Железные руды

природные минеральные образования, содержащие железо в таких количествах и соединениях, при которых промышленное извлечение из них металла экономически целесообразно. Ж. Р. Разнообразны по минеральному составу, содержанию железа, полезных и вредных примесей, условиям образования и промышленным свойствам. Важнейшими рудными минералами являются. Магнетит, магномагнетит, Титаномагнетит, Гематит, гидрогематит, Гётит, гидрогётит, Сидерит, железистые хлориты (шамозит, тюрингит и др.). Содержание железа в промышленных рудах изменяется в широких пределах — от 16 до 70%. Различают богатые (≥ 50% Fe), рядовые (50—25% Fe) и бедные (≥ 25% Fe) Ж. Р. В зависимости от химического состава Ж. Р. Применяются для выплавки чугуна в естественном виде или после обогащения.

Ж. Р., содержащие меньше 50% Fe, обогащают (до 60% Fe) главным образом методами магнитной сепарации или гравитационного обогащения (См. Гравитационное обогащение). Рыхлые и сернистые (>0,3% S) богатые руды, а также концентраты обогащения окусковываются путём агломерации (См. Агломерация). Из концентратов производятся также т. Н. Окатыши. Ж. Р., идущие в доменную шихту, во избежание ухудшения качества стали или условий плавки, не должны содержать более 0,1—0,3% S, Р и Cu и 0,05—0,09% As, Zn, Sn, Pb. Примесь в Ж. Р. Mn, Cr, Ni, Ti, V, Co, кроме некоторых случаев, полезна. Три первых элемента улучшают качество стали, а Ti, V, Со могут попутно извлекаться при обогащении и металлургическими переделе. Месторождения Ж. Р. По происхождению разделяются на 3 группы — магматогенные, экзогенные и метаморфогенные.

Среди магматогенных различаются. Магматические — дайкообразные, неправильные и пластообразные залежи титаномагнетитов, связанные с габбро-пироксенитовыми породами (Кусинское и Качканарское месторождения на Урале в СССР, местооождения Бушвельдского комплекса в ЮАР, Лиганга в Танзании), и апатито-магнетитовые залежи, связанные с сиенитами и сиенитдиоритами (Лебяжинское на Урале в СССР, Кируна и Елливарс в Швеции). Контактово-метасоматические, или скарновые, возникают на контактах или вблизи интрузивных массивов. Под воздействием высокотемпературных растворов вмещающие карбонатные и др. Породы превращаются в скарны, а также пироксен-альбитовые и скаполитовые породы, в которых обособляются сложные по форме залежи сплошных и вкрапленных магнетитовых руд (в СССР — Соколовское, Сарбайское в Северо-Западном Казахстане, Магнитогорское, Высокогорское и др.

На Урале, ряд месторождений в Горной Шории. Айрон-Спрингс в США и др.). Гидротермальные образуются при участии горячих минерализованных растворов, путём отложения Ж. Р. По трещинам и зонам смятия, а также при метасоматическом замещении боковых пород. К этому типу относятся Коршуновское и Рудногорское магномагнетитовые месторождения Восточной Сибири, гидрогётит-сидеритовое Абаильское в Средней Азии, сидеритовые месторождения Бильбао в Испании и др. К экзогенным месторождениям относятся. Осадочные — химические и механические осадки морских и озерных бассейнов, реже в долинах и дельтах рек, возникающие при местном обогащении вод бассейна соединениями железа и при сносе в них железистых продуктов прилегающей суши.

Слагают пласты или линзы среди осадочных, иногда — вулканогенно-осадочных пород. К этому типу относятся месторождения бурых железняков, частью сидеритов, силикатных руд (в СССР — Керченское в Крыму, Аятское — Казахская ССР. В ФРГ — Лан-Диль и др.). Месторождения коры выветривания образуются в результате выветривания горных пород с железосодержащими породообразующими минералами. Различают остаточные, или элювиальные, месторождения, когда продукты выветривания, обогащенные железом (вследствие выноса из породы др. Составных частей), остаются на месте (тела богатых гематито-мартитовых руд Кривого Рога, Курской магнитной аномалии, района оз. Верхнего в США и др.), и инфильтрационные (цементационные), когда железо вынесено из выветривающихся пород и переотложено в нижележащих горизонтах (Алапаевское месторождение на Урале и др.).

Метаморфогенные (метаморфизованные) месторождения — преобразованные в условиях высоких давлений и температур ранее существовавшие, преимущественно осадочные, месторождения. Гидроокислы железа и сидериты переходят при этом обычно в гематит и магнетит. Метаморфические процессы иногда дополняются гидротермально-метасоматическим образованием магнетитовых руд. К этому типу относятся месторождения железистых кварцитов Кривого Рога, Курской магнитной аномалии, месторождения Кольского полуострова, железорудной провинции Хамерсли (Австралия), полуострова Лабрадор (Канада), штат Минас-Жерайс (Бразилия), штат Майсур (Индия) и пр. Основные промышленные типы Ж. Р. Классифицируются по преобладающему рудному минералу. Бурые железняки.

Рудные минералы представлены гидроокислами железа, больше всего гидрогетитом. Такие руды обычны в осадочных месторождениях и месторождениях коры выветривания. Сложение плотное или рыхлое. Осадочные руды часто имеют оолитовую текстуру. Содержание Fe колеблется от 55 до 30% и менее. Обычно требуют обогащения. Т. Н. Самоплавкие бурые железняки, в которых близко к единице, идут в плавку при содержании Fe до 30% (Лотарингия). В бурых железняках некоторых месторождений находится до 1—1,5% и более Mn (Бильбао в Испании, Бакальское в СССР). Важное значение имеют комплексные хромо-никелевые бурые железняки. При наличии 32—48% Fe в них нередко содержится также до 1% Ni, до 2% Cr, сотые доли процента Со, иногда V. Из таких руд могут без добавок выплавляться хромо-никелевые чугуны и низколегированная сталь.

Красные железняк и, или гематитовые руды. Основным рудным минералом является гематит. Представлены главным образом в коре выветривания (зона окисления) железистых кварцитов и скарновых магнетитовых руд. Такие руды часто называют мартитовыми (мартит — псевдоморфозы гематита по магнетиту). Среднее содержание Fe от 51 до 60%, иногда выше, с незначительными примесями S и Р. Известны месторождения гематитовых руд с присутствием в них до 15—18% Mn. Менее развиты гидротермальные месторождения гематитовых руд. Магнитные железняки, или магнетитовые руды. Рудный минерал — магнетит (иногда магнезиальный), нередко мартитизированный. Наиболее характерны для месторождений контактово-метасоматического типа, связанных с известковыми и магнезиальными скарнами.

Наряду с богатыми массивными рудами (50—60% Fe) распространены вкрапленные руды, содержащие менее 50% Fe. Известны месторождения руд с присутствием ценных примесей, в частности Со, Mn. Вредные примеси — сульфидная сера, Р, иногда Zn, As. Особую разновидность магнетитовых руд представляют титаномагнетитовые руды, являющиеся комплексными железо-титано-ванадиевыми. Важное промышленное значение приобретают вкрапленные титаномагнетитовые руды, являющиеся по существу основными интрузивными породами с повышенным содержанием породообразующего титаномагнетита. В них обычно присутствует 16—18% Fe, но они легко обогащаются магнитной сепарацией (Качканарское месторождение на Урале и др.). Сидеритовые руды (шпатовые железняки) разделяются на кристаллические сидеритовые руды и глинистые шпатовые железняки.

Среднее содержание Fe 30—35%. После обжига, в результате удаления CO2, сидеритовые руды превращаются в промышленные ценные тонкопористые железо-окисные (обычно содержат до 1—2% Mn, иногда до 10%). В зоне окисления сидеритовые руды превращаются в бурые железняки. Силикатные железные руды. Рудными минералами в них являются железистые хлориты, обычно сопровождающиеся гидроокислами железа, иногда сидеритом (Fe 25—40%). Примесь S незначительна, Р до 0,9—1%. Силикатные руды слагают пласты и линзы в рыхлых осадочных породах. Часто обладают оолитовой текстурой. В коре выветривания превращаются в бурые, частью красные железняки. Железистые кварциты (джеспилиты, железистые роговики) — бедные и средние (12—36% Fe) докембрийские метаморфизованные Ж.

Р., сложенные тонкими чередующимися кварцевыми, магнетитовыми, гематитовыми, магнетит-гематитовыми прослоями, местами с примесью силикатов и карбонатов. В железистых кварцитах мало примесей S, Р. Залежи железистых кварцитов обычно обладают крупными запасами металла. Их обогащение, в особенности магнетитовых разностей, даёт вполне рентабельный концентрат с содержанием 62—68% Fe. В коре выветривания кварц из железистых кварцитов выносится, и возникают крупные залежи богатых гематито-мартитовых руд. Большая часть Ж. Р. Используется для выплавки чугунов, сталей, а также ферросплавов. В относительно небольших количествах служат природными красками (охры) и утяжелителями буровых глинистых растворов. Требования промышленности к качеству и свойствам Ж.

Р. Разнообразны. Так, для выплавки некоторых литейных чугунов применяются Ж. Р. С большой примесью Р (до 0,3—0,4%). Для плавки мартеновских чугунов (главного продукта доменного производства), при плавке на коксе содержание S в руде, вводимой в домну, не должно превышать 0,15%. Для производства чугунов, идущих в мартеновский передел кислым способом, Ж. Р. Должны быть особо малосернистыми и малофосфористыми. Для передела основным способом в качающихся мартенах допускается несколько более повышенная примесь в руде Р, но не выше 1,0—1,5% (в зависимости от содержания Fe). Томасовские чугуны плавятся из фосфористых Ж. Р. С повышенным количеством Fe. При выплавке чугунов любого типа содержание Zn в Ж. Р. Не должно превышать 0,05%.

Руда, используемая в домне без предварительного спекания, должна быть механически достаточно прочной. Т. Н. Мартеновские руды, вводимые в шихту, должны быть кусковыми и иметь высокое содержание Fe при отсутствии примесей S и Р. Обычно таким требованиям удовлетворяют плотные богатые мартитовые руды. Магнетитовые руды с содержанием до 0,3—0,5% Cu используются для получения сталей с повышенной устойчивостью против коррозии. В мировой добыче и переработке Ж. Р. Различных промышленных типов отчётливо проявляется тенденция значительного увеличения добычи бедных, но хорошо обогащающихся руд, в особенности магнетитовых железистых кварцитов, в меньшей мере вкрапленных титано-магнетитовых руд. Рентабельность использования таких руд достигается крупными масштабами горно-обогатительных предприятий, совершенствованием техники обогащения и окускования получаемых концентратов, в частности получения т.

Н. Окатышей. Вместе с тем сохраняет актуальность задачи увеличения ресурсов Ж. Р., не требующих обогащения. Лит. Железорудная база черной металлургии СССР, М., 1957. Требования промышленности к качеству минерального сырья. Справочник для геологов, в. 59 — Железо, 2 изд., М., 1962. Обзор минеральных ресурсов стран капиталистического мира, [Годовой обзор], М., 1968. Г. А. Соколов.