Запасы железных руд в Украине и их использование в металлургии

Размещено на http://www.allbest.ru/

3

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Металлургия чугуна»

ТЕМА:

Запасы железных руд в Украине и их использование в металлургии

СОДЕРЖАНИЕ

1. Запасы железорудного сырья в мире и в Украине

2. Характеристика ископаемых железных руд

3. Оценка исчерпаемости запасов железных руд, перспективы обеспечения потребности в металле в будущем

Выводы

Источники

1. Запасы железорудного сырья в мире и в Украине

Желемзные румды -- природные минеральные образования, содержащие железо и его соединения в таком объёме, когда промышленное извлечение железа из этих образований целесообразно. Несмотря на то что железо входит в большем или меньшем количестве в состав всех горных пород, под названием железных руд понимают только такие скопления железистых соединений, из которых с выгодой в экономическом отношении можно получить металлическое железо.

Добыча железной руды в мире выглядит следующим образом [1].

Месторождения железных руд по запасам классифицируют:

По данным Геологической службы США добыча железной руды в мире по странам выглядит так (Таблица).

Таблица. Список стран по добыче железной руды

По другим данным [2], наибольшими запасами железной руды обладают такие страны:

В целом минерально-сырьевую базу железных руд мира характеризуют четыре главные геолого-промышленные типа месторождений, обладающих наибольшими ресурсами и запасами, из которых добывается почти весь объём товарных руд:

1 - месторождения магнетитовых руд в железистых кварцитах и сланцах кристаллических щитов, локализованные в крупных железорудных бассейнах. Запасы месторождений такого типа составляют 71,3% мировых. Наиболее крупные из них расположены в Российской Федерации, Украине, Индии, Габоне, Гвинее, ЮАР, Бразилии, Китае, Венесуэле, Канаде, США и Австралии.

2 - осадочные и вулканогенно-осадочные месторождения, залегающие в осадочных прибрежно-морских или вулканогенно-осадочных толщах. Месторождения этого типа составляют 11,4% мировых запасов. Они разведаны на территории Российской Федерации, Украины, Казахстана, Китая, США, Австралии и некоторых стран Европы и Северной Африки.

3 - месторождения магнетитовых руд в складчатых зонах древних платформ и в осадочном покрове платформ (7,3% мировых запасов). Наиболее крупные залежи этого типа расположены в Российской Федерации, Вьетнаме, Казахстане, Иране, Турции, США, Перу и Чили.

4 - магматогенные и титаномагнетитовые руды составляют 6,5% мировых запасов. Месторождения такого типа находятся в Российской Федерации, Швеции, Танзании, Уганде, ЮАР, Турции, Иране, США и на территории некоторых других государств Европы и Африки.

Второстепенные типы месторождений в целом составляют всего 3,5% мировых запасов. Они представлены железистыми корами выветривания (Албания, Греция, Филиппины, Куба и страны тропической Африки) и современными прибрежно-морскими россыпными месторождениями (Индонезия, Япония, Новая Зеландия, ЮАР, Боливия и Бразилия).

Железная руда Украины

Украина имеет широкую и развитую чёрную металлургию, потребности которой в железной руде полностью удовлетворяются собственными месторождениями. При этом значительная часть товарного железорудного сырья экспортируется в другие страны. Чёрная металлургия является одной из базовых отраслей экономики Украины, осуществляющая около 14% производства товарной продукции от всей промышленности страны и обеспечивающая высокий экспортный потенциал.

В Государственном балансе полезных ископаемых Украины учтены запасы железных руд в размере 28491,2 млн. тонн. Они сосредоточены в 52 месторождениях, из которых ныне разрабатываются 24. Кроме того, разведаны запасы железных руд объёмом в 10,8 млрд. тонн, не включённые в Государственный баланс.

По производству товарных железных руд (4,9% мировых) Украина занимает 7-е место в мире, уступая лишь Китаю, Бразилии, Австралии, Индии, Российской Федерации и США.

Общими разведанными запасами железных руд горнодобывающие предприятия страны обеспечены на 180 лет вперёд, а запасами месторождений, которые эксплуатируются (или разрабатывались до недавнего времени) - на 130 лет.

На территории Украины проявления железных руд различного состава и происхождения встречаются в докембрийских, каменноугольных, юрских, меловых, палеогеновых, неогеновых и четвертичных отложениях Украинского щита, Крымского передового прогиба, Карпатской и Донецкой складчатых областей. Основные промышленные месторождения приурочены к породам докембрийского (95,9% общих запасов) и неогенового (4,1%) возраста.

Украинский щит относится к одной из главных железорудных провинций мира. В его докембрийских породах выявлено около сотни месторождений и перспективных рудопроявлений железа, а запасы 44 месторождений учтены в Государственном балансе. По масштабам запасов месторождения варьируют от уникальных до мелких.

К Украинскому щиту приурочены Криворожский железорудный бассейн (72% разведанных запасов), Кременчугский, Белозерский и Приазовский железорудные районы (соответственно, 16%, 10% и 2%). Большинство месторождений, в том числе все разрабатываемые, связаны с железисто-кремнистыми формациями архейского и протерозойского возраста. Добыча железных руд ведется в Криворожском бассейне, Кременчугском и Белозерском районах.

В настоящее время здесь разрабатываются 24 месторождения: 21 - в Криворожском бассейне (Кривбассе), 2 - в Кременчугском районе, 1 - в Белозерском. В 2001 г. на них было добыто более 120 млн. тонн железной руды. Её добыча осуществлялась в 10 шахтах (около четверти всей добычи) и 10 карьерами. Глубина большинства разрабатываемых карьеров превышает 300 м, а подземных выработок - более километра. Запасы месторождений Приазовского района пока не эксплуатируются.

Криворожский железорудный бассейн.

Криворожский железорудный бассейн - одна из наиболее изученных, промышленно освоенных и лидирующих по добыче железных руд территория в пределах Украинского щита. Кривбасс практически полностью находится в пределах Днепропетровской области. Все его разведанные запасы составляют 21,8 млрд. тонн, а прогнозные ресурсы оцениваются ещё в более чем 19 млрд. тонн. Территориально Кривбасс представляет собой полосу развития метаморфизованных протерозойских толщ, протягивающуюся на 85 км (ширина 0,5-7,0 км) и вмещающую основные железорудные месторождения Украины. Большую часть этой территории занимает г. Кривой Рог. Основными типами железных руд Кривбасса являются железистые кварциты (джеспилиты) с содержанием железа 30-45%, богатые железные руды (содержащие 46-67% железа), труднообогатимые железистые окисленные кварциты и бурые железняки.

Кременчугский железорудный район.

Кременчугский железорудный район расположен на левом берегу р. Днепр (Полтавская область). Зачастую он объединяется с Кривбассом и рассматривается как Криворожско-Кременчугская железорудная зона (бассейн). Территориально район представляет собой полосу (длиной до 45 км и шириной 0,2-3,5 км) метаморфизованных железисто-кремнистых пород и сланцев, протягивающуюся в северо-восточном направлении. В этом районе находятся 5 месторождений (Горишнеплавнинское, Лавриковское, Еристовское, Белановское и Кременчугское) с общими запасами 4504 млн. тонн при со среднем содержании железа 27,4-58,5%. Из них первые два разрабатываются открытым способом (карьерами) Полтавским горно-обогатительным комбинатом (ГОКом), остальные пока остаются резервными. железная руда ископаемый бассейн

Белозерский железорудный район.

Белозерский железорудный район представляет полосу (длиной 65 км и шириной 2-20 км) железистых кварцитов, протягивающуюся в субмеридиональном направлении. На этой территории разведаны 3 месторождения (Северо-Белозерское, Южно-Белозерское и Переверзевское), в которых пласты железистых кварцитов (мощностью 60-250 м) простираются на несколько километров. Руды здесь залегают в сложных горно-геологических условиях - они покрыты мощным, сильно обводненным чехлом рыхлых пород. Разведанные запасы месторождений Белозерского железорудного района оцениваются в 700 млн. тонн, а среднее содержание железа в них составляет 60,6%. Запорожский железорудный комбинат разрабатывает Южно-Белозерское месторождение, где шахтным способом добываются не требующие обогащения богатые железные руды со средним содержанием железа 55,7-62,8%.

Конкский район магнитных аномалий.

В этом районе установлена полоса магнитных аномалий, вытянувшаяся в северо-восточном направлении на более 40 км (ширина 3-12 км). Это фрагмент крупной структуры, сложенной метаморфизованными вулканогенно-осадочными породами - железистыми кварцитами, амфиболитами и сланцами. В Конкском районе магнитных аномалий установлены Веселянский, Кирпотинский, Промежуточный, Магдалиновский и другие железорудные участки со средним содержанием железа в 15-40%. Относительно малые ресурсы, низкое содержание железа, сложности их обогащения обусловливают квалификацию этого района пока в качестве неперспективного.

Приднепровский железорудный район.

Район расположен на территории Днепропетровской, Запорожской и Херсонской областей. На западе он граничит с Криворожско-Кременчугской, на востоке - Белозерско-Ореховской железорудными зонами. В пределах района выделяются Толоко-Подянская, Кобелякская магнитные аномалии, Верховцевское и Чертомлыкское рудоносные поля. В целом железистые кварциты архейского возраста имеют здесь относительно невысокое среднее содержание железа - 26,7-35,3%.

Приазовский железорудный район.

Приазовский железорудный район (Запорожская и Донецкая области) является первоочередной резервной базой сырья для черной металлургии Украины. Здесь промышленные запасы составляют 2958,8 млн. тонн при среднем содержании железа 27,6%. Они подсчитаны в пределах Васиновского, Куксунгурского, Гуляйпольского и Мариупольского месторождений. Подготовленные ещё 30 лет назад к промышленному освоению месторождения пока не эксплуатируются. Примерно треть из разведанных запасов района представляют собой легкообогатимые высококачественные магнетитовые кварциты Мариупольского, Куксунгурского и Васиновского месторождений. Из приазовских месторождений (прежде всего, Куксунгурского и Васиновского) можно получать железорудные концентраты с содержанием железа 69-72%, пригодные для применения в современной металлургии.

Одесско-Белоцерковский железорудный район.

Этот наибольший по площади железорудный район Украинского щита, охватывающий участки в пределах Житомирской, Киевской, Винницкой, Черкасской, Одесской и Николаевской областей. На его территории в архейских осадочно-вулканогенных породах выявлено более 200 магнитных аномалий, из которых около четверти исследовано бурением. Здесь выявлен ряд мелких и средних железорудных месторождений, которые в будущем могут разрабатываться открытым и подземным способами.

Керченский железорудный бассейн.

В прошлом веке Керченский железорудный бассейн играл заметную роль в поставках товарной железной руды для чёрной металлургии Украины. Добыча железных руд из-за их низкого качества и нерентабельности производства в сравнении с рудами Украинского щита была прекращена 15 лет назад, а месторождения законсервированы. В этом бассейне на Государственном балансе запасов состоит ныне 8 месторождений железных руд с общими запасами 1182 млн. тонн и средним содержанием железа в 28,4%. Руды Керченского железорудного бассейна представляют собой бурые оолитовые железняки неогенового возраста.

2. Характеристика ископаемых железных руд

Типы руд

Различаются следующие промышленные типы железных руд [3]:

Титано-магнетитовые и ильменит-титаномагнетитовые в базитах и ультрабазитах

Апатит-магнетитовые в карбонатитах

Магнетитовые и магно-магнетитовые в скарнах

Магнетит-гематитовые в железных кварцитах

Мартитовые и мартит-гидрогематитовые (богатые руды, образуются по железным кварцитам)

Гётит-гидрогётитовые в корах выветривания.

Существует три вида железорудной продукции, использующиеся в чёрной металлургии: сепарированная железная руда (обогащённая методом сепарации рассыпчатая руда), аглоруда (спечённая, окускованная путем термической обработки) и окатыши (сырая железосодержащая масса с добавлением флюсов (обычно, известняка); формуется в шарики диаметром около 1--2 см).

Химический состав

По химическому составу железные руды представляют собой окиси, гидраты окисей и углекислые соли закиси железа, встречаются в природе в виде разнообразных рудных минералов, из которых главнейшие: магнетит, или магнитный железняк; гётит, или железный блеск (красный железняк); лимонит, или бурый железняк, к которому относятся болотные и озерные руды; наконец, сидерит, или шпатоватый железняк (железный шпат), и его разновидность сферосидерит. Обыкновенно каждое скопление названных рудных минералов представляет смесь их, иногда весьма тесную, с другими минералами, не содержащими железа, как, например, с глиной, известняком или даже с составными частями кристаллических изверженных пород. Иногда в одном и том же месторождении встречаются некоторые из этих минералов совместно, хотя в большинстве случаев преобладает какой-нибудь один, а другие связаны с ним генетически.

Богатая железная руда

Богатая железная руда имеет содержание железа свыше 57 %, а кремнезёма менее 8--10 %, серы и фосфора менее 0,15 %. Представляет собой продукт природного обогащения железистых кварцитов, созданных за счёт выщелачивания кварца и разложения силикатов при процессах длительного выветривания или метаморфоза. Бедные железные руды могут содержать минимум 26 % железа.

Выделяют два главных морфологических типа залежей богатой железной руды: плоскоподобные и линейные.

Плоскоподобные залегают на вершинах крутопадающих пластов железистых кварцитов в виде значительных по площади с карманоподобной подошвой и относятся к типовым корам выветривания. Линейные залежи представляют падающие в глубину клиноподобные рудные тела богатых руд в зонах разломов, трещинуватостей, дробления, изгибов в процессе метаморфоза. Руды характеризуются высоким содержанием железа (54--69 %) и низким содержанием серы и фосфора. Наиболее характерным примером метаморфозных месторождений богатых руд могут быть Первомайское и Жёлтоводское месторождения в северной части Кривбасса.

Богатые железные руды идут на выплавку стали в мартеновском, конвертерном производстве или для прямого восстановления железа(горячебрикетированное железо).

Бедные и средние по содержанию железа руды в целях промышленного использования должны предварительно пройти через процесс обогащения.

3. Оценка исчерпаемости запасов железных руд, перспективы обеспечения потребности в металле в будущем

Минеральное сырье (полезные ископаемые) относится к разряду невозобновляемых природных ресурсов. Строго говоря, в масштабах страны их воспроизводство возможно, однако, только лишь в том случае, если удастся взамен выбывающего из хозяйственного оборота месторождения открыть новое путем проведения геологоразведочных работ. Однако, если говорить о ближайшей перспективе, все крупные месторождения уже открыты и вероятность существенных изменений в этой сфере достаточно неопределенна. Кроме того, практика последних лет показывает, что вновь открываемые разведанные запасы по своему объему не компенсируют выбытие ресурсов в результате хозяйственного использования. Поэтому можно сказать, что минеральное сырье не только не воспроизводимо, но и подвержено истощению. Для реальной практики это означает вынужденную необходимость перехода к эксплуатации относительно «бедных» месторождений, часто находящихся в отдаленных от перерабатывающих центров и потребителей районах с отсутствующей инфраструктурой, что увеличивает издержки производства.

Однако существуют факторы, противодействующие этой тенденции. Потребность в металле по-прежнему может удовлетворяться за счет наращивания добычи железной руды, но может обеспечиваться и путем реализации альтернативных вариантов. Спрос на металлы может уменьшаться вследствие научно-технического прогресса, применения новых технологий и снижения суммарной металлоемкости, а также применения новых конструкционных материалов-заменителей. Этому же способствует проведение соответствующей экспортно-импортной политики, увеличение импорта либо самих сырьевых ресурсов, либо готовых изделий из них. Действие этих факторов меняет структуру экономики и, в конечном итоге, должно оказывать влияние на уменьшение дефицитности сырья, а также на издержки производства в ресурсном секторе в сторону их снижения. Поэтому процесс физического истощения природных ресурсов и, в частности, минерального сырья, может не совпадать с их экономическим истощением, связанным с ростом издержек.

Изменения рыночных цен служат своего рода сигналами, создающими препятствие на пути к экономической катастрофе. Если запасы меди, алюминия или нефти начнут заметно истощаться, их цены станут подниматься и автоматически вызовут две реакции. Во-первых, у пользователей ресурсов появятся более сильные побуждения либо бережнее относиться к таким ресурсам, либо использовать их заменители, либо внедрять новые ресурсосберегающие технологии. Во-вторых, рост цен на ресурсы заставляет их производителей расширять свое производство путем низкоконцетрированных руд и их дальнейшего обогащения, причем при более низких ценах это может оказаться экономически неосуществимо. Таким образом, ценовой механизм вызывает реакции, которые помогают справляться с нехваткой ресурсов.

В целом, процессы истощения или воспроизводства природных ресурсов зависят от того, какие цели - текущие или долговременные - положены в основу стратегии их потребления и какие ограничения (экологические, инфраструктурные, производственные, институциональные) используются при этом.

По некоторым данным, обеспеченность ресурсами по миру (с учетом современного уровня добычи) такая:

- уголь - более 3000 лет;

- железная руда - 460 лет;

- газ - 50 лет;

- нефть - 36 лет.

По другим данным [5]. В 1970 г. ученый Массачусетского технологического института Джей Форрес-тер разработал первые глобальные модели развития мира «World-1» и «World-2». Группа его учеников под руководством Денниса Медоуза в 1972 г. в модели «World-3» проанализировала взаимосвязь переменных: промышленного производства, населения, производства продовольствия, природных ресурсов, загрязнения окружающей среды, продолжительности жизни, потребления товаров, продовольствия, услуг на душу населения.

Авторы проекта прежде всего исходили из расчетного объема минеральных ресурсов, имеющихся в мире на 1970 г. Так, по данным Бюро США по горному делу, при существовавших тогда темпах потребления алюминия в мире оставалось на 100 лет добычи, кобальта - на 110, меди - на 36, золота - на 11, железа - на 240, свинца - на 26, марганца - на 97, ртути - на 13, природного газа - на 38, нефти - на 31, серебра - на 16, олова - на 17, вольфрама - на 40, цинка - на 23, никеля - на 150 лет и т. д. Однако если учесть, что темпы потребления ресурсов ускоряются и через определенный срок происходит удвоение потребления, то есть происходит экспоненциальный рост, то ресурсы могут закончиться гораздо быстрее. Например, запасы алюминия истощатся уже не через 100 лет, а через 31 год. Если же предположить, что разведана пока только пятая часть мировых запасов алюминиевой руды, то она все равно должна закончиться к 2022 г.

Выводы

1. Украина обладает большими запасами железной руды, которые позволяют бесперебойно работать металлургическим предприятиям еще многие десятилетия.

2. Наиболее перспективным для дальнейшей разработки и использования является Криворожский железорудный бассейн - как по запасам руды, так и по ее качеству.

3. В будущем проблема обеспечения металлургии железорудным сырьем будет обостряться,, но по различным оценкам сложности с железорудным сырьем наступят еще не скоро - через 200…300 лет.

Источники

1. Сайт «Википедия» - http://ru.wikipedia.org/wiki/Список_стран_по_добыче_железной_руды

2. Сайт «Википедия» - http://ru.wikipedia.org/wiki/Железная_руда

3. Сайт «Украинская ассоциация сталеплавильщиков» http://uas.su/allmet/1ore/ironore/005.php

4. Сайт «Геолого-географическое обозрение» http://www.geoglobus.ru/ecology/practice14/metallurgy01.php

5. Журнал «Век глобализации». Выпуск №1/2009.

Размещено на Allbest.ru