Главные промышленные типы железорудных месторождений

· Месторождения железистых кварцитов и богатых руд, образовавшихся по ним

Имеют метаморфогенное происхождение. Руда представлена железистыми кварцитами, или джеспилитами, магнетитовыми, гематит-магнетитовыми и гематит-мартитовыми (в зоне окисления). Бассейны Курской магнитной аномалии (КМА, Россия) и Криворожский (Украина), район озера Верхнего (США и Канада), железорудная провинция Хамерсли (Австралия), район Минас-Жерайс (Бразилия).

· Пластовые осадочные месторождения. Имеют хемогенное происхождение, образовались за счет выпадения железа из коллоидных растворов. Это оолитовые, или бобовые, железные руды, представленные преимущественно гетитом и гидрогетитом. Лотарингский бассейн (Франция), Керченский бассейн, Лисаковское и др. (бывший СССР).

· Скарновые железорудные месторождения. Сарбайское, Соколовское, Качарское, гора Благодать, Магнитогорское, Таштагольское.

· Комплексные титаномагнетитовые месторождения. Происхождение магматическое, месторождения приурочены к крупным докембрийским интрузивам. Рудные минералы — магнетит, титаномагнетит. Качканарское, Кусинское месторождения Канады, Норвегии.

Второстепенные промышленные типы железорудных 

· Комплексные карбопатитовые апатит-магнетитовые месторождения. Ковдорское.

· Железорудные магно-магнетитовые месторождения. Коршуновское, Рудногорское, Нерюндинское.

· Железорудные сидеритовые месторождения. Бакальское, Россия; Зигерлянд, Германия и др.

· Железорудные и железомарганцевые оксидные пластовые месторождения в вулканогенно-осадочных толщах. Каражальское.

· Железорудные пластообразные латеритные месторождения. Южный Урал; Куба и др.

Запасы

Мировые разведанные запасы железной руды составляют порядка 160 млрд тонн, в которых содержится около 80 млрд тонн чистого железа. По данным Геологической службы США, на долю месторождений железной руды Бразилии и России приходится по 18 % мировых запасов железа. Запасы в пересчёте на содержание железа:

Мировая добыча в 2007 году [

По данным Геологической службы США, мировая добыча железной руды составила в 2007 году 1,93 млрд тонн, увеличившись по сравнению с предыдущим годом на 7 %. Китай, Бразилия и Австралия обеспечивают две трети добычи, а вместе с Индией и Россией — 80 %

Анализ железных руд

 В железных рудах определяют: влагу, потерю при прокаливании, общее содержание железа, диоксид кремния, фосфор, серу и оксид кальция. Определение товарной влаги. Навеску — 200 г руды при крупности не менее 5 мм взвешивают на лабораторных весах (с точностью до 0,02 г) в предварительно взвешенную фарфоровую чашку (диаметром 12 см). Чашку с рудой нагревают в сушильном шкафу в течение 1—2 ч при 105—110°С или 10—20 мин при 150—160 °С (в зависимости от типа руды). После охлаждения в эксикаторе немедленно взвешивают. Содержание товарной влаги вычисляют по формуле, % Н2Отов = {а — б) 100'я, где а — масса чашки с навеской, г; б — масса чашки с навеской после высушивания, Определение потерь при прокаливани В платиновом или фарфоровом тигле 0,5—1,0 г руды, измельченной до состояния пудры, постепенно нагревают в муфельной печи до 1000 °С и выдерживают при этой температуре 0,5—1 ч. После охлаждения в эксикаторе тигель взвешивают. Сульфидные руды в платиновом тигле прокаливать нельзя, так как это вредно действует на платину. Вычисления ведут по формуле: п.п.п =(а — б) 100/«, где а — масса тигля с навеской, г: б — масса тигля с на веской после прокаливания, г; н — навеска, г. При определении п. п. п. в муфеле одновременно не следует прокаливать осадки с фильтрами, чтобы не создавать восстановительной атмосферы. Определение общего содержания железа. Растворяют 0,2—0,4 г руды в 10 мл концентрированной HCl при нагревании (не более 30 мин). Для ускорения растворения добавляют 0,5 мл 50 % - ного раствора хлорида олова (II) в концентрированной HCl. Конец растворения определяют по исчезновению на дне колбы черных точек. Если руда растворяется плохо, проводят ее спекание или сплавление. Для спекания смешивают навеску руды с 1,5 г смеси (3 ч. Na2C03, 2 ч высушенной при 110°С пшеничной муки и 0,2 ч. оксида магния). Хорошо смешанную пробу завертывают в папиросную бумагу и плотно укладывают в фарфоровый тигель, на дне которого находится 0,5— 0,7 г оксида магния. Тигель ставят в муфельную печь при 800 °С и выдерживают 10—15 мин. После охлаждения спекшуюся массу переводят в колбу. Добавляют 0,3—0,5 г фторида натрия, 5—10 мл горячей воды, нагревают до кипения и осторожно через носик вливают 20 мл концентрированной HCl. Продолжают нагревание под часовым стеклом до исчезновения черных частиц. Спекание можно провести с другой смесью (10 ч. Na2C03, 4 ч. безводной Н2С204 и 0,75 ч растертого KN03, смесь очень гигроскопична). Навеску руды 0,5 г смешивают с 1—2 г указанной смеси, завертывают ее в папиросную бумагу и помещают пакетик в фарфоровый тигель, в котором находится 0,5—0,7 г оксида магния. Тигель с содержанием выдерживают в муфельной печи при 800 °С в течение 7—10 мин. Более продолжительное нагревание не вредит. Тигель в муфельную печь ставят на керамическую подставку. После охлаждения спек из тигля переносят в стакан на 150 мл. Если на стенках тигля остались темные частицы, их сметают в стакан кисточкой. В стакан приливают 10 мл воды, накрывают часовым стеклом, через носик наливают 20—25 мл концентрированной соляной кислоты и нагревают до слабого кипения. Нагреваниепродолжают до растворения всех темных и непрозрачных частиц. Раствор должен быть прозрачным и может содержать только хлопья геля кремниевой кислоты; непрозрачные комочки разминают стеклянной палочкой с расплющенным концом. После полного разложения всей массы снимают часовое стекло и выпаривают жидкость до объема 20—25 мл. После разложения навески любым способом к горячему раствору добавляют при энергичном размешивании по каплям 10 %-ный раствор хлорида олова (II) до полного исчезновения желтой окраски и еще избыток его 1—2 капли. Добавляют 20 мл разбавленной (1: 4) H2S04, разбавляют водой до 150 мл и прибавляют 5 мл насыщенного раствора сулемы (дихлорида ртути HgCl2). Через 5 мин добавляют 10 мл 0,02 %-ного раствора дифениламиносульфоната натрия в разбавленный (1: 4) Н3Р04 и сразу же титруют 0,1 н. раствором дихромата калия. Когда окраска раствора из светло-зеленой со слабым голубоватым оттенком перейдет в салатно-зеленую, титрование проводят по каплям; после прибавления каждой капли раствор хорошо перемешивают. Концом титрования является момент, когда появляется серая окраска, которая от следующей капли титранта переходит в темно-фиолетовую, не изменяющуюся при дальнейшем прибавлении титранта. Вычисления ведут по формуле, %, Fe = 7V1007«, где Т — титр раствора дихромата калия по железу (0,005585 г/мл); V — объем раствора дихромата, израсходованный при титровании, мл; «— навеска образца руды, г. Определение диоксида кремния. Проводится гравиметрическим методом. Смешивают 0,5 г руды в фарфоромом тигле с 4 г смеси (25 г Na2C03 растерты с 1 г КС103), переносят смесь в платиновый тигель и сплавляют в муфельной печи при 900 °С, закрыв тигель крышкой. Сплавление можно считать законченным, когда масса в тигле становится совершенно однородной и легкоподвижной. После охлаждения плав с тиглем помещают в стакан, закрывают часовым стеклом и осторожнее приливают 25 мл концентрированной HCl. После растворения плава тигель вынимают стеклянной палочкой и споласкивают водой, стекло обмывают и убирают; раствор выпаривают досуха, разминая комочки Si02 сплющенной стеклянной палочкой. После выпаривания стакан выдерживают 1 ч в сушильном шкафу при 110—120 °С. После охлаждения приливают к остатку 10 мл концентрированной HCl и растворяют основные соли при слабом нагревании и размешивании. Добавляют 40—50 мл горячей воды, нагревают до кипения, дают осадку отстояться и немедленно фильтруют через фильтр «белая лента» с фильтро-бумажной массой. Осадок переводят на фильтр и промывают горячей разбавленной (1:50) HCl до исчезновения желтой окраски по краям фильтра, затем фильтр промывают горячей водой до удаления С1~-ионов. Осадок с фильтром в платиновом тигле сушат, озоляют и прокаливают при 1000— 1100°С в течение 40 мин. После охлаждения в эксикаторе взвешивают Si02 с тиглем. Для более точного определения диоксида кремния фильтрат и промывные воды выпаривюат, остаток высушивают, обрабатывают концентрированной HCl и отфильтровывают Si02, как и в первый раз. После промывания осадок с фильтром присоединяют к первому осадку. Оба осадка с фильтрами в платиновом тигле сушат, смачивают разбавленной (1: 4) H2S04 и затем прокаливают при 1100 °С в течение 30мин. После охлаждения в эксикаторе тигель взвешивают, остаток смачивают водой, добавляют 5—10 капель разбавленной (1:1) H2S04, 5—10 мл фтористоводородной кислоты и осторожно выпаривают на песчаной бане до удаления H2S04. Тигель прокаливают 15— 20 мин при 1000—1100°С, после охлаждения в эксикаторе взвешивают. Разность взвешивания составляет массу диоксида кремния. Вычисления ведут по формуле, % Si02 = (а — Ь) 100/п, где о—масса тигля с осадком Si02, г; в — масса тигля после обработки фтористоводородной кислотой, г; п — навеска руды. Определение фосфора (фотометрический метод). Растворяют 0,1 г руды в 3— 5 мл концентрированной HCl при нагревании (10—15 мин). Обмывают стенки стакана разбавленной (1:50) HCl, доводя объем жидкости до 10 мл. Раствор фильтруют через фильтр «белая лента» (от выделившегося Si02). Фильтр промывают разбавленной [ \:50) HCl до исчезновения желтой окраски. К фильтрату (50—60 мл) добавляют 1 мл раствора хлорида железа (III) (50 г FeCl3-6H20 и 10 мл концентрированной HCl в 1 л воды). Прибавляют к раствору по каплям концентрированный раствор аммиака до образования мути гидрокси-да железа Fe(OH)3; образовавшуюся муть растворяют добавлением по каплям разбавленной (1: 1) HCl и дают ее избыток 2 мл. Добавляют 10 мл 10 %-ного раствора Na2S03 (или 20 %-ного раствора Na2S03- 10Н2О) для восстановления железа (III) до железа (II). Раствор нагревают до кипения и сразу же охлаждают в проточной воде Если раствор получился с зеленоватым оттенком, добавляют раствор сульфита натрия, если с желтоватым, приливают еще кислоты, снова нагревают до кипения и охлаждают. К бесцветному раствору добавляют 10 мл разбавленной (1: 1) HCl и по каплям 10 мл 5 %-ного раствора молибдата аммония. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят водой до метки и через 15— 20 мин измеряют экстинкцию при А. = 660 нм по холостой пробе со всеми реактивами, но без пробы руды. На фотоколориметре применяют красный светофильтр. Результат анализа определяют по градуировочной кривой. Если руда труднорастворима в соляной кислоте, проводят спекание руды со смесью Na2C03 и ZnO (1:2). Спекают 0,1 г с 0,4 г смеси на подложке из 0,1 г оксида магния. Спек растворяют в 5 мл разбавленной (1:1) HCl, выпаривают досуха, сухой остаток растворяют в 5 мл HCl (1:1), нагревают, разбавляют и фильтруют. Фильтрат анализируют, как описано выше. Фосфор определяют и другими методами. Определение серы. Проводят иодометрическим методом. Сжигают 0,5—1,0 г руды в фарфоровой трубчатой печи, нагретой до 1300—1400 °С, в токе 02 или С02, поме-, щая навеску в трубчатую печь в фарфоровой лодочке, смешивая руду с 1—3 г оксида хрома. Сжигание проводят в специальной установке. Выходящие газы, со-; держащие S02, пропускают через поглотитель с крахмальным раствором. Титрование проводят 0,025—0,005 н. раствором иода.