 망간; 황과 인이 거의 없습니다.

II. 함수 산화철을 함유한 광석 . 이러한 광석에는 갈철광, 갈철광, 2Fe 2 O 3 ·ZN 2 O 등 모든 종류가 포함됩니다. 자연에서 갈색 철광석은 일반적으로 점토, 석영, 석회석 및 유황 황철석, 납 광택, 아연 혼합물, 비비아나이트, 인회석 등과 같이 폐석에 유해한 불순물을 도입하는 기타 광물과 혼합됩니다. 실제로, 갈철석이라는 이름은 일반적으로 침철석 Fe 2 O 3 ·H 2 O, 크산토시데라이트 Fe 2 O 3 ·2H 2 O, 투라이트 2Fe 2 O 3 ·H 2 O 등과 같이 수분 함량이 다른 다양한 혼합물인 수산화철을 포함합니다. 색깔은 갈색이고 때로는 노란색이며 줄무늬는 갈색을 띤 노란색입니다. 다음과 같은 종류의 갈색 철광석이 알려져 있습니다. 1) 밀도가 높거나 보통-암호 결정 밀도가 높은 구성; 적색 철광석과 함께 발견되는 매우 흔한 물질입니다. 2) 갈색 유리 머리 - 빛나고 껍질 모양; 3) 큰 알갱이와 응괴 형태로 발견되는 콩광석 또는 난석 갈색 철광석; 4) 습지, 목초지 및 잔디 광석; 점토와 혼합된 느슨한 입상 퇴적물의 형태로, 때로는 해면질 덩어리의 형태로 잔디 아래 늪 바닥에서 발견됩니다. 5) 호수 바닥에서 모래와 섞인 곡물, 케이크, 접시의 축적 형태로 발견되는 호수 광석; 6) 침철석이라 불리는 바늘 모양의 섬유질 갈색 철광석.

소련의 갈색 철광석의 주요 매장지는 Zlatoust 지역의 Bakalskoye 매장지 인 Urals에 있습니다 (섹션-그림 3). 이 광석은 지금까지 알려진 것 중 최고로 인정받고 있습니다. 철 함량은 최대 60%입니다. 갈색 철광석과 함께 스파 철광석이 곳곳에서 발견됩니다. 또한, 망간 함량이 2~3%인 "연필광석"이라는 품종도 있습니다. 광물학적으로 이 광석은 투라이트(turyite)를 많이 함유하고 있으며 종종 침철석(goethite) 결정을 포함합니다. 총 광석 매장량은 약 73,630,000톤(지질위원회 자료)이다. Bakal 광상의 남쪽에는 광대한 영토(Komarovskaya, Zigazinskaya, Inzerskaya dachas)가 있는데, 이곳에는 수많은 갈색 철광석 광상이 거의 탐사되지 않았으며 부분적으로만 사용되었습니다(Beloretsk 공장에서). 이러한 광상은 대부분 자연 속에 자리잡고 있으며 42~56%의 철을 함유하고 있습니다. 이 광석은 제련에 매우 적합하며 때로는 알루미나 함량이 극도로 낮기 때문에 마그니트나야 산의 자성 철광석을 위한 탁월한 혼합물입니다. 대략적인 매장량은 1,500만 톤입니다(K. Bogdanovich에 따르면). 중부 우랄의 갈색 철광석 중에서 Alapaevsk 지역의 강력한 매장지를 지적할 수 있습니다. 이 철광석은 남부 우랄 지역의 철광석(건조 상태에서 42~48% Fe)보다 훨씬 열악합니다. 폐암은 점토질의 규질질이다. 이 광석에는 인 함량이 낮고 망간이 거의 포함되어 있지 않지만 바람직하지 않은 원소인 크롬(미량 ~ 0.2%)이 포함되어 있습니다. 이 매장량의 가능한 매장량은 265,000,000톤으로 결정됩니다(Mikheev에 따르면). 러시아 중부 지역에는 Maltsevsky, Lipetsk, Kulebaksky, Vyskunsky 등 광석이 위치한 지역에 많은 공장이 생겼습니다. 최근 코프루 강을 따라 대규모 퇴적물이 발견되었습니다. 도네츠크 분지에서는 이곳의 광석이 Krivoy Rog의 광석보다 가난하고 더 나빴기 때문에 광상이 그 중요성을 잃었습니다.

해외 갈색 철광석 매장지 중에서 빌바오, 무르시아, 알메리아(스페인)를 언급할 수 있습니다. 여기서 광석에는 망간이 많이 포함되어 있고 철은 최대 55%까지 포함되어 있습니다. 피레네 산맥에도 유사한 매장지가 존재합니다. 영국 - Cumberland와 Lancashire에는 혼합 성격의 매장지가 있습니다. 일부 지역의 적색 철광석은 갈색으로 변합니다. 알제리에는 철광택과 함께 상당한 양의 갈색 철광석이 매장되어 있습니다. 미국에서 가장 유명한 것은 앨라배마의 광석으로 매장량이 크게 고갈되었습니다. 쿠바 섬(동부)에는 두꺼운 퇴적물이 존재하는데, 이 퇴적물에서는 크롬과 니켈을 함유한 "마야리 광석"으로 알려진 매우 고운 흙질의 고광택 갈색 철광석을 생산합니다. 갈철광석 분석은 표를 참조하세요. 4.

오리라이트 철광석. 우리 연합에서는 케르치 반도에 어란석 갈색 철광석이 엄청나게 매장되어 있습니다. 광석은 3개 층으로 구성됩니다. 광석(어두운)의 상부 및 하부층에는 Fe가 적고 Mn이 더 많이 포함되어 있습니다. 중간층은 최고의 광석(경량)을 제공하고 더 많은 철(40-43%)과 Mn(0.5-1.3%)을 함유합니다. 폐광석은 규산알루미나입니다. 이로 인해 용융 중에 석회 플럭스가 사용됩니다. 흡습성이 높기 때문에 이 광석은 연탄으로 성형하기 위해 예비 건조가 필요합니다. 광석은 먼지가 많고 시멘트가 약하며 조각이 20% 포함되어 있어 제련이 어렵습니다. 인 함량이 상당하려면 Krivoy Rog(저인) 광석을 추가해야 하며, 이는 비소 함량을 줄이는 데에도 필요합니다. 매장량은 9억 톤으로 결정되며 타만 반도의 광석과 함께 최대 30억 톤에 이릅니다(K. Bogdanovich에 따르면).

외국의 어란석 철광석 중에서는 거의 전적으로 프랑스 영토(1914~18년 전쟁 이후)에 놓여 있고 독일, 룩셈부르크 및 일부 벨기에의 넓은 국경 지역을 덮고 있는 거대한 매장량이 알려져 있습니다. 이 광상에서 소위 Minette 광석이 제련됩니다. 토마스 주철. 철분 함량은 25-36%입니다. 프랑스에서는 Mazney(Seine-et-Loire 부서) 근처에서 바나듐을 함유한 어란석 철광석이 채굴됩니다. 영국에서는 클리블랜드, 요크셔 및 기타 지역에서 매우 빈약한(25~35%) 갈색 철광석이 발견됩니다.

늪, 초원, 잔디 광석. 소련, 레닌그라드 지역, 카렐리안 자치 소비에트 사회주의 공화국, 트베리, 스몰렌스크, 코스트로마 지방, 볼린 및 탐보프 지역에는 늪지대와 초원 광석이 풍부합니다. 우랄 지역에서도 발견됩니다. 해외에서는 스웨덴 남부, 독일 북부, 벨기에, 네덜란드 및 캐나다에서 사용할 수 있습니다. 이 광석은 작고 부서지기 쉬우며 복원이 매우 쉽습니다. 철분 함량은 25~35%이며 그 이상은 드뭅니다. 인은 0.2~2% 범위로 가장 많이 함유되어 있습니다. 발생 - 중첩; 둥지는 서로 먼 거리에 흩어져 있습니다.

호수 광석. 이 광석은 호수 바닥에서 연속적인 지각이나 별도의 층 형태로 발생합니다. 철분 함량은 30~40%입니다. 때로는 망간(8-10%)이 풍부합니다. 특히 카렐리아에는 이러한 광석이 많이 있습니다. 값싼 숯을 사용하면 이 광석은 이 지역에서 산업적으로 중요할 것입니다.

테이블에 표 5는 어란암, 호수, 늪 및 목초지 광석의 분석을 보여줍니다.

III. 탄산철을 함유한 광석. Siderite 또는 철광석 스파링, FeCO3는 육각형 시스템(사방면체)으로 결정화됩니다. 경도 3.5-4.5; 비중 3.7-3.9. 이는 황, 구리 및 비소 황철석, 무거운 스파, 아연 혼합물 및 납 광택과 함께 정맥 및 층의 형태로 발생합니다. 또한 과립 및 난석 덩어리 또는 신장 모양의 구형 응고 및 껍질 모양 핵(구형석)의 형태로 발생합니다. Siderite는 푸른 빛을 띤 회색이며 때로는 갈색입니다. 철분 함량 25-40%.

석탄 철광석(검은 띠)는 탄소질 물질이 침투된 희소 철광석입니다. 철분 함량 25-30%. 색상은 흑갈색 또는 검정색입니다. 비중 2.2-2.8.

소련에서는 갈색 철광석과 함께 발생하는 바칼 광상에서 상당한 양의 희보 철광석이 발견됩니다.

외국 매장지 중에서 가장 유명한 매장지는 Styria(Erzberg 산)에 있습니다. 퇴적물의 두께는 125m에 달하며 광석은 깨끗합니다. 철분 함량 40-45%. 독일에서는 Westphalia, Rhine Prussia 및 Nassau의 일부를 덮는 Siegen 매장지가 알려져 있습니다. 프랑스 - Allevard 및 Visely(Isère 부서) - 철광석 광맥의 두께는 10m에 이릅니다. Savoy에도 비슷한 보증금이 있습니다. 헝가리와 스페인에서도 철광석 매장지가 발견됩니다. 미국에서는 서부 펜실베니아에서 앨라배마까지 희소 철광석 매장지가 발생합니다.

소련에서는 구상광석(점토광석)의 둥지와 중간층이 모스크바 지역 석탄 분지에서 매우 흔합니다. 여기에는 Lipetsk(섹션 - 그림 4), Dankov, Tula 및 기타 장소 근처의 퇴적물이 포함됩니다. 이 광석은 인을 함유하고 있으며 철(38-45%)이 풍부하지 않습니다. Vyatka 지방에는 Kholunitsky 및 Omutninsky 공장 지역의 매장지가 알려져 있습니다 (이 지역에서 가장 오래된 철 주조 공장은 Klimkovsky, 1762, Zalazninsky, 1771입니다). 광석을 함유한 층과 둥지는 소위 페름기 퇴적물에서 발생합니다. 광석 땅. 광석은 광상 상부에 갈철석이 혼합된 점토형 희철광석입니다. RSFSR의 중앙 부분에는 넓은 지역에 흩어져 있는 얇은 두께의 둥지 모양의 퇴적물이 엄청나게 많이 있습니다. 이는 이 광석의 산업적 중요성을 떨어뜨리고 있으며, 그 매장량은 K. Bogdanovich가 엄청난 수치로 계산했습니다. 7억 8900만 톤.

구형석의 Czestochowa 퇴적물은 폴란드에 알려져 있습니다. 클리블랜드에는 철 함량이 30~35%인 난석 성분의 점토질 철광석이 두껍게 퇴적되어 있습니다. 그 중 연간 약 600만 톤이 채굴되며, 독일에서는 강 유역에서 구상석이 발견됩니다. Ruhr, Essen 및 Bochum 지역.

테이블에 도 6은 탄산철을 함유한 광석의 분석을 보여준다.

IV. 규산철을 함유한 광석 . 여기에는 다음이 포함됩니다: 1) 카모이사이트 3(2FeO·SiO 2)·(6FeO·Al 2 O 3)·12H 2 O; 색상은 녹회색이고 구성이 세밀하며 경도는 약 3, 비중은 3-3.4입니다. 철분 함량 최대 45%; 프랑스의 강 계곡에 예금. 샤모아지; 또한 보헤미아에서도 발견됩니다. 불순물인 카모이사이트는 벨 아일랜드의 가장 큰 매장지 중 하나에서 나온 적철광석 구성의 23%에 포함되어 있습니다. 2) 크네벨라이트 - 이론적인 조성: (Mn, Fe) 2 SiO 4; 색상은 붉은색 또는 갈색 회색입니다. 비중은 약 3.7이다. 스웨덴에서 발견됨; 광석으로서 산업적 의미는 없습니다.

V. 철광석 대용물 . 이 이름은 철광석이 풍부하여 철을 수익성 있게 추출할 수 있는 공장 또는 공장에서 생산된 화합물을 의미합니다. 이 그룹에는 가공 산업의 슬래그, 퍼들링 슬래그 및 슬래그가 포함됩니다. 총 철분 함량은 일반적으로 50~60%입니다. 토마스 슬래그는 때때로 주철에 인을 풍부하게 하기 위해 용광로 제련에 사용됩니다. 종종 황산을 생산하는 데 사용되는 황철석의 "재" 또는 "연소"가 제련에 사용됩니다. 미국에서는 아연을 추출한 후 프랭클리나이트의 잔해를 녹입니다. 철광석 대체물의 분석이 표에 나와 있습니다. 7.

다음과 같은 산업 유형의 철광석이 구별됩니다.

철 야금에 사용되는 철광석 제품에는 네 가지 주요 유형이 있습니다.

  • 분리된 철광석(분리법으로 농축된 부스러기 광석),
  • 철광석 연탄.

화학적 구성 요소

화학적 조성 측면에서 철광석은 산화제1철의 산화물, 산화물 수화물 및 이산화탄소 염으로, 자연에서 다양한 광석 광물 형태로 발견되며, 그 중 가장 중요한 것은 자철석(자성 철광석), 적철광( 철 광택 또는 적색 철광석); 갈철광(습지와 호수 광석을 포함하는 갈색 철광석), 능철광(스페리 철광석 또는 철 스파 및 그 다양성 - 구형석). 일반적으로 명명된 광석 광물의 각 축적은 점토, 석회암 또는 심지어 결정질 화성암의 구성 요소와 같이 철을 포함하지 않는 다른 광물과 때로는 매우 가까운 혼합물입니다. 때로는 이러한 미네랄 중 일부가 동일한 매장지에 함께 발생하지만 대부분의 경우 하나가 우세하고 나머지는 유전적으로 관련되어 있습니다.

풍부한 철광석

풍부한 철광석은 철 함량이 57% 이상, 실리카가 8~10% 미만, 황과 인이 0.15% 미만입니다. 이는 장기간의 풍화 또는 변성 과정에서 석영의 침출과 규산염의 분해를 통해 생성된 철질 규암이 자연적으로 농축된 산물입니다. 저등급 철광석에는 최소 26%의 철이 함유되어 있습니다.

풍부한 철광석 매장지에는 평면형과 선형의 두 가지 주요 형태학적 유형이 있습니다. 편평한 것들은 주머니 모양의 바닥을 가진 중요한 영역의 형태로 가파르게 침지되는 철규암 층의 꼭대기에 놓여 있으며 전형적인 풍화 지각에 속합니다. 선형 퇴적물은 변성 과정에서 단층 구역의 깊이로 떨어지고, 부서지고, 부서지고, 휘어지는 풍부한 광석으로 이루어진 쐐기 모양의 광석체를 나타냅니다. 이 광석은 철 함량이 높고(54-69%) 황과 인 함량이 낮은 것이 특징입니다. 풍부한 광석의 변성 광상의 가장 전형적인 예는 Krivbass 북부의 Pervomaiskoye 및 Zheltovodskoye 광상일 수 있습니다.

풍부한 철광석은 용광로에서 선철을 제련하는 데 사용되며, 이는 노천로, 전로 또는 전기로에서 강철로 변환됩니다. 채굴된 풍부한 철광석의 일부는 시추 이수용 염료 및 증량제로 사용됩니다. 이와 별도로 철을 직접 환원하는 공정이 있는데, 그 제품 중 하나가 뜨거운 연탄철이다. 산업용으로 사용되는 저빈도 및 중철광석은 먼저 선광 공정을 거쳐야 합니다.

광석의 가치를 결정하는 요소

  1. 철광석의 야금학적 가치를 결정하는 주요 요인은 철 함량입니다. 이 기준에 따르면 철광석은 고함량(60~65% Fe), 중함량(45~60%), 저함량(45% 미만)으로 구분됩니다. 광석에서 철의 양이 감소하면 고로 제련에서 슬래그의 상대적 수율이 크게 증가하여 야금 가치가 점진적으로 감소합니다. 고로 운영 관행에 따르면 장입물 내 철 함량이 1%(절대) 증가하면 용광로 생산성이 2~2.5% 증가하고 특정 코크스 소비량이 1~1.5% 감소하는 것으로 나타났습니다.
  2. 맥석의 구성은 철광석의 품질에 큰 영향을 미칩니다. 맥석 염기도가 0일 때, 슬래그의 양은 광석이 기여하는 맥석 양의 두 배입니다. 광석의 폐석이 스스로 녹는 것, 즉 광석과 슬래그의 염기도가 같으면 플럭스 도입이 필요하지 않으며, 슬래그의 양은 폐석의 양과 동일하다. 그 수확량은 절반으로 낮아질 것입니다. 슬래그 생산량 감소에 비례하여 코크스의 비소모량은 감소하고 고로의 생산성은 증가한다. 따라서 맥석의 염기도가 증가함에 따라 광석의 야금학적 가치가 증가합니다.
  3. 유해한 불순물은 광석의 가치를 감소시키고, 철 함량이 높더라도 상당량으로 용광로에서 직접 사용하기에 부적합합니다.
    • 고로 제련 중에 소량의 황 화합물이 가스가 되어 용광로에서 함께 운반되지만 대부분의 황은 선철과 슬래그 사이에 분포됩니다. 최대량의 유황을 슬래그로 변환하고 유황 선철의 생성을 방지하기 위해 고로는 염기도가 증가된 고열 슬래그를 포함해야 하며, 이는 궁극적으로 코크스의 특정 소비를 증가시키고 이에 비례하여 로의 생산성을 감소시킵니다. 장입물 광석 부분의 황 함량을 0.1%(절대) 감소시키면 코크스의 특정 소모량이 1.5~2%, 플럭스 소모량이 6~7% 감소하고 용광로의 생산성이 1.5% 증가하는 것으로 여겨집니다. -2% 오븐. 현재 표준은 고로 제련용 광석의 최대 황 함량을 0.2~0.3%로 제한합니다. 그러나 현재, 채굴된 광석의 대부분은 용광로에 공급되기 전에 농축 후 응집 또는 펠릿 로스팅 과정에서 정광의 열처리를 거치기 때문에 그 결과 상당 부분이 원래의 유황(80~95%)이 연소되면 유황 함량이 최대 2~2.5%인 철광석을 사용하는 것이 가능해졌습니다. 더욱이, 황화물 유황을 함유한 광석은 다른 조건이 동일하다면 황이 황산염 형태인 광석에 비해 더 큰 가치를 갖고 있는데, 그 이유는 황산염이 펠렛의 소결 및 로스팅 중에 제거되기가 더 어렵기 때문입니다.
    • 더 나쁜 것은 응집 중에 비소가 제거된다는 것입니다. 용광로에서는 완전히 주철로 변합니다. 채굴된 광석의 비소 함량은 소결에 사용되더라도 0.1-0.2%를 초과해서는 안 됩니다.
    • 인은 응집 중에 제거되지 않습니다. 용광로에서는 완전히 주철로 변하기 때문에 광석의 최대 함량은 특정 등급의 주철 제련 가능성에 따라 결정됩니다. 따라서 Bessemer(순인) 주철의 경우 광석 내 함량이 0.02%를 초과해서는 안 됩니다. 반대로 토마스 가공용 인주철을 생산할 경우에는 1% 이상이어야 한다. 평균 인 함량 0.3-0.5%는 토마스 주철 제련의 경우 인 농도가 낮고 베서머 주철의 경우 너무 높아 기술 및 경제 지표가 악화되기 때문에 가장 바람직하지 않습니다. 제강 과정.
    • 아연은 응집 중에 제거되지 않습니다. 따라서 기술적인 조건에 따라 제련된 광석의 아연 함량은 0.08-0.10%로 제한됩니다.
  4. 유용한 불순물은 다음과 같은 이유로 철광석의 금속학적 가치를 증가시킵니다. 이러한 광석을 제련함으로써 천연 합금 주철을 얻을 수 있으며, 합금화를 위해 특별히 고가의 첨가제를 도입할 필요가 없는(또는 소비를 줄이는) 강철을 얻을 수 있습니다. 이것이 광석의 니켈 및 크롬 불순물이 사용되는 방식입니다. 다른 경우에는 다른 귀금속이 주철과 동시에 생산됩니다. 예를 들어, 야금 가공의 결과로 티타노마그네타이트 광석을 처리할 때 철 외에도 매우 귀중하고 값비싼 금속인 바나듐이 추출되어 철 함량이 낮은 원료를 처리하는 것이 경제적으로 유리합니다. 예를 들어 Kachkanarsky GOK를 참조하세요.). 철광석에서 망간 함량이 증가하면 탈황 공정이 더욱 완벽하게 진행되고 금속 품질이 향상되는 망간 주철을 얻을 수 있습니다.
  5. 광석의 농축 능력(광석 드레싱)은 야금학적 가치의 중요한 신호입니다. 왜냐하면 대부분의 채굴된 철광석은 철 함량을 높이거나 유해한 불순물의 농도를 줄이기 위해 하나 또는 다른 농축 방법을 거치기 때문입니다. 선광 공정에는 폐석, 황화물로부터 광석 광물을 어느 정도 완전히 분리하는 작업이 포함됩니다. 맥석에 철분이 거의 포함되어 있지 않고 광석 광물 입자가 상대적으로 큰 경우 선광이 촉진됩니다. 이러한 광석은 카테고리에 속합니다 쉽게 풍부해짐. 광석입자가 잘 분포되어 있고 맥석에 다량의 철분이 함유되어 광석을 만든다. 풍성하게 하기 어렵다, 이는 야금 가치를 크게 감소시킵니다. 농축 측면에서 개별 유형의 광석은 열화 순서에 따라 자성 철광석(가장 저렴하고 효과적인 방법으로 농축 - 자기 분리), 적철광 및 마타이트 광석, 갈색 철광석, 능철광의 순서로 배열될 수 있습니다. 쉽게 이익을 얻을 수 있는 광석의 예는 올레네고르스크 광상의 자철광입니다. 자기 분리를 통해 맥석 석영이 자철광에서 쉽게 분리될 수 있습니다. 원래 광석의 철 함량이 29.9%일 때 철 함량이 65.4%인 정광이 얻어집니다. 또한 Kachkanar 광상에서 티타노마그네타이트를 자기적으로 분리하는 동안 철 함량이 16.5%, 철 함량이 63~65%인 정광이 얻어집니다. 가공이 어려운 광석의 범주에는 예를 들어 Kerch 갈색 철광석이 포함되며, 초기 철 함량이 40.8%인 세척을 통해 정광을 44.7%까지만 증가시킬 수 있습니다. 광석에서 세척된 폐석에서 그 비율은 29-30%에 이릅니다. 철광석의 야금학적 가치는 농축 과정에서 폐석에서 다른 유용한 성분이 동시에 추출될 때 더욱 높아집니다. 예를 들어 Eno-Kovdor 광상에서 광석을 농축하면 철광석 정광 외에도 광물질 비료 생산의 원료인 인회석 정광이 얻어집니다. 하층토에서 추출된 철광석의 이러한 복잡한 처리는 광상 개발의 수익성을 크게 증가시킵니다.
  6. 철광석의 야금적 가치에 영향을 미치는 주요 물리적 특성에는 강도, 입자 크기 분포(덩어리), 다공성, 수분 용량 등이 포함됩니다. 강도가 낮고 먼지가 많은 광석은 분율이 작기 때문에 용광로에서 직접 사용이 불가능합니다. 충전 물질 컬럼의 가스 투과성을 크게 손상시킵니다. 또한 고로 가스 흐름은 용광로 작업 공간에서 크기가 2~3mm 미만인 광석 입자를 제거한 다음 집진기에 침전시킵니다. 저강도 광석을 처리할 때 철 제련에 대한 특정 소비량이 증가합니다. 느슨한 미사질 광석을 추출하려면 응집을 위해 값비싼 소결 공장을 건설해야 하며, 이는 해당 광석의 가치를 크게 떨어뜨립니다. 갈철광석과 적철광석을 채굴할 때 미세분의 양이 특히 많습니다. 따라서 쿠르스크 자기 이상 현상의 풍부한 광석을 채굴하면 응집이 필요한 미세 입자의 최대 85%가 생성됩니다. 풍부한 Krivoy Rog 광석에서 10mm보다 큰 부분(용광로 제련에 적합)의 평균 수율은 32%를 초과하지 않으며, 채굴된 Kerch 광석에서 5mm보다 큰 부분의 평균 수율은 5%를 넘지 않습니다. 고로 제련 조건에 따라 고로에 장입되는 광석 크기의 하한은 5~8mm이어야 하나, 이러한 작은 부분, 특히 습식 광석을 스크린에서 선별하기 어렵기 때문에 그 크기가 증가합니다. 10-12mm. 조각 크기의 상한은 광석의 환원성에 따라 결정되며 30~50mm를 초과해서는 안 되지만 실제로는 80~100mm일 수 있습니다.
  7. 건조, 가열 및 환원 중 광석의 강도. 광석에는 열팽창 계수가 다른 광물 성분이 포함되어 있기 때문에 가열되면 광석 조각에 상당한 내부 응력이 발생하여 미세 형성으로 파괴됩니다. 너무 빨리 건조하면 수증기 방출로 인해 광석 조각이 부서질 수 있습니다. 건조 및 가열 중에 철광석 재료의 강도가 감소하는 것을 열화라고 합니다.
  8. 철광석의 중요한 기술적 품질은 부드러움입니다. 용광로에서 장입물의 광석 부분이 연화되는 동안 형성된 반죽 같은 슬래그 덩어리는 가스 통과에 큰 저항을 생성합니다. 따라서 연화점이 가장 높은 광석을 사용하는 것이 좋습니다. 이 경우 광석은 고로 샤프트에서 연화되지 않으며 이는 장입 컬럼의 가스 투과성에 유익한 영향을 미칩니다. 광석 연화 간격(연화 시작과 끝 사이의 온도 차이)이 짧을수록 부드러워진 반죽 같은 덩어리가 가스 흐름에 큰 저항을 나타내지 않는 액체 이동성 용융물로 더 빨리 변합니다. 따라서 간격이 짧고 연화 개시 온도가 높은 광석은 야금학적 가치가 더 높습니다.
  9. 광석의 수분 함량에 따라 수분 함량이 결정됩니다. 다양한 유형의 철광석에 대해 수분 용량을 고려한 허용 수분 함량은 기술 조건에 따라 설정됩니다. 갈색 철광석의 경우 - 10-16%, 적철석 광석 - 4-6%, 자철석 - 2-3%. 습도가 높아지면 광석을 운반하기 위한 운송비가 증가하고, 겨울철에는 동파를 방지하기 위한 건조비가 필요합니다. 따라서 광석의 습도와 수분 보유 능력이 증가하면 야금 가치가 감소합니다.
  10. 광석 다공성의 특성은 기체 환원제와 광석의 산화철의 상호작용 반응 표면을 크게 결정합니다. 전체 다공성과 개방형 다공성이 구별됩니다. 동일한 총 기공률 값에서 기공 크기가 감소함에 따라 광석 조각의 반응 표면이 증가합니다. 다른 모든 조건이 동일하다면 이는 광석의 회수율과 금속학적 가치를 증가시킵니다.
  11. 광석의 환원성은 산화물 내 철과 결합된 산소를 더 크거나 더 적은 속도로 기체 환원제로 포기하는 능력입니다. 광석의 환원성이 높을수록 고로 내 체류 시간이 짧아져 제련 속도가 빨라집니다. 용광로 내 체류 시간이 동일하면 쉽게 환원된 광석은 철에 결합된 더 많은 산소를 용광로 가스로 방출합니다. 이는 직접 환원의 발달 정도와 철 제련을 위한 코크스의 특정 소비를 줄이는 것을 가능하게 합니다. 따라서 어떤 관점에서 보아도 광석의 환원성이 증가하는 것은 광석의 귀중한 자산입니다. 가장 큰 환원성은 일반적으로 느슨하고 다공성이 높은 갈색 철광석과 능철광을 가지며, CO 2 가 용광로 상부 층에서 제거되거나 사전 연소의 결과로 높은 다공성을 얻습니다. 밀도가 높은 적철광과 자철석 광석에 따라 환원성이 감소하는 순서로 이어집니다.
  12. 철광석 매장량의 크기는 철광석 매장량이 증가함에 따라 개발 수익성이 증가하고 주요 및 보조 구조물 (채석장, 광산, 통신)의 건설 및 운영 비용 효율성이 높아지기 때문에 평가의 중요한 기준입니다. , 주택 등)이 증가합니다. 현대식 중형 야금공장의 고로공장은 연간 800만~1000만톤의 선철을 제련하고, 연간 광석 수요는 1500만~2000만톤에 달한다. 최소 30년(감가상각 기간). 이는 4억 5천만~6억 톤에 달하는 현장의 최소 매장량에 해당합니다.
  13. 광체 발생의 특성에 따라 달라지는 채광 조건은 철 함량의 거부 한계를 결정하는 데 중요한 영향을 미칩니다. 광석 층이 깊게 발생하면 개발을 위해 값비싼 광산 건설과 높은 운영 비용(환기, 광산 조명, 물 펌핑, 광석 및 폐석 리프팅 등)이 필요합니다. 광체 발생에 매우 불리한 채굴 및 지질 조건의 예는 Yakovlevskoye KMA 광상으로 일부 지역에서는 광석 위 지붕 높이가 560m에 달합니다. 지붕에는 8개의 대수층이 위치하여 어려운 생성이 발생합니다. 채광을 위한 수문지질학적 조건으로 인해 광석 매장지에서 지하수를 배수하거나 이 지역의 토양을 인공적으로 동결시켜야 합니다. 이 모든 것은 광석 채굴에 막대한 자본과 운영 비용을 요구하고 광석의 가치를 감소시킵니다. 지구 표면에 가까운 광상의 위치와 (채석장에서) 노천 광석 채굴 가능성은 광석 추출 비용을 크게 줄이고 광상의 가치를 높입니다. 이 경우 지하 채굴보다 철 함량이 낮은 광석을 채굴하고 처리하는 것이 수익성이 높아집니다.
  14. 철광석의 수량 및 품질에 대한 데이터와 함께 특정 매장량을 평가하는 중요한 요소는 소비자와의 거리, 운송 수단의 가용성, 노동 자원 등 지리적, 경제적 위치입니다.

산업 예금 유형

철광석 매장지의 주요 산업 유형

  • 철을 함유한 규암과 그로부터 형성된 풍부한 광석의 퇴적물

그들은 변태 기원입니다. 광석은 철을 함유한 규암 또는 재스필라이트, 자철석, 적철광-자철광 및 적철석-마철석(산화 영역에서)으로 표시됩니다. 쿠르스크 자기 이상(KMA, 러시아) 및 Krivoy Rog(우크라이나), Verkhniy 호수 지역의 분지 (영어)러시아인(미국 및 캐나다), Hamersley 철광석 지역(호주), Minas Gerais 지역(브라질).

  • 층층이 쌓인 퇴적물. 그들은 콜로이드 용액에서 철이 침전되어 형성된 화학적 기원입니다. 이들은 주로 침철석(goethite)과 수첨석(hydrogoethite)으로 대표되는 난석 또는 콩과의 철광석입니다. 로렌 분지(프랑스), 케르치 분지, Lisakovskoye 등(구소련).
  • 스카른 철광석 매장지. Sarbaiskoye, Sokolovskoye, Kacharskoye, Mount Grace, Magnitogorskoye, Tashtagolskoye.
  • 복잡한 티타노마그네타이트 침전물. 기원은 화성암이며, 퇴적물은 대규모 선캄브리아기 침입 지역에 국한되어 있습니다. 광석 광물 - 자철석, 티타노자석. Kachkanarskoye, Kusinskoye 예금, 캐나다, 노르웨이 예금.

소규모 산업 유형의 철광석 매장지

  • 복합 탄산염 인회석-자철광 침전물. Kovdorskoe.
  • 철광석 자철석 침전물. Korshunovskoe, Rudnogorskoe, Neryundinskoe.
  • 철광석 능철석 퇴적물. 바칼스코예, 러시아; 독일 지거랜드 등
  • 화산 퇴적층에 철광석과 산화철망간층이 퇴적되어 있습니다. Karazhalskoe.
  • 철광석 시트와 같은 라테라이트 퇴적물. 남부 우랄; 쿠바 등

예비비

세계에서 확인된 철광석 매장량은 약 1,600억 톤이며, 여기에는 순철이 약 800억 톤 포함되어 있습니다. 미국 지질조사국(US Geological Survey)에 따르면 철광석 매장지는 다음과 같습니다.



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