Характеристика железных руд и их месторождений в Украине
Рудные минералы железных руд представляют собой оксиды железа, карбонаты и некоторые другие соединения. Главными из них являются:
Гематит, имеющий химический состав Fe2O3, - безводный оксид железа. Гематит содержит 70% жележа. Образованная гематитом руда называется красным железняком или гематитом и является самым распространенным типом руды. Он обычно характеризуется высоким содержанием железа и малым содержанием вредных примесей;
Магнетит, имеющий химический состав Fe3O4, - магнитная окись железа.Он содержит 72,4% железа. Отличается от других минералов промышленных желехных руд магнитными свойствами, которые теряются при нагреве свыше 5700С. Магнетит представляет собой закись-окись железа FeO·Fe2O3. руды, образованные магнетитом, называются магнитными железняками, или магнетитами. Они менее распространены, чем гематиты, характеризуются высоким содержанием железа, пониженной восстановимостью, часто сопровождаются серой.
Водные оксиды железа Fe2O3·nH2O в зависимости от значения n образуют разные гидроксиды, но все образуемые ими руды называются бурыми железняками. Выделяются такие водные оксиды железа: n=0,1 – гидрогематит, n=1,0 – гетит, n=1,5 – лимонит и др. Наиболее часто встречаются бурые железняки на основе лимонита 2Fe2O3·2H2O, которые называются лимонитовыми.
Бурые железняки характеризуются пониженным содержанием железа, рыхлы, часто сопровождаются марганцем, фосфором, обладают высокой пористостью и восстановимостью.
Сидерит, имеющий химический состав FeCO3, - карбонат железа, содержит 48,2 % железа. Образованная сидеритом руда называется шпатовым железняком, или сидеритом, при значительных количествах примеси глины может называться глинистым железняком. Сидериты распространены гораздо меньше, чем другие руды характеризуются высокой восстановимостью, низким содержанием железа из-за незначительного содержания его в минерале и большого количества пустой породы.
Ильменит, имеющий химический состав FeTiO3, железная соль титановой кислоты. Ильменит содержит содержит 36,8 % железа и 31,8 % титана. Встречается всегда в сростках с обычным магнетитом, т.е. в виде FeTiO3 ·Fe3O4. Образуемые руды называются титаномагнетитами. Титаномагнетит является плотной трудновосстановимой рудой, которая дает густые и тугоплавкие шлаки. Обладает магнитными свойствами и хорошо обогащается магнитной сепарацией.
Криворожское месторождение железных руд находится в районе г. Кривой Рог и занимает площадь около 300 км2. Это крупнейшее месторождение железной руды Украины. Руда залегает на глубине до 500м, но кварциты выходят на поверхность. Разработка ведется как открытым, так и закрытым способом. Запасы богатых руд (гематитов и мартитов) оцениваются в 1,2 млрд. т богатых руд, а кварцитов 17,3 млрд. т.
Оновная масса руды представляет собой гематиты и мартиты. Содержание железа в рудах колеблеться в пределах от 46% до 60%, однако среднее содержание его в руде составляет около 55 %. По существующей классификации, руды содержащие менее 46% железа, называются кварцитами, но добываемые в настоящее время кварциты содержат 35-37 % железа. Пустая порода криворожских руд исключительно кремнеземистая и состоит практически только из SiO2. В среднем в руде содержится 15-20% SiO2 и только 1% Al2O3.
В отношении вредных примесей руда исключительно хорошая: серы содержится всего 0,05%, что позволяет не учитывать ее даже при анализах, а фосфора - 0,02-0,04%.
Развитие Криворожского бассейна идет за счет учеличения добычи кварцитов и более глубокого из обогащения, расширения открытой добычи.
На базе Криворожского месторождения построены 5 горно-обогатительных комбинатов (ГОКи).
Кременчугское (в районе г. Кременчуга) месторождение магнетитовых кварцитов с запасом около 1,1 млрд. т. Кварцит, содержащий ≈ 35% железа, обогащается до ≈ 60% на построенном здесь же ПГОКе.
Белозерское месторождение железных руд в Запорожской области. Это месторождение богатых гематитовых руд. Основное количество руд – высококачественные, содержащие 63% Fe, 3,9-5,0 SiO2, всего 0,02% P и 0,01% S. Добываемая руда используется в мартеновских печах. Запасы богатых руд составляют около 500 млн. т. На базе местоождения работает Запорожский железо-рудный комбинат (ЗЖРК).
Керченское месторождение, расположенное возле г. Керчи, является одним из самых мощных месторождений бурых железняков. Запасы составляют около 2 млрд. т. Руда осадочного происхождения залегает отдельными линзами, так называемыми мульдами, из которых разрабатывается самые крупные – Камыш-Бурунская и Эльтигенская. Разработка ведется открытым способом.
Руда представляет собой оолитовый (зернистый) бурый железняк, содержащий 34-39% железа. В керченских рудах содержится много примесей: 2-3% Mn, около 1% P, 0,05-0,07% V и 0,05-0,15% As. Если марганец и ванадий повышают ценность руды, то высокое содержание фофсфора затрудняет передел чугуна в сталь и требует добавки в доменные печи малофосфористой криворожской руды. Особенно заметно снижает качество наличие мышьяка, который не удаляется и переходит в металл.