Виды рудных полезных ископаемых. Рудные полезные ископаемые россии. Типы железных руд и их основные характеристики

Чтобы получить металл, нужна руда. Неудивительно, что одно из самых древних занятий человека - горнорудное производство, т.е. поиск, разведка, добыча и переработка руд.

К чёрным металлам относят железо, марганец, хром, титан, ванадий. Руду недостаточно добыть, из неё ещё нужно извлечь полезный компонент, чтобы выплавить металл. В результате неизбежно происходит загрязнение окружающей среды. Если в Средние века добыча чёрных металлов была залогом экономического процветания для многих стран, то сегодня, оберегая и охраняя природу, многие государства уже отказываются от добычи руды открытым способом, как на Курской магнитной аномалии, предпочитая закрытый шахтовый метод добычи. Ведь ежегодно из земли извлекается почти миллиард тонн руды. Пустая порода, извлечённая из недр при добыче руды, - это большая экологическая проблема для районов, где идет активная добыча . Металлургические комбинаты тратят огромные средства на установку очистительных фильтров, не позволяющих всем вредным отходам производства попадать в окружающую среду. Однако без добычи руд чёрных металлов не было бы прогресса в развитии цивилизации.

Благородные металлы - золото, серебро, платина ценились всегда благодаря изысканному виду, мягкости и уникальным свойствам (золото, например, очень стойкое; серебро обладает дезинфицирующим свойством).

«Золотая лихорадка»

Едва прослышав о находках золота, тысячи людей теряли покой, заболевали «золотой лихорадкой» и устремлялись в глухие и дикие края в надежде разбогатеть. Одна из самых известных «лихорадок» связана с освоением золотых россыпных месторождений Аляски. Золото в природе может находиться в коренных месторождениях (жилах) либо в виде россыпей, когда драгоценный металл вместе с речным песком из разрушенной жилы перемещается водой и складируется по берегам рек и ручьёв. Реки впоследствии могут поменять своё русло, уйти от своего прежнего места, а россыпь останется.

Среди золотого песка могут попасться и самородки - достаточно крупные куски металла. В 1896 году Америку облетела весть о богатейших россыпных месторождениях, найденных старателями в долине ручья Клондайк. На поиски золота устремились многочисленные золотоискатели, многие из которых были совершенно не подготовлены к тяготам старательского быта. Об эпопее добычи клондайкских россыпей красочно рассказал Джек Лондон. Но россыпные месторождения быстро истощаются. Самые богатые россыпи были выработаны за несколько десятилетий.

Крупнейшее месторождение золота находится в Южной Африке в провинции Витватерсранд. Отсюда получают до 50% от всего объёма добычи этого металла в мире.

Цветные руды

К рудам цветных металлов относятся известные с древности медь, олово, свинец, ртуть, цинк. Они были востребованы на всем протяжении человеческой истории. Но в последние десятилетия, когда структура экономики стала более прогрессивной, без них просто не обойтись. Цветные металлы - это электротехническая, авиационная, космическая промышленность, производство полупроводников, катализаторов, автомобильных фильтров и др.

Радиоактивность - свойство металлов, о котором стало известно только в XX веке. Оно связано со способностью некоторых элементов - урана, тория, радия, циркония - излучать энергию особого типа. Это свойство используется в атомной энергетике. Однако выяснилось также, что отходы такого производства обладают смертоносными свойствами. Пока проблема ядерных отходов остаётся нерешённой.

Нерудные полезные ископаемые, неметаллические полезные ископаемые - неметаллические полезные ископаемые, используемые в промышленности и строительстве в естественном виде или как сырьё. Нерудные полезные ископаемые могут относиться к минералам или горным породам. Нефть, уголь, другие виды ископаемого топлива (горючие полезные ископаемые), а также подземные воды (гидроминеральные подземные ископаемые) исключаются из этого определения. Такие материалы, как песок, галька, щебень, гравий, песчаник, глина, мел и т. п. могут рассматриваться и как нерудные полезные ископаемые, и как особая категория - общераспространённые полезные ископаемые.
За последние десятилетия нерудные полезные ископаемые намного обогнали руды металлов по объёмам добычи и стоимости используемого сырья.
В плане технологического и экономического освоения, у неметаллических полезных ископаемых есть своя специфика, отличающая эту группу от металлических полезных ископаемых. Одним из таких отличий является сильное влияние состава и свойств сырья как на технологии его переработки, так и на конечное изделие, что требует при оценке месторождений оценки применимости данной конкретной разновидности полезного ископаемого с учетом его специфических свойств (например - термолитосодержащего талька в отличие от стеатитовых тальков). Вторым отличием многих неметаллических полезных ископаемых является, с одной стороны, применение одного и того же вида сырья во многих отраслях хозяйства, с другой стороны - взаимозаменяемость многих видов сырья (в качестве наполнителя тот же тальк может быть заменен баритом или каолином).

С добычей полезных ископаемых связан немалый отрезок моей жизни - мне пришлось работать в газодобывающей компании. А вот на руднике я был всего один раз, в городе Железногорске, недалеко от Курска. Там ведут добычу железной руды в огромном карьере. Скажу честно, зрелище очень впечатляющее! Всем рекомендую побывать в этом месте и своими глазами увидеть, а заодно и получить дополнительные знания.

Что называют рудными полезными ископаемыми

Рудные ископаемые - это один из видов твёрдых природных полезных ископаемых, которые содержат металлы. Образовались они в большинстве случаев из магмы, что поднималась по разломам в земной коре и застывала. Происходило это при движениях тектонических плит, поэтому в горных областях часто встречаются залежи различных руд.

Рудными полезными ископаемыми считаются только те руды, которые содержат количество металла, достаточное для его выгодного извлечения и в доступной форме.

Основные металлические руды

Все руды металлов подразделяются на несколько групп: руды цветных, черных, благородных и радиоактивных металлов.

Основными среди руд черных металлов считаются железные руды. Ведь железо применяется во многих отраслях промышленности.

Больше всего железа содержат такие минералы:

гематит;
магнетит;
шамозит;
лимонит;
тюрингит;
сидерит.

Для производства черных металлов, таких как чугун и сталь, необходимы и другие металлы, которые также относятся к черным. Это хром, марганец и (наиболее редкий из всех металлов этой группы) ванадий. Они улучшают качества железа.

Основными рудами цветных металлов считаются медные, цинковые, оловянные, никелевые, свинцовые, серебряные руды.

Самый распространённый цветной металл на земле - алюминий. Бокситы и нефелиновые руды - его основной источник.

Рудные кладовые страны

По запасам металлических руд наша страна первая в мире. Основными регионами, где сосредоточены эти полезные ископаемые, являются: Урал, разные районы Сибири, Кольский полуостров, Алтайский край, Кавказ, Красноярский край.

Курская Магнитная Аномалия, где расположен и Железногорск - самый крупный железорудный бассейн России.

Железная руда — это основное сырье для мировой металлургической промышленности. От рынка этого ископаемого в существенной мере зависит экономика разных стран, поэтому разработке рудников уделяется повышенное внимание во всем мире.

Руда: определение и особенности

Рудами называют горные породы, которые применяются для переработки и извлечения содержащихся в них металлов. Виды этих полезных ископаемых различаются по происхождению, химическому содержанию, концентрации металлов и примесей. В химическом составе руды присутствуют различные его оксиды, гидроксиды и углекислые соли железа.

Интересно! Руда востребована в хозяйстве с древних времен. Археологам удалось выяснить, что изготовление первых предметов из железа датируется II вв. до нашей эры. Впервые этот материал использовали жители Месопотамии.

Железо — распространенный в природе химический элемент. Его содержание в коре земли составляет около 4,2%. Но в чистом виде он почти не встречается, чаще всего в виде соединений — в окислах, карбонатах железа, солях и т.д. Железная руда — это соединение минералов со значительным количеством железа. В народном хозяйстве экономически обоснованным считается применение руд, содержащих более 55% этого элемента.

Что делают из руды

Железорудная промышленность — металлургическая отрасль, которая специализируется на добыче и обработке железной руды. Основное предназначение этого материала на сегодняшний день — производство чугуна и стали.

Всю продукцию, которую делают из железа, можно разделить на группы:

Передельный чугун с повышенной концентрацией углерода (выше 2%).
Литейный чугун.
Сталь в слитках для изготовления проката, железобетона и стальных труб.
Ферросплавы для выплавки стали.

Для чего нужна руда

Материал используется для выплавки чугуна и стали. Сегодня нет практически ни одной промышленной сферы, которая обходится без этих материалов.

Чугун — это сплав углерода и железа с марганцем, серой, кремнием и фосфором. Чугун производится в доменных печах, где при высоких температурах руду выделяют из оксидов железа. Практически 90% полученного чугуна является предельным и используется при выплавке стали.

Применяются различные технологии:

электронно-лучевая выплавка для получения чистого высококачественного материала;
вакуумная обработка;
электро-шлаковый переплав;
рафинирование стали (устранение вредных примесей).

Отличие стали от чугуна — минимальная концентрация примесей. Для очистки применяется окислительная выплавка в мартеновских печах.

Сталь самого высокого качества выплавляется в индукционных электрических печах с экстремально высокой температурой.

Руда отличается по концентрации содержащегося в ней элемента. Она бывает обогащенной (с концентрацией от 55%) и бедной (от 26%). Бедные руды целесообразно применять в производстве только после обогащения.

По происхождению выделяют следующие виды руд:

Магматогенная (эндогенная) — образовавшаяся под воздействием высокой температуры;
Поверхностная — осевшие остатки элемента на дне морских бассейнов;
Метаморфогенная — полученная под воздействием экстремально высокого давления.

Основные соединения минералов с содержанием железа:

Гематит (красный железняк). Самый ценный источник железа с содержанием элемента от 70% и с минимальной концентрацией вредных примесей.
Магнетит. Химический элемент с содержанием металла от 72% отличается высокими магнитными свойствами и добывается на магнитных железняках.
Сидерит (карбонат железа). Отмечается большое содержание пустой породы, самого железа в нем около 45-48%.
Бурые железняки. Группа водных окислов с низким процентом железа, с примесями марганца и фосфора. Элемент с такими свойствами отличается хорошей восстанавливаемостью и пористой структурой.

Вид материала зависит от его состава и содержания дополнительных примесей. Самый распространенный красный железняк с высоким процентом железа может встречаться в разном состоянии — от очень плотного до пылевого.

Бурые железняки имеют рыхлую, слегка пористую структуру бурого или желтоватого цвета. Такой элемент часто нуждается в обогащении, при этом легко перерабатывается в руду (из него получается высококачественный чугун).

Магнитные железняки плотные и зернистые по своей структуре, выглядят как кристаллы, вкрапленные в породу. Оттенок руды — характерный черно-синий.

Как добывают руду

Добыча железной руды — это сложный технический процесс, при котором происходит погружение в земные недра с целью поиска минералов. На сегодняшний день существует два способа добычи руды: открытая и закрытая.

Открытый (карьерный способ) — распространенный и наиболее безопасный вариант по сравнению с закрытой техникой. Метод актуален для тех случаев, когда в рабочей зоне отсутствуют твердые породы, а рядом нет населенных пунктов или инженерных систем.

Сначала вырывается карьер до 350 метров глубиной, после чего со дна большими машинами собирается и вывозится железо. После добычи материал на тепловозах отправляется на заводы по изготовлению стали и чугуна.

Карьеры роются экскаваторами, но такой процесс занимает много времени. Как только машина доберется до первого пласта рудника, материал сдается на экспертизу, чтобы определить процент содержания железа и целесообразность дальнейших работ (если процент выше 55%, работы в этой местности продолжаются).

Интересно! По сравнению с закрытым способом добыча полезных ископаемых в карьерах стоит вдвое дешевле. Такая технология не требует обустройства шахт или создания тоннелей. При этом эффективность работы в открытых карьерах выше в несколько раза, а потери материала в пять раз меньше.

Закрытый способ добычи

Шахтная (закрытая) добыча руды применяется только в том случае, если планируется сохранить целостность ландшафта в той области, где ведется разработка рудных залежей. Также этот способ актуален для работ в горной местности. В этом случае создается сеть тоннелей под землей, что приводит к дополнительным расходам — строительство самой шахты и сложная транспортировка металла на поверхность. Самый главный недостаток — высокий риск для жизни рабочих, шахта может обрушиться и перекрыть доступ на поверхность.

Где добывают руду

Добыча железной руды — одна из ведущих сфер хозяйственного комплекса РФ. Но несмотря на это, доля России в мировой добыче руды составляет всего 5,6%. Мировые запасы составляют около 160 млрд. тонн. Объем чистого железа достигает 80 млрд. тонн.

Страны, богатые рудами

Распределение ископаемых по странам выглядит следующим образом:

Россия — 18%;
Бразилия — 18%;
Австралия — 13%;
Украина — 11%;
Китай — 9%;
Канада — 8%;
США — 7%;
остальные страны — 15%.

Существенные залежи железной руды отмечены в Швеции (города Фалуня и Гелливар). В Америке обнаружено большое количество руды в штате Пенсильвания. В Норвегии металл добывается в Персберге и Арендали.

Руды России

Курская магнитная аномалия — крупное месторождение железной руды в РФ и в мире, в которой объем неочищенного металла достигает 30000 млн. тонн.

Интересно! Аналитики отмечают, что масштабы добычи ископаемых на рудниках КМА сохранятся вплоть до 2020 года, в дальнейшем будет наблюдаться спад.

Площадь рудников Кольского полуострова составляет 115000 кв.км. Здесь добывается железная, никелевая, медная руды, кобальт и апатиты.

Горы Урала также входят в число самых крупных месторождений руды в РФ. Основной район разработок — Качканар. Объем рудных ископаемых составляет 7000 млн. тонн.

В меньшем объеме металл добывается в Западно-Сибирском бассейне, в Хакасии, Керченском бассейне, в Забайкальске и Иркутской области.

Вспомните, какие полезные ископаемые относятся к рудным Каково происхождение рудных полезных ископаемых?

РАСПРОСТРАНЕНИЕ РУДНЫХ ИСКОПАЕМЫХ. В недрах Украины залегают минералы и породы, содержащие различные металлы - от алюминия и железа, которые являются наиболее распространёнными в земной коре, до редких элементов, встречающихся только изредка или рассеянных в небольшом количестве как примеси к другим минералам. Запасы одних руд не имеют промышленного значения. А по запасам железной, марганцевой, титановой и урановой руд Украина занимает первые места среди стран Европы. Добывают эти руды в больших объёмах. Наше государство обеспечивает собственные потребности и продаёт рудные минеральные ресурсы другим странам. В Украине также имеются значительные запасы ртутных руд (2-е место в Европе).

Большинство месторождений руд связано с породами Украинского щита, а также древней (Донецкой) и молодой (Карпатской) складчатых областей (рис. 77

РУДЫ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ. Украина является уникальной страной в мире по запасам и размещению залежей железных и марганцевых руд, из которых выплавляют чёрные металлы (чугун, сталь). Крупнейшие месторождения этих ископаемых размещены рядом -в пределах Днепропетровской и соседних с ней областей.

Общие запасы железных руд составляют более 27 млрд тонн. Криворожский железорудный бассейн (Кривбасс) - главный горнодобывающий район в Украине и один из крупнейших в мире (рис. 76). Он включает ряд месторождений, которые тянутся полосой более чем 100 км через Днепропетровскую, Кировоградскую и Николаевскую области. Промышленное освоение бассейна началось в XIX в. Наибольшее значение для хозяйства имеют богатые (с содержанием железа более 46 %) и высококачественные руды - красные железняки (гематиты), почти не содержащие вредных примесей.

Их добывают шахтным способом. Бедные руды (железистые кварциты), в которых содержание железа меньше (от 20 %), разрабатывают открытым способом (в карьерах). Железные руды с высоким содержанием металла залегают также в Кременчугском (Полтавская область) и Белозерском (Запорожская область) железорудных районах. Их добывают как карьерным, так и шахтным способами. В дальнейшем перспективным может стать Приазовский железорудный район (Запорожская область). А вот в Керченском железорудном бассейне (Крым) руду перестали добывать.

Марганцевые руды используют как сырьё для производства качественных сортов стали. Их запасы в Украине составляют более 2,5 млрд тонн. Сосредоточены они в

Приднепровском марганцеворудном бассейне - одном из крупнейших в мире по запасам и добыче. С конца XIX в. добычу руды ведут открытым и шахтным способами в западной части бассейна - Никопольском месторождении (Днепропетровская область) (рис. 78).

В то же время в Великотокмакском месторождении (Запорожская область) разведано вдвое больше запасов руды.

К рудам чёрных металлов относятся также хромитовые руды, небольшие залежи которых найдены в Побужье (Кировоградская область).

РУДЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ. Титан и его сплавы относятся к лёгким и стойким металлам, а потому являются необходимыми материалами в авиа-, ракето- и кораблестроении, производстве химических реакторов. Залежи титановых руд сосредоточены в пределах Украинского щита. Крупнейшие разведанные месторождения - Иршан-ское (Житомирская область) и Самотканское (Днепропетровская область).

С конца XIX в. в Украине добывали ртутные руды в одном из крупнейших в Европе Никитовском месторождении (Донецкая область), но их разработку прекратили. В По-бужском никелеворудном районе (Кировоградская область) добывают никелевые и разведаны кобальтовые руды. В Украине есть немало месторождений руд цветных металлов, которые ещё не осваиваются. Одни из них открыты относительно недавно, и запасы металлов там уточняются, другие - хорошо исследованы и подготовлены к эксплуатации. К таковым относятся месторождения полиметаллических, алюминиевых руд, золота, молибдена, многих редких металлов. Среди месторождений полиметаллических (свинцо во-цинковых) руд крупнейшим является Береговское (Закарпатская область). Залежи алюминиевых руд найдены на Закарпатье, в Приднепровье и Приазовье. Однако общие запасы этих видов сырья незначительны, поэтому их не добывают.

Геологоразведочные работы, проведённые в последние годы, свидетельствуют, что в недрах Украины

имеются промышленные запасы золота, серебра, меди, многих редких и редкоземельных металлов. Так, золото найдено в Карпатском и Донецком регионах, на южных склонах Украинского щита. На Закарпатье его добывали в Мужиевском месторождении. Большие запасы самородной меди обнаружены и исследуются на Волыни.

УРАНОВЫЕ РУДЫ. Особое место среди рудных полезных ископаемых занимают урановые руды. Это важный топливно-энергетический ресурс. В Украине эксплуатируются три урановые месторождения, однако разведано их значительно больше. Больше всего месторождений в Кировоградской области, среди них Новоконстантиновское. Оно относится к ведущим в мире по запасам. Суммарные запасы урановых руд, по которым Украина входит в первую десятку стран мира, позволяют обеспечить потребности действующих отечественных атомных электростанций в течение 100 лет.

ЗАПОМНИТЕ

По запасам железной и марганцевой руд Украина относится к ведущим странам мира. Железную руду добывают в Криворожском бассейне и Кременчугском районе, марганцевую руду - в Приднепровском бассейне.

Из руд цветных металлов Украина обладает значительными запасами титановых и ртутных руд, запасы других руд ограничены либо не имеют промышленного значения.

Украина имеет большие запасы урановых руд, которыми может обеспечить себя на длительную перспективу.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Назовите рудные полезные ископаемые, по запасам которых Украина занимает ведущее место в Европе и мире.

2. С какими тектоническими структурами в основном связаны залежи рудных полезных ископаемых?

3. Где в Украине добывают железные руды? Какие руды по содержанию железа считаются богатыми, а какие - бедными?

5. Какие руды цветных металлов добывают в Украине? Где расположены их месторождения?

6. Есть ли в вашей местности (области) рудные полезные ископаемые? Если есть, то где их добывают?

7*.Охарактеризуйте перспективы Украины по добыче традиционных для неё рудных ресурсов и освоению месторождений новых полезных ископаемых.

Это материал учебника