Železná Ruda

Železná ruda je hornina obsahující železo , obvykle ve formě oxidů , jako je například hematit .

Železné rudy mají různý obsah železa v závislosti na železném minerálu; také vědět, že izomorfismus , téměř vždy přítomný v přírodních minerálech, snižuje teoretický obsah.

Dějiny

Pokud jde o obsah železa , rudy se dělí na:

• chudé minerály: Fe ≤ 30%
• střední rudy: 30% <Fe <50%
• bohaté minerály: Fe > 50%

Hojnost bohaté železné rudy umožnila udržet původní charakteristiku ocelářského průmyslu ve srovnání s těžařskou metalurgií neželezných kovů: vysoký podíl ocelových center daleko od dolů. Ve skutečnosti je mnohem ekonomičtější přepravovat rudu obsahující 55% železa (brazilské minerály) na tisíce kilometrů, než tavit rudu obsahující 35% železa ( Lorraine minette ). Například v roce 1922 způsobila každá jednotka železa méně v rudě další výdaje na koks ve výši 30 až 40  kilogramů . Minette Moselle, s nižším obsahem 4 až 6 jednotek než rudy Meurthe-et-Moselle , vedla ke spotřebě 1 500 kilogramů koksu na tunu litiny , zatímco v roce 1913 jsme v Meurthe-et-Moselle považoval výdaje 1000 kilogramů za normální. Před první světovou válkou tak byli němečtí oceláři z připojené Mosely nuceni kupovat rudu z Francie, aby zůstali konkurenceschopní.

Dále, kovové bohaté železné rudy postihuje alespoň na přenos a dalších minerálů (např., Na začátku XXI th  století, průměrný obsah kovu v měděné rudy je o 0,6%).

Rudy

Hlavními železnými rudami jsou sulfidy , uhličitany a oxidy .

• Tyto sulfidy , jejichž hlavní zástupci jsou pyrit a pyrhotit , se nikdy nesmí použít přímo pro výrobu železa z důvodu oslabení účinku síry na slitiny železnatý. Na druhé straně představují důležitý primární materiál pro výrobu oxidu siřičitého získaného pražením . Zůstane zbytek oxidu železitého („pyritový popel“), který je práškový a může stále obsahovat problematické množství síry  : jeho použití jako železné rudy může být proto problematické.
• Jako uhličitan najdeme siderit nebo siderózu , FeCO 3, což dává oxid při kalcinaci . Ve vlhkém vzduchu se sideritida změní na lepidocrocitis nebo vzácněji goethitidu . Siderit je často spojeno s pyritu , je oxid hořečnatý , na vápno , v manganu . Můžeme rozlišit spatické uhličitanové železo , bílou krystalickou rudu, slabě nažloutlou, velmi rozšířenou a sferosideritovou , ve sféroidních hmotách, smíchaných se zemitými materiály, vzácné ve Francii. Železná ruda uhelných ložisek obsahuje uhlí: je černé barvy a snadno se praží. Ve Velké Británii je známý jako blackband .

• Magnetit , ferimagnetického spinel Fe 3 O 4, je nejbohatší minerál železa v kovu. To je často spojováno s hematitem ve stejném ložisku , ale jsou také známy čisté magnetitové ložiska. Specifická hmotnost 5,15, barva černá, kovový lesk, často doprovázený nečistotami, jako je oxid křemičitý , vápno , oxid hlinitý a fosfor .

• Hematit α-Fe 2 O 3, je nejdůležitější složkou železných minerálů zpracovávaných v ocelářském průmyslu . Má několik typů:
  • oligist krystalizuje v rhombohedra
  • specularite sestává z hematitu agregáty krystalů s hladkým tváří jako zrcadlo
  • obyčejný červený hematit se vyskytuje ve vláknitých, zemitých nebo kompaktních hmotách
  • oolitický červený hematit je tvořen malými aglomerovanými kuličkami
  • martite je Hematitový pseudomorphs z magnetitu

• Maghemit , γ-Fe 2 O 3, Je metastabilní forma hematitu , α-Fe 2 O 3, který se tvoří z magnetitu progresivní oxidací. Má stejné magnetické vlastnosti jako magnetit, zatímco hematit je slabě magnetický. Struktura je spinel, ale s mezerami atomů železa.

• Limonit (nebo hnědé hematit) je směs hydroxidů ze železa v mikrokrystalické stavu. Tyto hydroxidy tvoří „  železnou čepičku  “. To je usazená ruda obsahující goethitové , na lepidokrokit a malé množství hematitu , z hydroxidů z hliníku , na oxid křemičitý koloidní, anorganické hlinky , z fosfátů , z arzeničnanech , stejně jako organické sloučeniny. Ve vláknitých hmotách je limonit docela čistý, ale když se objeví v kompaktních nebo zemitých hmotách, ztratí svou ocelovou hodnotu, protože obsahuje sulfidy ( železo , ale také olovo ), fosfáty a arzeničnany. Ve Francii je málo limonitu, ale vyskytuje se ve Spojených státech , Rusku a Skandinávii .

Místo toho se pro extrakci titanu , železa s pomocným zájmem používá ilmenitová minerální struktura hematitu .

Tyto křemičitany se nepoužívají pro extrakci železa, protože obohacení proces je složitý. Kromě toho jsou bez úpravy neslučitelné s použitím ve vysoké peci, když jsou ve formě písku, protože nemají potřebnou propustnost, aby umožňovaly cirkulaci redukčních plynů.

Minerály

Obsah elementárního železa v hlavních železných minerálech se pohybuje v typických mezích:

• magnetit  : Fe = 50 - 67%
• hematit  : Fe = 30 - 65%
• limonit  : Fe = 25 - 45%
• siderit  : Fe = 30 - 40%

Oxidy, které tvoří hlušinu, zjevně sníží obsah železa v použitých rudách .

Ošetření

Použití rud ve vysoké peci vyžaduje jejich přípravu (fyzikální úpravy: praní, drcení, drcení, třídění, třídění atd .; chemická úprava: pražení sulfidů, kalcinace uhličitanů) a jejich předchozí úprava (fáze aglomerace nebo peletizace, které poskytnout rudě mechanickou odolnost, propustnost a chemické složení pro hlušinu kompatibilní s jejich použitím. Při této příležitosti se někdy provádí obohacení).

Dodávka železné rudy

Od roku 2004 poukazují odborníci a někteří podnikatelé, jako je Guy Dollé , tehdejší šéf společnosti Arcelor , na riziko dlouhodobého nedostatku železné rudy a na problém nedostatečných investic do námořní přepravy. Kontrola dodávek vedla k fúzi ve výši 147 miliard dolarů oznámené v roce 2008 mezi těžební říší BHP Billiton a konkurenčním Rio Tinto, protože polovina železné rudy je vyvážena - po moři - významnými těžebními skupinami, druhá je vyráběna lokálně v uživatelských zemích. Od té doby se výrobní kapacity zvýšily. Celosvětová produkce železné rudy dosáhla v roce 2015 3 320 milionů tun, což je mírný pokles oproti roku 2014 (3 420 milionů tun). Hlavní země produkující železnou rudu:

Poznámky a odkazy

1. Extrakční metalurgie hliníku, kde dominují náklady na výrobu hliníku elektrolýzou, sdílí také tuto charakteristiku, přičemž výhodná je levná elektřina před blízkostí ložiska.

1. (in) Gavin M. Mudd , „  Meze růstu“ a „konečné“ minerální zdroje: Opětovné návštěvy předpokladů a pití z tohoto polokapacitního skla  “ ,2010, str.  5
2. J. Levainville , Železářský průmysl ve Francii , Paříž, Armand Colin , kol.  "Armand Colin" ( n o  19),1922, 210  s. ( číst online ) , s.  167
3. (in) Lindsay Newland Bowker a David M. Chambers , „  Riziko, veřejná odpovědnost a ekonomika poruch skladovacího zařízení hlušiny  “ ,července 2015, str.  5
4. Éric Drezet , „  Vyčerpání přírodních zdrojů  “ , EcoInfo (CNRS),11. března 2014
5. Encyclopaedia universalis , sv.  20, Encyclopaedia universalis Francie,1990, str.  1039
6. „Železná ruda: riziko dlouhodobého nedostatku“ , Les Échos , 3. prosince 2004.
7. Pierre-Alexandre Sallier, „Železná ruda v srdci dobytí Rio Tinto společností BHP“ , Le Temps , 7. února 2008.
8. podle Arcadia, africké verze zprávy Cyclops

Související články

• Minette Lorraine
• Uhlí železná ruda
• Švédská železnice během druhé světové války
• Železný důl