Les minerais de fer constituent la base de la production moderne. Minerais de fer

L'homme a commencé à extraire du minerai de fer à la fin du IIe millénaire avant JC, après avoir déjà identifié les avantages du fer par rapport à la pierre. Depuis lors, les gens ont commencé à distinguer les types de minerais de fer, même s’ils n’avaient pas encore les mêmes noms qu’aujourd’hui.

Dans la nature, le fer est l’un des éléments les plus courants et, selon diverses sources, il est contenu dans la croûte terrestre entre quatre et cinq pour cent. C'est le quatrième plus abondant après l'oxygène, le silicium et l'aluminium.

Le fer n'est pas présenté sous forme pure, il l'est sous forme plus grande ou plus petite quantité contenu dans différents types rochers. Et si, selon les calculs des experts, l’extraction du fer d’une telle roche est réalisable et économiquement rentable, on parle alors de minerai de fer.

Au cours des derniers siècles, au cours desquels l'acier et la fonte ont été activement fondus, les minerais de fer se sont épuisés - car il faut de plus en plus de métal. Par exemple, si au XVIIIe siècle, à l’aube de l’ère industrielle, les minerais pouvaient contenir 65 % de fer, aujourd’hui 15 % de l’élément contenu dans le minerai est considéré comme normal.

De quoi est fait le minerai de fer ?

La composition du minerai comprend du minerai et des minéraux minéralisateurs, diverses impuretés et des stériles. Le rapport de ces composants diffère d’un gisement à l’autre.

Le minerai contient la majeure partie du fer, et la gangue est un gisement minéral contenant du fer en très petites quantités, voire pas du tout.

Les oxydes de fer, les silicates et les carbonates sont les minéraux de fer les plus couramment trouvés.

Types de minerai de fer par teneur en fer et emplacement.

• Faible teneur en fer ou séparé minerai de fer, en dessous de 20 %
• Avec une teneur moyenne en fer ou du minerai fritté
• Masse ou pellets contenant du fer - roches à haute teneur en fer, supérieure à 55 %

Minerais de fer peut être linéaire - c'est-à-dire se trouver à des endroits de failles et de virages la croûte terrestre. Ce sont les plus riches en fer et contiennent peu de phosphore et de soufre.

Un autre type de minerai de fer est de type plat, que l'on trouve à la surface du quartzite ferrifère.

Minerais de fer rouges, bruns, jaunes et noirs.

Le type de minerai le plus courant est le minerai de fer rouge, formé d'hématite d'oxyde de fer anhydre, qui a formule chimique Fe2O3. L'hématite contient un pourcentage très élevé de fer (jusqu'à 70 %) et peu d'impuretés étrangères, notamment du soufre et du phosphore.

Les minerais de fer rouge peuvent être trouvés dans différents condition physique- de dense à poussiéreux.

Le minerai de fer brun est un oxyde de fer hydraté Fe 2 O 3 *nH 2 O. Le nombre n peut varier en fonction de la base qui constitue le minerai. Il s'agit le plus souvent de limonites. Les minerais de fer brun, contrairement aux minerais rouges, contiennent moins de fer - 25 à 50 pour cent. Leur structure est lâche, poreuse et le minerai contient de nombreux autres éléments, notamment du phosphore et du manganèse. Les minerais de fer brun contiennent beaucoup d’humidité adsorbée, tandis que les stériles sont argileux. Ce type de minerai tire son nom de sa couleur brune ou jaunâtre caractéristique.

Mais malgré la teneur en fer plutôt faible, en raison de sa facilité de réduction, un tel minerai est facile à traiter. On en fait souvent de la fonte de haute qualité.

Le minerai de fer brun a le plus souvent besoin d’être enrichi.

Les minerais magnétiques sont ceux formés par la magnétite, qui est un oxyde de fer magnétique Fe 3 O 4. Le nom suggère que ces minerais ont Propriétés magnétiques, qui sont perdus lorsqu'ils sont chauffés.

Les minerais de fer magnétiques sont moins courants que les minerais rouges. Mais ils peuvent contenir même plus de 70 pour cent de fer.

Dans sa structure, il peut être dense et granuleux et ressembler à des cristaux incrustés dans la roche. La couleur de la magnétite est bleu-noir.

Un autre type de minerai est appelé minerai de fer de spath. Son composant minéralisé est le carbonate de fer de composition chimique FeCO 3 appelé sidérite. Un autre nom est minerai de fer argileux - c'est si le minerai contient un montant significatif argile.

Les minerais de fer spath et argileux se trouvent dans la nature moins fréquemment que les autres minerais et contiennent relativement peu de fer et beaucoup de stériles. Les sidérites peuvent se transformer en minerais de fer brun sous l’influence de l’oxygène, de l’humidité et des précipitations. Par conséquent, les gisements ressemblent à ceci : dans les couches supérieures, il s'agit de minerai de fer brun et dans les couches inférieures, de minerai de fer spath.

Minerai de fer sont appelées formations minérales naturelles qui contiennent du fer en grande quantité et autres composants chimiques que son extraction est possible et conseillée. Les plus importantes sont : la magnétite, la magnétite, la titanomagnétite, l'hématite, l'hydrohématite, la goethite, l'hydrogoethite, la sidérite, les chlorites ferrugineuses. Les minerais de fer diffèrent par leur composition minérale, leur teneur en fer, leurs impuretés utiles et nocives, leurs conditions de formation et leurs propriétés industrielles.

Les minerais de fer sont divisés en riches (plus de 50 % de fer), ordinaires (50-25 %) et pauvres (moins de 25 % de fer). Selon composition chimique Ils sont utilisés pour la fusion de la fonte sous sa forme naturelle ou après enrichissement. Les minerais de fer utilisés pour fabriquer de l'acier doivent contenir certaines substances proportions requises. La qualité du produit obtenu en dépend. Certains éléments chimiques (outre le fer) peuvent être extraits du minerai et utilisés à d’autres fins.

Les gisements de minerai de fer sont divisés par origine. Il existe généralement 3 groupes : magmatiques, exogènes et métamorphogènes. Ils peuvent être divisés en plusieurs groupes. Les magmatogènes se forment principalement lorsque divers composés sont exposés à des températures élevées. Des dépôts exogènes sont apparus dans les vallées lors du dépôt de sédiments et de l'altération des roches. Les dépôts métamorphogènes sont des dépôts sédimentaires préexistants qui ont été transformés dans des conditions de température élevée. La plus grande quantité le minerai de fer est concentré en Russie.

Le plus grand de Russie :

Bakcharskoe gisement de minerai de fer

Ce gisement est l'un des plus grands gisements de minerai de fer de ce type en Russie et dans le monde. Il est situé sur le territoire de la région de Tomsk, à l'interfluve des rivières Andorma et Iksa. Le gisement a été découvert par hasard lors d'une exploration minière dans les années 1960.

Le gisement de minerai de fer de Bakcharovskoe couvre une superficie de 16 000 km2. Les formations de minerai de fer sont situées à une profondeur de 190 à 220 mètres. Les minerais contiennent jusqu'à 57 % de fer, ainsi que des mélanges d'autres éléments chimiques (phosphore, vanadium, palladium, or et platine). La teneur en fer du minerai enrichi atteint 95 à 97 %. Les réserves de minerai de fer sur ce territoire sont estimées à 28,7 milliards de tonnes.

Actuellement, de nouvelles technologies de développement sur le terrain sont introduites. Il est prévu d'extraire le minerai non pas par carrière, mais par forage hydraulique.

Gisement de minerai de fer d'Abagaskoe

Le gisement de minerai de fer d'Abagaskoe est situé dans le territoire de Krasnoïarsk, à 186 km à l'ouest de la ville d'Abakan sur le territoire de et. Le gisement a été découvert en 1933, mais son développement n'a commencé que 50 ans plus tard. Les minerais ici sont principalement de la magnétite, de l'alumine et du magnésium.

Le principal minerai ici est la magnétite et les mineurs sont la mousquetovite, l'hématite et la pyrite.

Le gisement de fer d'Abagas est divisé en deux zones : Sud (longueur supérieure à 2 600 m) et Nord (2 300 m). Les réserves restantes de minerai de fer s'élèvent à plus de 73 millions de tonnes. Le développement s'effectue de manière ouverte. Production annuelle moyenne totale de 4,4 millions de tonnes de minerai avec une teneur en fer de 28,4%.

Gisement de minerai de fer d'Abakan

Le gisement de minerai de fer d'Abakan est situé en Khakassie, près de la ville d'Abaza, dans les contreforts nord-est. Ouvert en 1856, il s'appelait à l'origine « Abakan Grace ». Après la découverte, l'exploitation des minerais a été réalisée périodiquement. De 1947 à 1959, des entreprises d'extraction et d'enrichissement des minerais ont été construites. De 1957 à 1962, le gisement a été développé par exploitation à ciel ouvert puis souterraine (mine de 400 m de profondeur).

Abakanskoye est un gisement de minerai de magnétite. Il contient : de la magnétite, de l'actinolite, de la chlorite, de la calcite, de l'andésite et de la pyrite cobaltifère.

Les réserves explorées de minerai avec une teneur moyenne en fer de 41,7 à 43,4 % avec un mélange de zinc et de soufre s'élèvent à 140 millions de tonnes. La production annuelle moyenne est de 2,4 millions de tonnes. Le produit industriel contient environ 47,5 % de fer. Les centres de production et de transformation sont les villes d'Abaza, Abakan, Novokuznetsk.

Anomalie magnétique de Koursk

L'anomalie magnétique de Koursk est le bassin de minerai de fer le plus puissant au monde. Les gisements de minerai sur son territoire sont estimés entre 200 et 210 milliards de tonnes, soit environ 50 % des réserves de minerai de fer de la planète. Il est situé principalement dans les régions de Koursk, Belgorod et Orel.

Actuellement, les limites de l'anomalie magnétique de Koursk couvrent une superficie de plus de 160 000 km2, couvrant les territoires de neuf régions du centre et du sud du pays. Les réserves prometteuses de riches minerais de fer dans ce bassin unique s'élèvent à plusieurs milliards de tonnes et les quartzites ferrugineux sont pratiquement inépuisables.

L'anomalie magnétique dans cette zone a été découverte au XVIIIe siècle, mais les scientifiques n'ont commencé à parler de sa cause possible - les gisements de minerai magnétique - qu'au siècle dernier. De riches minerais ont été découverts en 1931. La superficie est d'environ 120 000 km2. Minerais : quartzites à magnétite, minerais de fer à haute teneur dans la croûte d'altération des quartzites ferrugineux. Les réserves de quartzites ferrugineux dépassent 25 milliards de tonnes avec une teneur en fer de 32 à 37 % et plus de 30 milliards de tonnes de minerais riches (52 à 66 % de fer). Les gisements sont développés à la fois par des méthodes à ciel ouvert et souterraines.

L'anomalie magnétique de Koursk comprend le gisement de minerai de fer Prioskol et le gisement de minerai de fer Chernyanskoe.

Comment est extrait le fer ?

Le fer est le plus important élément chimique dans le tableau périodique ; un métal utilisé dans une grande variété d’industries. Il est extrait du minerai de fer qui se trouve dans les entrailles de la terre.

Comment le fer est extrait : méthodes

Il existe plusieurs façons d’extraire le minerai de fer. Le choix d'une méthode ou d'une autre dépendra de l'emplacement des gisements, de la profondeur du minerai et de certains autres facteurs.

Le fer est extrait selon des méthodes ouvertes et fermées :

1. Lors du choix de la première méthode, il est nécessaire d’assurer la livraison de tous les équipements nécessaires directement sur le terrain. Ici, avec son aide, une carrière sera construite. Selon la largeur du minerai, la carrière peut être de différents diamètres et atteindre 500 mètres de profondeur. Cette méthode d'extraction du minerai de fer convient si le minéral est situé à faible profondeur.
2. La méthode fermée d’extraction du minerai de fer est la plus courante. Au cours de celui-ci, des puits profonds jusqu'à 1 000 m de profondeur sont creusés et des branches (couloirs) - galeries - sont creusées sur les côtés de ceux-ci. Un équipement spécial y est descendu, à travers lequel le minerai est retiré du sol et remonté à la surface. Comparée à la méthode ouverte, la méthode fermée d’extraction du minerai de fer est beaucoup plus dangereuse et coûteuse.

Une fois le minerai extrait des entrailles de la terre, il est chargé sur des machines de levage spéciales qui le livrent aux usines de traitement.

Traitement du minerai de fer

Le minerai de fer est une roche qui contient du fer. Afin d’utiliser davantage le fer pour l’industrie, il faut l’extraire de la roche. Pour ce faire, le fer lui-même est fondu à partir de morceaux de pierre, et cela à des températures très élevées (jusqu'à 1 400-1 500 degrés).

En règle générale, la roche extraite est constituée de fer, de charbon et d'impuretés. Il est chargé dans des hauts fourneaux et chauffé, et le charbon lui-même supporte haute température, et le fer acquiert une consistance liquide, après quoi il est versé dans diverses formes. Dans ce cas, les scories sont séparées, mais le fer lui-même reste propre.

Un grand reportage photo sur mon usine d'extraction et de traitement préférée, l'un des principaux producteurs de matières premières de minerai de fer : elle représente plus de 15 % de la production commerciale de minerai en Russie. Le tournage s'est déroulé sur cinq ans et a duré plus de 25 jours au total. C’est ce rapport qui en tire le plus de jus. Stoilensky GOK a été fondée en 1961 dans la ville de Stary Oskol, dans la région de Belgorod. Les principaux produits de l'usine sont le concentré de minerai de fer et le minerai fritté de fer pour la production de fonte et d'acier.

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Les minerais de fer sont des formations minérales naturelles contenant du fer et ses composés en un volume tel qu'il est conseillé d'extraire industriellement le fer de ces formations. SGOK tire ses matières premières du gisement Stoilensky de l'anomalie magnétique de Koursk. De l'extérieur, ces objets ressemblent à la plupart des industries - des sortes d'ateliers, d'ascenseurs et de canalisations.

Il est rare que des plates-formes d'observation publiques soient construites au bord d'une carrière. Au Stoilensky GOK, l'accès à cet immense cratère, d'un diamètre de surface de plus de 3 km et d'une profondeur d'environ 380 mètres, n'est possible qu'avec des laissez-passer et des autorisations. De l’extérieur, on ne peut pas dire que les gratte-ciel de la ville de Moscou s’inséreront facilement dans ce trou et qu’ils ne ressortiront même pas.

L'exploitation minière est réalisée à ciel ouvert. Afin d'obtenir du minerai riche et des quartzites, les mineurs extraient et transportent des dizaines de millions de mètres cubes de terre, d'argile, de craie et de sable vers des décharges.

Les roches meubles sont extraites à l’aide de pelles rétrocaveuses et de draglines. Les « rétrocaveuses » ressemblent à des godets ordinaires, seulement dans la carrière SGOK, elles sont grandes - 8 mètres cubes. m.

Ce seau peut facilement accueillir 5 à 6 personnes ou 7 à 8 chinois.

La roche meuble, que les mineurs appellent mort-terrain, est transportée vers les décharges par train. Chaque semaine, les horizons sur lesquels s'effectuent les travaux changent de forme. Pour cette raison, nous devons constamment réaligner les voies ferrées, les réseaux, déplacer les passages à niveau, etc.

Dragline. Le godet est projeté vers l'avant sur une flèche de 40 mètres, puis des cordes le tirent vers la pelle.

Sous propre poids Le godet ramasse environ dix mètres cubes de terre en un seul coup.

La salle des machines.

Le conducteur a besoin d'une très grande habileté pour décharger un tel seau dans la voiture sans endommager les côtés ni toucher la ligne à haute tension. réseau de contacts locomotive

Flèche d'excavatrice.

Un train équipé de wagons-benne (ce sont des wagons auto-basculants) transporte les morts-terrains vers les décharges.

Sur les décharges, le travail inverse se produit - le toit des voitures est stocké par une excavatrice dans des collines soignées.

Dans ce cas, les roches en vrac ne sont pas simplement jetées en tas, mais stockées séparément. Dans le langage des mineurs, de tels entrepôts sont appelés gisements technogéniques. On en extrait de la craie pour la production de ciment, de l'argile pour la production d'argile expansée, du sable pour la construction et de la terre noire pour la bonification des terres.

Montagnes de dépôts de craie. Tout cela n'est rien d'autre que des gisements préhistoriques créatures marines- les mollusques, bélemnites, trilobites et ammonites. Il y a environ 80 à 100 millions d'années, une ancienne mer peu profonde a jailli à cet endroit.

L'une des principales attractions du GOK Stoilensky est le complexe minier et de morts-terrains (GVK) avec une unité clé - une pelle sur pneus à godets ambulants KU-800. Le GVK a été fabriqué en Tchécoslovaquie, assemblé pendant deux ans dans la carrière SGOK et mis en service en 1973.

Depuis, une excavatrice rotative parcourt les côtés de la carrière et coupe les dépôts de craie avec une roue de 11 mètres.

La hauteur de la pelle est de 54 mètres et son poids de 3 mille 350 tonnes. Ceci est comparable au poids de 100 wagons de métro. Cette quantité de métal pourrait fabriquer 70 chars T-90.

La pelle repose sur un plateau tournant et se déplace à l'aide de « skis » entraînés par des vérins hydrauliques. Pour faire fonctionner ce monstre, une tension de 35 000 volts est nécessaire.

Le mécanicien Ivan Tolmachev fait partie de ces personnes qui ont participé au lancement du KU-800. Il y a plus de 40 ans, en 1972, immédiatement après avoir obtenu son diplôme du Gubkin Mining College, Ivan Dmitrievich a été accepté comme assistant opérateur sur une excavatrice rotative. C’est alors que le jeune spécialiste a dû monter et descendre les galeries d’escalier ! Le fait est que la partie électrique de la pelle s'est avérée loin d'être parfaite, il a donc fallu franchir des centaines d'étapes avant de trouver la raison de la panne de l'une ou l'autre unité. De plus, les documents n’étaient pas entièrement traduits du tchèque. Pour comprendre les schémas, je devais m'asseoir sur des papiers la nuit, car le matin, je devais trouver comment réparer tel ou tel dysfonctionnement.

Le secret de la longévité du KU-800 réside dans son mode de fonctionnement spécial. Le fait est qu'en plus des réparations prévues pendant la saison de travail, l'ensemble du complexe subit en hiver des réparations majeures et une reconstruction des lignes de convoyeurs. GVK prépare la nouvelle saison depuis trois mois. Pendant ce temps, ils parviennent à mettre de l'ordre dans tous les composants et assemblages.

Alexey Martianov dans la cabine avec vue sur le rotor de la pelle. La roue rotative à trois étages est impressionnante. En général, parcourir les galeries du KU-800 est à couper le souffle.
- Ces impressions vous ont probablement déjà un peu émoussé ?
- Oui, bien sûr, cela existe. Après tout, je travaille ici depuis 1971.
- Donc à cette époque-là, cette excavatrice n'existait pas encore ?
- Il y avait un site où ils commençaient tout juste à l'installer. Il est arrivé ici en nœuds et a été assemblé par des superviseurs de montage tchèques pendant environ trois ans.
- Était-ce une technique inédite à l'époque ?
- Oui, c'est la quatrième voiture qui sort des chaînes de montage du constructeur tchécoslovaque. Les journalistes nous ont alors attaqués. Même le magazine « Science et Vie » a écrit sur notre excavatrice.

Les équipements électriques suspendus et les salles de commutation servent de contrepoids à la flèche.

Bien sûr, je comprends qu’il s’agit d’une pelle araignée. Mais je n’arrive toujours pas à imaginer comment un tel « colosse » peut réellement marcher ?
- Elle marche très bien, se retourne bien. Un pas de deux mètres et demi ne prend qu'une minute et demie. Ici, à portée de main, la télécommande des étapes : skis, base, arrêt, rotation de la pelle. Dans une semaine, nous nous préparons à changer d'emplacement, à verso Allons là où le convoyeur est construit.

Alexeï Martianov, contremaître des machinistes de GVK, parle de sa pelle avec amour, comme s'il s'agissait d'un objet animé. Il dit qu'il n'a aucune raison d'avoir honte : chacun des membres de son équipage traite sa voiture de la même manière. D’ailleurs, les spécialistes du constructeur tchèque qui supervisent les grosses réparations de la pelle commencent à parler du vivant.

Ce n'est que sur la plate-forme supérieure de la pelle, à quarante mètres du sol, que l'on ressent sa véritable taille. Il semble que l'on puisse se perdre dans les galeries d'escalier, mais dans ces subtilités de communications métalliques et par câbles, il y a aussi des salles d'ouvriers et de machines, un hall avec des équipements électriques, des appareillages de commutation, des compartiments d'unités hydrauliques de marche et de rotation, des dispositifs de levage et d'extension. la flèche rotative, les grues de levage et les convoyeurs.
Malgré toute la consommation de métal et d'énergie de la pelle, son équipage n'emploie que 6 personnes.

Des échelles de fer étroites avec des marches mobiles par endroits enchevêtrent la pelle, comme des chemins forestiers. Des rivières interminables de câbles transpercent la pelle sur toute la longueur et la largeur.

Comment gères-tu ça? Avez-vous vos propres secrets ? Voici, par exemple, nouvelle personne, dans combien de mois pourra-t-il s'asseoir ici sur cette chaise ?
- Ce ne sont pas des mois, ce sont des années. Apprendre à travailler dans le cockpit, s'écraser, marcher est une chose, mais ressentir la voiture est complètement différente. Après tout, la distance entre moi et le perchman de chargement est de 170 mètres, et nous devons bien nous entendre et nous voir. Je ne sais pas quoi ressentir avec mon dos, je suppose. Il y a bien sûr un haut-parleur ici. Les cinq conducteurs peuvent m'entendre. Et je peux les entendre. Vous devez également connaître les circuits électriques et la structure de cette énorme machine. Certains apprennent vite, d’autres ne deviennent conducteur qu’au bout de dix ans.

La conception du KU-800 surprend toujours par ses solutions d'ingénierie. Tout d’abord, des calculs optimaux des unités et pièces porteuses. Il suffit de dire que les pelles aux performances similaires à celles de la KU-800 tchèque ont considérablement grandes tailles et en masse, ils sont jusqu'à une fois et demie plus lourds.

La craie coupée par le rotor parcourt environ 7 kilomètres à travers un système de convoyage et, à l'aide d'un épandeur, est stockée dans les montagnes de craie.

En un an, un tel volume de craie est envoyé dans les décharges qu'il suffirait à remplir une route à deux voies de 1 mètre de haut et 500 kilomètres de long.

Opérateur de flèche de chargement. Au total, une équipe de 4 personnes travaille sur l'épandeur.

L'épandeur est une copie plus petite du KU-800, à l'exception de l'absence de roue de rotor. Excavatrice en marche arrière.

Aujourd'hui, le principal minéral utile de la carrière du GOK Stoilensky est le quartzite ferrugineux. Ils contiennent du fer de 20 à 45 %. Les pierres contenant plus de 30 % de fer réagissent activement à un aimant. Avec cette astuce, les mineurs surprennent souvent leurs invités : « Comment sont ces pierres d'apparence ordinaire, et tout à coup elles sont attirées par un aimant ?

Il n'y a plus de minerai de fer assez riche dans la carrière de l'usine d'extraction et de traitement de Stoilensky. Il était recouvert d'une couche peu épaisse de quartzite et était presque usé. Par conséquent, les quartzites constituent désormais la principale matière première du minerai de fer.

Pour extraire les quartzites, ils sont d'abord dynamités. Pour ce faire, ils forent un réseau de puits et y déversent des explosifs.

La profondeur des puits atteint 17 mètres.

Stoilensky GOK réalise jusqu'à 20 explosions par an rocher. De plus, la masse d'explosifs utilisés dans une explosion peut atteindre 1 000 tonnes. Pour éviter un choc sismique, l'explosif est déclenché par une onde de puits en puits avec un retard d'une fraction de seconde.

La teneur en fer des minerais industriels varie de 16 à 72 %. Les impuretés bénéfiques comprennent Ni, Co, Mn, W, Mo, Cr, V, etc., et les impuretés nocives comprennent S, R, Zn, Pb, As, Cu. Selon leur genèse, les minerais de fer sont divisés en et (voir carte).

Minerais de fer basiques

Les types industriels de minerais de fer sont classés selon le minerai prédominant. Les minerais de magnétite sont composés de magnétite (parfois magnésienne - magnomagnétite, souvent martitisée - transformée en hématite au cours du processus d'oxydation). Ils sont plus caractéristiques des gisements de carbonatite, de skarn et hydrothermaux. L'apatite et la baddeleyite sont extraites simultanément des gisements de carbonatite, et la pyrite contenant du cobalt et les sulfures de métaux non ferreux sont extraits des gisements de skarn. Un type particulier de minerais de magnétite sont les minerais de titanomagnétite complexes (Fe-Ti-V) issus de gisements ignés. Les minerais d'hématite, composés principalement d'hématite et, dans une moindre mesure, de magnétite, sont courants dans la croûte d'altération des quartzites ferrugineux (minerais de martite), dans les minerais de skarn, hydrothermaux et volcano-sédimentaires. Les minerais riches en hématite contiennent 55 à 65 % de Fe et jusqu'à 15 à 18 % de Mn. Les minerais de sidérite sont divisés en minerais de sidérite cristallins et en minerais de fer argileux ; elles sont souvent magnésiennes (magnosidérites). On les trouve dans les gisements hydrothermaux, sédimentaires et volcano-sédimentaires. Leur teneur moyenne en Fe est de 30 à 35 %. Après grillage des minerais de sidérite, suite à l'élimination du CO 2, on obtient des concentrés d'oxyde de fer finement poreux contenant 1 à 2 %, parfois jusqu'à 10 % de Mn. Dans la zone d'oxydation, les minerais de sidérite se transforment en minerais de fer brun. Les minerais de fer silicatés sont composés de chlorites ferrugineux (, leptochlorite, etc.), accompagnés parfois d'hydroxydes de fer. Ils forment des dépôts sédimentaires. Leur teneur moyenne en Fe est de 25 à 40 %. Le mélange de soufre est insignifiant, le phosphore jusqu'à 1 %. Ils ont souvent une texture oolithique. Dans la croûte d'altération, ils se transforment en minerais de fer bruns, parfois rouges (hydrohématite). Les minerais de fer brun sont composés d'hydroxydes de fer, le plus souvent de l'hydrogoethite. Ils forment des dépôts sédimentaires (marins et continentaux) et des dépôts de croûte d'altération. Les minerais sédimentaires ont souvent une texture oolithique. La teneur moyenne en Fe des minerais est de 30 à 35 %. Les minerais de fer brun de certains gisements (Bakalskoye dans le CCCP, Bilbao en Espagne, etc.) contiennent jusqu'à 1 à 2 % de Mn ou plus. Les minerais de fer brun naturellement alliés, formés dans les croûtes d'altération des roches ultramafiques, contiennent 32 à 48 % de Fe, jusqu'à 1 % de Ni, jusqu'à 2 % de Cr, des centièmes de pour cent de Co, V. À partir de ces minerais, du chrome-nickel est coulé le fer et l'acier faiblement allié sont fondus sans additifs. (, ferrugineux) - minerais de fer métamorphisés pauvres et moyens en fer (12-36%), composés de fines couches alternées de quartz, de magnétite, d'hématite, de magnétite-hématite et de sidérite, par endroits avec un mélange de silicates et de carbonates. Ils se distinguent par une faible teneur en impuretés nocives (S et R - centièmes de pour cent). Les gisements de ce type disposent généralement de réserves de minerai uniques (plus de 10 milliards de tonnes) ou importantes (plus de 1 milliard de tonnes). Dans la croûte d'altération, la silice est emportée et d'importants gisements de riches minerais d'hématite-martite apparaissent.

Les plus grandes réserves et volumes de production se trouvent dans les quartzites ferrugineux précambriens et les riches minerais de fer qui en sont issus ; les minerais de fer brun sédimentaires, ainsi que les minerais de magnétite de skarn, hydrothermaux et carbonatites sont moins courants.

Enrichissement du minerai de fer

Il existe des minerais riches (plus de 50 % de Fe) et pauvres (moins de 25 % de Fe) qui en ont besoin. Pour la caractérisation qualitative des minerais riches important a la teneur et le rapport en impuretés non métalliques (composants formant des scories), exprimés par le coefficient de basicité et le module de silicium. Selon l'ampleur du coefficient de basicité (le rapport de la somme des teneurs en oxydes de calcium et de magnésium à la somme des oxydes de silicium et ), les minerais de fer et leurs concentrés sont divisés en acides (moins de 0,7), auto-fondants (0,7 -1.1) et basique (plus de 1.1 ). Les minerais auto-fondants sont les meilleurs : les minerais acides, par rapport aux minerais basiques, nécessitent l'introduction d'une quantité accrue de calcaire (flux) dans la charge du haut fourneau. Selon le module du silicium (le rapport entre la teneur en oxyde de silicium et l'oxyde d'aluminium), l'utilisation de minerais de fer est limitée aux types de minerais ayant un module inférieur à 2. Les minerais à faible teneur qui nécessitent un enrichissement comprennent la titanomagnétite, la magnétite et la magnétite. quartzites avec une teneur en magnétite Fe supérieure à 10-20 % ; martite, hématite et quartzites hématites avec une teneur en Fe supérieure à 30 % ; minerais de sidérite, d'hydrogoethite et d'hydrogoethite-leptochlorite avec une teneur en Fe supérieure à 25 %. La limite inférieure des teneurs en Fe total et en magnétite pour chaque gisement, compte tenu de son ampleur, de ses conditions minières et économiques, est fixée par des normes.

Les minerais qui nécessitent une valorisation sont divisés en minerais faciles à exploiter et difficiles à exploiter, en fonction de leur composition minérale et de leurs caractéristiques texturales et structurelles. Les minerais faciles à traiter comprennent les minerais de magnétite et le quartz de magnétite, les minerais difficiles à traiter comprennent les minerais de fer dans lesquels le fer est associé à des formations cryptocristallines et colloïdales ; une fois concassés, il n'est pas possible de révéler les minéraux du minerai en raison de leur taille extrêmement petite. et une fine intercroissance avec des minéraux non métalliques. Le choix des méthodes d'enrichissement est déterminé par la composition minérale des minerais, leurs caractéristiques texturales et structurelles, ainsi que par la nature des minéraux non métalliques et les propriétés physiques et mécaniques des minerais. Les minerais de magnétite sont enrichis par la méthode magnétique. L'utilisation de la séparation magnétique sèche et humide garantit la production de concentrés de qualité même avec une teneur en fer relativement faible dans le minerai d'origine. S'il y a des contenus commerciaux d'hématite dans les minerais, ainsi que de magnétite, des méthodes d'enrichissement par flottation magnétique (pour les minerais finement disséminés) ou magnéto-gravitationnelle (pour les minerais grossièrement disséminés) sont utilisées. Si les minerais de magnétite contiennent des quantités industrielles d’apatite ou de sulfures, de cuivre et de zinc, de minéraux de bore et autres, la flottation est alors utilisée pour les extraire des déchets de séparation magnétique. Les programmes d'enrichissement des minerais de titanomagnétite et d'ilménite-titane-magnétite comprennent une séparation magnétique humide en plusieurs étapes. Afin de séparer l'ilménite en concentré de titane, les déchets de séparation magnétique humide sont enrichis par flottation ou par gravité, suivi d'une séparation magnétique dans un champ de haute intensité.

Les programmes d'enrichissement des quartzites à magnétite comprennent le concassage, la fragmentation et l'enrichissement magnétique à faible champ. L'enrichissement des quartzites ferrugineux oxydés peut se faire par des méthodes magnétiques (dans un champ fort), de grillage, magnétiques et de flottation. Pour enrichir les minerais de fer brun oolithique d'hydrogoethite-leptochlorite, une méthode gravitationnelle ou gravitationnelle-magnétique (en champ fort) est utilisée ; des recherches sont également menées sur l'enrichissement de ces minerais par une méthode de grillage magnétique. Les minerais d'argile hydrogoethite et (boulder) sont enrichis par lavage. La valorisation des minerais de sidérite est généralement obtenue par grillage. Lors du traitement des quartzites ferrugineux et des minerais de skarn-magnétite, on obtient généralement des concentrés avec une teneur en Fe de 62 à 66 % ; dans les concentrés conditionnés de séparation magnétique humide des minerais de fer d'apatite-magnétite et de magnétite, au moins 62 à 64 % ; Pour le traitement électrométallurgique, des concentrés sont produits avec une teneur en Fe d'au moins 69,5 % et en SiO 2 d'au plus 2,5 %. Les concentrés d'enrichissement gravitationnel et magnétique des minerais de fer brun oolithique sont considérés comme standard avec une teneur en Fe de 48 à 49 % ; À mesure que les méthodes d’enrichissement s’améliorent, les besoins en concentrés de minerai augmentent.

La plupart des minerais de fer sont utilisés pour fondre le fer. Une petite quantité sert de peintures naturelles (ocres) et d'agents alourdissants pour les solutions d'argile de forage.

Réserves de minerai de fer

En termes de réserves de minerai de fer (bilan - plus de 100 milliards de tonnes), CCCP se classe au premier rang mondial. Les plus grandes réserves de minerai de fer du CCCP sont concentrées en Ukraine, en régions centrales RSFSR, au nord du Kazakhstan, dans l'Oural, en Sibérie occidentale et orientale. Sur le total des réserves explorées de minerai de fer, 15 % sont riches et ne nécessitent pas d'enrichissement, 67 % sont enrichies à l'aide de circuits magnétiques simples, 18 % nécessitent des méthodes d'enrichissement complexes.

KHP, la Corée du Nord et le CPB disposent d'importantes réserves de minerai de fer, suffisantes pour le développement de leur propre métallurgie ferreuse. voir également