Elezná ruda – vlastnosti, původ, těžba a využití.
Je těžké si představit život moderního člověka bez kovu, který se používá k výrobě velkého množství výrobků. Hlavní složkou tohoto materiálu je železo, které se získává při tavení železné rudy. Tento minerál se odlišuje původem, způsobem extrakce, množstvím nečistot atd. Je třeba poznamenat, že železo je čtvrtým nejrozšířenějším prvkem v přírodě.
Formování plemene
Pokud železo považujeme za chemický prvek, je součástí různých hornin. Ne všechny se však využívají jako suroviny pro těžbu. Železnou rudou se nazývají pouze ty nerostné útvary, které obsahují určité množství nerostu a jejichž těžba je z ekonomického hlediska opodstatněná. V přírodě se železo nachází ve formě sloučenin s různými látkami.
Lidé začali těžit železnou rudu před více než dvěma tisíci lety. To umožnilo vyrábět odolnější kovové výrobky ve srovnání s měděnými. Podle původu jsou všechny minerály obsahující železo obvykle klasifikovány do 3 skupin:
- Metamorfogenní útvary. Objevily se na místě starých sedimentárních ložisek pod vlivem vysoké teploty a tlaku.
- Exogenní. Vznikly v říčních údolích působením větru a vody na skály.
- Magmatický. Vznikly v důsledku působení vysokých teplot.
Je třeba poznamenat, že tyto skupiny jsou rozděleny do velkého počtu poddruhů.
Chemické složení
Hodnota a vlastnosti rudy do značné míry závisí na množství nečistot, které obsahuje. Právě na tom závisí hodnota nerostu a rozhoduje se o proveditelnosti jeho těžby. Podle procentuálního obsahu cizorodých látek se ruda obvykle dělí do několika skupin:
- Maximální bohatost – obsah železa je více než 65%.
- Bohaté – 60-65%.
- Průměr – více než 45 %.
- Špatné – méně než 45 %.
Je zcela zřejmé, že při vysokém obsahu cizorodých látek je potřeba více energie na zpracování rudy. To má zase negativní dopad na cenu hotových výrobků. Těžená ruda je kombinací všech druhů minerálů, cizích příměsí a odpadních hornin. Poměr všech těchto složek do značné míry závisí na vkladu.
Odpadní hornina může také obsahovat železo, ale jeho zpracování není ekonomicky rentabilní. Nejběžnější křemičitany, oxidy a uhličitany železa vyskytující se v přírodě. Kromě toho může hornina obsahovat různé škodlivé nečistoty, jako je fosfor, síra atd.
Druhy a vlastnosti rud
Kromě chemického složení horniny je z ekonomického hlediska důležitá i lokalita, kde se plánuje těžba železa. Nejbohatší ložiska jsou lineární. Navíc obsahují to nejčistší možné plemeno. V přírodě jsou také plochá ložiska, která se vytvořila na povrchu křemenců obsahujících železo.
Nejběžnější je červená železná ruda, která je na bázi oxidu hematitu. Tato látka má vysoký obsah železa a množství škodlivých nečistot je relativně malé. Široce se používá několik dalších typů hornin:
- Hnědá železná ruda. Tato látka je oxid a má špinavě žlutý odstín.
- Magnetická železná ruda. Vzorec látky je Fe3O4. Je méně častý než červený, ale často obsahuje přes 70 % užitečného minerálu. Hornina může být hustá nebo zrnitá s inkluzemi tmavě modrých hrudek. Při těžbě má tato ruda magnetické vlastnosti, které po vysokoteplotním zpracování mizí.
- Hliněná železná ruda. Je poměrně vzácný a zpravidla obsahuje málo užitečného minerálu.
- Železná ruda. Tato hornina obsahuje siderity a je poměrně vzácná. Vzhledem k nízkému obsahu užitečných nerostů se jeho těžba nejeví ekonomicky rentabilní.
V přírodě se také často vyskytují uhličitany a silikáty.
Zásoby v zemi a ve světě
Největší ložiska železné rudy v Rusku se nacházejí v oblastech Oryol, Kursk a Belgorod. Je třeba poznamenat, že kurská magnetická anomálie je nejvýkonnějším zdrojem železa nejen v zemi, ale na celém světě. Tento přírodní výtvor je tak grandiózní, že byl objeven již v 16. století. Zásoby rudy v ložisku se odhadují na miliardy tun.
Ložisko Bakchar je další velkou pánví železné rudy na světě. Jeho poloha je rozhraním řek Iksa a Andorma, které protékají územím Tomské oblasti. Byl objeven v 60. letech minulého století při hledání nových míst pro těžbu ropy. Plocha povodí je asi 16 tisíc km2. Skála leží v hloubce 190-220 m.
V průměru těžená ruda obsahuje asi 57 % železa a v obohacené hornině až 97 %. Odborníci odhadují zásoby rudy na více než 27 miliard tun. Dnes se v povodí zavádějí nové technologie a místo těžby se počítá s těžbou vrtem.
V Krasnojarském kraji se nachází ložisko Abagasskoye, jehož objev se uskutečnil již v roce 1933, ale aktivní rozvoj začal až v 60. letech. Hlavním minerálem těženým v této pánvi je magnetit. Dále se vyskytuje pyrit, mušketovit a hematit. Hornina se těží povrchovou metodou a odhadované zásoby rudy dosahují více než 70 milionů tun.
Po Kurské magnetické anomálii je druhé místo na mapě světa ložisko Krivoj Rog, které se nachází na území Ukrajiny. V západní Evropě je silným zdrojem železa lotrinská pánev železné rudy. Nachází se na území Francie, Belgie a Lucemburska. V pánvi se těží od 15. století, přičemž většina vytěžené rudy pochází z Francie. Celkové zásoby rudy se odhadují na zhruba XNUMX miliard tun.
Skála se těží pod zemí. Podle United States Geological Survey se hlavní ložiska železa nacházejí v Rusku, na Ukrajině, v Číně, Brazílii a Austrálii.
Těžební vlastnosti
Těžbu lze provádět otevřenými nebo podzemními metodami. Druhý způsob způsobuje menší škody na přírodě, ale je pracnější. Vytěžená hornina je dodávána do závodu, kde je třeba surovinu nejprve rozdrtit. Ruda se pak obohacuje a železo se odděluje od ostatních prvků.
Tento postup lze provést několika způsoby:
- Gravitační oddělení. Kusy horniny mají různou hustotu a rozpadají se mechanickým vlivem, například v důsledku vibrací.
- Flotace. Jemně mleté suroviny jsou umístěny ve speciální komoře, do které je následně přiváděn vzduch a pracovní tekutina. Částice železa se spojují se vzduchovými bublinami a stoupají.
- Magnetická separace. Užitečný minerál se vytahuje pomocí magnetů.
- Kombinované. K oddělení železa od odpadní horniny se používá několik metod.
Výsledný rudný koncentrát se poté posílá do hutního závodu.
Rozsah použití
Rozsah použití rudy je omezen na hutní výrobu. Je hlavní surovinou pro výrobu litiny a různých slitin. Z rudy se tedy vyrábějí různé kovy. Před 2 tisíci lety si však lidé uvědomili, že ve své čisté formě je železo v tvrdosti o něco lepší než bronz. V důsledku toho byla objevena slitina železa a uhlíku, která se nazývá ocel nebo litina. První typ materiálu obsahuje 0,1-2,14 % uhlíku.
Nutno podotknout, že litina se k výrobě předmětů dlouho nepoužívala. Metalurgové v minulosti jej považovali za vadu kvůli nízké plasticitě. Teprve po vynálezu děl se tento materiál začal používat k výrobě dělových koulí. Dnes se situace výrazně změnila a litina se používá v různých oborech. Čína je lídrem v metalurgii železa. Tato země výrazně předčí ostatní země ve výrobě železa a oceli. Hlavními vývozci jsou Austrálie a Brazílie.
Globální ekonomika vyžaduje stále více surovin a v mnoha zemích se aktivně rozvíjejí ložiska železné rudy. Vyspělé země však často upřednostňují snížení objemu vlastní produkce a preferují export relativně levného materiálu. Přestože se světové zásoby železa zdají obrovské, nejsou nevyčerpatelné.
Související příspěvky:
- Zámořská Asie – podoblasti, centra a populace (11. třída, zeměpis)
- Severní americké země – seznam států
- Geochronologická tabulka geografie
- Obnovitelné zdroje – příklady obnovitelných přírodních zdrojů