오늘날 우리 주변의 많은 것들이 만들어지는 강철 없는 삶은 상상하기 어렵습니다.
이 금속의 기초는 광석을 제련하여 얻은 철입니다. 철광석은 추출 가능성을 결정하는 원산지, 품질, 추출 방법이 다릅니다. 또한 철광석은 광물 구성, 금속 및 불순물의 비율, 첨가제 자체의 유용성으로 구별됩니다. 화학 원소로서의 철은 많은 암석의 일부이지만 모든 암석이 채광의 원료로 간주되는 것은 아닙니다. 그것은 모두 물질의 비율 구성에 달려 있습니다.
이러한 원료는 3000년 전에 채굴되기 시작했습니다. 철을 사용하면 구리 및 청동에 비해 더 나은 품질의 내구성 제품을 생산할 수 있기 때문입니다. 그리고 이미 그 당시 제련소를 가진 장인들이 광석의 종류를 구별했습니다.
오늘날 추가 금속 제련을 위해 다음 유형의 원자재가 채굴됩니다.
- 티타늄-자철광,
- 인회석-자철광;
- 자석;
- 자철광-적철광;
- 침철석-수첨석.
철광석은 철이 57% 이상 포함되어 있으면 풍부한 것으로 간주됩니다. 그러나 개발은 26%에서 적절하다고 간주될 수 있습니다.
암석 구성의 철은 더 자주 산화물 형태이며 나머지 첨가제는 실리카, 황 및 인입니다.
철광석의 기원
화성
이러한 광석은 고온의 마그마 또는 고대 화산 활동에 노출 된 결과, 즉 다른 암석이 다시 녹고 혼합 된 결과 형성되었습니다. 이러한 광물은 철의 비율이 높은 단단한 결정질 광물입니다. 화성 기원의 광상은 일반적으로 녹은 물질이 표면에 가까워지는 오래된 산악 건물 지역과 관련이 있습니다.
변형
이것은 퇴적물 유형의 광물이 변형되는 방식입니다. 이 과정은 다음과 같습니다. 지각의 특정 부분을 이동할 때 필요한 요소를 포함하는 일부 층은 위의 암석 아래로 떨어집니다. 깊은 곳에서는 상층의 높은 온도와 압력을 받습니다. 수백만 년 동안 이러한 노출 동안 화학 반응이 발생하여 원료 물질의 구성, 즉 물질의 결정화를 변형시킵니다. 그러면 다음 이동 과정에서 암석이 표면에 더 가깝습니다.
일반적으로 이 기원의 철광석은 너무 깊지 않고 유용한 금속 조성 비율이 높습니다. 예를 들어, 밝은 예 – 자성 철광석(최대 73-75% 철).
퇴적물
광석 형성 과정의 주요 “일꾼”은 물과 바람입니다. 암석층을 파괴하고 저지대로 이동하여 층으로 쌓입니다. 또한 물은 시약으로서 소스 물질(침출)을 수정할 수 있습니다. 결과적으로 갈색 철광석이 형성됩니다. 30 %에서 40 %의 철을 함유하고 다양한 불순물이 포함 된 부서지기 쉽고 느슨한 광석입니다.
지질 탐사를 통해 특정 지역에서 일어나는 과정의 대략적인 그림을 확립하고 철광석이 발생할 가능성이 있는 장소를 결정합니다. 예를 들어, Kursk 자기 이상 또는 Krivoy Rog 분지에서는 마그마틱 및 변성 작용의 결과로 산업적 용어로 가치가 있는 유형의 철광석이 형성되었습니다.
산업적 규모의 철광석 채굴
인류는 아주 오래 전에 광석을 추출하기 시작했지만 대부분은 상당한 양의 유황 불순물(퇴적암, 소위 “늪”철)이 포함된 품질이 낮은 원료였습니다. 개발 및 제련의 규모는 지속적으로 증가했습니다. 오늘날 다양한 철광석 매장지의 전체 분류가 구축되었습니다.
산업 예금의 주요 유형
모든 광상은 암석의 기원에 따라 유형으로 구분되어 주철광석과 2차 철광석 지역을 구분할 수 있습니다.
여기에는 다음 예금이 포함됩니다.
- 변성법에 의해 형성된 각종 철광석(철규 규암, 자성 철광석)의 광상으로 매우 풍부한 광석을 추출할 수 있습니다. 일반적으로 퇴적물은 지각에서 암석이 형성되는 가장 오래된 과정과 관련이 있으며 방패라고 하는 구조물 위에 놓여 있습니다.
이 유형의 가장 잘 알려진 광상은 Kursk 자기 이상, Krivoy Rog 유역, Lake Superior(미국/캐나다), 호주의 Hamersley 지방, 브라질의 Minas Gerais 철광석 지역입니다.
- 바닥이 깔린 퇴적암의 퇴적물. 이 퇴적물은 바람과 물에 의해 파괴된 광물 구성에 존재하는 철이 풍부한 화합물이 침전된 결과 형성되었습니다. 이러한 퇴적물에 있는 철광석의 놀라운 예는 갈색 철광석입니다.
가장 유명하고 큰 광상은 프랑스의 Lorraine 분지와 같은 이름의 반도(러시아)의 Kerch입니다.
- 스카른 예금. 일반적으로 광석은 화성 및 변성 기원이며, 그 층은 형성 후 산이 형성될 때 옮겨졌습니다. 즉, 깊은 층에 위치한 철광석은 암석권 판의 이동 중에 주름으로 구겨져 표면으로 이동했습니다. 이러한 퇴적물은 불규칙한 모양의 층 또는 기둥 형태로 접힌 영역에 더 자주 위치합니다. 마그마에 의해 형성됨. 이러한 매장지의 대표자: Magnitogorsk(Urals, 러시아), Sarbayskoye(카자흐스탄), Iron Springs(미국) 및 기타.
- 티타노자철광 광상. 그들의 기원은 화성이며 고대 기반암의 노두에서 가장 자주 발견됩니다 – 방패. 여기에는 노르웨이, 캐나다, 러시아(Kachkanarskoye, Kusinskoye)의 분지 및 광상이 포함됩니다.
- 2016년에 러시아에서 약 100개의 광물 매장지가 발견되었습니다.
경미한 광상은 러시아, 유럽, 쿠바 등에서 개발된 인회석-자철광, 마그노-자철광, 철석, 철망간 광상을 포함합니다.
철광석 채굴 방법
철광석의 이음매는 다른 깊이에 놓여있어 장에서 추출 방법을 결정합니다.
진로
가장 일반적인 채석 방법은 약 200-300 미터 깊이에서 퇴적물이 발견될 때 사용됩니다. 개발은 강력한 굴착기와 암석 분쇄 공장을 사용하여 이루어집니다. 그 후 가공 공장으로 운송하기 위해 적재됩니다.
채굴 방법
피트 방법은 더 깊은 층(600-900미터)에 사용됩니다. 처음에는 광산 사이트가 뚫려 이음새를 따라 드리프트가 발생합니다. 부서진 암석이 컨베이어의 도움을 받아 “산으로” 공급되는 곳입니다. 광산의 광석도 가공 공장으로 보내집니다.
수소 추출
우선, 다운홀 수압 생산을 위해 암석층에 우물을 뚫습니다. 그 후, 파이프가 대상으로 가져오고 광석은 추가 추출과 함께 강력한 수압으로 분쇄됩니다. 그러나 오늘날 이 방법은 효율성이 매우 낮고 거의 사용되지 않습니다. 예를 들어, 원료의 3%는 이러한 방식으로 추출되고 70%는 광산에서 추출됩니다.
채광 후에는 철광석 재료를 가공하여 금속 제련의 주요 원료를 얻어야 합니다.
철광석 농축
광석의 구성에는 많은 불순물이 포함되어 있기 때문에 필요한 철 외에 최대의 유효 수율을 얻기 위해서는 제련용 물질(정광)을 준비하여 암석을 청소할 필요가 있다. 전체 프로세스는 광산 및 가공 공장에서 수행됩니다. 다양한 유형의 광석에 대해 자체 방법 및 불필요한 불순물의 정제 및 제거 방법이 적용됩니다.
예를 들어, 자성 철광석 농축 기술 체인은 다음과 같습니다.
- 처음에 광석은 분쇄 공장(예: 조 크러셔)의 분쇄 단계를 거쳐 벨트 컨베이어를 통해 분리 스테이션으로 공급됩니다.
- 전자기 분리기를 사용하여 자성 철석의 일부를 폐석에서 분리합니다.
- 그 후, 광석 덩어리는 다음 파쇄로 이송됩니다.
- 파쇄된 광물은 소위 진동 체라고 하는 다음 청소 스테이션으로 이동됩니다. 여기에서 유용한 광석이 선별되어 가벼운 불필요한 암석에서 분리됩니다.
- 다음 단계는 미세한 광석 호퍼로, 작은 입자의 불순물이 진동으로 분리됩니다.
- 다음 주기에는 다음 물 추가, 분쇄 및 슬러리 펌프를 통한 광석 덩어리 통과, 액체와 함께 불필요한 슬러지(폐석) 제거 및 다시 분쇄가 포함됩니다.
- 펌프로 세척을 반복한 후 광석은 소위 스크린으로 들어가 다시 중력 방식으로 미네랄을 세척합니다.
- 반복적으로 정제된 혼합물은 탈수기로 이동하여 물을 제거합니다.
- 배출된 광석은 다시 자기 분리기로 이동한 후 기액 스테이션으로 이동합니다.
농축 결과 제련에 사용되는 철광석 정광이 생성됩니다.
철광석 사용
철광석을 사용하여 금속을 얻는 것이 분명합니다. 그러나 2,000년 전에 야금 학자들은 순수한 형태의 철이 청동보다 약간 나은 제품인 다소 부드러운 재료라는 것을 깨달았습니다. 그 결과 철과 탄소강의 합금이 발견되었습니다.
오늘날 수많은 제품, 장비 및 기계 목록이 이 금속으로 만들어집니다. 그러나 강철의 발명은 무기 산업의 발달과 관련되어 장인들이 강한 특성을 갖는 동시에 유연성, 가단성 및 기타 기술적, 물리적, 화학적 특성이 우수한 재료를 얻으려고 노력했습니다. 오늘날 고품질 금속에는 경도와 내마모성을 추가하여 합금하는 다른 첨가제가 있습니다.
철광석에서 생산되는 두 번째 재료는 주철입니다. 또한 철과 탄소의 합금으로 2.14% 이상 함유되어 있습니다.
오랫동안 주철은 철강 제련 기술을 위반하거나 제련로 바닥에 침전되는 부산물로 얻은 쓸모없는 재료로 간주되었습니다. 기본적으로 버려지고 위조될 수 없습니다(취약하고 실질적으로 연성이 아님).
오늘날 주철은 많은 산업, 특히 기계 공학에서 사용됩니다. 또한 이 금속은 철강 생산에 사용됩니다(노로 및 베스머 공법).
생산량이 증가함에 따라 점점 더 많은 재료가 필요하며 이는 퇴적물의 집중적 개발에 기여합니다. 그러나 선진국은 상대적으로 저렴한 원자재를 수입하여 자체 생산량을 줄이는 것이 더 편리하다고 생각합니다. 이를 통해 주요 수출국은 추가 농축 및 정광 판매로 철광석 생산량을 늘릴 수 있습니다.
