Ihminen alkoi louhia rautamalmia vuosisatoja sitten. Jo silloin raudan käytön edut tulivat ilmeisiksi.

Rautaa sisältävien mineraalimuodostelmien löytäminen on melko helppoa, sillä tämä alkuaine muodostaa noin viisi prosenttia maankuoresta. Kaiken kaikkiaan rauta on neljänneksi runsain alkuaine luonnossa.

Sitä on mahdotonta löytää puhtaassa muodossaan, rautaa sisältyy tietty määrä monentyyppisissä kivissä. Rautamalmissa on korkein rautapitoisuus, josta metallin louhinta on taloudellisesti kannattavinta. Sen sisältämän raudan määrä riippuu sen alkuperästä, jonka normaali osuus on noin 15 %.

Kemiallinen koostumus

Rautamalmin ominaisuudet, sen arvo ja ominaisuudet riippuvat suoraan siitä kemiallinen koostumus. Rautamalmi voi sisältää vaihtelevia määriä rautaa ja muita epäpuhtauksia. Tästä riippuen sitä on useita tyyppejä:

• erittäin rikas, kun malmien rautapitoisuus ylittää 65 %;
• rikas, jossa raudan osuus vaihtelee 60 %:sta 65 %:iin;
• keskitaso, 45 % ja enemmän;
• huono, jossa hyödyllisten elementtien prosenttiosuus ei ylitä 45%.

Mitä enemmän sivuepäpuhtauksia rautamalmin koostumuksessa, sitä enemmän energiaa tarvitaan sen prosessointiin ja sitä tehottomampaa on valmiiden tuotteiden tuotanto.

Kiven koostumus voi olla yhdistelmä erilaisia ​​mineraaleja, jätekiveä ja muita epäpuhtauksia, joiden suhde riippuu sen esiintymisestä.

Magneettiset malmit erottuvat siitä, että ne perustuvat oksidiin, jolla on magneettisia ominaisuuksia, mutta voimakkaalla lämmityksellä ne menetetään. Tämän tyyppisen kiven määrä luonnossa on rajallinen, mutta sen rautapitoisuus ei välttämättä ole huonompi kuin punaisen rautamalmin. Ulkoisesti se näyttää kiinteiltä mustan ja sinisen kiteiltä.

Sparrautamalmi on sideriittiin perustuva malmikivi. Hyvin usein se sisältää huomattavan määrän savea. Tämän tyyppistä kiviä on suhteellisen vaikea löytää luonnosta, mikä tekee siitä vähäisen rautapitoisuuden vuoksi harvinaisen käytetyn. Siksi niitä on mahdotonta yhdistää teollisiin malmityyppeihin.

Luonnosta löytyy oksidien lisäksi myös muita silikaatteihin ja karbonaatteihin perustuvia malmeja. Kiven rautapitoisuus on erittäin tärkeä sen teollisen käytön kannalta, mutta myös hyödyllisten sivutuotteiden, kuten nikkelin, magnesiumin ja molybdeenin, läsnäolo on tärkeää.

Sovellusteollisuus

Rautamalmin soveltamisala rajoittuu lähes kokonaan metallurgiaan. Sitä käytetään pääasiassa harkkoraudan sulattamiseen, jota louhitaan avotakka- tai konvertteriuuneissa. Nykyään valurautaa käytetään useilla ihmisen toiminnan aloilla, mukaan lukien useimmissa teollisuustuotannon tyypeissä.

Erilaisia ​​rautapohjaisia ​​seoksia käytetään yhtä paljon - teräs on löytänyt laajimman sovelluksen lujuutensa ja korroosionestoominaisuuksiensa ansiosta.

Valurautaa, terästä ja monia muita rautaseoksia käytetään:

1. Konetekniikka erilaisten työstökoneiden ja laitteiden tuotantoon.
2. Autoteollisuus, moottoreiden, koteloiden, runkojen sekä muiden komponenttien ja osien valmistukseen.
3. Sotilas- ja ohjusteollisuus erikoislaitteiden, aseiden ja ohjusten tuotannossa.
4. Rakentaminen, vahvistava elementti tai kantavien rakenteiden pystytys.
5. Kevyt- ja elintarviketeollisuus, konteina, tuotantolinjoina, erilaisina yksiköinä ja laitteina.
6. Kaivosteollisuus erikoiskoneina ja -laitteina.

Rautamalmiesiintymät

Maailman rautamalmivarat ovat rajalliset määrältään ja sijainniltaan. Malmivarantojen kertymisalueita kutsutaan esiintymiksi. Nykyään rautamalmiesiintymät jaetaan:

1. Endogeeninen. Niille on ominaista erityinen sijainti maankuoressa, yleensä titanomagnetiittimalmien muodossa. Tällaisten sulkeumien muodot ja sijainnit vaihtelevat, ne voivat olla linssien muodossa, maankuoressa sijaitsevia kerroksia kerrostumien muodossa, vulkaanisia kerrostumia, muodossa erilaiset suonet ja muita epäsäännöllisiä muotoja.
2. Eksogeeninen. Tämä tyyppi sisältää ruskean rautamalmin ja muiden sedimenttikivien esiintymät.
3. Metamorfogeeninen. Joihin sisältyy kvartsiittiesiintymiä.

Tällaisten malmien esiintymiä löytyy kaikkialta planeetaltamme. Suurin määrä talletukset ovat keskittyneet Neuvostoliiton jälkeisten tasavaltojen alueelle. Erityisesti Ukraina, Venäjä ja Kazakstan.

Mailla, kuten Brasilialla, Kanadalla, Australialla, Yhdysvalloissa, Intialla ja Etelä-Afrikalla, on suuret rautavarat. Samaan aikaan melkein jokaisella maapallon maalla on omat kehittyneet esiintymät, joista pulaa esiintyy, rotu tuodaan muista maista.

Rautamalmien rikastaminen

Kuten todettiin, malmeja on useita tyyppejä. Rikkaat voidaan käsitellä heti maankuoresta irrottamisen jälkeen, muita on rikastettava. Malmin käsittely sisältää rikastusprosessin lisäksi useita vaiheita, kuten lajittelun, murskaamisen, erottelun ja agglomeroinnin.

Tähän mennessä on olemassa useita pääasiallisia rikastamistapoja:

1. Huuhtelu.

Sitä käytetään malmien puhdistamiseen saven tai hiekan muodossa olevista sivuepäpuhtauksista, jotka huuhdellaan pois korkeapaineisilla vesisuihkuilla. Tämän toiminnon avulla voit lisätä rautapitoisuutta huonossa malmissa noin 5 %. Siksi sitä käytetään vain yhdessä muiden rikastusmuotojen kanssa.

1. Painovoima puhdistus.

Se suoritetaan käyttämällä erityisiä suspensioita, joiden tiheys ylittää jätekiven tiheyden, mutta on pienempi kuin raudan tiheys. Gravitaatiovoimien vaikutuksesta sivukomponentit nousevat ylös ja rauta uppoaa jousituksen pohjalle.

1. magneettinen erotus.

Yleisin rikastusmenetelmä, joka perustuu malmikomponenttien erilaiseen havaintoon magneettisten voimien vaikutuksesta. Tällainen erotus voidaan suorittaa kuivalla kivellä, märällä kivellä tai sen kahden tilan vaihtoehtoisessa yhdistelmässä.

Kuivien ja märkien seosten käsittelyyn käytetään erityisiä sähkömagneeteilla varustettuja rumpuja.

1. Kellunta.

Tätä menetelmää varten murskattu malmi pölyn muodossa lasketaan veteen lisäämällä erityistä ainetta (flotaatioainetta) ja ilmaa. Reagenssin vaikutuksesta rauta liittyy ilmakupliin ja nousee veden pintaan ja jätekivi vajoaa pohjaan. Rautaa sisältävät komponentit kerätään pinnalta vaahdon muodossa.

Raudan tärkein geokemiallinen ominaisuus on useiden hapetustilojen läsnäolo. Rauta neutraalissa muodossa - metallinen - muodostaa maan ytimen, mahdollisesti esiintyy vaipassa ja hyvin harvoin maankuoressa. Rautarauta FeO on vaipan ja maankuoren pääasiallinen raudan muoto. Rautaoksidi Fe2O3 on ominaista maankuoren ylimmille, hapettuneimmalle osalle, erityisesti sedimenttikiville.

Kiteen kemiallisilta ominaisuuksiltaan Fe2+-ioni on lähellä Mg2+- ja Ca2+-ioneja, muita pääalkuaineita, jotka muodostavat merkittävän osan kaikista maanpäällisistä kivistä. Kiteiden kemiallisen samankaltaisuuden vuoksi rauta korvaa magnesiumin ja osittain kalsiumin monissa silikaateissa. Rautapitoisuus vaihtelevan koostumuksen omaavissa mineraaleissa yleensä kasvaa lämpötilan laskeessa.

rautamineraaleja

Maankuoressa rauta on laajalti levinnyt - sen osuus maankuoren massasta on noin 4,1% (4. sija kaikkien alkuaineiden joukossa, 2. metallien joukossa). Vaipassa ja maankuoressa rauta on keskittynyt pääasiassa silikaatteihin, kun taas sen pitoisuus on merkittävä emäksisessä ja ultraemäksisessä kivessä ja alhainen happamissa ja väliaineissa.

Rautaa sisältäviä malmeja ja mineraaleja tunnetaan suuri määrä. Malmit ovat luonnonmineraaleja, jotka sisältävät rautaa sellaisina määrinä ja yhdisteinä, että metallin teollinen erottaminen niistä on taloudellisesti mahdollista. Teollisuuden malmien rautapitoisuus vaihtelee suuresti - 16 - 70%. Rautamalmeja käytetään kemiallisesta koostumuksesta riippuen raudan sulattamiseen luonnollisessa muodossaan tai, jos niissä on alle 50 % Fe, rikastuksen jälkeen. Suurin osa rautamalmeista käytetään raudan, teräksen ja ferroseosten sulattamiseen. Suhteellisen pieninä määrinä niitä käytetään luonnonmaaleina (okra) ja porauslietteen painotusaineina.

Suurin käytännön merkitys on punainen rautamalmi (hematiitti, Fe2O3; sisältää jopa 70 % Fe), magneettinen rautamalmi (magnetiitti, FeO.Fe2O3, Fe3O4; sisältää 72,4 % Fe), ruskea rautamalmi tai limoniitti (goetiitti ja hydrogoetiitti ja hydrogoetiitti, vastaavasti FeOOH ja FeOOH nH2O). Götiittiä ja hydrogoetiittia löytyy useimmiten säänkuoresta muodostaen niin sanottuja "rautahattuja", joiden paksuus on useita satoja metrejä. Ne voivat olla myös sedimenttialkuperää, ja ne voivat pudota kolloidisista liuoksista järvissä tai merien rannikkoalueilla. Tässä tapauksessa muodostuu ooliitti- tai palkokasvi-rautamalmeja. Ne sisältävät usein vivianiittia Fe(3PO4)2 8H2O:ta, joka on mustien pitkänomaisten kiteiden ja säteittäisesti säteilevien aggregaattien muodossa.

Luonnossa rautasulfidit ovat myös laajalle levinneitä - rikki- tai rautapyriitti ja pyrrotiitti. Ne eivät ole rautamalmia - rikkihapon valmistukseen käytetään rikkihappoa, ja pyrrotiitti sisältää usein nikkeliä ja kobolttia.

Muita yleisiä rautamineraaleja ovat:

· Siderite - FeCO3 - sisältää noin 35 % rautaa. Sillä on kellertävänvalkoinen (saastumisen tapauksessa harmaa tai ruskea sävy) väri.

· Markasiitti - FeS2 - sisältää 46,6 % rautaa. Se esiintyy keltaisten, kuten messingin, bipyramidaalisten rombisten kiteiden muodossa.

Lollingiitti - FeAs2 - sisältää 27,2 % rautaa ja esiintyy hopeanvalkoisina bipyramidin muotoisina rombisina kiteinä.

· Mispikel - FeAsS - sisältää 34,3% rautaa. Esiintyy valkoisina monokliinisinä prismoina.

Melanteriitti - FeSO4 7H2O - on harvinaisempi luonnossa ja on vihreitä (tai harmaita epäpuhtauksien vuoksi) monokliinisiä kiteitä, joilla on lasimainen kiilto, hauras.

· Vivianiitti - Fe3 (PO4) 2 8H2O - esiintyy siniharmaiden tai vihreänharmaiden monokliinisten kiteiden muodossa.

Maankuoressa on myös muita, vähemmän yleisiä rautamineraaleja mm.

/ mineraali rauta

Rauta kuuluu alkuperäisten alkuaineiden ryhmään. Alkuperäinen rauta on maanpäällistä ja kosmogeenistä alkuperää oleva mineraali. Nikkelipitoisuus on 3 prosenttia korkeampi maanpäällisessä raudassa kuin kosmogeenisessa. Se sisältää myös magnesiumin, koboltin ja muiden hivenaineiden epäpuhtauksia. Natiiviraudalla on vaaleanharmaa väri ja metallinen kiilto; kiteiden sulkeumat ovat harvinaisia. Tämä on melko harvinainen mineraali, jonka kovuus on 4-5 yksikköä. ja tiheys 7000-7800 kg kuutiometriä kohden. Arkeologit ovat osoittaneet, että muinaiset ihmiset käyttivät alkuperäistä rautaa kauan ennen kuin taidot sulattaa rautametallia malmista ilmaantuivat.

Tällä metallilla alkuperäisessä muodossaan on hopeanvalkoinen sävy, pinta ruostuu nopeasti korkeassa kosteudessa tai happirikkaassa vedessä. Tällä rodulla on hyvä plastisuus, sulaa 1530 celsiusasteen lämpötilassa, se voidaan helposti takoa ja rullata. Metallilla on hyvä sähkön- ja lämmönjohtavuus, lisäksi se erottuu muista kivistä magneettisten ominaisuuksien ansiosta.

Vuorovaikutuksessa hapen kanssa metallin pinta peittyy muodostuvalla kalvolla, joka suojaa sitä syövyttäviltä vaikutuksilta. Ja kun ilma sisältää kosteutta, rauta hapettuu ja sen pinnalle muodostuu ruostetta. Joissakin hapoissa rauta liukenee ja vetyä vapautuu.

Raudan historia

Raudalla on ollut valtava vaikutus ihmisyhteiskunnan kehitykseen ja sitä arvostetaan edelleen. Sitä käytetään monilla teollisuudenaloilla. Rauta auttoi primitiivistä ihmistä hallitsemaan uusia metsästystapoja, johti maatalouden kehitykseen uusien työkalujen ansiosta. Rauta puhtaassa muodossaan oli tuohon aikaan osa pudonneita meteoriitteja. Tähän päivään asti on olemassa legendoja tämän materiaalin epämaallisesta alkuperästä. Metallurgia on saanut alkunsa toisen vuosituhannen puolivälistä eKr. Tuolloin Egyptissä he hallitsivat metallin tuotantoa rautamalmista.

Mistä rautaa louhitaan?

Puhtaassa muodossaan rautaa löytyy taivaankappaleista. Metallia löydettiin kuun maaperästä. Nyt rautaa louhitaan kivimalmista, ja Venäjällä on johtava asema tämän metallin louhinnassa. Runsaat rautamalmiesiintymät sijaitsevat Euroopan osassa, Länsi-Siperiassa ja Uralilla.

Käyttöalueet

Rauta on välttämätön teräksen tuotannossa, jolla on monenlaisia ​​sovelluksia. Lähes jokaisessa tuotannossa käytetään tätä materiaalia. Rautaa käytetään laajalti jokapäiväisessä elämässä, se löytyy taottujen tuotteiden ja valuraudan muodossa. Raudan avulla voit antaa tuotteelle erilaisen muodon, joten sitä käytetään huvimajaen, aitojen ja muiden tuotteiden takomiseen ja luomiseen.

Kaikki keittiön kotiäidit käyttävät rautaa, koska valurautatuotteet eivät ole muuta kuin raudan ja hiilen seos. Valurautaiset astiat lämpenevät tasaisesti, säilyttävät lämpötilan pitkään ja kestävät vuosikymmeniä. Melkein kaikkien ruokailuvälineiden koostumus sisältää rautaa, ja ruostumattomasta teräksestä valmistetaan astioita ja erilaisia ​​keittiövälineitä sekä tarpeellisia esineitä, kuten lapioita, haarukoita, kirveitä ja muita hyödyllisiä työkaluja. Tätä metallia käytetään laajasti koruissa.

Kemiallinen koostumus

Telluurirauta sisältää epäpuhtauksia nikkelistä (Ni) 0,6-2%, kobolttia (Co) enintään 0,3%, kuparia (Cu) enintään 0,4%, platinaa (Pt) enintään 0,1%, hiiltä; meteoriittiraudassa nikkeliä on 2-12%, kobolttia noin 0,5%, myös fosforin, rikin ja hiilen epäpuhtauksia.

Käyttäytyminen hapoissa: liukenee HNO3:een.
Luonnossa on olemassa useita raudan muunnelmia - matalassa lämpötilassa on BCC-kenno (Im3m), korkean lämpötilan (lämpötiloissa > 1179K) FCC-kenno (Fm(-3)m). Sitä löytyy suuria määriä meteoriiteissa. Widmanstätten-hahmot näkyvät rautameteoriiteissa, kun ne syövytetään tai kuumennetaan.
Alkuperä: Telluurista (maanpäällistä) rautaa löytyy harvoin basalttilaavasta (Wifak, Diskon saari, Grönlannin länsirannikolla, lähellä Kasselin kaupunkia, Saksa). Pyrrhotiitti (Fe1-xS) ja koheniitti (Fe3C) liittyvät siihen molemmissa kohdissa, mikä selittää sekä hiilen pelkistymisen (mukaan lukien isäntäkivistä) että Fe(CO)n-tyyppisten karbonyylikompleksien hajoamisen. Mikroskooppisissa rakeissa sitä on todettu useammin kuin kerran muunnetuissa (serpentinoituneissa) ultraemäksisissä kivissä, myös parageneesissa pyrrotiitin, joskus magnetiitin kanssa, minkä vuoksi sitä syntyy pelkistysreaktioiden aikana. Se on erittäin harvinainen malmiesiintymien hapettumisalueella, suomalmien muodostumisen aikana. Sedimenttikivistä on rekisteröity löydöksiä, jotka liittyvät rautayhdisteiden pelkistämiseen vedyn ja hiilivedyjen vaikutuksesta.
Kuun maaperästä on löydetty lähes puhdasta rautaa, joka liittyy sekä meteoriitin putoamiseen että magmaattisiin prosesseihin. Lopuksi kaksi meteoriittiluokkaa - kivi-rauta ja rauta - sisältävät luonnollisia rautaseoksia kiviä muodostavana komponenttina.

Alkuperäisen raudan perhe (Godovikovin mukaan)
Alkuperäinen rautaryhmä

Alkuperäinen nikkeliryhmä
> 24 klo. % Ni - taeniitti
62,5 - 92 klo. % Ni - awaruite Ni3Fe
(Ni, Fe) - Alkuperäinen nikkeli

Rauta (englanniksi Iron, ranskaksi Fer, saksaksi Eisen) on yksi seitsemästä antiikin metallista. On hyvin todennäköistä, että ihminen tutustui meteorista alkuperää olevaan rautaan aikaisemmin kuin muihin metalleihin. Meteoriittista rautaa on yleensä helppo erottaa maanpäällisestä raudasta, koska se sisältää melkein aina 5-30% nikkeliä, useimmiten 7-8%. Muinaisista ajoista lähtien rautaa on saatu lähes kaikkialta löytyvistä malmeista. Yleisimmät malmit ovat hematiitti (Fe 2 O 3 ,), ruskea rautamalmi (2Fe 2 O 3, ZH 2 O) ja sen lajikkeet (suomalmi, sideriitti tai sparrauta FeCO3 ,), magnetiitti (Fe 3 0 4) ja jotkut muut. Kaikki nämä malmit pelkistyvät hiilellä kuumennettaessa helposti suhteellisen alhaisessa lämpötilassa 500 o C:sta alkaen. Syntynyt metalli oli viskoosin sienimäisen massan muotoa, joka sitten työstettiin 700-800 o:ssa toistuvasti takomalla.

Muinaisina aikoina ja keskiajalla tunnettuja seitsemää metallia verrattiin seitsemään planeettaan, jotka symboloivat metallien ja taivaankappaleiden välistä yhteyttä ja metallien taivaallista alkuperää. Tällainen vertailu tuli yleiseksi yli 2000 vuotta sitten, ja se löytyy jatkuvasti kirjallisuudesta 1800-luvulle asti. II vuosisadalla. n. e. rautaa verrattiin elohopeaan ja sitä kutsuttiin elohopeaksi, mutta myöhemmin sitä alettiin verrata Marsiin ja kutsuttiin Marsiksi (Mars), mikä korosti erityisesti Marsin punertavan värin ulkoista samankaltaisuutta punaisten rautamalmien kanssa.

ilmoita virheestä kuvauksessa

Mineraaliominaisuudet

nimen alkuperä	Kemiallisen alkuaineen nimitys - latinan sanasta ferrum, Iron - vanhan englannin sanasta, joka tarkoittaa tätä metallia
Löytöpaikka	Qeqertarsuaq Island (Disko Island), Qaasuitsup, Grönlanti
Avausvuosi	tunnettu muinaisista ajoista lähtien
Lämpöominaisuudet	P. tr. Sulamispiste (puhdas rauta) 1528°C
IMA-tila	voimassa, kuvattu ensimmäisen kerran ennen vuotta 1959 (ennen IMA:ta)
Tyypillisiä epäpuhtauksia	Ni,C,Co,P,Cu,S
Strunz (8. painos)	1/A.07-10
Hei, CIM Ref.	1.57
Dana (7. painos)	1.1.17.1
Molekyylipaino	55.85
Solun asetukset	a = 2,8664Å
Kaavan yksiköiden lukumäärä (Z)	2
Yksikkösolun tilavuus	V 23,55 ų
Twinning	kirjoittaja (111)
pisteryhmä	m3m (4/m 3 2/m) - Heksoktaedri
avaruusryhmä	Im3m (I4/m 3 2/m)
erillisyyttä	kirjoittaja (112)
Tiheys (laskettu)	7.874
Tiheys (mitattu)	7.3 - 7.87
Tyyppi	isotrooppinen
Heijastunut väri	valkoinen
Valintalomake	Kiteisen sakan muoto: tiheitä rakeita, joissa on epäsäännölliset kierteiset ääriviivat, kalvot, dendriitit, joskus kimpaleet.
Neuvostoliiton systematiikan luokat	Metallit

Rauta on alumiinin jälkeen yleisin metalli maapallolla; se muodostaa noin 5 % maankuoresta. Rautaa esiintyy erilaisten yhdisteiden muodossa: oksidit, sulfidit, silikaatit. Vapaassa muodossa rautaa löytyy meteoriiteista, toisinaan luonnollista rautaa (ferriittiä) löytyy maankuoresta magman jähmettymistuotteena.

Rauta on monien rautamalmiesiintymien muodostavien mineraalien ainesosa.

Raudan tärkeimmät malmimineraalit:

Hematiitti(raudan kiilto, punainen rautamalmi) - Fe 2 O 3 (jopa 70 % Fe);

Magnetiitti(magneettinen rautamalmi) - Fe 3 O 4 (jopa 72,4 % Fe);

goetiittia- FeOOH

Hydrogoetiitti- FeOOH*nH20 (limoniitti) - (noin 62 % Fe);

Siderite- Fe(C03) (noin 48,2 % Fe);

Pyriitti- FeS2

Rautamalmiesiintymiä muodostuu erilaisissa geologisissa olosuhteissa; tämä on syy malmien koostumuksen ja niiden esiintymisolosuhteiden monimuotoisuuteen. Rautamalmit jaetaan seuraaviin teollisiin tyyppeihin:

Ruskea rautamalmi - vesipitoisen rautaoksidin malmit (päämineraali on hydrogoetiitti), 30-55% rautaa.

Punainen rautamalmi tai hematiittimalmit (päämineraali on hematiitti, joskus magnetiitin kanssa), 51-66 % rautaa.

Magneettinen rautamalmi (päämineraali on magnetiitti), 50-65% rautaa.

Sideriitti- tai karbonaattisedimenttimalmit, 30-35 % rautaa.

Silikaattisedimenttirautamalmit, 25-40 % rautaa.

Suuret rautamalmivarat sijaitsevat Uralilla, jossa magneettinen rautamalmi muodostaa kokonaisia ​​vuoria (esimerkiksi Magnitnaya, Kachkanar, Vysoka jne.). Suuria rautamalmiesiintymiä on Kurskin lähellä, Kuolan niemimaalla, Länsi- ja Itä-Siperiassa sekä Kaukoidässä. Rikkaita talletuksia on saatavilla Ukrainassa.

Rauta on myös yksi yleisimmistä alkuaineista luonnonvesissä, jossa sen keskimääräinen pitoisuus vaihtelee välillä 0,01-26 mg/l.

Eläimet ja kasvit keräävät rautaa. Jotkut levät ja bakteerit keräävät aktiivisesti rautaa.

Ihmiskehossa rautapitoisuus vaihtelee välillä 4-7 g (kudoksissa, veressä, sisäelimissä). Rauta pääsee kehoon ruoan mukana. Aikuisen raudan päivittäinen tarve on 11-30 mg. Pääruoat sisältävät seuraavan määrän rautaa (mcg / 100g):

Maito - 70

Perunat, vihannekset, hedelmät - 600 - 900

II . Teknogeeniset raudan lähteet ympäristössä.

Metallurgisten laitosten alueilla kiintoainepäästöt sisältävät 22 000 - 31 000 mg/kg rautaa.

Jopa 31-42 mg/kg rautaa pääsee kasvien viereiseen maaperään. Tämän seurauksena rauta kerääntyy puutarhakasveihin.

Paljon rautaa pääsee jätevesiin ja lietettä teollisuudesta: metallurgialta, kemianteollisuudesta, koneenrakennuksesta, metallintyöstyksestä, petrokemiasta, kemiallis-farmaseuttisesta, maali- ja lakkateollisuudesta, tekstiiliteollisuudesta.

Pöly, teollisuussavu voi sisältää suuria määriä rautaa raudan, sen oksidien ja malmien aerosolien muodossa.

Raudan tai sen oksidien pölyä muodostuu metallityökalujen teroittamisen, osien ruosteen puhdistuksen, rautalevyjen valssauksen, sähköhitsauksen yms. tuotantoprosessit jotka sisältävät rautaa tai sen yhdisteitä.

Rauta voi kertyä maaperään, vesistöihin, ilmaan ja eläviin organismeihin.

Tärkeimmät rautamineraalit joutuvat luonnossa fotokemialliseen tuhoutumiseen, kompleksien muodostukseen, mikrobiologiseen huuhtoutumiseen, minkä seurauksena niukkaliukoisista mineraaleista rauta kulkeutuu vesistöihin.

Sulfidien hapettumista voidaan kuvata termeillä yleisnäkymä esimerkiksi pyriitti seuraavilla mikrobiologisilla ja kemiallisilla prosesseilla:

Kuten näette, tässä tapauksessa muodostuu toinen pintavesiä saastuttava komponentti - rikkihappo.

Sen mikrobiologisen koulutuksen laajuus voidaan arvioida tämän esimerkin perusteella. Pyriitti on yleinen hiiliesiintymien epäpuhtauskomponentti, ja sen huuhtoutuminen johtaa kaivosvesien happamoittamiseen. Erään arvion mukaan vuonna 1932. noin 3 miljoonaa tonnia H 2 SO 4 :a pääsi Ohio-jokeen (USA) kaivosvesien mukana.

Raudan mikrobiologinen huuhtoutuminen ei tapahdu pelkästään hapettumisen vuoksi, vaan myös hapettuneiden malmien pelkistyksen aikana. Siihen osallistuvat eri ryhmiin kuuluvat mikro-organismit. Erityisesti Fe 3+:n pelkistämisen Fe 2+:ksi suorittavat Bacillus- ja Pseudomonas-sukujen edustajat sekä jotkut sienet.

Tässä mainitut luonnossa laajalle levinneet prosessit tapahtuvat myös kaivosyritysten, metallurgisten laitosten kaatopaikoilla, jotka tuottavat suuria määriä jätettä (kuonaa, tuhkaa jne.).

Sateen, tulvien ja pohjaveden mukana kiinteistä matriiseista vapautuvat metallit siirtyvät jokiin ja altaisiin. Rautaa löytyy luonnollisista vesistä eri osavaltiot ja muodot: todella liuenneessa muodossa ne ovat osa pohjasedimenttejä ja heterogeenisiä järjestelmiä (suspensiot ja kolloidit).

Jokien ja altaiden pohjasedimentit toimivat raudan varastoina. Tietyissä olosuhteissa niistä voi vapautua rautaa, mikä johtaa sekundaariseen veden saastumiseen.

III . Raudan kemialliset ominaisuudet, sen pääyhdisteet.

Rauta on jaksollisen järjestelmän ryhmän VIII alkuaine. Atominumero 26, atomipaino 55,85 (56). Atomin ulkoisten elektronien konfiguraatio on 3d 6 4s 2 .

Luonnollisissa säiliöissä, esimerkiksi Laatokan järvessä, Nevassa, rautapitoisuus on alle 0,3 mg / l. Ennen kaupungin vesihuoltoverkkoihin pääsyä säiliöiden vesi altistetaan suodatukselle ja koagulanttien vaikutukselle, jotka yhdessä orgaanisten epäpuhtauksien kanssa poistavat myös osan raudasta.

Korkean rautapitoisuuden omaavan veden käsittely koostuu suodatuksesta mekaanisilla suodattimilla (antrasiitti), koaguloinnilla (koagulantti - alumiinioksidi Al 2 (SO 4) 3), joskus - käsittelyssä magneettikentät(raudan magneettisten muotojen tapauksessa).

Ennaltaehkäisevät toimenpiteet, jotka takaavat turvalliset työolosuhteet altistuessaan työstöraudalle ja sen yhdisteille, määräytyvät tiettyihin tuotanto-olosuhteisiin liittyvissä säädöksissä.

V . Raudan ja sen emäksisten yhdisteiden saaminen, niiden käyttö käytännössä.

Kaikista louhituista metalleista rautaa on korkein arvo. Kaikki nykyaikainen tekniikka liittyy raudan ja sen seosten käyttöön. Louhitun raudan määrä on noin 15 kertaa suurempi kuin kaikkien muiden metallien louhinta yhteensä.

Pääasiallinen teollinen menetelmä raudan saamiseksi on sen valmistus erilaisten metalliseosten muodossa - valuraudat ja hiiliteräkset. Valurautaa saadaan masuuniprosessilla ja terästä avouuni-, konvertteri- ja sähkösulatusprosesseilla.

Masuuniprosessissa pääasiallisina panosmateriaaleina ovat rautamalmi, koksi ja kalkkikivi, joita tarvitaan malmin rautaoksidien pelkistämiseen hiilellä sekä sulan raudan ja kuonan laimentamiseen.

Masuuniin syötetään ilmaa tai prosessin nopeuttamiseksi happea (happipuhallus). Koksin hiiltä hapettaa happi: C+O 2 =CO 2 ; C + CO 2 \u003d 2CO.

Syntynyt CO ja koksihiili pelkistetään rautaoksidilla:

Koska nämä reaktiot etenevät hiilen ylimäärällä, pelkistetty rautasulake hiilen ja valuraudan kanssa muodostuu paljon alhaisemmalla sulamispisteellä kuin puhtaalla raudalla. Valurauta (jossa 4,3 % C) sulaa 1135 oC:ssa ja rauta 1539 oC:ssa.

Sula matalalla sulava rauta ja kuona kerätään masuunin tulisijaan ja poistetaan määräajoin erityisten aukkojen kautta.

Valuraudan uudelleenjakomenetelmät - avouuni, konvertteri ja sähkösulatus - pelkistetään ylimääräisen hiilen ja haitallisten epäpuhtauksien (S, P) poistamiseen hapettamalla niitä ja seosalkuaineiden pitoisuuden hienosäätöön määrättyyn arvoon lisäämällä niitä sulatuksen aikana.

Jokaiselle teräslaadulle on määritelty suurin sallittu haitallisten epäpuhtauksien pitoisuus ja vaadittu seosaineiden pitoisuus.

Puhdasta rautaa saadaan jauheena pelkistämällä sen oksidit vedyllä tai hajottamalla Fe(CO) 5 -karbonyyli lämpöhajottamalla. Puhtaan raudan käyttö on rajoitettua, koska. mekaanisten ominaisuuksiensa puolesta se ei täytä useita rakennemateriaaleille asetettuja vaatimuksia. Se on erittäin muovinen.

Rauta ja sen seokset muodostavat perustan moderni teknologia. Rautaseosten merkitys teknologialle johtuu siitä, että 95 % kaikista metallituotteista on valurautaa ja vain 5 % on muiden metallien seoksia.

rautayhdisteet.

mustekiveä FeSO4. 7H 2 O saadaan liuottamalla teräsromua 20-30 % rikkihappoon:

Rautavitrioli - vaaleanvihreät kiteet, liukenevat hyvin veteen. Sitä käytetään kasvintuhoojien torjuntaan, musteiden ja mineraalimaalien valmistukseen, kankaiden värjäykseen ja jäteveden käsittelyyn syanideista.

Rautasulfaatin vaikutuksesta muodostuu emäksiä rautahydroksidit- Fe (OH) 2 ja Fe (OH) 3.

Näitä hydroksideja käytetään pigmentteinä. Luonnollinen rautahydroksidi FeS 2 (pyriitti) toimii raaka-aineena rikkihapon, rikin ja raudan tuotannossa.

Rautanitraattia Fe (NO 3) 3 saadaan vaikuttamalla rautaan typpihappo. Sitä käytetään peittausaineena puuvillakankaiden värjäyksessä ja silkin painoaineena.

Rautakloridi FeCl3 muodostuu kuumentamalla rautaa kloorin kanssa, klooraamalla FeCl2. Sitä käytetään koagulanttina vedenkäsittelyssä, peittausaineena kankaiden värjäyksessä, katalysaattorina orgaanisessa synteesissä.

Rautasulfaatti Fe 2 (SO 4) 3 muodostaa Fe 2 (SO 4) 3 kiteisen hydraatin. 9H20 (keltaiset kiteet). Saatu liuottamalla oksidia Fe 2 O 3 rikkihappoon. Sitä käytetään koagulanttina vedenkäsittelyssä, metallien peittauksessa ja kuparin valmistuksessa.

Rautaoksideja muodostuu yleensä höyryn vaikutuksesta punakuumaan rautaan. Luonnolliset rautaoksidit toimivat pääraaka-aineena metallisen raudan (sen seosten) valmistuksessa.

Fe 2 O 3:a ja sen johdannaisia ​​(ferriittejä) käytetään radioelektroniikassa magneettisina materiaaleina, myös nauhojen vaikuttavina aineina.

Fe 3 O 4 toimii materiaalina anodien valmistukseen useilla sähkökemian teollisuudenaloilla.

Ferriitit - kun rauta(III)oksidia fuusioidaan natrium- tai kaliumkarbonaattien kanssa, muodostuu ferriittejä - rautahapon HFeO 2 suoloja, joita ei saada vapaassa tilassa, esimerkiksi natriumferriitti NaFeO 2:

Tekniikassa ferriittejä tai ferriittisiä materiaaleja kutsutaan Fe 2 O 3 -jauheiden ja joidenkin kaksiarvoisten metallien, esimerkiksi Ni, Zn, Mn, oksidien sintraustuotteiksi.

Ferriiteillä on arvokkaita magneettisia ominaisuuksia ja korkea sähkövastus.

Ferriittejä käytetään laajalti viestintätekniikassa, laskentalaitteissa, automaatiossa ja telemekaniikassa.

Rauta(VI)-yhdisteet.

Jos kuumennat teräslastuja tai Fe 2 O 3 nitraatilla ja kaliumhydroksidilla, muodostuu seos, joka sisältää kaliumferraattia K 2 FeO 4 - rautahapon H 2 FeO 4 suolaa, jota ei saada vapaassa muodossa.

Kun seos liuotetaan veteen, saadaan punavioletti liuos, josta veteen liukenematon bariumferraatti BaFeO 4 voidaan saostaa bariumkloridin vaikutuksesta.

Kaikki ferraatit ovat erittäin vahvoja hapettimia, vahvempia kuin KMnO 4 .

Rautakarbonyylit

Rauta muodostaa hiilimonoksidin kanssa haihtuvia yhdisteitä, joita kutsutaan rautakarbonyyleiksi. Rautapentakarbonyyli Fe(CO) 5 on vaaleankeltainen neste, joka ei liukene veteen, mutta liukenee moniin orgaanisiin liuottimiin. Fe(CO) 5 saadaan ohjaamalla CO rautajauheen yli lämpötilassa 150-200 o C ja paineessa 100 atm. Tyhjiössä kuumennettaessa Fe(CO) 5 hajoaa raudaksi ja CO:ksi. Tätä käytetään erittäin puhtaan rautajauheen - karbonyyliraudan - valmistukseen.

Rautaseokset ovat rautaan perustuvia metalliseoksia. 1800-luvun alkuun asti Fe-C (sii-, Mn-, S-, P-epäpuhtauksilla) luokiteltiin rautaseoksiksi, joita kutsuttiin teräksiksi ja valuraudoiksi. Metallimateriaalien tekniikan lisääntyvät vaatimukset, jotka liittyvät ensisijaisesti niiden mekaanisiin ominaisuuksiin, lämmönkestävyyteen, korroosionkestävyyteen erilaisissa aggressiivisissa ympäristöissä, johtivat uusien rautaseosten syntymiseen, jotka sisältävät Cr, Ni, Si, Mo, W jne.

Tällä hetkellä rautaseoksia ovat hiiliteräkset, valuraudat, seosteräkset, jotka sisältävät hiilen lisäksi muita alkuaineita, sekä teräkset, joilla on erityisiä fysikaalisia, kemiallisia ja mekaanisia ominaisuuksia.

Lisäksi erityisiä raudan seoksia, joita kutsutaan ferroseoksiksi, käytetään seostavien elementtien lisäämiseen teräkseen.

Tekniikassa rautaseoksia kutsutaan yleensä rautamealleiksi ja niiden valmistusta rautametallurgiaan.

Valurauta eroaa teräksestä korkeammalla hiilipitoisuudellaan ja ominaisuuksiltaan. Se on hauras, mutta sillä on hyvät valuominaisuudet. Valurauta tuli halvemmaksi. Suurin osa harkkoraudasta jalostetaan teräkseksi.

Elementtejä, jotka on erityisesti lisätty teräkseen sen ominaisuuksien muuttamiseksi, kutsutaan seosaineiksi ja tällaisia ​​elementtejä sisältävää terästä kutsutaan seostetuksi. Tärkeimmät seosaineet ovat Cr, Ni, Mn, W, Mo. Nikkelipohjaisia ​​lämmönkestäviä seoksia (nikkeliä ja kromia sisältävä nikromi ja muut) käytetään laajalti.

Kupari-nikkeliseoksia (kupronikkeliä ja muita) käytetään kolikoiden, korujen ja taloustavaroiden valmistukseen.

Metallien nikkelöinti antaa niille kauniin ulkonäön.

Luettelo käytetystä kirjallisuudesta:

1. "Lyhyt kemiallinen tietosanakirja".

(kustantaja "Soviet Encyclopedia", 1963)

2. M.Kh. Karapetyants, S.I. Drakin - "Yleinen ja epäorgaaninen kemia"

(Kustantamo "Chemistry", 1981)

3. N.A. Glinka - "Yleinen kemia"

(Kustantamo "Chemistry", 1975)

4. Hakemisto "Haitallinen kemialliset aineet, ryhmien V-VIII alkuaineiden epäorgaaniset yhdisteet.

(Kustantamo "Chemistry", 1989)

5. V.A. Isidorov - "Johdatus kemialliseen ekotoksikologiaan"

("Khimizdat", 1999)

Rauta on ihmisten terveydelle tärkeä hivenaine, jonka merkitystä ei voi yliarvioida, koska se on osa seitsemääkymmentä entsyymiä, jotka suojaavat kehon soluja. Tämä metalli on tärkein biologisesti aktiivinen aine, jolla on kyky nopeasti pelkistää ja hapettua.

Rauta osallistuu hapen kuljettamiseen veressä

Rauta ihmiskehossa on vastuussa veren hemoglobiinin "tuotannosta", joka normalisoi kudosten, järjestelmien ja elinten ravintoa. Tämä johtuu parantuneesta verenkierrosta, mikä ylläpitää kehon toimintaa ja terveyttä.

• Immuunijärjestelmän ylläpitäminen;
• Lisääntynyt fyysinen aktiivisuus;
• Luukudoksen vahvistaminen;
• verenkierron normalisointi;
• Kilpirauhasen toiminnan ylläpitäminen;
• Keskushermoston ylläpito ja palauttaminen.

Ihmiskehossa on hyvin vähän rautaa, mutta tästä huolimatta monet toiminnot ovat mahdottomia ilman sitä. Kivennäisaineen päätehtävä on valkoisten (lymfosyytit) ja punaisten (erytrosyytit) verisolujen tuotanto. Lymfosyytit ovat vastuussa immuniteetista, ja punasolut toimittavat happea vereen.

Rauta pääsee elimistöön suoraan ruoan mukana. Eläinperäisissä elintarvikkeissa tämä mineraali löytyy helposti sulavassa muodossa. On myös runsaasti rautaa sisältäviä kasviperäisiä ruokia, mutta elimistö on vaikeampi imeä hivenaine sellaisista lähteistä.

Rauta pääsee ruoansulatuskanavaan, missä mahaneste vaikuttaa siihen, minkä seurauksena se imeytyy. Mikroelementin imeytyminen tapahtuu suoraan sisään pohjukaissuoli ja myös ohutsuolen yläosassa. Tällä tavalla rauta pääsee verenkiertoon, jossa se sitoutuu proteiineihin ja siirtyy yhdessä verenkierron kanssa välttämättömiin kehon osiin.

Mitkä ruoat sisältävät rautaa

100 grammaa lihaa sisältää 2-3 mg rautaa

Askorbiinihappo, sorbitoli, fruktoosi ja meripihkahappo parantavat raudan imeytymistä elimistöön. Soijaproteiini päinvastoin estää tämän mineraalin imeytymistä, mikä osoittaa, että tuote on suljettava pois ruokavaliosta kehon raudan puutteella. Tee ja kahvi sisältävät hiukkasia, jotka vaikuttavat haitallisesti mikroelementtien imeytymisprosessiin, joten kokeneet ravitsemusasiantuntijat suosittelevat juomaan mehuja aterioiden jälkeen, mikä vaikuttaa suotuisasti raudan imeytymiseen ruoansulatuskanavan soluissa.

Eläinperäiset raudan lähteet

• Lihatuotteet - vasikanliha, naudanliha, sianliha, kaninliha, kalkkuna;
• Eläimenosat - maksa;
• Merenelävät - simpukat, etanat, osterit;
• Kala - makrilli, vaaleanpunainen lohi;
• Keltuainen.

Kasviperäiset raudan lähteet

• Viljat - koko kaurapuuro, tattari;
• Palkokasvit - punaiset pavut;
• Vihannekset - punajuuret, selleri, kukkakaali, tomaatit, kurpitsa;
• Hedelmät - omenat, päärynät, aprikoosit, viinirypäleet, viikunat, persikat;
• Kuivatut hedelmät - kuivatut aprikoosit, luumut, taatelit, rusinat, päärynät, omenat;
• Marjat - karhunvatukat, mustikat, mansikat;
• Saksanpähkinät.

Päivittäinen raudan saanti

Ruoan mukana tulevasta raudan kokonaismäärästä vain 10 % imeytyy. Tämä johtuu siitä, että eri tätä mineraalia sisältävät tuotteet imeytyvät eri tavalla. Eläinperäisillä tuotteilla hivenaine imeytyy paljon nopeammin ja paremmin. Päivittäinen raudan normi asetetaan jokaiselle henkilölle yksilöllisesti, mikä riippuu hänen elämäntavasta ja iästä.

Päivittäinen arvo lapsille

Lapsen keho tarvitsee 5-15 milligrammaa ikäryhmästä riippuen, mitä vanhempi lapsi, sitä enemmän kivennäisaineita hän tarvitsee.

Päivittäinen arvo naisille

Terveellisten elämäntapojen ja hyvän ravinnon omaava naisen keho tarvitsee 20 mg rautaa. Raskauden aikana ja synnytyksen jälkeisenä aikana kivennäisaineen tarve kasvaa ja on 30 milligrammaa päivässä.

Päivittäinen arvo miehille

Miehen keho tarvitsee 10-15 milligrammaa rautaa. Tämän hivenaineen tarve kasvaa liikunta sekä alkoholin väärinkäyttö ja tupakointi.

Raudan puute kehossa

Raudanpuute ihmiskehossa ilmenee seuraavissa tapauksissa:

Myös raskaus, kehon kasvu ja imetys voivat johtaa raudanpuutteeseen. Kivennäisaineiden puutos voi kehittyä kärsimyksen jälkeen tarttuvat taudit, sekä suolistoflooran patologisissa häiriöissä.

Lihatuotteiden puuttuminen ruokavaliosta ja juurikasvien ja perunoiden vallitsevuus johtavat vakaviin ongelmiin, jotka liittyvät mikroelementin puutteeseen.

Raudan puutteen seuraukset

• Lihasheikkouden ja hengenahdistuksen kehittyminen;
• Ihon kuivuus;
• Ennenaikainen ryppyjen ilmaantuminen;
• Hiusten ja kynsien hauraus;
• muistin heikkeneminen;
• Liiallinen ärtyneisyys;
• Uneliaisuus;
• Keskittymiskyvyn heikkeneminen.

Kehon raudanpuutteesta kärsiville ihmisille on ominaista kalpea iho ja taipumus pyörtymään ja toistuva huimaus.

Ylimääräinen rauta kehossa

Ylimääräinen rauta kehossa johtaa myös epämiellyttäviin seurauksiin, koska tällä mikroelementillä on kyky kertyä ihmisen sisäelimiin: sydämeen, maksaan, haimaan. Tällainen kertyminen voi johtaa sisäelinten kudosten vaurioitumiseen sekä niiden fysiologisten toimintojen rikkomiseen.

Video Internetistä

Syitä yliannostukseen

• Lisääntynyt raudan imeytyminen suolistossa;
• Jotkut perinnölliset tekijät;
• Massiivinen verensiirto;
• Rautaa sisältävien valmisteiden hallitsematon käyttö.

Rautaa sisältävät valmisteet

Rautavalmisteet ovat lääkeryhmä, joka sisältää hivenaineyhdisteiden suoloja ja komplekseja tai niiden yhdistelmiä muiden mineraalien kanssa. Pohjimmiltaan näitä lääkkeitä käytetään raudanpuuteanemian ehkäisyyn ja hoitoon.

Lääkärin tulee määrätä tätä mineraalia sisältävät lääkkeet tarvittavien testien jälkeen. Raudan itseannostaminen lääkkeiden muodossa voi aiheuttaa suurta haittaa terveydelle.

Rautalisän ottamista koskevat säännöt

1. Juo pieni määrä vettä;
2. Älä ota suun kautta kalsiumvalmisteiden, tetrasykliinien, kloramfenikolin tai antasidien (almagel, fosfalugeli jne.) kanssa;
3. Älä lisää annosta edes annoksen väliin jättämisen jälkeen.

Rautavalmisteen ottamisesta aiheutuvat sivuvaikutukset ilmenevät ihon punoituksena, pahoinvointina, ruokahalun heikkenemisenä, ummetuksena tai ripulina, suolistokoliikkina ja röyhtäilynä. Tässä tapauksessa lääkkeiden käyttö on lopetettava.

Tätä mineraalia sisältäviä lääkkeitä käytettäessä on noudatettava erityistä varovaisuutta lapsuus, koska raudan yliannostus (300 milligrammaa päivässä) voi olla kohtalokas.

Tällä hetkellä suosituimpia ovat seuraavat rautavalmisteet, joilla on tarkin mineraalin annostus ja joilla on mahdollisimman vähän sivuvaikutuksia kehossa:

1. Conferon (Conferon) - Unkarin tuotanto, 50 kapselin vapautuminen, joista jokainen sisältää n- 35 mg ja rauta (II) sulfaattia - 250 mg (50 milligrammaa alkuainerautaa). Natrium edistää raudan imeytymistä elimistöön ja lisää sen terapeuttista tehokkuutta. Se on määrätty eri etiologioiden raudanpuuteanemiaan.
2. Feracryl (Feracrylum) - sisältää polyakryylihappojen epätäydellistä rautasuolaa. Se valmistetaan lasimaisten hauraiden keltaisten tai keltaisten levyjen muodossa tumman ruskea. Vaikea liuottaa veteen. Käytetään muodostamaan hyytymiä veren proteiinin kanssa. Sitä käytetään paikallisena hemostaattisena aineena.
3. Ferrum Lek (Ferrum Lek) - rautavalmiste suonensisäisiä ja lihaksensisäisiä injektioita varten, Jugoslavian tuotanto. Lääkkeen annostus lasketaan jokaiselle potilaalle erikseen.
4. Hemostimuliini (Haemostimulinum) - määrätään verenvuodon stimuloimiseen ja eri etiologioiden hypokromisen anemian hoitoon. Valmistettu tablettimuodossa. Sisältää rautalaktaattia 0,246 grammaa.

Rautapitoiset mineraalit kelluvat reagenssien vaikutuksen alaisena - nafteeniöljyhapot, natriumoleaatti, nestemäinen lasi; Viime aikoina hapetettua kerosiinia on käytetty menestyksekkäästi. Mangaanimalmien vaahdotukseen käytetään reagensseja: öljyhappoa, soijaöljyä, saippuaa, liukoista lasia, soodaa.
Se eroaa muista rautapitoisista mineraaleista lasittamattomaan posliiniin jätetyllä kirsikanpunaisella viivalla. Hematiitti on kemiallisesti kestävä mineraali, joka muodostaa voimakkaita rautamalmiesiintymiä, jotka ovat arvokas raaka-aine raudan ja teräksen valmistuksessa. Tunnetut hematiittimalmiesiintymät sijaitsevat Kurskin magneettisen anomalian alueella, Pohjois-Uralilla, Ukrainassa.
Kaoliinissa on aina vapaita rautapitoisia mineraaleja, joiden taitekerroin on 2 2 - 2 4 ja jotka ovat voimakkaan värisiä, mikä antaa kaoliinille pienelläkin pitoisuudella monenlaisia ​​sävyjä vaaleankeltaisesta ruskeaan ja punaruskeaan. Kaoliinin optisiin ominaisuuksiin vaikuttavat suuresti myös titaanimineraalit, jotka pienetkin määrät (enintään 1 %) voivat vaikuttaa sen laatuun.
Korkea kvartsin sekä rautapitoisten mineraalien ja muiden epäpuhtauksien pitoisuus heikentää tulenkestävän saven ja kaoliinien laatua, mikä joissakin tapauksissa edellyttää niiden rikastamista.
Lietteen mineralogisen koostumuksen mukaan pääosa on rautapitoisia mineraaleja: hematiittia, magnetiittia, kalsiumferriittiä ja rikkikiisua, lisäksi on kvartsia, silikaatteja, karbonaatteja (kalkkia) ja orgaanista alkuperää olevia jyviä - koksia. Yleisin mineraali on hematiitti. Hematiittirakeiden muoto on epäsäännöllinen, niiden koko vaihtelee mikronin murto-osista 0,15 mm:iin, keskimäärin 0,03 mm. Hematiittia edustavat pääasiassa vapaat rakeet; hematiitin ja kvartsin väliset kasvut ovat harvinaisempia, samoin kuin pienet hematiittirakeita, jotka on sementoitu lasimaisella sideaineella (oliviinilla). Jäännösmagnetiittia havaitaan suurimmissa hematiitin rakeissa. Ei ole olemassa vapaita magnetiitin rakeita.
Rautamalmikivet ovat yleensä väriltään ruskeita, kelta-ruskeita, vihertävänruskeita niiden muodostavien rautamineraalien värin mukaan.
Ne sisältävät yleensä ilmoitettujen kalium- ja natriumoksidien ohella erilaisia ​​epäpuhtauksia, joista haitallisimpia ovat rautaoksidit, rikkipyriitit ja rautapitoiset mineraalit, jotka antavat maasälpäille keltaisen tai vaaleanpunaisen värin. Maasälpä lisää emalin tulenkestävyyttä, lisää sen kemiallista kestävyyttä ja parantaa sen opasiteettia fluorisälvän ja natriumsilikofluoridin läsnä ollessa. Emallia sulatettaessa hiomahionnalla on erittäin tärkeä rooli. Mitä murskaavampi sparra, sitä helpommin seos sulaa.
Epäpuhtauksiin kuuluvat myös piidioksidi kvartsin ja opaalin muodossa, harvemmin kalsedoni, titaanidioksidi rutiilin ja ilmeniitin muodossa, rauta erilaisten rautapitoisten mineraalien muodossa: limoniitti, hematiitti, sideriitti jne. Jotkut kaoliinit sisältävät mineraaleja gibbsiittiä ja diasporit, minkä seurauksena niissä on korkea alumiinioksidipitoisuus.
Lisäksi saviliuokseen lisätään erityisiä painoaineita, jotta sen tiheys saadaan 1 6 - 2 0 kg / dm3 tavanomaisen liuoksen 1 2 sijaan. Painoaineina käytetään rautapitoisia mineraaleja (magnetiitti, hematiitti), bariittia, masuunipölyrikastetta. Tällaista painoaineita sisältävää liuosta käytetään siinä tapauksessa, että paine kaivossa osoittautuu epänormaalin korkeaksi tai lähellä pohjavyöhykkeellä liuos alkaa kyllästyä siihen murtautuvalla kaasulla tai öljyllä.
Raudan lähde on kiteinen kivi, joka sisältää lukuisia rautapitoisia mineraaleja. Sään prosessien aikana rauta muuttuu hydroksidiksi ja kulkeutuu veden mukana mekaanisena suspensiona ja rautahydroksidikolloideina. Osittain siirto suoritetaan rautaraudan sulfaattien ja bikarbonaattien muodossa. Tällä tavalla tuotu rauta jakautuu vesistöihin mekaanisen erilaistumisen lakien mukaisesti altaan hydrodynamiikan mukaisesti. Koska suspendoituneet hiukkaset ja kolloidit ovat pieniä, suurimmat (Clarke) rautamäärät havaitaan savessa; sademäärä.
Wollastoniittia esiintyy pääasiassa marmoroiduissa kalkkikivissä tai kalkkipitoisissa liuskeissa. Epäpuhtauksina sen mukana on kvartsia, rautapitoisia mineraaleja, kalkkipitoisia granaattia, diopsidia, vesuviaania ja muita mineraaleja.
Redox-tilanteen olosuhteiden tai vaihteluiden tunnistamiseen kätevimpiä ovat luonnossa laajalle levinneet rautapitoiset mineraalit ja ympäristön reaktion tunnistamiseen saviryhmän mineraalit ja karbonaattimineraalit.
E. M. Bonshtedtin laatiman yhteenvedon mukaan Neuvostoliiton nefeliiniesiintymät luokitellaan seuraavasti. Valtavilla Hiipinän tundran kerääntymillä on tässä kiistaton teollinen merkitys: 1) nefeliinihiekat, pestyt ja suurelta osin rautapitoisista mineraaleista puhdistetut, koneenrakennustuotteet. Imandra välillä st. Khibiny ja Imandra, säveltävät Big and Small Sandy Pillows; P. A. Borisovin mukaan nefeliinihiekkojen kokonaisvarasto on jopa 900 000 tonnia; ne sisältävät jopa 60-70 % nefeliiniä; kemiallinen Tämän kaaren erilliset linkit ovat voimakkaat Kuelsporin ja Poris-Chorran tunkeutumiset. Näiden kivien mineraloginen koostumus on esitetty taulukossa. 3 (V:n mukaan.
Saviraaka-aineiden ominaisuudet hienojakeiden pitoisuuden mukaan (GOST 9169 - 75 mukaan.
Karkearakeisten sulkeumien koon mukaan savet jaetaan ryhmiin, joissa on pieniä sulkeumia (alle 1 mm), keskikokoiset - 1 - 5 mm, suuret - yli 5 mm. Suurikokoisten sulkeumien tyypin mukaan savet jaetaan ryhmiin, joissa on kivikappaleita (graniitti, liuskekivet, kvartsiitit jne.); rautapitoiset mineraalit; kipsi; karbonaatit (kalsium, dolomiitti jne.); orgaaniset jäämät ja kivihiili. Vapaan kvartsin pitoisuudesta riippuen saviraaka-aineet jaetaan matalan (jopa 10 %), keskitason (yli 10 - 25 %) ja korkean (yli 25 %) kvartsipitoisuuden ryhmiin.
Rautakiviä ovat sedimenttisyntyiset rautamalmit, oksidi-, karbonaatti-, silikaatti- ja erilaiset rautapitoiset muodostelmat - orshteiinit, orsandit sekä runsaasti rautapitoisia mineraaleja sisältävät hiekkasijoittajat.
Selektiivisyyskertoimet (Pari kationeja raskasmetalli - Ca2 (V.S. Gorbatovin mukaan. Oksidatiivisen sään ja maaperän muodostumisen aikana rauta(III)-mineraaleja muodostuu ja kertyy biosfääriin, pääasiassa oksideja ja hydroksideja, huonosti liukenevia ja geokemiallisesti suhteellisen inerttejä. Monet rauta (II) mineraaleja löytyy maaperästä ) ja rauta (III), mukaan lukien oksidit: hematiitti Fe2O3, magnetiitti FeO Fe2O3; maghemiitti Fe2O3; hydroksidit: götiitti FeOOH, limoniitti 2Fe2O3 ZH2O; sulfidit; happamat rautapitoiset mineraalit: jarosiitti (OH)Fe6 12 (SO4) 4l, feronatriitti [Na3Fe (SO4) 3 ZH2O], fosfaatit, silikaatit, rautaarsenaatit, rautaorgaaniset yhdisteet, hydroksidien amorfiset sakat.
Proterotsoisessa vaiheessa, joka kesti 1–15 miljardia vuotta, tulivuoren toiminta oli vähemmän voimakasta, valtameriin ja meriin kertyi erilaisia ​​sedimenttejä. Joissakin proterotsoisissa vesialtaissa eri eliöt (esim. rautaa saostavat bakteerit, levät jne.) kehittyivät intensiivisesti, minkä ansiosta sedimentit rikastuivat raudalla tai karbonaatilla. Siksi proterotsoisissa esiintymissä on Kurskin magneettisen anomalian rautapitoisia mineraaleja (malmit ja rautapitoiset) kvartsiitit, Kanada jne., paksuja kalkkikivikerroksia, usein levä- ja dolomiittikerroksia, ja joskus šungiittien välikerroksia löytyy melko usein - prototyyppi tulevaisuuden hiilet. Monilla alueilla maailmassa proterotsoiset esiintymät upotettiin suuriin syvyyksiin, muuttuivat vakavasti ja läpäisivät punakuuman magman, minkä seurauksena ne muuttuivat suuresti ja muuttuivat gneisseiksi, kvartsiiteiksi ja muiksi metamorfisiksi kiviksi.
Perinteinen mekaaninen rikastus ei tuota korkealaatuisia tiivisteitä tällaisista tuotteista yhdessä tyydyttävän talteenoton kanssa. Vaikka on epätodennäköistä, että kaikki rautapitoisten mineraaliseosten mekaanisen rikastamisen mahdollisuudet on käytetty loppuun, on syytä olettaa, että tämän kysymyksen ratkaiseminen on erittäin vaikeaa ja vaatii pitkää tutkimusta täysin uusista menetelmistä, jotka perustuvat erojen hienovaraiseen käyttöön. rautapitoisten mineraalien fysikaaliset ja fysikaalis-kemialliset ominaisuudet. Näissä olosuhteissa menetelmät rautapitoisten mineraalien selektiiviseksi liuottamiseksi säilyttäen samalla arvokkaita harvinaisten metallien mineraaleja liukenemattomassa jäännöksessä ovat erityisen tärkeitä.
Satunnaisten epäpuhtauksien muodossa metallista rautaa pääsee malmiin porauksen tai näytteenoton ja näytettä jauhamisen aikana. Jos rautamalmi ei sisällä magnetiittia, maghemiittia, pyrrotiittia tai muita mineraaleja, joilla on magneettisia ominaisuuksia, metallista rautaa voidaan poistaa malmista magneetilla. On pidettävä mielessä, että useilla rautapitoisilla mineraaleilla, kuten esimerkiksi hematiitti (martiitti ja rautakiilto), götiitti, hydrogoetiitti, hydrohematiitti ja jotkut muut, on kyky magnetisoitua sähkömagneettisessa kentässä.
Uzyanbash, tämän tyyppistä mangaanin mineralisaatiota löydettiin myös. Täällä, saman moottoritien itäpuolella, p.p. Sermenevo-Askarovo paljasti savi-rouheisen eluviaalisen säänkuoren, oletettavasti kvartsi- ja kvartsiittihiekkakivillä. Irtonaiset kerrostumat ovat väriltään kirkkaan kellertävänruskeita, mikä viittaa rautamineraalien lisääntyneeseen pitoisuuteen alkuperäisissä kivissä. Isäntäesiintymien eluviaalisista fragmenteista löytyy usein mangaanioksidiesiintymiä ja joskus pieniä suonen paloja, jotka leviävät jatkuvaksi mangaanimalmiksi.
Tietysti hiekasta voi löytyä myös muita kivisiä aineita, jotka eivät muutu veden vaikutuksesta tai joita on vaikea muuttaa, mutta koska nämä viimeksi mainitut ovat enemmän tai vähemmän alttiina muuttumaan veden pitkäaikaisen vaikutuksen aikana, ei ole harvinaista, että hiekat voivat sisältää vain lähes puhdasta kvartsia. Tavallinen hiekka, joka on peräisin vieraiden mineraalien sekoituksesta, on väriltään keltaista tai punertavanruskeaa, riippuen rautapitoisista mineraaleista ja rautapitoisesta savesta. Puhtainta hiekkaa eli ns. kvartsihiekkaa tulee kuitenkin vastaan ​​melko harvoin ja sille on ominaista sen värittömyys ja se, että se ei veteen ravisteltuna anna sameutta, mikä osoittaa saven sekoittumista; pohjan kanssa sulatettuna se antaa värittömän lasin, minkä vuoksi se on arvokas materiaali lasin valmistuksessa.
Nefeliini tulee näiden kivien koostumukseen olennaisena osana; apatiittirikasteiden valmistuksessa saadaan rikastushiekka, jonka nefeliinipitoisuus on 70 - 75 %. Urtiitti- ja yoliittilaskimot löytyvät myös vähemmän tutkitusta Lovozeron tundrasta; suonen nefeliinikiviä löytyy myös Valkoisenmeren rannikolta, Turien niemimaalta, Cheshskayan lahdella jne. Toinen nefeliinikivien kertymisalue on Etelä-Ural, jossa nefeliinisyeniitti-miasskiitit muodostavat meridionaalisen vyöhykkeen n. . Ilmenskivuoret, Kirsikkavuoret jne. Miasskiteen koostumuksessa nefeliiniä on vain 20 - 25 %, ja siinä on melko korkea rautapitoisten rautapitoisten mineraalien pitoisuus; siis käytännöllinen.
Tämä voidaan todeta vain mineralogisella analyysillä, autigeenisten mineraalien suoralla tutkimuksella ohuissa osissa, mikä mahdollistaa alkuperäisen mineraalien muodostumisen koko kulun paljastamisen ja siten geokemiallisten olosuhteiden muutoksen määrittämisen. eri vaiheita litogeneesi. Siksi kemiallisen analyysin tietoja tulee tulkita vain yhdessä mineralogisten ja petrografisten tutkimusten tietojen kanssa. Ottaen tämän huomioon ja käyttämällä myös valtavaa faktamateriaalia Uzbekistanin öljy- ja kaasualueista, ehdotimme (A. M. Akramkhodzhaev ja X. Kh. Avazkhodzhaev) kuuden geokemiallisen ympäristön erottamista, jotka määritetään raudan reaktiivisten muotojen suhteella. , syngeneettiset ja diageneettiset rautamineraalit ja OM - jäännöspitoisuus .
Joskus kaasun tai öljyn paine on kuitenkin paljon suurempi kuin hydrostaattinen paine tietyllä syvyydellä. Pursomisen estämiseksi näissä tapauksissa käytetään painotettuja saviliuoksia. Tätä varten liuokseen lisätään suuren tiheyden hienojakoisia aineita. Tällaisia ​​aineita ovat rautapitoiset mineraalit magnetiitti ja hematiitti, masuunipölyrikaste ja bariitti.
Samanaikaisesti vertaamalla magneetti- ja gravitaatiokenttien ominaisuuksia voidaan nähdä, että tälle alueelle on ominaista voimakkaat negatiiviset gravitaatiopoikkeamat, ja Etelä-Apsheronin painauma-alueella on alueellinen, gravitaatio, negatiivinen ääripää. Kaikki tämä ei näytä tukevan tiheiden magneettisesti aktiivisten kappaleiden kehittymistä täällä sedimenttiosan pohjalla ja vaatii toisen selityksen etsimistä Etelä-Kaspian heikosti positiiviselle kentällä. Sellaisenaan voidaan harkita magneettisesti aktiivisten, ensisijaisesti rautapitoisten mineraalien lisääntyneen pitoisuuden vaikutusta Etelä-Kaspian laman Cenozoic-alueen konsolidoitumattoman hiekka-savimaisen osan koostumukseen. Epäsuora todiste tästä ovat nykyaikaisten pohjasedimenttien geokemialliset ominaisuudet, jotka osoittavat lisääntynyttä plastisen magnetiitin ja titanomagnetiitin pitoisuutta hiekoissa ja rautapitoisia mineraaleja savikivessä sekä lisääntynyttä rautapitoisuutta öljyjen tuhkajäännöksissä Etelä-Kaspianmerellä. , joista osa voisi vangita isäntäkivistä peräisin olevaan nesteeseen.
Metallisen raudan esiintyminen rautamalmissa on hyvin harvinainen ilmiö. Alkuperäisen raudan (pallasiitin) muodossa sitä löytyy joistakin magmaisista kerrostumista. Epäpuhtauden muodossa metallista rautaa pääsee malmiin porauksen tai näytteenoton ja näytettä jauhamisen aikana. Jos rautamalmi ei sisällä magnetiittia, maghemiittia, pyrrhotiittia tai muita mineraaleja, joilla on magneettisia ominaisuuksia, metallista rautaa voidaan poistaa malmista magneetilla. On pidettävä mielessä, että monet rautapitoiset mineraalit, kuten hematiitti (martiitti ja raudan kiilto), götiitti, hydrogoetiitti, hydrohematiitti ja jotkut muut magnetisoituvat sähkömagneettisessa kentässä. Tällaisissa tapauksissa metallista rautaa ei voida poistaa magneetilla, vaan se on määritettävä yhdessä FeO:n ja Fc20:n kanssa alla osoitetulla tavalla.

Wöhler teki useita tärkeitä tutkimuksia titaanista, tästä alkuaineesta, joka on hyvin yleinen maankuoressa ja jonka suuri käytännön merkitys ilmenee vasta meidän aikanamme. Titaanin löytö liittyy ensisijaisesti erinomaisen mineraalianalyytikon W. Gregorin nimeen, joka totesi vuonna 1789, että rutiilissa oli aiemmin tuntematon alkuaine. Klashchrot vuonna 1795 havaitsi, että jotkut rautapitoiset mineraalit sisältävät uutta maata - titaanioksidia. Elementin nimen antoi Klaproth.
Seuraava etsintä- ja etsintävaihe, joka keskittyi pääasiassa öljy- ja kaasuesiintymien etsimiseen eteläisillä, keski- ja pohjoisilla alueilla, johti Niyazbekin kentän löytämiseen Ter-gachissa. Syvien ja erittäin syvien öljyn ja kaasun kertymien etsiminen liittyy Ferganan laman öljy- ja kaasupotentiaalin tärkeimpiin näkymiin. FEREIDUN-MARDJAN OIL FIELD - sijaitsee Persianlahden vesillä Saudi-Arabian ja Iranin rajalla, Zulufin kentän koilliseen, Keski-Arabian nousun alamäessä ja on rajoittunut kupoliin, jonka mitat ovat 24 X X 24 km. Burgan-sviitin hiekkakivet ovat myös öljypitoisia. FERROLIIITIT - kemogeeniset kivet, 50 % tai enemmän koostuvat erilaisista rautapitoisista mineraaleista.
Seuraava etsintä- ja etsintävaihe, joka keskittyi pääasiassa öljy- ja kaasuesiintymien etsimiseen eteläisillä, keski- ja pohjoisilla alueilla, johti Niyazbekin kentän ja Ter-gachin löytämiseen. Syvien ja erittäin syvien öljyn ja kaasun kertymien etsiminen liittyy Ferganan laman öljy- ja kaasupotentiaalin tärkeimpiin näkymiin. FEREIDUN-MARDJAN OIL FIELD - sijaitsee Persianlahden vesillä Saudi-Arabian ja Iranin rajalla, Zulufin kentän koilliseen, Keski-Arabian nousun alamäessä ja on rajoittunut kupoliin, jonka mitat ovat 24 X X 24 km. Burgan-sviitin hiekkakivet ovat myös öljypitoisia. FERROLIIITIT - - kemogeeniset kivet, 50 % tai enemmän koostuvat erilaisista rautapitoisista mineraaleista.
Serpentiniiteillä on verkkomainen ja silmukkamainen rakenne. Ensimmäisessä tapauksessa ne koostuvat kiilanmuotoisesta y-liszardiitista, joka on hyvin diagnosoitu negatiivisella venymällä. Y-liszardiitin kiilojen väliset raot on täytetty isotrooppisella serpofyytillä. Silmukkarakenne on tyypillistä a-liszarditeille. Serpentiniitit sisältävät myös krysotiilia. Sillä on taipumus täyttää halkeamat ja se on myöhempi muodostus. A.A:n mukaan Alekseev / 1976 /, Kirjabinskin ylängön serpentiniitit koostuvat rautapitoisemmista mineraaleista verrattuna Birsa-kompleksin vastaaviin kiviin.
Flogopiittiesiintymien flogopiittien kemiallisten analyysien uudelleenlaskenta osoitti, että FeO:n, vaan myös Fe2O3:n pitoisuuden kasvuun liittyy magnesiumoksidipitoisuuden lasku ja alumiinioksidipitoisuuden nousu (Korzhinsky, 1945b, s. ja klinopyrokseeni osoittautuu kapeimmaksi. Jos oletetaan isomorfismia yhden rautaraudan magnesiumin kanssa, flogopiittien koostumuspisteet hajaantuvat enemmän. Jotkut kirjoittajat ehdottivat, että alun perin rauta-magnesiankiilleen rauta sekä sarvisekoitus ja jotkut pyrokseenit , voi olla rautapitoisessa tilassa, isomorfinen magnesiumin kanssa, jota seuraa osan raudan hapettuminen lämpötilan laskeessa.Fe / Mg ryhmässä (MgFe) johtaa näiden mineraalien koostumuksen muutoksiin suhteessa muihin komponentteihin; Varsinkin flogopiiteissa johtaa alumiinioksidipitoisuuden kasvuun, mikä riistää meiltä mahdollisuuden tarkkaan siirtoon yhdellä kaaviolla (kuva Dl Rautapitoisempien kivien joukossa esiintyvissä flogopiittiesiintymissä, esimerkiksi pyrokseeniamfiboliittien joukossa, ei ole ominaista vain rautapitoisemmat mineraalit, vaan myös mineraalien parageneettiset suhteet muuttuvat. Nimittäin diopsidiyhdistyksen sijasta skapoliitti flogopiitti (kuva 1).

Raudan geokemia

opiskelija 9 "B" luokka

Raevski Georgi

Rauta ei ole vain ympärillämme olevan luonnon tärkein metalli, se on kulttuurin ja teollisuuden perusta, se on sodan ja rauhantyön väline. Ja koko jaksollisesta taulukosta on vaikea löytää toista elementtiä, joka olisi niin yhteydessä ihmiskunnan menneisyyteen, nykyiseen ja tulevaan kohtaloon.

Akateemikko Alexander Evgenievich Fersman, erinomainen Neuvostoliiton geokemisti, mineralogi, maantieteilijä ja matkustaja

Mitä on geokemia?

Roomalainen oppinut kirjailija, "Luonnonhistorian" kirjoittaja Plinius Vanhin kirjoitti: "Rautamalmikaivokset tarjoavat ihmiselle mitä mainioimman työkalun. Sillä tällä työkalulla me leikkaamme maan halki, viljelemme hedelmällisiä puutarhoja ja leikkaamme villiköynnöksiä rypäleillä, pakotamme ne periksi joka vuosi. Tällä työkalulla rakennamme taloja, rikomme kiviä ja käytämme rautaa kaikkiin sellaisiin tarpeisiin.

Mineraalit, mukaan lukien rauta, arvostettiin paitsi kristillisen aikakauden alussa, Pliniusin aikana. Vuosisadallamme, jota ei voida ajatella ilman tieteellistä ja teknistä kehitystä ja kehittynyttä teollisuutta, niiden merkitys on kasvanut entisestään. Mutta jotta ihmiskunta saisi tarvittavat alkuaineet riittävinä määrinä, niitä on louhittava jatkuvasti. Ja tätä varten sinun on tiedettävä kemiallisten alkuaineiden jakautumismallit maapallolla.

Näitä malleja tutkivat useat tieteet, joista johtavan paikan on geokemia - tiede Maan kemiallisesta koostumuksesta, alkuaineiden ja niiden isotooppien jakautumisen laeista sekä kivien, maaperän muodostumisprosesseista. ja luonnonvesiä. (Jos jotakuta kiinnostaa, niin kosmokemian tiede harjoittaa samaa tutkimusta maan ulkopuolisessa avaruudessa). Koska kemialliset alkuaineet sisältyvät maankuoreen malmien ja mineraalien muodossa, geokemia on toisaalta kemian sisar ja toisaalta läheisessä yhteydessä geologiaan. Ja yksi geologian pääalueista on mineraalien jakautumisen tutkimus maankuoressa. Siksi geokemiaa pidetään usein eräänlaisena geologian ja kemian rajalle syntyneenä hybriditieteen alana. Joten tämä "yhtälö" on osittain totta: "geokemia = geologia + kemia" - mutta vain osittain.

Termi "geokemia" ilmestyi 1800-luvun viimeisellä neljänneksellä. Oletettavasti sen otti tieteelliseen käyttöön yksi ensimmäisistä ammattigeokemististä, amerikkalainen tiedemies Frank Clark (1847-1931), jota kutsutaan geokemian isäksi.

Erinomaista venäläistä tiedemiestä V. I. Vernadskia pidetään oikeutetusti yhtenä modernin geokemian perustajista. Vuonna 1927 hän tulkitsi tämän tieteen sisällön seuraavasti: "Geokemia tutkii kemiallisia alkuaineita eli maankuoren ja mahdollisuuksien mukaan koko planeetan atomeja. Se tutkii niiden historiaa, leviämistä ja liikkumista aika-avaruudessa, heidän geneettisiä suhteitaan planeetallamme."

Tällä hetkellä yleisin näkemys geokemian aiheesta ja sisällöstä on seuraava: moderni geokemia tutkii ominaisuuksien perusteella kemiallisten alkuaineiden jakautumista ja sisältöä mineraaleissa, malmeissa, kivissä, maaperässä, vesissä sekä alkuaineiden ilmakehän kiertokulkua luonnossa. niiden atomeista ja ioneista.

Rauta on yksi aurinkokunnan yleisimmistä alkuaineista, erityisesti maanpäällisillä planeetoilla, erityisesti maan päällä. Merkittävä osa maanpäällisten planeettojen raudasta sijaitsee planeettojen ytimissä, mukaan lukien Maa, jossa sen pitoisuus on 90%. Rautapitoisuus maankuoressa on 4-5 % ja vaipassa noin 12 %. Metalleista rauta on runsaudeltaan toiseksi alumiinin jälkeen. Samaan aikaan noin 86 % kaikesta raudasta on ytimessä ja 14 % vaipassa.

Rautapitoisuus kasvaa merkittävästi peruskoostumuksen magmaisissa kivissä, joissa se liittyy pyrokseeniin, amfiboliin, oliviiniin ja biotiittiin. Teollisissa pitoisuuksissa rauta kerääntyy lähes kaikkien maankuoressa tapahtuvien eksogeenisten ja endogeenisten prosessien aikana. Merivedessä rautaa on hyvin pieniä määriä 0,002 - 0,02 mg / l. Jokivedessä se on hieman korkeampi - 2 mg / l.

Raudalla on tärkeä rooli biosfäärissä, koska rautaatomi on osa hemoglobiinia, korkeampien organismien punasolujen proteiinia. Hemoglobiini osallistuu hapen toimittamiseen kudoksiin ja soluihin.

Raudan uskotaan yhdessä nikkelin, koboltin ja hapen (toisen teorian mukaan vedyn) kanssa osa maapallon ydintä. Paine Maan keskustassa on valtava (noin 3 miljoonaa ilmakehää), ja näiden alkuaineiden, mukaan lukien raudan, ominaisuuksien pitäisi muuttua epätavallisiksi. Tutkijat uskovat, että vedystä tulee tällaisissa puristuksissa metalli, ja raudan ja muiden metalliatomien (ensisijaisesti ulompien elektronikuorten) elektronirakenne voi muuttua suuresti. Vaikka tieteiskirjailijat ovat kuvanneet matkaa Maan keskustaan ​​jo monta kertaa, emme kuitenkaan voi suoraan tutkia maan ytimen koostumusta: geokemistit arvioivat sen epäsuorien tietojen perusteella.

Raudan geokemialliset ominaisuudet

Raudan tärkein geokemiallinen ominaisuus on useiden hapetustilojen läsnäolo. Rauta neutraalissa muodossa - metallinen - muodostaa maan ytimen, mahdollisesti esiintyy vaipassa ja hyvin harvoin maankuoressa. Rautarauta FeO on vaipan ja maankuoren pääasiallinen raudan muoto. Rautaoksidi Fe2O3 on ominaista maankuoren ylimmille, hapettuneimmalle osalle, erityisesti sedimenttikiville.

Kiteen kemiallisilta ominaisuuksiltaan Fe2+-ioni on lähellä Mg2+- ja Ca2+-ioneja, muita pääalkuaineita, jotka muodostavat merkittävän osan kaikista maanpäällisistä kivistä. Kiteiden kemiallisen samankaltaisuuden vuoksi rauta korvaa magnesiumin ja osittain kalsiumin monissa silikaateissa. Rautapitoisuus vaihtelevan koostumuksen omaavissa mineraaleissa yleensä kasvaa lämpötilan laskeessa.

rautamineraaleja

Maankuoressa rauta on laajalti levinnyt - sen osuus maankuoren massasta on noin 4,1% (4. sija kaikkien alkuaineiden joukossa, 2. metallien joukossa). Vaipassa ja maankuoressa rauta on keskittynyt pääasiassa silikaatteihin, kun taas sen pitoisuus on merkittävä emäksisessä ja ultraemäksisessä kivessä ja alhainen happamissa ja väliaineissa.

Rautaa sisältäviä malmeja ja mineraaleja tunnetaan suuri määrä. Malmit ovat luonnonmineraaleja, jotka sisältävät rautaa sellaisina määrinä ja yhdisteinä, että metallin teollinen erottaminen niistä on taloudellisesti mahdollista. Rautapitoisuus teollisuusmalmeissa vaihtelee laajalla alueella - 16 - 70%. Rautamalmeja käytetään kemiallisesta koostumuksesta riippuen raudan sulattamiseen luonnollisessa muodossaan tai, jos niissä on alle 50 % Fe, rikastuksen jälkeen. Suurin osa rautamalmeista käytetään raudan, teräksen ja ferroseosten sulattamiseen. Suhteellisen pieninä määrinä niitä käytetään luonnonmaaleina (okra) ja porauslietteen painotusaineina.

Suurin käytännön merkitys on punainen rautamalmi (hematiitti, Fe2O3; sisältää jopa 70 % Fe), magneettinen rautamalmi (magnetiitti, FeO.Fe2O3, Fe3O4; sisältää 72,4 % Fe), ruskea rautamalmi tai limoniitti (goetiitti ja hydrogoetiitti ja hydrogoetiitti, vastaavasti FeOOH ja FeOOH nH2O). Götiittiä ja hydrogoetiittia löytyy useimmiten säänkuoresta muodostaen niin sanottuja "rautahattuja", joiden paksuus on useita satoja metrejä. Ne voivat olla myös sedimenttialkuperää, ja ne voivat pudota kolloidisista liuoksista järvissä tai merien rannikkoalueilla. Tässä tapauksessa muodostuu ooliitti- tai palkokasvi-rautamalmeja. Ne sisältävät usein vivianiittia Fe(3PO4)2 8H2O:ta, joka on mustien pitkänomaisten kiteiden ja säteittäisesti säteilevien aggregaattien muodossa.

Luonnossa rautasulfidit ovat myös laajalle levinneitä - rikki- tai rautapyriitti ja pyrrotiitti. Ne eivät ole rautamalmia - rikkihapon valmistukseen käytetään rikkihappoa, ja pyrrotiitti sisältää usein nikkeliä ja kobolttia.

Muita yleisiä rautamineraaleja ovat:

· Siderite - FeCO3 - sisältää noin 35 % rautaa. Sillä on kellertävänvalkoinen (saastumisen tapauksessa harmaa tai ruskea sävy) väri.

Markasiitti - FeS2 - sisältää 46,6% rautaa. Se esiintyy keltaisten, kuten messingin, bipyramidaalisten rombisten kiteiden muodossa.

Lollingiitti - FeAs2 - sisältää 27,2 % rautaa ja esiintyy hopeanvalkoisina bipyramidin muotoisina rombisina kiteinä.

Mispikel - FeAsS - sisältää 34,3% rautaa. Esiintyy valkoisina monokliinisinä prismoina.

Melanteriitti - FeSO4 7H2O - on harvinaisempi luonnossa ja on vihreitä (tai harmaita epäpuhtauksien vuoksi) monokliinisiä kiteitä, joilla on lasimainen kiilto, hauras.

Vivianiitti - Fe3(PO4)2 8H2O - esiintyy siniharmaina tai vihreänharmaina monokliinisinä kiteinä.

Maankuoressa on myös muita, vähemmän yleisiä rautamineraaleja, esim.

Tärkeimmät rautamalmiesiintymät

Tärkeimmät rautaesiintymät ovat Australiassa, Brasiliassa, Venezuelassa, Intiassa, Kanadassa, Liberiassa, Venäjällä, Yhdysvalloissa, Ranskassa ja Ruotsissa.

Rautamalmivaroilla mitattuna Venäjä on yksi ensimmäisistä paikoista maailmassa.

Tärkeimmät rautamalmiesiintymät maailman geologisella kartalla

Mielenkiintoinen geokemiallinen fakta:

Hyvin harvat alkuaineet esiintyvät luonnossa vapaassa muodossa. Tässä muodossa niitä kutsutaan alkuperäisiksi. Metallit ja useimmat epämetallit yhdistyvät hyvin helposti muiden alkuaineiden, erityisesti hapen, kanssa. Siksi ne ovat maankuoressa lähes aina sidottuina osana erilaisia ​​yhdisteitä. Rauta on erittäin aktiivinen alkuaine, joka hapettuu helposti erityisesti kosteuden läsnäollessa. Alkuperäistä rautaa löytyy kuitenkin luonnosta. Tämä on täysin poikkeuksellinen tapaus, koska rauta alkuperäisessä muodossaan päätyy maankuoreen meteoriittien osana.

Ja tässä on mitä akateemikko Fersman sanoo suositussa kirjassa raudan geokemiasta:

”Rauta kuuluu maailmankaikkeuden tärkeimpiin metalleihin. Näemme sen linjat kaikissa kosmisissa kappaleissa, ne kimaltelevat meille punakuumien tähtien ilmakehässä, näemme myrskyisiä rautaatomeja pyörtyvän auringon pinnalla, ne putoavat meille joka vuosi hienon kosmisen pölyn muodossa, muodossa rautameteoriiteista. Arizonan osavaltiossa, Etelä-Afrikassa, Podkamennaya Tunguskan altaassamme putosivat suuret massat alkuperäistä rautaa, tätä maailmankaikkeuden tärkeintä metallia. Geofyysikot sanovat, että koko maan keskipiste koostuu nikkeliraudan massasta ja että maapallomme kuori on samassa mittakaavassa kuin ne lasimaiset kuonat, jotka virtaavat masuunista raudan sulatuksen aikana.

…Geokemistit paljastavat meille raudan historian. Sanotaan, että jopa maankuoressa on 4,2 % rautaa, kun taas metalleista vain alumiinia on ympäröivässä luonnossa enemmän kuin rautaa. Tiedämme, että se on osa niitä sulaneita massoja, jotka oliviini- ja basalttikivien muodossa jähmettyvät syvyyksissä raskaimpina ja ikimuistoisimpina kivinä. rautageokemian mineraaliesiintymä

Tiedämme, että graniittikivissä on jäljellä suhteellisen vähän rautaa, mikä on osoitus niiden vaaleasta - valkoisesta, vaaleanpunaisesta, vihreästä - väristä. Mutta maan pinnalle monimutkaiset kemialliset reaktiot keräävät edelleen valtavia rautamalmivarantoja. Jotkut niistä muodostuvat subtrooppisilla alueilla, joissa trooppiset sateet korvataan kirkkailla aurinkoisilla kuuman kesän päivillä, joissa kaikki liukoinen huuhtoutuu pois kivistä ja muodostuu suuria kertymiä - rauta- ja alumiinimalmien kuoria.

Tiedämme kuinka myrskyisät orgaanista ainesta sisältävät vedet tuovat valtavia määriä rautaa eri kivistä pohjoisten maiden, esimerkiksi meidän Karjalan, järvien pohjalle; järvien pohjalle, missä vesi virtaa, herneitä tai kokonaisia ​​rautakonkrementteja kerrostuu erityisten rautabakteerien osallistuessa ... Joten, suolla, meren syvyyksissä, maapallomme pitkän geologisen historian aikana rautamalmien kerääntymiä muodostettiin; ja ei ole epäilystäkään siitä, että useissa tapauksissa eläin- ja kasvielämä on vaikuttanut näiden kerrostumien muodostumiseen.

Näin muodostuivat suuret Kerchin esiintymät; näin syntyivät todennäköisimmin Krivoy Rogin ja Kurskin magneettisen anomalian valtavat rautamalmivarannot.

Näiden kahden viimeisen esiintymän malmit kerrostivat muinaisten merien vedet niin kauan sitten, että syvyyksien kuuma henkäys onnistui muuttamaan niiden rakennetta, ja ruskean rautamalmin sijaan, kuten Kerchissä, näemme tässä muuttuneita mustia malmeja, joka koostuu rautakiillosta (hematiitista tai punaisesta rautamalmista) ja magneettisesta raudasta.

Raudan vaeltaminen ei lopu maan pinnalle. On totta, että hyvin vähän siitä kertyy meriveteen; ja perustellusti sanotaan, että tämä vesi ei sisällä juuri lainkaan rautaa. Kuitenkin erityisissä, poikkeuksellisissa olosuhteissa, jopa merellä, matalissa lahdissa, laskeutuu rautapitoisia sedimenttejä, kokonaisia ​​rautamalmiesiintymiä, joita löytyy myös useista muinaisista meriesiintymistä. Näin syntyivät kuuluisat rautamalmiesiintymämme Ukrainassa lähellä Khopraa, Kerchiä ja Ayatia. Mutta maan pinnalla - puroissa, joissa, järvissä, soissa - rauta vaeltelee kaikkialla; ja kasvit löytävät aina itselleen tämän tärkeän kemiallisen alkuaineen, jota ilman kasvien elämä on mahdotonta. Yritä riistää kukkaruukku raudasta, niin näet, että kukat menettävät pian värinsä ja hajunsa, lehdet muuttuvat keltaisiksi, alkavat kuivua ...

... Joten kasvissa, elävässä organismissa, raudan kierto maan päällä on päättynyt, ja punasolut ihmisen veressä ovat yksi viimeisistä vaiheista tämän metallin vaeltamisessa, jota ilman ei ole elämää eikä rauhaa. työvoimaa.

Raudan tulevaisuus

Rautakausi - aikakausi, joka alkoi ihmiskunnan primitiivisestä historiasta, jolloin syntyi rautametallurgia ja rautatyökalujen valmistus - jatkuu. Noin kaikki yhdeksänkymmentä ihmiskunnan käyttämästä metallista ja metalliseoksesta perustuvat rautaan. Rautaa sulatetaan maailmassa noin 50 kertaa enemmän kuin alumiinia, muista metalleista puhumattakaan. Muovit? Mutta meidän aikanamme he suorittavat useimmiten muita toimintoja erilaisissa malleissa, ja jos perinteen mukaisesti he yrittävät tuoda ne "korvaamattomien korvikkeiden" joukkoon, niin useimmiten ne korvaavat ei-rautametallit, eivät rautametallit. yhdet. Vain muutama prosentti kuluttamastamme muovista korvaa teräksen.

Rautapohjaiset seokset ovat yleismaailmallisia, teknisesti edistyneitä, saatavilla ja halpoja irtotavarana. Tämän metallin raaka-ainepohja ei myöskään aiheuta huolta: ihmisillä on jo riittävästi tutkittuja rautamalmivarantoja. Lisäksi tutkijat ovat varmoja, että raudan geokemian (ja tulevaisuudessa - raudan kosmokemian) alalla tehtävät löydöt tarjoavat ihmiskunnalle uusia lähteitä tälle korvaamattomalle elementille. Tämän geokemian alan tutkimus on välttämätöntä, koska rautaa voidaan liioittelematta kutsua sivilisaatiomme perustaksi.

Kirjallisuus

1) Wikipedia, artikkeli "Rauta"

2) Suuri Neuvostoliiton Encyclopedia, artikkeli "Rautamalmit"

(http://bse.sci-lib.com/article039128.html).

Rautamalmin raaka-aineet (IOR) ovat pääasiallisia metallurgian raaka-aineita, joita käytetään rautametalurgiassa harkkoraudan, suorapelkistetyn raudan (DRI) ja kuumabriketoidun raudan (HBI) valmistukseen.

Ihminen alkoi valmistaa ja käyttää rautatuotteita rautakaudella, noin neljätuhatta vuotta sitten. Nykyään rautamalmit ovat yksi yleisimmistä mineraaleista. Ehkä vain hiiltä ja rakennusmateriaaleja uutetaan suolistosta suuria määriä. Yli 90 % rautamalmeista käytetään rautameallurgiassa raudan ja teräksen tuotantoon.

Valurauta - raudan seos hiilen kanssa (2-4%), on yleensä hauras ja sisältää piin, mangaanin, rikin, fosforin epäpuhtauksia ja joskus seosaineita - kromia, nikkeliä, vanadiinia, alumiinia jne. Valettu rautaa saadaan masuunien rautamalmeista. Suurin osa valuraudasta (yli 85 %) prosessoidaan teräkseksi (lopullinen valurauta), pienempi osa käytetään muotovalujen (valurauta) valmistukseen.

Teräs on muokattavissa oleva raudan ja hiilen (ja seostavien lisäaineiden) seos, tärkein lopputuote rautamalmien käsittely. Teräksellä on korkea lujuus, sitkeys, kyky muuttaa muotoa helposti kuuma- ja kylmätyöstön aikana paineella, hankkia tarvittavat ominaisuudet kemiallisesta koostumuksesta ja lämpökäsittelymenetelmästä riippuen: lämmönkestävyys, kulutuskestävyys, korroosionkestävyys. Tämä tekee teräksestä tärkeimmän rakennemateriaalin.

Rautametallurgian tuotteita käytetään kaikilla teollisen tuotannon osa-alueilla, mutta pääasiassa koneenrakennuksessa ja pääomarakentamisessa.

Rautamalmi on raaka-aine rautametallien valmistuksessa. Pohjasta louhittua rautamalmia kutsutaan kaivostoiminnassa yleisesti "raakamalmiksi".

Rautamalmin raaka-aine (IOR) on eräänlainen metallurginen raaka-aine, jota käytetään rautametallurgiassa harkkoraudan ja metalloidun tuotteen (DRI ja HBI) valmistukseen sekä vähäisessä määrin teräksen valmistuksessa. Rautamalmin raaka-aineet jaetaan kahteen tyyppiin - valmistettuihin (agglomeroituihin) ja käsittelemättömiin (ei-agglomeroituihin) raaka-aineisiin. Valmistettu rautamalmi on raaka-aine, joka on valmis käytettäväksi masuuneissa raudan valmistukseen. Valmistelematon rautamalmi on raaka-aine agglomeroitujen raaka-aineiden valmistukseen. Valmistelematon rautamalmi on rikaste, masuuni ja sintrausmalmi. Konsentraatti valmistetaan pääasiassa magneettierottamalla murskattua rautamalmia, jonka rautapitoisuus on alhainen. Raudan uuttaminen rikasteessa on keskimäärin noin 80 %, rikasteen rautapitoisuus on 60-65 %.

Agglore (rautamalmi) valmistetaan rikkaasta malmista, jossa on korkea rautapitoisuus murskauksen, seulonnan, kalkinpoiston seurauksena, hiukkaskoko -10 mm.

Masuuni (suurikokoinen malmi) se valmistetaan myös rikkaasta malmista, kappaleen koko on -70 + 10 mm. Rautamalmin raaka-aineet verkkotunnuksen prosessi käy läpi agglomeroitumista ja agglomeroitumista. Agglomeraattia saadaan sintrausmalmista ja rikasteesta, ja pellettien valmistukseen käytetään vain rikasteita.

pelletit valmistetaan rautamalmirikasteesta, johon on lisätty kalkkikiveä seoksen pelletoinnin (halkaisijaltaan 1 cm:n rakeet) ja sitä seuraavan polton seurauksena.

Kuuma briketoitu rauta eivät ole rautamalmia, koska itse asiassa nämä ovat jo metallurgisen jalostuksen tuotteita. Raaka-aineena sintterin valmistuksessa käytetään sintrausmalmin, sideriitin, kalkkikiven ja rautaa sisältävien korkearautapitoisten tuotantojätteiden seosta (mittakivi jne.). Seokselle suoritetaan myös pelletointi ja sintraus.

Rautamalmien ja -rikasteiden metallurgisen arvon määrää hyödyllisen komponentin (Fe) sekä hyödyllisen (Mn, Ni, Cr, V, Ti), haitallisen (S, P, As, Zn, Pb, Cu) pitoisuus. , K, Na) ja kuonaa muodostavat (Si, Ca, Mg, Al) epäpuhtaudet. Hyödyllisiä epäpuhtauksia ovat teräksen luonnollisia seosaineita, jotka parantavat sen ominaisuuksia. Haitalliset epäpuhtaudet joko huonontavat metallin ominaisuuksia (rikki ja kupari antavat metallille punaisen haurauden, fosfori - kylmähauraus, arseeni ja kupari vähentävät hitsattavuutta) tai vaikeuttavat raudan sulatusprosessia (sinkki tuhoaa uunin tulenkestävän vuorauksen, lyijy - lahna, kalium ja natrium aiheuttavat kertymien muodostumista kaasukanaviin).

Myytävän malmin rikkipitoisuus ei saa ylittää 0,15 %. Sintterin ja pellettien valmistukseen käytettävissä malmeissa ja rikasteissa sallittu rikkipitoisuus voi olla jopa 0,6 %, koska rikinpoistoaste saavuttaa 60-90 % pellettien agglomeroinnin ja pasutuksen aikana. Malmin, sintrauksen ja pellettien fosforin rajoittava pitoisuus on 0,07-0,15 %. Tavanomaista harkkorautaa sulatettaessa sallitaan masuunipanoksen rautamalmiosassa (enintään) As 0,05-0,1 %, Zn 0,1-0,2 %, Cu 0,2 % asti. Kuonaa muodostavat epäpuhtaudet jaetaan emäksisiin (Ca, Mg) ja happamiin (Si, Al). Malmit ja rikasteet, joissa on suurempi emäksisten oksidien suhde happamiin, ovat edullisia, koska raakajuotteiden syöttö vähenee myöhemmän metallurgisen käsittelyn aikana.

Luonnolliset mineraalimuodostelmat, jotka sisältävät rautaa ja sen yhdisteitä sellaisessa tilavuudessa, että raudan teollinen uuttaminen on suositeltavaa. Vaikka rautaa sisältyy enemmän tai vähemmän kaikkiin kiviin, mutta rautamalmien nimellä ymmärretään vain sellaiset rautapitoisten yhdisteiden kertymät, joista suurikokoisia ja joista on hyötyä taloudellisilla ehdoilla metallista rautaa voidaan saada.

Seuraavat teolliset rautamalmityypit erotetaan:

• Titaanimagnetiitti ja ilmeniitti-titanomagnetiitti mafisissa ja ultramafisissa kivissä;
• Apatiitti-magnetiitti karbonaateissa;
• Magnetiitti ja magnomagnetiitti skarneissa;
• Magnetiitti-hematiitti rautakvartsiiteissa;
• Martiitti ja martiitti-hydrohematiitti (rikkaat malmit, muodostuvat rautakvartsiittien jälkeen);
• Goetiitti-hydrogoetiitti säänkestävissä kuorissa.

Rautametallurgiassa käytetään kolmenlaisia ​​rautamalmituotteita: erotettu rautamalmi (erottelulla rikastettu mureneva malmi), sintrattu malmi (sintrattu, agglomeroitu lämpökäsittelyllä) ja pelletit (raakarautaa sisältävä massa, johon on lisätty sulatteita (yleensä kalkkikiveä) ); muotoiltu palloiksi, joiden halkaisija on noin 1-2 cm).

X kemiallinen koostumus

Kemiallisen koostumuksen mukaan rautamalmit ovat rautaoksidin oksideja, oksidihydraatteja ja hiilihapposuoloja, joita esiintyy luonnossa erilaisten malmimineraalien muodossa, joista tärkeimpiä ovat: magnetiitti eli magneettinen rautamalmi; goetiitti tai rautakiilto (punainen rautamalmi); limoniitti tai ruskea rautamalmi, joka sisältää suo- ja järvimalmit; lopuksi sideriitti eli rautamalmi (rautamalmi) ja sen lajike sferosideriitti. Yleensä kukin nimettyjen malmimineraalien kertymä on niiden sekoitus, joskus hyvinkin tiiviisti, muiden rautaa sisältämättömien mineraalien, kuten saven, kalkkikiven tai jopa kiteisten magmaisten kivien ainesosien kanssa. Joskus jotkut näistä mineraaleista löytyvät yhdessä samasta esiintymästä, vaikka useimmissa tapauksissa yksi niistä on hallitseva, kun taas toiset liittyvät siihen geneettisesti.

rikas rautamalmi

Rikkaan rautamalmin rautapitoisuus on yli 57 % ja piidioksidin alle 8...10 %, rikin ja fosforin alle 0,15 %. Se on rautapitoisten kvartsiittien luonnollisen rikastamisen tuote, joka syntyy kvartsin huuhtoutumisesta ja silikaattien hajoamisesta pitkäaikaisen sään tai metamorfoosin aikana. Huono rautamalmi voi sisältää vähintään 26 % rautaa.

Rikkaita rautamalmiesiintymiä on kahta pääasiallista morfologista tyyppiä: litteät ja lineaariset. Litteät makaavat jyrkästi uppoavien rautapitoisten kvartsiittikerrosten huipulla suurien, taskumaisen pohjan muotoisten alueiden muodossa ja kuuluvat tyypillisiin sääkuoreihin. Lineaariset esiintymät ovat rikkaiden malmien kiilamaisia ​​malmikappaleita, jotka putoavat syvyyteen muodonmuutosprosessin aikana murtumien, murtumien, murskausten ja mutkien vyöhykkeissä. Malmeille on ominaista korkea rautapitoisuus (54…69 %) sekä alhainen rikki- ja fosforipitoisuus. Tunnusomaisin esimerkki rikkaiden malmien metamorfisista esiintymistä voivat olla Pervomaiskoye- ja Zheltovodskoye-esiintymät Krivbassin pohjoisosassa. Rikkaita rautamalmeja käytetään teräksen sulattamiseen avouunissa, konvertterituotannossa tai raudan suorapelkistykseen (kuumabriketoitu rauta).

Osakkeet

Maailman todistetut rautamalmivarat ovat noin 160 miljardia tonnia, jotka sisältävät noin 80 miljardia tonnia puhdasta rautaa. Yhdysvaltain geologisen tutkimuskeskuksen mukaan Venäjän ja Brasilian rautamalmiesiintymät muodostavat kumpikin 18 prosenttia maailman rautavarannoista. Maailman rautamalmivarat ja -varat 1.1.2010:

	KATEGORIA	Miljoonaa tn
Venäjä	Luokkien A+B+C varaukset	55291
	Luokan C reservit	43564
Australia	Todistettu + todennäköiset reservit	10800
	mitattu + osoitetut resurssit	25900
	Päätellyt resurssit	28900
Algeria	Historialliset resurssit	3000
Bolivia	Historialliset resurssit	40000
Brasilia	Varaa lavravel	11830
		70637
Venezuela	varauksia	4000
Vietnam	Historialliset resurssit	1250
Gabon	Historialliset resurssit	resurssit 2000
Intia	varauksia	7000
	resursseja	25249
Iran	varauksia	2500
	resursseja	4526,30
Kazakstan	varauksia	8300
Kanada	varauksia	1700
Kiina	taattuja varantoja	22364
Mauritania	varauksia	700
	resursseja	2400
Meksiko	varauksia	700
Pakistan	historiallisia resursseja	903,40
Peru	Historialliset resurssit	5000
USA	varauksia	6900
Turkki	Todistettu + todennäköiset reservit	113,25
Ukraina	Luokkien A + B + C varaukset	24650
	Luokan C reservit	7195,93
Chile	Historialliset resurssit	1800
Etelä-Afrikka	varauksia	1000
Ruotsi	Todistettu + todennäköiset reservit	1020
	Mitatut + osoitetut + päätellyt resurssit	511
Koko maailma	varauksia	1 58 000

Suurimmat rautamalmiraaka-aineiden tuottajat vuonna 2010

Yhdysvaltain mukaan Geologian tutkimuslaitoksen mukaan maailman rautamalmin tuotanto vuonna 2009 oli 2,3 miljardia tonnia (kasvua 3,6 % vuoteen 2008 verrattuna).

Rautamalmeja kutsutaan rautaa sisältäviksi kiviksi, joista raudan erottaminen on taloudellisesti mahdollista. Rautaa sisältäviä mineraaleja on paljon, mutta useimmissa tapauksissa niiden rautapitoisuus on pieni tai itse mineraali löytyy luonnosta pieniä määriä.
Tärkeimmät rautaa sisältävät mineraalit voidaan jakaa seuraaviin neljään ryhmään niiden kemiallisen koostumuksen mukaan: 1) rautaoksidit; 2) rautakarbonaatti; 3) piipitoinen rauta ja 4) rikkipitoiset rautayhdisteet. Näiden mineraalien nimet ja luettelo on esitetty taulukossa. 7.

Magnetiitti. Kemiallinen kaava magnetiitti (magneettinen rautamalmi) Fe3O4. Se sisältää 72,4 % Fe ja 27,6 % O2. Sen väri on tumma, harmaasta mustaan; mineraalilla on magneettisia ominaisuuksia. Syngonia on kuutio, symmetriatyyppi on heksaoktaedrinen, kovuus on 5,5-6; lyö paino 4,9-5,2. Tämän mineraalin osuus rautamalmien kokonaistuotannosta on pieni. Kuitenkin joillakin metallurgisilla alueilla, esimerkiksi Uralilla tai Ruotsissa, magnetiittimalmit ovat vallitsevia.
Luonnollisissa olosuhteissa magnetiitti, säilyttäen samalla kiteisen rakenteensa, hapettuu tavalla tai toisella. Magneettisen rautamalmin happipitoisuus ei tässä tapauksessa enää täysin vastaa kaavaa Fe3O4 tai FeO*Fe2O3.
Yleensä magneettisen rautamalmin muodostamissa malmeissa on magnetiitin lisäksi sen sään tuotteita - puolimartiittia ja martiittia. Acad. M.A. Pavlov. magneettiseen rautamalmiin sisältyvät sellaiset malmit, joissa Fetot/FeO-suhde on alle 3,5 (hapettumattoman magneettisen rautamalmin 2,333 sijaan). Malmit, joiden Fetot/FeO-suhde on yli 3,5 ja alle 7, luokitellaan puolimartiiteiksi, ja lopuksi malmit, joiden Fetot/FeO-suhde on yli 7, luokitellaan martiiteiksi. Sokolov, joka hyväksyi samat luvut, käytti Fetot/FeO-suhteen sijasta Fetot/FeFeO-suhdetta. Näin ollen yllä oleva magnetiittimalmien luokittelu on ehdollinen.
Hematiitti. Kemiallisesti puhdas rautaoksidi sisältää 70 % Fe ja 30°/o O2. Luonnossa tunnetaan kaksi rautaoksidin polymorfista muunnelmaa - stabiili a-Fe2O3 (trigonaalinen oingony) ja epästabiili y-Fe2O3 (kuutiojärjestelmä), jolla on vahvat magneettiset ominaisuudet ja jota kutsutaan maghemiitiksi.
Hematiittia edustaa ensimmäinen modifikaatio. Hematiitin kiteisten lajikkeiden väri on rautamustasta teräksenharmaaseen. Hematiitin ominaispaino on 5,0-5,3, kovuus 5,5-6. Hematiitti muodostaa perustan maailman tärkeimmille rautamalmiesiintymille. Yhdistettynä eri geologisten ajanjaksojen kiviin, nämä malmit ovat laajalle levinneitä eri muodoissa. Monet näistä lajeista on nimetty heidän mukaansa erottuvia piirteitä; kuten punainen rautakivi, ooliittinen punainen rautakivi, rautapitoinen kiille, punainen lasipää jne.
Ruskeat rautakivet. Pitkään uskottiin, että rautaoksidi muodostaa seuraavat kemialliset yhdisteet veden kanssa: sinulla on - 2Fe2O3*H2O (66,31 % Fe ja 5,3 % hydraatiovesi); götiitti - Fe2O3*H2O (62,92 % Fe ja 10,1 % hydraatiovettä); limoniitti - 2Fe2O3 * 3H2O (59,88 % Fe ja 14,43 % hydraatiovettä); ksytoonderiitti-Fe203*2H20 (57,14 % Fe ja 18,36 % hydraattimoodi); limniitti - Fe2O3 * 3H2O (52,3 % Fe ja "25,3 % hydraatiovettä).
Äskettäin röntgentutkimusten tuloksena on todettu, että itse asiassa rautaoksidi muodostaa veden kanssa yhden kemiallisen yhdisteen, jonka suhde on Fe2O3:H2O = 1:1, jolla on tietty kidehila. Yhä enemmän vettä sisältävät rautahydroksidit ovat pohjimmiltaan hydrogeelejä eivätkä tietyn koostumuksen yhdisteitä. Ne sisältävät yleensä vaihtelevia määriä adsorboitua vettä.
Nykyaikaisissa mineralogian oppikirjoissa goetiitin kaava kuvataan usein muodossa HFeO2 (koska Goetiittissa oleva Fe liittyy hydroksyyliin), ja limoniitin (kaikki rautahydroksidit, joiden Fe2O3:H2O > 1) kaava on HFeO2*aq (aqua latinaksi on vesi). Röntgen- ja lämpötutkimusten mukaan Tourite osoittautui seokseksi goetiittia ja limoniittia hydrohematiitin kanssa, eikä se siksi ole itsenäinen mineraali.
Goetiittijärjestelmä on rombinen, rombipyramidityyppinen symmetria.
Limoniitin ja goetiittien väri on tummanruskeasta mustaan. Goethiitin kovuus 4,5-5,5, limoniitin 4-1; goetiitin ominaispaino on 4,0-4,4, limoniitin - vaihtelee 3,3-4,0.
Fyysisen tilan ja ulkonäön mukaan ruskeasta rautamalmista erotetaan monia lajikkeita: ruskea lasipää, tavallinen ruskea rautamalmi, suo- ja järvimalmit ja muut.
Karbonaatit. Tämän ryhmän tärkein edustaja on mineraali nimeltä sideriitti, rautasälpä tai maasälpä; sen koostumus määritetään kaavalla FeCO3 (48,3 % Fe ja 37,9 % CO2). Isomorfisista epäpuhtauksista esiintyy useimmiten mangaani- ja magnesiumkarbonaatteja. Sideriitin syngonia on trigonaalinen. Sideriitin väri tuoreessa tilassa on kellertävänvalkoinen, harmahtava, joskus vihreä tai ruskehtava. Sideriitin kovuus on 3,5-4,5; ominaispaino 3.9.
Sään aikana sideriitti hapettuu muodostaen limoniittia ja goetiittia.
rautasilikaatit. Rautasilikaatteja sisältyy joihinkin rautamalmeihin epäpuhtauksina. Monet mineraalit luokitellaan rautasilikaateiksi, esimerkiksi kloriittien ryhmä, jonka yksi edustajista on kamosiitti (likimääräinen kaava 4FeO*Al2O3*3SiO2*4H2O). FeO-pitoisuus tässä silikaatissa vaihtelee välillä 34,3 - 42,5 %.
Muiden rautasilikaatteja sisältävien ryhmien mineraaleista on syytä mainita nontroniitti, jonka koostumus määräytyy kaavalla: m (Mg3 [OH] 2) p ((Fe, Al) 2 2) nH2O, almandiini - Fe3Al23; ja andradiitti Ca3Fe23.
Raudan rikkiyhdisteet. Yksi tätä ryhmää edustavista mineraaleista on rikkikiisu (rikkipyriitit, rautapyriitit) FeS2, joka sisältää 46,7 % Fe ja 53,4 % S. Korkean rikkipitoisuuden vuoksi rautasulfideja sisältäviä mineraaleja ei käytetä rautamalmina. Pyriitti- tai rikkikiisumalmeja louhitaan merkittäviä määriä rikkihapon valmistamiseksi, kun taas malmit pasahdetaan ilmassa. Paahtamisen aikana suurin osa rikistä poistuu, kiinteä jäännös on pääasiassa rautaoksidia ja sitä kutsutaan rikkikiisuksi. Nämä tuhkat voivat agglomeroinnin jälkeen mennä masuuneihin.
Markasiitti on FeS2:n polymorfinen lajike ja siinä on rombinen järjestelmä (pyriitillä on kuutiojärjestelmä).