Реферат на тему железняк
Обновлено: 30.06.2024
Железо - это прочный металл, использовать который, люди начали еще много веков назад. Но найти его в чистом виде невозможно. Оно содержится во многих горных породах в виде соединения с другими минералами. Так вот, самое большое содержание железа находится в железной руде. Поэтому получение железа из руды считается самым экономически выгодным.
Вся железная руда, в зависимости от ее месторождения, очень сильно отличается по своему химическому составу. В ней содержится разное количество вредных и полезных примесей. И доля железа в ней очень разная. Следуя из этого, руду разделяют на несколько видов. Та горная порода, содержание железа в которой превышает более 57- 65% называется богатой железной рудой. Если в ее составе примерно половина железа эта руда является рядовой или средней. Ну, а если руда содержит совсем мало железа то ее называют бедной. Самой богатой горной породой, является красный железняк. В его составе насчитывается более семидесяти процентов содержания железа и минимальное количество примесей.
Залежей железной руды на нашей планете очень много. Но ее начинают добывать только в том случае, если она содержит большое количество железа. Что бы добыча была экономически выгодна. Добывают это полезное ископаемое, как правило, открытым способом. Для этого разрабатывают карьеры, где на глубине примерно пол километра и происходит добыча. С помощью специального оборудования отделяют руду от ненужной породы. Грузят на машины и отправляют на дальнейшую переработку. Если месторождение находится на большой глубине, добычу ведут в специально построенных шахтах. Но это дорогой и очень опасный вид получения руды.
Металлургия - это основная отрасль промышленности, где применяют железную руду. Она является сырьем для производства чугуна. Который производят в доменных печах. Затем чугун поступает в мартеновские печи, где соединяясь с углеродом получается сталь.
На сегодняшний день чугун и сталь используется во многих сферах жизни и деятельности человека, в том числе и во всех видах промышленного производства. Машиностроение, легкая и пищевая промышленность, строительство - это очень маленькая часть отраслей, которые вообще не могут существовать без этих металлов. Поэтому мировая добыча железной руды интенсивно возрастает с каждым годом. Основными на рынке добычи этого полезного ископаемого есть такие страны как Россия, Украина, Бразилия, Австралия, Индия и Китай.
Доклад №2
Добывать руду люди стали очень давно. Переход к железному веку от бронзового произошел между II и I тысячелетий до нашей эры.
Железо – это распространенный элемент. В недрах планы его содержание доходит до 5 процентов. Железо в чистом виде не встречается, оно входит в состав железной руды.
Железная руда – это минеральный ресурс, содержащий железо, которое можно извлечь для промышленного применения. Содержание железа в руде неодинаково и имеет достаточно большой диапазон. Если в руде железо составляет меньше половины остальных элементов, то ее называют бедной. А если железа больше 50%, то называют богатой. Содержание железа в руде может доходить до 70%.
Видов железных руд довольно много. Чаще всего встречается красный железняк, содержащий минерал гематит. В нем содержится много железа. Эта руда имеет красный цвет. Она считается лучшей из всех железных руд, так как содержит мало опасных веществ и легко восстанавливается. Богатое месторождение такой руды находится в Кривом Роге. Часто встречается в виде кристаллов. Красные железные руды распространены в природе. Гематитовые руды используются для выплавки чугуна. Гематит может быть получен искусственным путем.
Бурый железняк содержит в составе воду. В его составе меньше железа, чем в красном. Чистый бурый железняк содержат разнообразные опасные примеси, такие как фосфор и сера, мышьяк. Бурый железняк удобен в добыче и легкоплавок, однако железо из него обычно получается невысокого качества. Встречается в форме порошка или плотных кусков.
Магнитная руда имеют в основе оксид, обладающий магнитными свойствами. В ней так же много железа, как и в красном железняке, но по своему количеству в природе она уступает ему. Магнитная руда имеет равномерную структуру. Месторождения таких руд имеют магматическое происхождение. Сначала железистая магма была жидкой, а затем со временем закристаллизовалась. Этот процесс очень сложен.
Сидериты – это бедные по содержанию железа руды. Разновидности этих руд можно встретить на Урале. Запасы сидерита невелики.
Железные руды неоднородно распределены на планете. Обычно железные руды залегают среди древних геологических образований палеозойской и архейской группы. По форме залегания железные руды разнообразны. Встречаются залегания в виде жил, гнезд, пластов, залежей, поверхностных масс. Богатые месторождения есть в США, Канаде, Южной Африке, Индии, Австралии. На территории России тоже есть месторождения железной руды. На долю России приходится 18 процентов мировых запасов железа.
Способ добычи железной руды зависит от глубины ее залегания.
Самый распространенный способ добычи – карьерный. Он используется для добычи залежей с глубины до 300 метров. На карьерах используются экскаваторы и установки для дробления породы.
Шахтный метод применяется при залегании пластов руды на глубине до 900 метров. Из шахты порода подается с помощью транспортера.
Еще есть скважинная гидродобыча железной руды, которая в настоящее время почти не используется.
Железная руда применяется в металлургии. Из железной руды производят такие сплавы как чугун и сталь. Сплавы железа используются в автомобилестроении, военной промышленности, строительстве зданий, пищевой промышленности.
Для 3, 4 класса, по окружающему миру. Краткое содержание
Железная руда
Создателем операционной системы (ОС) является финский программист Линус Торвальдс. В 1991 году, будучи студентом университета в Хельсинки, Линус увлекся изучением ОС. Прототипом Linux была лицензия Minix,
Австрия маленькая страна, размещённая в середине Европы. Население составляет 7600000 чел. Малая площадь примерно 84 000 кв. км. Столицей этого государства является - Вена. Австрию называют – Австрийская республика. Она была создана 1918,
Испокон веков правители государств стремились упрочить свое господство, захватить земли, иметь в своем распоряжении как можно больше власти и ценностей. Это и было причинами военных походов фараонов. Впрочем,
Изучение свойств руды - сырьевого материала металлургического производства. Характеристика основных способов обогащения руды магнетитом, безводной окисью железа и красным железняком. Методы удаления цинка, серы и мышьяка из состава горной породы.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.01.2012 |
| Размер файла | 13,9 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Железные руды. Общая характеристика
руда обогащение магнетит железо
Для производства чёрных и цветных металлов применяют различные сырые материалы (полезные ископаемые) или специально приготовленные материалы, а также отходы металлургического производства. Понятие "полезные ископаемые" применительно к железосодержащим ископаемым.
К сырым материалам металлургического производства, прежде всего, относят руды, топливо и флюсы. Руда представляет собой полезное ископаемое, добываемое из недр земли. Это горная порода или минеральное вещество, из которого извлекают металлы или их соединения.
Руды обычно называют по одному или нескольким металлам, содержащимся в них, например железные, медные, алюминиевые и марганцевые или медно-никелевые, медно-кобальтоникелевые и другие.
Руды приходится специально подготавливать: дробить; обогащать; окусковывать и усреднять.
Железными рудами следует называть горные породы, из которых извлекают железо. Железо является распространённым элементом в природе. По распространению в земной коре оно занимает четвёртое место (4,2%) после кислорода (49,7%), кремния (26%) и алюминия (7,45%). Железо, как составная часть, входит почти во все горные породы, однако многие нельзя считать рудами.
Железо, как известно, обладает сравнительно большим сродством к кислороду и потому в земной коре не обнаруживается в самородном виде, а находится главным образом в соединениях с кислородом и двуокисью углерода.
На практике приходится иметь дело с магнитной окисью железа (72,4% Fe), безводной окисью железа (70% Fe) и водной окисью железа с различным количеством адсорбированной воды (52,3 - 62,9% Fe). Соединение железа с двуокисью углерода - это карбонат железа (48,3% Fe).
Магнитная окись железа в рудах представлена минералом магнетитом. Руду, содержащую в основном магнетит, называют магнитным железняком или магнетитовой рудой. Магнетит можно рассматривать как закись-окись железа, содержащую 31,4% закиси железа и 68,96% окиси железа, то есть в нём содержится 24,3% двухвалентного железа.
Магнетит под действием влаги и кислорода атмосферы окисляется. Закись железа в молекуле реагирует с кислородом воздуха, переходит в безводную окись железа. Образовавшийся минерал по своему химическому составу является гематитом, однако из-за отличия в кристаллической решётке называется мартитом. Таким образом, в природных условиях магнетит в той или иной степени окислён. Для характеристики окисленности магнетита принято пользоваться отношением Feобщ/FeFeO. В чистом магнетите это отношение равно 72,4 : 24,3, ? 3,0, а в мартите оно бесконечно велико. Обычно к магнитным железнякам относят руды, в которых это отношение меньше 3,5. при отношении, равном 3,5 - 7,0, руды относят к полумартитам , а при отношении, большем 7, - к мартитам.
Магнетит характеризуется высокой магнитной восприимчивостью, и поэтому магнитные железняки пригодны для электромагнитного обогащения, являющегося одним из наиболее эффективных и распространённых способом обогащения железных руд.
Магнитный железняк обычно представлен крепкими, плотными кусковыми рудами с мелкокристаллическим строением. Он содержит обычно 55 - 60% Fe, 0,02 - 2,5% S, 0,02 - 0,7% P и чаще всего кислую пустую породу.
Безводная окись железа представлена в рудах минералом гематитом. Руды, содержащие в основном гематит, относят обычно к красным железнякам или гематитовым рудам. Красный железняк - это продукт выветривания магнитных железняков, то есть в значительной мере окисленный магнетит. В нём обычно содержится от 1 до 8% магнетита.
Красный железняк, применяемый в металлургии, содержит обычно 55 - 60% Fe, а некоторые разновидности - до 69,5% Fe. В ряде случаев в рудах содержится мало серы и фосфора. Руды различают по физическим свойствам. Они бывают кусковые, а иногда пылевидные. Цвет красных железняков колеблется от красного да светло-серого и даже чёрного, но на фарфоровой пластинке красный железняк всегда даёт красную черту. Пустая порода таких руд обычно состоит из SiO2 и Al2O3.
Наиболее крупные месторождения красного железняка в нашей стране - Криворожское, Курская магнитная аномалия, Атасуйское и Ангаро-Питское.
Водная окись железа представлена в рудах главным образом минералами лимонитом 2Fe2O3 • 3H2O и гетитом Fe2O3 • H2O. Руды, содержащие в основном эти минералы, называют бурыми железняками. Бурый железняк образуется при выветривании и окислении железных руд других типов. Обычно бурый железняк смешан с глиной или кварцем.
В добываемых рудах содержится 37 - 55%, а чаще 37 - 40% Fe. Они характеризуются повышенным содержанием фосфора (0,5 - 1,5%), иногда в них присутствует в небольшом количестве ванадий (0,03 - 0,06%).
Бурый железняк наиболее распространён в земной коре. Обычно он беден и влажен, к тому же трудно поддаётся обогащению, поэтому его используют сравнительно в небольшом количестве.
Карбонат железа представлен в руде минералом сидеритом. Руды, содержащие в основном сидерит, называют шпатовыми железняками. Они обычно встречаются в виде плотных и крепких горных пород или глинистых железняков. В шпатовых железняках содержится 30 - 40% железа. Сидерит рекомендуется обжигать или спекать. После обжига сидерит становится пористым и малопрочным. Месторождения шпатовых железняков довольно широко распространены и встречаются в разных странах.
Кроме различных соединений железа, в рудах присутствуют разные примеси (тоже в виде соединений), которые в зависимости от вида плавки могут быть полезными и вредными.
К вредным примесям относят серу, цинк и мышьяк. Сера вызывает красноломкость стали, а процесс её удаления в доменном и сталеплавильном производствах связан с ухудшением технико-экономических показателей. Правда, серу можно легко удалить из руд окислительным обжигом и агломерацией.
Цинк, хотя и не переходит в чугун, но возгоняется и, проникая в швы кладки, приводит к её росту и разрыву металлического кожуха доменной печи.
Небольшое количество мышьяка можно удалить из руды при агломерации или лучше при специальном обжиге руды, а при доменной и сталеплавильной плавках он переходит в металл. Мышьяк придаёт стали хладноломкость и ухудшает её свариваемость.
Такие примеси, как фосфор, никель, хром и медь, являются полезными при выплавке чугуна некоторых марок, в остальных же случаях их, особенно фосфор и медь, относят к вредным примесям. Фосфор вызывает хладноломкость стали, его необходимо удалять при переработке чугуна в сталеплавильных печах.
Ванадий и титан - полезные примеси.
Пустая порода руд в основном состоит из SiO2, Al2O3, CaO и MgO, которые обычно находятся в виде различных соединений. Для доменной плавки желательно, чтобы отношение (СаО + MgO)/ (SiO2 + Al2O3) ? 1. В этом случае не требуются флюсы. Такую руду называют самоплавкой, однако встречается она очень редко. Чаще всего указанное отношение значительно меньше 1, то есть пустая порода руд является кислой.
В. Г. Воскобойников, В. А. Кудрин, А. М. Якушев - "Общая металлургия", 1979
Подобные документы
Технология обогащения железной руды и концентрата, анализ опыта зарубежных предприятий. Характеристика минерального состава руды, требования к качеству концентрата. Технологический расчет водно-шламовой и качественно-количественной схемы обогащения.
курсовая работа [218,3 K], добавлен 23.10.2011
Качественно-количественные операции флотации железной руды. Расчет процесса дробления-грохочения, крупности и выхода продуктов. Показатели обогащения: выход концентратов, хвостов; содержание компонентов. Технологическая эффективность процессов обогащения.
курсовая работа [66,6 K], добавлен 20.12.2014
Изучение вещественного состава руды. Выбор и расчет мельниц первой и второй стадий измельчения, гидроциклонов, магнитных сепараторов. Расчет дешламатора для операции обесшламливания. Требования к качеству концентрата. Расчет водно-шламовой схемы.
курсовая работа [120,0 K], добавлен 15.04.2015
Способы обогащения руд. Технология флотации: обогащение марганцевых руд, дообогащение железорудных концентратов, извлечение металлов из "хвостов" магнитного и гравитационного обогащений. Технологическая схема обогащения апатит-штаффелитовой руды.
реферат [665,6 K], добавлен 14.11.2010
Характеристика металлургической ценности руды. Обоснование технологической схемы подготовки руды к доменной плавке. Расчет массы и состава шлака, образующегося в доменной печи при выплавке чугуна. Определение состава и количества конвертерного шлака.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 06.12.2010
Руды и минералы цинка. Дистилляция цинка в горизонтальных и вертикальных ретортах, в электропечах и шахтных печах. Рафинирование чернового цинка. Обжиг концентратов и выщелачивание огарка. Очистка сульфатных растворов и электролитическое осаждение цинка.
контрольная работа [2,9 M], добавлен 12.03.2015
Определение среднего состава металлошихты, состава металла по расплавлении, количества руды в завалку, количества шлака, образующегося в период плавления, состава металла перед раскислением, количества руды в доводку. Расчет материального баланса.
Железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе. Обозначается символом Fe (лат. Ferrum). Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия).
Смотрите так же:
СТРУКТУРА
Две модификации кристаллической решетки железа
Для железа установлено несколько полиморфных модификаций, из которых высокотемпературная модификация – γ-Fe(выше 906°) образует решетку гранецентрированного куба типа Сu (а0 = 3,63), а низкотемпературная – α-Fe-решетку центрированного куба типа α-Fe (a0 = 2,86).
В зависимости от температуры нагрева железо может находиться в трех модификациях, характеризующихся различным строением кристаллической решетки:
- В интервале температур от самых низких до 910°С —а-феррит (альфа-феррит), имеющий строение кристаллической решетки в виде центрированного куба;
- В интервале температур от 910 до 1390°С — аустенит, кристаллическая решетка которого имеет строение гранецентрированного куба;
- В интервале температур от 1390 до 1535°С (температура плавления) — д-феррит (дельта-феррит). Кристаллическая решетка д-феррита такая же, как и а-феррита. Различие между ними только в иных (для д-феррита больших) расстояниях между атомами.
При охлаждении жидкого железа первичные кристаллы (центры кристаллизации) возникают одновременно во многих точках охлаждаемого объема. При последующем охлаждении вокруг каждого центра надстраиваются новые кристаллические ячейки, пока не будет исчерпан весь запас жидкого металла.
В результате получается зернистое строение металла. Каждое зерно имеет кристаллическую решетку с определенным направлением его осей.
При последующем охлаждении твердого железа при переходах д-феррита в аустенит и аустенита в а-феррит могут возникать новые центры кристаллизации с соответствующим изменением величины зерна
СВОЙСТВА
В чистом виде при нормальных условиях это твердое вещество. Оно обладает серебристо-серым цветом и ярко выраженным металлическим блеском. Механические свойства железа включают в себя уровень твердости по шкале Мооса. Она равна четырем (средняя). Железо обладает хорошей электропроводностью и теплопроводностью. Последнюю особенность можно ощутить, дотронувшись до железного предмета в холодном помещении. Так как этот материал быстро проводит тепло, он за короткий промежуток времени забирает большую его часть из вашей кожи, и поэтому вы ощущаете холод.
Дотронувшись, к примеру, до дерева, можно отметить, что его теплопроводность намного ниже. Физические свойства железа — это и его температуры плавления и кипения. Первая составляет 1539 градусов по шкале Цельсия, вторая — 2860 градусов по Цельсию. Можно сделать вывод, что характерные свойства железа — хорошая пластичность и легкоплавкость. Но и это еще далеко не все. Также в физические свойства железа входит и его ферромагнитность. Что это такое? Железо, магнитные свойства которого мы можем наблюдать на практических примерах каждый день, – единственный металл, обладающий такой уникальной отличительной чертой. Это объясняется тем, что данный материал способен намагничиваться под действием магнитного поля. А по прекращении действия последнего железо, магнитные свойства которого только что сформировались, еще надолго само остается магнитом. Такой феномен можно объяснить тем, что в структуре данного металла присутствует множество свободных электронов, которые способны передвигаться.
ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА
Железо — один из самых распространённых элементов в Солнечной системе, особенно на планетах земной группы, в частности, на Земле. Значительная часть железа планет земной группы находится в ядрах планет, где его содержание, по оценкам, около 90 %. Содержание железа в земной коре составляет 5 %, а в мантии около 12 %.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
ПРИМЕНЕНИЕ
Кольцо из железа
Железо — один из самых используемых металлов, на него приходится до 95 % мирового металлургического производства.
Железо является основным компонентом сталей и чугунов — важнейших конструкционных материалов.
Железо может входить в состав сплавов на основе других металлов — например, никелевых.
Магнитная окись железа (магнетит) — важный материал в производстве устройств долговременной компьютерной памяти: жёстких дисков, дискет и т. п.
Ультрадисперсный порошок магнетита используется во многих чёрно-белых лазерных принтерах в смеси с полимерными гранулами в качестве тонера. Здесь одновременно используется чёрный цвет магнетита и его способность прилипать к намагниченному валику переноса.
Уникальные ферромагнитные свойства ряда сплавов на основе железа способствуют их широкому применению в электротехнике для магнитопроводов трансформаторов и электродвигателей.
Хлорид железа(III) (хлорное железо) используется в радиолюбительской практике для травления печатных плат.
Семиводный сульфат железа (железный купорос) в смеси с медным купоросом используется для борьбы с вредными грибками в садоводстве и строительстве.
Железо применяется в качестве анода в железо-никелевых аккумуляторах, железо-воздушных аккумуляторах.
Водные растворы хлоридов двухвалентного и трёхвалентного железа, а также его сульфатов используются в качестве коагулянтов в процессах очистки природных и сточных вод на водоподготовке промышленных предприятий.
Несколько тысяч лет назад человечество узнало такой нужный металл как железо. Раньше железо применялось в основном для орудий труда. Сейчас этот металл нашёл более широкое применение. В природе в чистом виде железа не существует. Его добывают из горной породы, которая называется железная руда. Железная руда относится к полезным ископаемым.
Где добывают железную руду
Больше всего этого полезного ископаемого добывается в России: в Курской области, Хакассии, в Красноярском крае, в Томской области. От общего мирового запаса железной руды, в России находится около 20%.
На географической карте залежи этой горной породы обозначают чёрным треугольником.
Состав и виды железной руды
Железную руду разделяют по содержанию в ней железа. Количество железа в руде может колебаться от 16% до 70%. Чем меньше железа, тем больше побочных примесей. Руда с большим количеством примесей требует большей переработки и процесс получения из неё железа слишком трудоёмкий.
В зависимости от количества железа, руда бывает очень богатая, богатая, средняя и бедная.
Среди побочных примесей могут встречаться очень опасные. Это сера, мышьяк, фосфор.
Существует несколько видов этого полезного ископаемого.
Самый богатый по количеству железа – красный железняк. Своё название порода получила из-за красноватого цвета. В красном железняке содержится 70% железа и очень мало различных примесей. В нём мало вредных веществ.
Бурый железняк содержит около 25% железа. Эту породу часто используют в производстве чугуна потому, что его легко перерабатывать.
Большое количество железа содержится в магнитной руде, но это очень редкая горная порода.
Самые бедные по составу железа сидериты. Их запасы также невелики.
Как добывают железную руду
Существует несколько способов добычи железной руды.
- Карьерный. Его используют в том случае, когда порода залегает не очень глубоко, не больше 300 м. Горную породу сначала дробят специальными установками, а потом экскаваторами вытягивают наружу.
- Шахтный. Если пласты породы залегают глубже 300 м, используют шахтный метод. Для этого делают глубокие шахты и в них выдалбливают породы. Затем горную породу подают на верх.
Для чего нужна железная руда
Железную руду используют как для получения железа, так и для получения более твёрдых сплавов: чугуна и стали.
Применяют сплавы для производства станков, ракет, вертолётов, самолётов, различной военной техники, при изготовлении деталей автомобилей, в строительстве, в добывающей промышленности.
Читайте также: