Czym jest rudy żelaza?

Opis

Ruda żelaza odnosi się do skał lub minerałów, z których metaliczne żelazo jest wydobywane do użytku komercyjnego. Te minerały wydają się ciemnoszare do rdzawo-czerwonych i są zwykle bogate w tlenki żelaza. Żelazo występuje w tych rudach w postaci takich związków chemicznych jak hematyt, magnetyt, syderyt, limonit lub geotyt. Mimo że żelazo jest czwartym najczęściej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej, większość z nich jest związana w postaci związków krzemianowych lub węglanowych, z których niezwykle trudno jest ekonomicznie wydobywać żelazo. Stąd żelazo obecne w postaci tlenków w rudie żelaza jest komercyjnie wykorzystywane do stosowania w różnych gałęziach przemysłu. Początkowo żelazo było wydobywane z rud hematytu o zawartości żelaza 70%. Jednak ekstensywna eksploatacja tego naturalnego zasobu zubożała rudę hematytu, a od II wojny światowej rudy żelaza o niższym gatunku, takie jak magnetyt lub taconit, coraz częściej są wydobywane również w celu wydobycia żelaza.

Lokalizacja

Hematyt, najbardziej pożądana ruda żelaza ze względu na wysoką zawartość żelaza, występuje na całym świecie, a jego największą obfitość można zaobserwować w Australii, Brazylii i niektórych częściach Azji. Od lat 60. XX w. Ruda hematytu wysokiej jakości służyła jako główne źródło żelaza wydobywanego w Australii. Obejmuje 96% eksportu rudy żelaza z tego kontynentu. Zasięg Hamersley w stanie Australia Zachodnia znajduje się na szczycie formacji z pasmem żelaza, która ma największe rezerwy hematytu na kontynencie. Tymczasem kopalnia Carajas w Brazylii jest największą znaną kopalnią rudy żelaza na świecie i jest zarządzana przez firmę Vale. W Azji Chiny mają również kilka głównych rezerw rudy żelaza, w tym złoża rudy hematytu w Tung-Yeh-Chen i Dongye. Rudy magnetytu wydobywane są w USA, zwłaszcza w Michigan i Minnesocie, natomiast rezerwaty taconitu występują we wschodniej Kanadzie, zwłaszcza w regionie Labrador.

Tworzenie

Około 1, 8 miliarda lat temu, kiedy tlen nie istniał na naszej planecie, żelazo występowało obficie w rozpuszczonej postaci w oceanach Ziemi. Wraz z ewolucją pierwszych organizmów fotosyntetycznych tlen zaczął być uwalniany do oceanów, gdzie chemicznie łączył się z rozpuszczonym tlenem, dając rudy hematytu lub magnetytu. Powstałe w ten sposób minerały zostały osadzone w warstwach na dnie oceanu w postaci „pasmowych formacji żelaza”. Termin „pasmo” został użyty do oznaczenia naprzemiennych warstw krzemionki lub łupku ilastego z warstwami rudy żelaza. Sezonowe zmiany szybkości fotosyntezy mogą być odpowiedzialne za te pasmowe osady. Tym samym dziś złoża rudy żelaza występują na całym świecie jako skały osadowe na ziemi, a także pod dnem oceanu.

Używa

Ruda żelaza jest używana do wydobywania metalicznego żelaza, które ma szerokie zastosowanie w przemyśle. Zapisy dotyczące użycia żelaza jako ważnego metalu do produkcji narzędzi i innych przedmiotów użyteczności przez ludzi datowane są już na 3000 lat. Jednak w ostatnich czasach najważniejszym zastosowaniem żelaza było wytwarzanie stali. Stal znana jest z wysokiej trwałości, wytrzymałości i wszechstronności. Mimo że czyste żelazo ma miękki charakter, dodanie niewielkiego procentu węgla (mniej niż 1%) do metalu utwardza ​​go na tyle, aby zapewnić mu imponujący poziom wytrzymałości i trwałości. Inne pierwiastki, takie jak mangan, nikiel, chrom i molibden, mogą być dodawane do żelaza w różnych kombinacjach i ilościach, aby uzyskać różne stopy o określonych właściwościach. Stal znajduje zastosowanie w budownictwie, przemyśle samochodowym, przemyśle maszynowym, produkcji puszek i pojemników, produkcji urządzeń, a także w wielu innych ważnych gałęziach przemysłu ciężkiego. Chlorek żelaza stosuje się w systemach oczyszczania ścieków, a także w farbach i barwnikach do tekstyliów. Kute żelazo jest odporne na rdzę i dlatego jest preferowane w tworzeniu domowych mebli i ogrodzeń, podczas gdy żeliwo jest tradycyjnie używane do przygotowywania przyborów kuchennych i naczyń kuchennych. Wodorotlenek żelaza jest często stosowany w systemach oczyszczania wody, podczas gdy siarczan żelaza jest stosowany w leczeniu niedokrwistości z niedoboru żelaza. Żelazo i niob są łączone w celu utworzenia stopu, który jest wykorzystywany w produkcji reaktorów jądrowych. Produkcja magnesów trwałych i elektromagnesów obejmuje czyste żelazo, podczas gdy arsenian żelaza jest używany do produkcji środków owadobójczych i innych pozycji.

Produkcja

Chiny, produkujące w 2014 r. 1500 mln ton rudy żelaza, są dziś największym na świecie producentem tego minerału. Jednak Chiny są również największym importerem żelaza na świecie, ponieważ Chińczycy mają tak wysoki popyt, a ruda żelaza produkowana w kraju jest znacznie gorszej jakości. Vale, brazylijska korporacja wydobywcza, jest wiodącą pojedynczą firmą produkującą rudę żelaza na świecie, produkującą 320 mln ton tego rudy w 2014 r. Wśród niektórych są również Rio Tinto, Fortescue Metals Group, Ltd. i BHP Billiton z Australii największych na świecie przedsiębiorstw wydobywczych rudy żelaza. Cena rudy żelaza rośnie wraz z popytem, ​​a ostatnio nastąpił gwałtowny wzrost jej ceny z powodu gwałtownego rozwoju gospodarczego w Chinach. Wymagało to wyraźnego wzrostu zapotrzebowania na wysokiej jakości rudę żelaza do ekstrakcji metalicznego żelaza, dzięki czemu można go było wykorzystać do spełnienia rosnących wymagań tego kraju w zakresie poprawy infrastruktury i utrzymania wysokiego poziomu produkcji przemysłowej.