Руды в химии это кратко

Обновлено: 05.07.2024

Более трех тысячелетий лет назад человек начал искать железную руду и использовать ее в хозяйственных целях. На 5 % кора нашей планеты состоит именно из железа, поэтому ее не сложно добывать. По распространенности этот химический элемент располагается на четвертом месте среди всех элементов.

Что представляет собой железная руда?

В природных условиях техническое железо не существует, поэтому его всегда синтезируют из руды. От местонахождения руды зависит процентное соотношение железа. Как правило, в горной породе содержится от 15 % железа.

До нахождения железа в природе человек использовал бронзу и медь, которые по надежности и прочности уступают железу. Поэтому люди стали активно искать и использовать железную руду. Много столетий назад мастера умели отличать качество руды без анализа элементов.

Химическая формула железной руды

Железная руда состоит из окисей, гидратов окисей и углекислых солей закисей железа. Железо синтезируют из разных рудных металлов:

магнетита, или магнитного железняка (FeO);
гематита, или красного железняка (Fe₂O₃);
лимонита, или бурого железняка (Fe₂O₃*H₂O).

Виды железной руды

В каждом виде горной породы процент железа неодинаков. Сырье по количеству металла в руде классифицируют на типы:

богатые (более 65 % металла);
умеренно богатые (60-65 %);
умеренные (45-60 %);
бедные (менее 45 %).

От типа сырья зависит технология и количество затрачиваемой энергии при получении железа. От этого зависит эффективность производства железной продукции.

Как называются сплавы на основе железа?

Сплав – это смесь, которая включает не только основной металл, но и дополнительные примеси. Соединения на основе железа называются черными металлами. К ним относится ряд сплавов на основе железа.

Сталь – соединение углерода с другими химическими элементами. Содержание углерода может составлять до 2,14 %.
Чугун – смесь углерода и марганца, фосфора или серы. Содержание углерода может составлять до 3,5 %.
Перлит – соединение железа и углерода (до 0,8 %).
Феррит – чистый материал, содержание углерода в котором составляет до 0,04 %.
Аустенит — соединение с содержанием углерода до 2,14 %.

Производства, где используется железная среда, – основа цивилизации.

Способы получения железной руды

Железная руда залегает на разной глубине, поэтому для добычи применяются различные методы.

Карьерный способ. Карьерный способ актуален для добычи руды, залегающей на глубине 200–300 м. С помощью экскаваторов руду извлекают из почвы, а затем дробленое сырье грузят и поставляют в специальные комбинаты.
Шахтный метод. Шахтный метод актуален для железной руды, которая располагается на глубине до 900 м. Сначала пробивают створ шахты, от которого вдоль пластов разрабатывают штреки. Из шахт измельченное сырье передается с помощью транспортеров. Затем сырье помещают на машины и отправляют на специальные предприятия.
Скважинная гидродобыча. Этот способ заключается в бурении скважины до пласта руды. Затем в створ проводят трубы, которые сильным напором воды измельчают руду. У этого способа небольшая эффективность, поэтому он применяется редко. Около 3 % руды добывается скважинной гидродобычей.

Местонахождение железной руды

Мировые запасы железной руды не безграничны. Сырье для синтеза железа не встречается на каждом углу. Территории, в которых располагаются большие запасы руд, называют месторождениями. Они классифицируются на типы.

Эндогенные месторождения – место с особенным положением в коре Земли. Часто они являются титаномагнетитовыми рудами. Внешне они напоминают линзы и пласты.
Экзогенные месторождения – расположение лимонита и др.
Метаморфогенные месторождения – расположение кварцитов и др.

В странах бывшего Советского Союза находятся огромные запасы железной руды. Большой процент горных пород находится в Украине, Российской Федерации и Казахстане. Также железная руда есть и в Бразилии, Канаде, Австралии, США и других государствах. Но некоторые страны испытывают дефицит железа в промышленностях, поэтому часто приходится импортировать сплавы.

Где применяется железная руда?

Железная руда – важнейшая смесь металлов, на которой строится экономика государств. Железная руда нашла применение преимущественно в металлургии. Из нее получают различные сплавы.

Чистое железо – мягкое вещество, поэтому в производстве используют только смеси металлов. Сплавы на основе железа используют благодаря высокой прочности и способности противостоять коррозии. В них часто встречается углерод, играющий роль цемента в материале.

Чугун и сталь применяют в:

машиностроении;
военном деле;
производстве ракет;
строительстве;
легкой промышленности;
пищевой промышленности и других отраслях.

Самый распространенный сплав из железа – сталь. Изначально из нее изготавливали оружие. Это связано с особенными характеристиками материала – гибкостью, ковкостью и др. Сегодня этот высококачественный металл включает добавки, которые придают твердость, износоустойчивость и т. д.

Второй по распространенности сплав – чугун. Изначально этот материал считался бесполезным. Считалось, что он образуется при нарушении технологии получения стали. Чугун хрупок и непластичен, поэтому его часто выкидывали. Несколько десятков лет чугун совсем не использовался.

Особенные свойства железной руды до появления артиллерии и оружейного производства нашли применение в хозяйстве. В Индии из чугуна изготавливали гробы, а в Китае – чеканили монеты. Появление пушек связано с производством ядер, для этого нужна железная руда.

Таким образом, железная руда – важнейшее сырье, на котором строится все производство. Железная руда много столетий назад позволила человечеству шагнуть далеко вперед в промышленном развитии общества. То, что делают из железной руды, до сих пор используется в современной цивилизации.

РУДА, прир. минер. образование с таким содержанием металлов или полезных минералов, к-рое обеспечивает эко-номич. целесообразность их извлечения. Кроме руд металлов (железа, титана, меди, свинца и др.) имеются баритовые, графитовые, асбестовые, корундовые, фосфатные и др. подобные руды, относящиеся к неметаллическим полезным ископаемым. Из руд извлекают и используют в народном хозяйстве более 80 хим. элементов.

Эхх, я уже 3 разных определения рассказал химику, если уж это не подойдет, тогда я просто не знаю чё ему нужно))

Автомобиль, телефон, даже холодильник – вся эта техника сделана из железа, производство которого очень сложный процесс. Основное сырье для получения этого ценного материала – это минералы, в которых есть частицы необходимого металла. Простыми словами, это порода, содержащая сплавы. В мире встречается огромное количество этого ресурса, способы ее обработки и получения из нее полезных ископаемых могут быть очень разнообразны, но начинается все на рудниках. Что такое горная руда, как происходит ее добыча и переработка, будет рассказано в этой статье.

Классификация руды

Руда – это полезное ископаемое, из которого добывают различные формы металлов. В природе встречается два вида: черная и цветная. Последняя в свою очередь делится на тяжелые и легкие сплавы, а также драгоценные металлы. Серебро, золото, платина – они тоже добываются в виде камней, а свой внешний вид приобретают уже после обработки на предприятиях.

Экономическая ценность ресурса определяется по наличию в ней главного составного элемента. Существуют богатые, как их еще называют, жирные и бедные полезные ископаемые.

Классификация ископаемых руд по содержанию металлов.

Железная		Медная		Алюминиевая		Золото
Бедная	Богатая	Бедная	Богатая	Бедная	Богатая	Бедная	Богатая
26%	>50%	0,5 – 1%	>3%	20 – 25%	40 – 60%	1%	7,7%

Свойства определяются также основным составным компонентом. Некоторые из них обладают магнитными свойствами, в то время как другие совершенно инертны.

Руды черных металлов

Железо – один из самых распространенных элементов на земле. Для производства используется минерал, который содержит более 25% сырья. Разработка более бедных пород не будет окупаться, поэтому они не используются.

Самые распространенные ископаемые:

Магнитный железняк;
Красный железняк;
Железистый кварцит.

Больше всего запасов находится в Южной Африке, Индии, Северной и Южной Америке, Австралии. Мировые залежи, по оценкам экспертов, могут составлять около 800 миллиардов тонн, подтвержденными среди них являются 200 миллиардов тонн. Возможно в земле скрывается еще много полезных ископаемых, о которых человек даже не имеет представления.

Железная руда отличается друг от друга способом своего происхождения. Есть три вида возникновения железа в породах. Первый – осадочный. Двухвалентное железо, которое было в воде, связывалось с кислородом, превращаясь в плотное соединение и оседало на дно. Таким образом образовался железняк. Его находят даже в местах, где моря высохли уже миллионы лет назад. В такой руде очень высокое количество металлического компонента, но, как правило, его качество довольно низкое.

Второй путь образования – магматический. Образовалась она во время извержения вулканов и вырывания магмы на поверхность. Железо и другие металлические примеси смешивались с раскаленной лавой, под действием высоких температур и давления. Но попадая наружу, они застывали, оставаясь в больших глыбах камней. Содержание металла в такой руде может колебаться от 20 до 60%.

Третий способ – метаморфический. При перемещении земной коры некоторые ее участки с необходимыми элементами попадали под вышезалегающие породы. Эти участки подвергались воздействию высоких давлений и температур. За миллионы лет эти процессы приводили к изменению состава исходного материала. В ходе того же перемещения земной коры руда перемещалась ближе к поверхности. Так и образовывалась железная руда с высоким содержанием полезного компонента (до 75%).

К рудам черных металлов относятся также породы, которые имеют в составе марганец, титан, хром, никель, кобальт, вольфрам и другие редкие металлы. В богатой может содержаться от 0,5 до 10 % основного компонента, ведь он достаточно нечасто встречается в природе. Главное, чтобы их добыча и переработка была экономически выгодна для производства.

Руды цветных металлов

Научно минерал руды из меди называется куприт, производное от химического элемента Cu, который содержится в породе. Не смотря на большую распространенность этого металла в мире, его количество в полезном ископаемом не большое, от 0,5%. В природе руд бывает шесть видов:

Колчеданная;
Стратиформная;
Медно-никелевая;
Гидротермальная;
Карбонатовая;
Скарновая.

Чаще всего добывается колчеданная, это сочетание меди и железа, с незначительными примесями других компонентов. Немного уступает ей стратиформная, которая представлена сочетанием сланцев и песчаников. Ресурсы другого вида встречаются значительно реже. Массивных медных самородков не существует, она образуется только в виде смесей. Образование меди происходило во время извержения вулканов, что и обуславливает эту особенность.

Сейчас ведутся споры по поводу происхождения алюминия. Одни считают, что это результат разложения известняков и железа, другие – огромных температур при извержении вулканов. Существует и осадочная теория, что он образовался из-за выветривания горных пород. Добывается он карьерным и шахтным способом. Учитывая мягкость породы, ее получение очень похоже на вырубание каменного угля. Большинство других руд получают в сплавах со многими химическими примесями. Их обработка почти не отличается от обработки меди или алюминия.

По распространенности, алюминий превосходит даже железо. Его залежи исчисляются миллиардами тонн, но себестоимость производства намного выше, что и устанавливает цену на этот продукт.

Руды, богатые золотом

Золотая руда – это химические соединения металлов, из которых можно выделить золото. Она похожа на сплавы, например, с серебром или железом. Отделить их от породы довольно сложно, это физико-химический процесс, называемый диссоциацией, когда катионы под воздействием электрического тока осаждаются на электродах.

Подобный процесс используется и при производстве меди. Кстати, в медной руде также можно найти эти соединения, поэтому осадок, который образуется при медном производстве, также подвергается этому процессу. Кроме нее, в мире существуют и самородки. Это камни, в которых превалирует содержание Au.

Очень часто находят драгоценный металл в комбинации с теллуром. В России, а именно на Урале, встречается такой редкий сплав как мальдомит (сочетание с висмутом), который еще называется черное золото. В Мексике же и Колумбии можно найти даже руду с родием.

Старейший золотоносный рудник России находится на Урале. Его открытие произошло еще в далеком 1742 году, и он значительно повлиял на экономическое состояние государства. Здесь находили и самородки, и россыпи ценнейшего металла, к тому же, высокого качества. Даже сейчас уральское золото очень высоко ценится в мире.

Добыча рудных полезных ископаемых в России

Минеральный потенциал территории России огромен. Это связано с выгодным географическим расположением страны. Здесь можно найти все возможные виды рельефа, а значит, большое количество полезных ископаемых. Сейчас РФ является крупнейшим импортером металлического сырья в мире.

в районе Певека, Омсукчана (на Колымском нагорье)

Горная руда очень важна для существования человека, ведь без нее не возможна даже транспортировка электричества по проводам. Это полезное ископаемое играет огромную роль в техническом развитии человечества. Месторождения металлов все еще не разработаны, и могут обеспечивать мир еще долгие годы.

Минералы руды это химические соединения простых и сложных веществ.

К примеру если в соединении участвует один, два элемента кремний и кислород, это простое соединение, а если более трех Аl₂O₃ • 2SiO₂ • 2Н₂O то это сложные.

Минералом также считаются самородные химические элементы: сера, углерод (алмаз), золото, серебро и т.д.

Что такое минералы руды и рудные месторождения

Как известно, металлы получают в основном из руд, добываемых из недр земли. Твердая оболочка земного шара — литосфера состоит из разных горных пород, сложенных минералами — химическими соединениями, твердыми растворами и иными образованиями из химических элементов, возникшими в результате природных геохимических процессов.

Минералы в большинстве своем твердые кристаллические вещества: они различаются по составу, структуре, цвету, блеску, плотности, твердости и иным признакам.

В зависимости от состава минералы подразделяются на окислы, сульфиды, силикаты и др.

Например, халькопирит CuFeS₂ относят к сульфидам, гематит Fe₂O₃ к окислам, смитсонит ZnCO₃ к карбонатам, каолинит Аl₂O₃ • 2SiO₂ • 2Н₂O к алюмосиликатам.

Реже встречаются самородные минералы, представленные свободными элементами или их сплавами. В числе последних можно назвать самородную медь, серебро, самородные сплавы золота или платины с другими металлами.

Содержание минералов

В доступной нам части литосферы толщиной около 16 км приблизительное содержание минералов следующее, %:

Силикаты и алюмосиликаты … 75
Окислы и гидроокиси . . 17 …… 1,7
Фосфаты, арсенаты, ванадаты . 0,7
Галогениды……… 0,5
Сульфиды и сульфаты … . . 3,5
Самородные элементы….. 0,1

Многие из них имеют переменный состав из-за образования твердых растворов и изоморфных включений примесей, часто весьма ценных. Помимо кристаллических минералов, в породе широко представлены золи и гели — дисперсные системы и продукты их коагуляции.

Групповые — парогенетические ассоциации — возникают в результате взаимодействия с окружающей средой в ходе генезиса (образования) минералов. Примерами тому могут быть совместные скопления галенита PbS, сфалерита ZnS, хальколирита или пирротина Fe(_1-X)S, пентландита (Ni, Fe)gS₈, магнетита Fe₃О₄ и халькопирита.

Ядро нашей планеты диаметром около 6000 км, нагретое до-2000—3000° С и сжатое давлением порядка 1011 Па, отделено от литосферы мантией, температура и давление в которой по направлению к поверхности постепенно понижаются.

Литосфера, в основном состоящая из базальтов и гранитов, покрыта осадочными породами, преобразованными воздействием воды и воздуха.

Жидкий расплав — магма, проникающий в литосферу из мантии, постепенно охлаждается, выделяя газы и первичные твердые фазы, обогащенные элементами (Fe, Mg, Cr, Ti, St, Ni, Co, Pt).

При этом возникают минералы: магнетит, титано-магнетит, сульфиды железа, никеля, меди и др., входящие в основные и ультраосновные горные породы.

Образование минералов в природе

Остаточный сравнительно кислый расплав, богатый силикатами, затвердевает, образуя сначала полевые шпаты и кварц, а затем пегматиты, несущие литий, бериллий, торий, ниобий, тантал.

Из газов и паров возникают месторождения олова, вольфрама и других металлов.

Из перегретых под давлением водных растворов в трещинах горных пород выделяются гидротермальным путем сульфиды железа, сурьмы, цинка , ртути, мышьяка, карбонаты, золото, серебро и другие вещества.

При охлаждении газов и паров конденсируются рудные минералы олова, вольфрама и сопутствующих элементов.

В результате сезонных изменений температуры, действия грунтовых вод, бактерий, углекислоты и кислорода воздуха происходит выветривание — поверхностное преобразование литосферы.

Сульфиды превращаются в окислы, гидроокиси, карбонаты и другие соединения. Хлориды, сульфаты и прочие растворимые соли металлов уносятся водой в моря и океаны.

Высыхание морских бассейнов оставляет залежи солей натрия,, калия, магния и иных растворимых соединений.

Что такое руда

Рудами считают горные породы, которые при современном уровне техники выгодно перерабатывать для получения металлов.

Первым основанием для такой оценки служит содержание ценных составляющих. Оно дополняется расчетом стоимости добычи из недр, перевозки и переработки.

Руды называют по извлекаемым из них металлам, например медная, свинцовая, никелевая и дополнительно — по преобладающему типу минералов: сульфидная, окисленная. Некоторые из-них служат сырьем для получения нескольких металлов, например свинцово-цинковая, медно-никелевая, медно-свинцово-цинковая.

Минералы, содержащие ценные элементы, извлекаемые при комплексной переработке, считают рудными, а остальные — пустой породой.

Различие между теми и другими условно, оно зависит от уровня техники и связанной с этим доступной комплексностью.

По мере совершенствования металлургического производства к пустой породе относят все меньшее число минералов.

Образование рудных месторождений

При формировании земной коры металлы распределялись неравномерно — они скопились в некоторых ее участках и образовали руды. Так возникли рудные месторождения.

Миграция — перемещение элементов наблюдается и поныне. Средние содержания металлов в земной коре (кларки) в большинстве весьма невелики: это видно из табл. 5, где они приведены в процентах от массы литосферы.

Сравнивая, например, среднее содержание меди в рудах, (1—2%) с кларком меди, легко убедиться, что рудные месторождения встречаются нечасто.

Найдя руду, геологи начинают разведку месторождения: определяют качество руд и их запасы.

Если последние достаточно велики и могут оправдать строительство горно-металлургического предприятия, месторождение начинают разрабатывать.

Иногда руда залегает неглубоко и ее можно добывать сравнительно дешевыми открытыми способами с помощью экскаваторов, бульдозеров, гидромониторов и других механизмов.

Нередко, однако, залегание бывает глубоким. Тогда добычу ведут сравнительно сложным, но не всегда более дорогим подземным способом — строят шахты.

Металлургические заводы стараются размещать близ месторождений, стремясь избежать дальних перевозок, но это не всегда возможно, например из-за отсутствия в данном районе топлива, в связи со сложными климатическими условиями и по другим причинам.

Статья на тему Минералы руды и рудные месторождения