Меню

Железная руда в озерах добыча

Добыча железной руды в России, крупнейшие месторождения и способы добычи

Как известно Россия весьма богата на природные ресурсы и активно осваивает их добычу. Именно на ее территории расположены самые крупные в мире железорудные месторождения. Изготавливаемый из нее металл, как известно, важен не только для производственных целей, но и повседневных нужд. Разберем более детально, как же осуществляется добыча железной руды в России.

Почему руда так важна?

Человек научился получать из земли различные блага для своего существования еще с древнейших времен. Возделывание земли позволяет ему вырастить пищу, а добыча полезных ископаемых из ее недр и их обработка – сырье и топливо для самых различных целей.

Добыча железной руды в России, крупнейшие месторождения и способы добычи

Именно с тех пор как человек начал добывать железо, в его развитии начался совершенно новый этап. Сегодня жизнь без металла уже нельзя себе представить – настолько он укрепился во всех ее сферах. До начала ХХ века наибольший объем добычи металлических руд отводился именно железной.

Несмотря на тот факт, что железо содержится во многих горных породах, добываются только наиболее экономически целесообразные, которые содержат наибольшее количество металлов и по своим качествам подходят для обработки.

Характеристики

Железосодержащие минеральные образования составляют примерно 5% земной коры, что делает его четвертым по распространяемости элементом в мире.

Руда содержит множество однородных тел – минералов, а их количество и наличие самого железа служат основными критериями, определяющими ее качество. Немаловажную роль также играет количество примесей, химические, физические свойства и ряд других показателей. По содержанию железистых соединений разделяют следующие виды:

  • очень богатые (железо превышает 65%);
  • богатые (50%-65%);
  • средние (25%-45%);
  • бедные (25% и меньше).

Добыча железной руды в России, крупнейшие месторождения и способы добычи

Состав руды и прочие ее характеристики влияют на дальнейшее ее применение. В частности, она может быть использована для изготовления чугуна или стали. При этом большое количество вредных примесей осложняют процессы получения металла и увеличивают их стоимость. Некоторые же химические элементы целенаправленно извлекаются из нее.

Железорудные месторождения

Месторождения железной руды принято разделять по их происхождению. Всего в геологии принято выделять следующие их виды:

  1. Магматогенные, сформировавшиеся вследствие высоких температурных воздействий.
  2. Экзогенные, зародившиеся в речных долинах. На их формирование повлияли осадочные процессы и выветривания пород.
  3. Метаморфогенные, которые были сформированы на осадочных месторождениях под воздействием различных преобразовательных процессов, высоких температур и давления.

Сегодня свыше 50 стран занимаются железодобывающей промышленностью и Россия входит в пятерку лидеров. По количеству запасов она занимает первое место и только по качеству самого железа несколько уступает.

Как добывается железная руда

Всего можно выделить два способа добычи железной руды:

  1. Открытый. Горная выработка породы под открытым небом.
  2. Закрытый. Создание системы подземных горных выработок в виде шахт.

Добыча железной руды в России, крупнейшие месторождения и способы добычи

Суть открытого способа состоит в срезании верхнего слоя земли с целью извлечения породы при помощи специальной техники. Далее она отправляется на специальные обогатительные предприятия, а потом – электрометаллургические.

Поскольку железная руда залегает в прочной, массивной и целостной горной породе, для ее извлечения проводятся взрывные работы. Их осуществление подразумевает применение аммиачной селитры, нефти и других взрывных веществ. При этом качество добываемой породы никаких изменений не претерпевает. В результате взрывов порода она разрушается, а ее обломки транспортируют из карьера.

Если глубина залегания добываемого минерального образования ниже 500 метров, использовать карьерный способ для его добычи уже нельзя. В таком случае прибегают к строительству шахт, глубина которых, как известно, может доходить до нескольких километров. Они значительно меньше вредят окружающей среде, в отличие от карьеров, но и требуют больших затрат. Специальные комбайны машинного типа разламывают породу, после чего она транспортируется на поверхность.

Как происходит обогащение руды

Размеры рудных пластов могут доходить до двух метров, поэтому перед обогащением их необходимо измельчить. Далее используют следующие методы:

Добыча железной руды в России, крупнейшие месторождения и способы добычи

  1. Гравитационная сепарация. Чтобы разделить крупные и мелкие частицы на них оказывается механическое воздействие – дробление, вращение и т.д. Считается самым лучшим и низким по стоимости методом, поэтому получил широкое распространение.
  2. Магнитная сепарация. При помощи магнита происходит отделение железной руды от примесей, которые смываются водой.
  3. Флотация. Металлические частицы окисляются при помощи воздуха, который присоединяет их к себе. Для ее осуществления подходит только однородная и мелкоизмельченная порода.
  4. Комплексный способ. Когда для получения необходимого сырья недостаточно только одного из вышеперечисленных методов их комбинируют. Иногда процедура требует неоднократного повторения.

Далее полученное железорудное сырье отправляется на производство, где из них будет изготовлен металл. В чистом виде он используется достаточно редко, а вот различные его сплавы за счет индивидуальных особенностей получили повсеместное распространение.

Крупнейшие месторождения железной руды в России

Большую часть российских запасов принято относить к докембрийским осадочным породам. Преимущественно это красные, бурые и магнитные железняки, различающиеся по своим характеристикам. Однако лишь 12% из них являются высококачественной породой, чье содержание железа превышает 60%.

Кроме того, геологические условия на российских месторождениях достаточно сложные, что представляет трудности при их разработке, а расположены они по всей территории РФ достаточно неравномерно. Крупнейшие из них базируются в Центральном федеральном округе. Свыше 55% всего объема добываемого в стране железа поставляют именно эти месторождения.

Добыча железной руды в России, крупнейшие месторождения и способы добычи

Карелия и Мурманская область также могут похвастаться тем, что их месторождения предоставляют 18% от всей руды, а Гусевогорское, расположенное в Свердловской области, дает 16%. Рассмотрим далее наиболее крупные месторождения Российской Федерации.

Курская магнитная аномалия

Именно в ней находится свыше половины от всего запаса железа на планете. Курская магнитная аномалия (КМА) представляет собой крупнейший в мире железорудный бассейн. Большая его часть расположена преимущественно на территории следующих областей:

  • Курской;
  • Орловской;
  • Белгородской.
Читайте также:  Озера зеленогорска ленинградской области

Стоит отметить, что в совокупности его границы затрагивают девять регионов центральной и южной России. Активные разработки ведутся на следующих месторождениях КМА:

  • Стойленском;
  • Михайловском;
  • Лебединском.

Запасы КМА исчисляются миллиардами тонн, что делает его самым крупным в мире месторождением. Тем не менее разведанные объемы составляют всего 30 млрд. тонн. Его же площадь превышает 160 тысяч км². Добываемая в нем руда представлена магнетитовыми кварцитами и гранитоидами.

Добыча железной руды в России, крупнейшие месторождения и способы добычи

Текстура руды, добытой в КМА, является многокомпонентной, а глубина ее залегания варьируется в пределах от 30 до 650 метров. В перспективе также открытие для разработок и новых месторождений.

Бакчарское месторождение

Это месторождение также считается одной из наиболее крупных проявлений руды в мире. Относится к Западно-сибирскому бассейну в Томской области между реками Андрома и Икса.

Представляет собой четыре железорудных пласта, налегающих друг на друга в некоторых местах. Руда залегает на глубине от 200 метров, а с северной стороны доходит и до 300 метров. При площади в 16 тысяч км² оценочный объем его запасов составляет свыше 30 миллиард тонн.

Месторождение хорошо разведано и содержит руду высокого качества. Количество железа в ней доходит до 57%, к тому же она хорошо поддается обогащению, которое может увеличить его содержание до 97%.

Добыча железной руды в России, крупнейшие месторождения и способы добычи

В добываемой железной руде встречаются компоненты таких металлов как кобальт, титан, хром и т.д. Примечательно, что данное месторождение удалось обнаружить совершенной случайным образом, в процессе проведения экспедиции по поиску нефти еще в 60-х годах.

Оленегорское месторождение

Основа его сырьевой базы изобилует железистыми кварцитами, где магнетит и гематит выступает в роли ключевых минералов. Хотя порода находится практически на самой поверхности, основное рудное тело доходит до глубины 800 метров и более, а его протяженность составляет 32 километра.

Добыча железной руды в России, крупнейшие месторождения и способы добычи

Вредных примесей в руде этого месторождения очень мало, что позволяет получить высококачественный металл. Еще одно преимущество оленегорской железной руды заключается в ее легкообогатимости. Однако содержание железа в ней составляет всего 31%.

Заключение

Важно подчеркнуть, что Россия, будучи весьма богатой на природные ресурсы, также достаточно сурова в плане климата и географии. Добыча природных ископаемых на ее территории связаны с гораздо большими затратами и рисками. Но именно благодаря этим трудностям горнодобывающее производство развивается такими активными темпами.

Источник

Озерная железная руда в Карелии

Озерная железная руда в Карелии

Железная руда добывалась в Карелии с древних времен. Мощный импульс для развития промышленного использования железа дало строительство казенных заводов в петровские времена. Именно тогда для государственных нужд стали широко применять озерную железную руду, залегавшую на дне водоемов Олонецкой губернии.

Общие сведения Редактировать

Озерная руда является видом бурого железняка, содержащим от 20 до 60% окиси железа. Она залегает на дне озер в виде ноздреватых масс. Конкреции – скопления – шаровидной формы составляют образования размером от нескольких миллиметров до 5−10 см в поперечнике. Встречается и так называемая «денежная руда» в виде плоских кружков.

Онежское озеро с севера обрамляют сельговые гряды вулканического происхождения, содержащие до 14 % железа. Подземные воды веками вымывали окислы железа из горных пород, переносили их в водоемы. Попадая в вытянутые озера, руда оказывалась в своеобразной ловушке и скапливалась на дне.

Обычно рудные залежи встречаются на глубине от 1 до 5 м, реже − до 10 метров.

История добычи руды Редактировать

В Карелии промышленная добыча озерной руды началась в XI-XII веках. Тогда месторождения искали, проверяя воду березой: опускали бревно в воду, и, если внешний слой коры разъедало, то можно было начинать промысел. Добывали руду с плотов, собирая ее со дна специальными черпаками. Для выплавки железа использовали домницы. Карельский металл считался высококачественным, его цена превышала стоимость железа из других российских регионов.

Потребности в железе возросли с началом Северной войны. Государству было необходимо большое количество пушек и другого оружия. По указанию Петра I была организована экспедиция, целью которой был поиск железняка. Осенью 1703 года на берегу Онежского озера был основан первый оружейный завод с домной – Петровский завод. Он производил пушки, гаубицы, мортиры, бомбы, ядра, якоря, ружья и палаши. Во многом благодаря его деятельности была одержана победа над шведами. После окончания войны государственные заказы на снабжение армии, флота и крепостей сократились. Завод пришел в упадок.

О карельском железе вспомнила Екатерина II во времена русско-турецкой войны 1768−1774 гг. В 1772 году императрица подписала указ о строительстве пушечно-литейного завода, названного «Александровский» в честь Александра Невского.

Кроме оружия и другой продукции военного назначения, олонецкие заводы выпускали другие металлоизделия, необходимые в конкретный период времени. Во время строительства Санкт-Петербурга Петровский завод получал заказы на изготовление художественного литья – решеток, ограждений для мостов, архитектурных элементов зданий. В конце XVIII века предприятия производили посуду, котлы, чайники, дверные петли. С начала XIX века начался рост промышленности, по всей стране стало появляться все больше фабрик. На олонецких заводах стали производить машины для них: паровые, прядильные, части для бумажных машин и многие другие.

При этом сырье для продукции добывали старинным способом. В августе-сентябре, когда уровень воды падал, руду собирали с плотов и лодок-«шахтерок» черпаками, сушили два месяца. Затем обжигали на кострах, выплавляли в сыродутном горне и продавали на казенные заводы или кузницам-частникам для производства металла. Подобный способ добычи руды применялся на озерах Карелии вплоть до 1930-х годов.

Читайте также:  Переводчик с английского озеро

В середине прошлого века была обнаружена рудная аномалия близ Костомукшского озера. Возраст залежей руды определен как 2,8 млрд. лет.

В 1977 году был возведен Костомукшский ГОК, который в течение двух десятилетий ежегодно выпускал 9 млн. т продукции.

Источник



Руда болотная: состав, месторождения, особенности добычи

В Киевской, а потом и в Московской Руси почти до конца XVI столетия основной сырьевой базой для производства железа являлись залегающие близко к поверхности болотные и озерные руды. Научным термином они именуются как «бурый железняк органического происхождения» или «лимонит». Сегодняшние названия некоторых поселений, урочищ и ручьев до сих пор отображают интерес древности к этому сырью: деревня Железняки, водоем Рудокоп, ручей Ржавец. Непритязательный болотный ресурс выдавал железо весьма сомнительного качества, но именно оно долгое время спасало Русское государство.

Характеристика болотной руды

Руда на болотах представляет разновидность бурого железняка, отлагающегося в заболоченной местности на корневищах водных растений. По виду она обычно являет собой россыпи или кряжистые землистые куски красно-рыжих оттенков, состав которых большей частью представлен гидратом окиси железа, а также включает воду и разные примеси. Не так часто в составе можно встретить окись никеля, хрома, титана или фосфора.

Болотные руды бедны содержанием железа (от 18 % до 40 %), но имеют одно неоспоримое достоинство: выплавка металла из них происходит при температуре всего 400 градусов по Цельсию, а 700–800 градусов могут дать уже железо приемлемого качества. Таким образом, производство из такого сырья легко можно наладить и в простых печах.

Болотная руда широко распространена в Восточной Европе и всюду сопутствует лесам умеренного пояса. Южная граница ее распространения совпадает с южным рубежом лесостепи. В степных зонах железная руда данного типа почти отсутствует.

По страницам истории

Болотная руда длительное время превалировала над рудой жильной. В Древней Руси для изготовления железных изделий прибегали к руде, собранной на болотах. Извлекали ее черпаком, убирая сверху тонкий слой растительного покрова. Поэтому такая руда известна еще как «дерновая» или «луговая».

Добыча железа из болотной руды являлась сугубо сельским ремеслом. На промысел крестьяне выходили, как правило, в конце летнего сезона и ранней осенью. При поиске руды использовали деревянный кол с заостренным концом, которым пробивали верхний слой дерна, погружая на небольшую глубину 20-35 сантиметров. Результаты поиска добытчиков венчались производимым колом определенным звуком, а затем по цвету и вкусу куска определяли извлекаемую породу. На просушку руды от лишней влаги уходило до двух месяцев, а в октябре ее уже прокаливали на кострах, выжигая различные примеси. Окончательная выплавка производилась зимой в доменных печах. Секреты того, как добыть болотную руду, передавались по наследству и сохранялись поколениями.

Интересно, что в древнерусском языке лексема «руда» употреблялась в значении и руда, и кровь, а производная «рудый» являлась синонимом «красный» и «рыжий».

Образование руды

В 1836 году немецкий геолог Х. Г. Эренберг впервые сформулировал гипотезу, что разрастающиеся донные отложения бурого железняка в болоте являются результатом жизнедеятельности железобактерий. При этом, несмотря на свободное развитие в природной среде, этот главный организатор болотной руды по сей день не поддается разведению в лабораторных условиях. Его клетки покрыты своеобразным чехлом из гидроокиси железа. Таким образом, в водоемах через развитие и жизнедеятельность железобактерий совершается постепенное скапливание железа.

Рассеянные частицы соли железа первичного месторождения проходят в грунтовые воды и при значительном скоплении оседают в рыхлых неглубоких наносах в виде гнезд, почек или линз. Встречаются эти руды в низменных и очень влажных местах, а также в долинах рек и озер.

Еще один фактор, оказывающий влияние на образование болотной руды — это череда окислительно-восстановительных процессов в общем развитии болотной системы.

Месторождения

Крупнейшие месторождения болотной руды в России находятся на Урале, где суммарный запас всех залежей составляет порядка 16,5 млн тонн. Бурый железняк органического происхождения содержит железо от 47 % до 52 %, наличие глинозема и кремнезема находится в умеренных пределах. Такая руда выгодно применяется для плавки.

В Карельской республике, в Новгородской, Тверской и Ленинградской областях встречаются месторождения гетита (гидрат окиси железа), который сосредоточен большей частью в болотах и озерах. И хотя он содержит много ненужных примесей, однако легкость добычи и обработки делали его экономически выгодным. Объемы озерной руды настолько существенны, что при железоплавильных заводах Олонецкого округа в 1891 году извлечение этих руд достигало 535000 пудов, и было выплавлено 189500 пудов чугуна.

Тульская и Липецкая области также богаты бурожелезняковыми рудами болотного генезиса. Железо в составе колеблется в пределах 30-40 %, наличествует высокое содержание марганца.

Особенности добычи

Болотная руда в наши дни едва ли рассматривается как полезное ископаемое и не вызывает большого интереса для развития местной промышленности. И если для металлургии незначительная мощность рудосодержащих пластов не представляет никакой ценности, то для домашнего любительского хобби они в самый раз.

В природе такая руда встречаются всевозможного вида и качества, от объемистых бобовин и мелких крошек до сапропелевидного строения. Их залежи размещаются на дне топей, в низинах и на прилегающих к ним склонах возвышенностей. Места расположения опытные промысловики определяют по характерной ржавой воде и темному илу на поверхности болот, а также по ряду других признаков. Сняв верхний пласт грунта, часто по колено в воде, а порой и по пояс, они извлекают «железную землю» красно-рыжих оттенков. Стоит отметить, что руда с высоких мест и под зарослями березняка считается лучшей, поскольку железо из нее будет мягче, а вот более твердое железо получается из руды, находящейся под ельниками.

Читайте также:  Район с вулканическими озерами гималаи

Дальнейший процесс с незапамятных времен не сильно изменился и заключает в себе примитивную сортировку сырья, чистку от растительных остатков и измельчение. Затем руда складывается на сухие места, на землю или специальные деревянные настилы и оставляется на время для просушки. На заключительном этапе ее обжигают для удаления оставшейся органики и отправляют на выплавку в горны.

Практическое применение

Наличие в составе болотных руд фосфора и других металлических добавок приводит к уменьшению использования лимонитных пород для выплавки стали и чугуна. Металлурги все чаще применяют землистые разновидности как сырье для изготовления формовочных смесей. С недавних пор болотная руда стала востребована в химических очистителях, на коксовых заводах с ее помощью удаляют сероводород из воздуха. А в некоторых государствах Европы она задействована для очистки бытового газа. Определенные виды бурого железняка применяются также для производства лакокрасочной продукции, в частности охры и умбры.

Такая разновидность болотной руды как «бурая стеклянная голова» в своем самородном состоянии весьма ценится ювелирными мастерами и коллекционерами камней. Из ее кристаллов создаются изысканные украшения на любой вкус: подвески, браслеты, кулоны, кольца и серьги. Лимонит прекрасно сочетается с серебром.

В качестве ликбеза вполне на уровне. А то как-то так получилось, что про кустарную плавку-ковку в курсе в общих чертах, а про добычу только тут прочитал. Спасибо!

Источник

Как и где на Руси добывали железо? — «Как и Почему»

Содержание

Железные изделия на Руси пользовались большим успехом. Способы добычи руды и процесс производства материала в прошлом не перестают удивлять. Вне сомнений – это кропотливый и ответственный труд, которому уделяли особое внимание.

Добыча сырья для производства железа

Для изготовления железа на территории Руси использовался лимонит (бурый железняк), а также некоторые его разновидности. Сырье отличалось посредственным качеством с низкой концентрацией металла. Бурый железняк встречался почти по всей территории Руси в больших количествах и это огромный плюс.

Лимонит в основном добывали на болотах, из-за чего железняк даже получил соответствующее название – болотный. В отличие от других мест залежей руды, на болоте ее можно было буквально копать лопатой, настолько близко она находилась к поверхности. Всего использовалось три способа добычи бурого железняка.

Первый способ предполагал выкопку придонного ила на озерах и реках, берущих начало из болот. Для этого использовался плот, который один человек удерживал шестом, а другой в это время доставал со дна ил.

Основные достоинства этого способа: небольшие нагрузки для работников и простота выполнения. Главный недостаток – большое количество воды, которая поднимается вместе с илом, и зачастую с рудой приходилось доставать пустую породу. Также сложно поднимать ил с глубины.

Еще один метод – зимний. Во время холодов протоки замерзают до дна. Добытчики вырубали лед и донные отложения, в которых содержался бурый железняк. Преимуществом этого способа является одновременная добыча большого объема породы, но физически очень сложно ломать лед и работать с мерзлой землей.

Интересный факт: в настоящее время археологами найдено около 150 видов различных стальных и железных изделий, используемых в древней Руси.

Наиболее распространенным был третий метод. У болотных озер либо протоков на берегу работники строили сруб квадратной формы, размером примерно 4 на 4 м. Далее в срубе выкапывали слоями почву, постепенно углубляясь и добывая руду.

Во избежание обрушения почвы, подкидывались бревна. Вода, которая неизбежно появлялась во время добычи руды, вычерпывалась. Этот способ позволял изымать крупный слой с бурым железняком при сравнительно небольших трудозатратах.

Как производили железо на Руси?

На Руси применялась технология производства путем прямого восстановления руды с содержанием железа. Такой способ называется сыродутным. В мире им пользовались почти 3000 лет вплоть до начала 17 века, когда появился чугун.

Во время сыродутного процесса породу мелко дробили и грузили в горн вместе с древесным углем. Окись углерода, возникшая в ходе сгорания угля внизу печи, поднималась наверх, нагревала руду, уголь и вступала с ними в химическую реакцию. При этом окись железа руды восстанавливалась до оксида железа.

Часть этого оксида становилась металлическим железом, а все остальное превращалось в шлак, отделяя руду от металла. Шлак в жидком виде стекал вниз, откуда его регулярно убирали. Твердые части железа по мере прогорания угля также опускались на дно и сваривались друг с другом, образуя крицу – железный ком. Производственный процесс называли «варкой железа».

Интересный факт: человечество начало использовать железо гораздо раньше, чем научилось его производить. Речь о метеоритном железе, которое иногда находили на Земле в виде кусков металла серо-черного цвета. Как правило, из него делали оружие, но подобные экземпляры отправлялись в сокровищницы, а не на поле боя.

В качестве сырья для производства железа использовался лимонит (бурый железняк) и некоторые его разновидности. Его добывали преимущественно из рек и болотных озер. Из сырья получали железо в результате химических процессов, используя сыродутные печи.

Источник