Железные руды. Криворожское месторождение железных руд».

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………….…3

1. Кривбас. Общие сведения. История…………………………………………………….3
2. Строение Криворожского месторождения……………………………………….…….5
3. Промышленные типы месторождений железных руд……………………………...….7
4. Мировые железорудные запасы………………………………………………………...9

Заключение………………………………………………………………………………..…….10

Список литературы……………………………………………………………………………..11

Введение

Первые упоминания о железе встречаются в египетских папирусах, сделанных примерно 4000 лет  до н. э. По-видимому, оно было известно лишь в метеоритах. Изделия из железа появились во втором тысячелетии до н. э. в Египте, Ассирии и несколько позже в Индии и Китае. Широкое использование человеком железа для изготовления оружия, орудий труда и других предметов определило смену бронзового века железным (примерно IX–VIII вв. до н. э.). С развитием металлургии мелкие печи, в которых плавились бурые железняки на древесном угле, сменились домнами, выплавляющими чугун из разнообразных железных руд на каменноугольном коксе. Особенно большое развитие черная металлургия получила в XX веке, когда для изготовления специальных сталей начали широко использовать легирующие добавки (Co, Cr, Ni, Mo, W), а затем редкие металлы (Nb, Ta, Zr, Se, Te, V), редкие земли (Ce, La и др.).

Железные руды — природные минеральные образования, содержащие железо и его соединения в таком объёме, когда промышленное извлечение железа из этих образований целесообразно.

В СНГ сосредоточено большое количество месторождений, из которых выгодно и экономически целесообразно добывать железную руду. В данном реферате речь пойдет о месторождении железной руды «Кривой рог».

1. Кривбас. Общие сведения. История.

 КРИВОРОЖСКИЙ ЖЕЛЕЗОРУДНЫЙ БАССЕЙН (Кривбас) — один из крупнейших в CCCP железорудных бассейнов, являющийся основной сырьевой базой чёрной металлургии CCCP. Расположен на территории Днепропетровской области УССР и представлен полосой железистых пород шириной от 2 до 7 км, протянувшейся с юга на север более чем на 100 км вдоль рек Ингульца, Саксагани и Жёлтой (бассейн Днепра). Площадь около 300 км². Входит в Криворожско-Кременчугскую металлогенического зону. Основные полезные ископаемые бассейна — т.н. богатые железные руды ижелезистые кварциты. Разведанные запасы богатых железных руд со средним содержанием Fe 56,7% составляют (до глубины 1500 м) 1,1 млрд. т; железистых кварцитов со средним содержанием Fe 34,2% — 16,6 млрд. т (до глубины 500-800 м), в т.ч. магнетитовых 13,8 млрд. т (1984). Первые сведения о добыче железных руд относятся к времени скифов (6-2 вв. до н.э.). Открытие месторождений железных руд в Криворожском железорудном бассейне относится ко 2-й половине 18 века, когда академик В. Ф. Зуев описал "железный шифер" по берегам реки Ингулец (1781-82). Геологическое изучение бассейна начато с 1880 С. О. Конткевичем, предложившим трёхчленное стратиграфическое деление пород криворожской серии. Планомерные геологические исследования осуществляются с 1896 Геологическим комитетом под руководством А. С. Михальского, а с 1904 — А. В. Фааса. Большой вклад в изучение Криворожского железорудного бассейна внесли П. П. Пятницкий, И. И. Танатар, Н. И. Свитальский, Ю. Г. Гершойг, Н. П. Семененко, Я. Н. Белевцев и др.

Разведка месторождений и промышленное освоение Криворожского железорудного бассейна начались в 80-х гг. 19 века, когда первооткрывателем богатых железных руд А. Н. Полем было основано "Акционерное общество криворожских железных руд". В 1882 добыто более 16 тысяч т руды. Освоение в промышленных масштабах началось с 1884 с вступлением в строй железной дороги, соединившей Криворожский железорудный бассейн с Донбассом. В 1897 Криворожский железорудный бассейн занял 1-е место в России по добыче железных руд. Значительная часть предприятий принадлежала главным образом французскому капиталу. Максимальная добыча руды в дореволюционной России приходится на 1913 — 6,4 млн. т (74% всей железной руды, добытой в России). Глубина карьеров достигала 80 м, наиболее глубокая шахта была пройдена на глубину 300 м. В годы 1-й мировой войны 1914-18, Гражданской войны и иностранной интервенции 1918-20 большинство шахт было разрушено. Восстановление бассейна началось в 1921, а к 1930 добыча превысила дореволюционный уровень. В годы довоенных пятилеток были реконструированы действующие, введены в строй новые механизированные шахты. Был построен Криворожский металлургический завод им. В. И. Ленина. Добыча руды в 1940 достигла 18 млн. т.

Большой ущерб был нанесён Криворожскому  железорудному бассейну Великой  Отечественной войной 1941-45. Восстановительные  работы начались сразу после освобождения (22 февраля 1944) Криворожья. К началу 1948 все шахты были восстановлены или построены вновь и начали работать на новой технической базе; в 1950 добыча железной руды превысила довоенную. В 1955 впервые в CCCP в Криворожском железорудном бассейне начата добыча и обогащение железистых кварцитов (бедных руд) Южным горно-обогатительным комбинатом. В дальнейшем для их переработки до 1965 были введены в строй Новокриворожский горно-обогатительный комбинат, Центральный горно-обогатительный комбинат, Северный горно-обогатительный комбинат и Ингулецкий горно-обогатительный комбинат. [1]

2. Строение Криворожского месторождения

Криворожская  серия образует сложный синклинорий, состоящий из синклинальных и антиклинальных складок с падением крыльев под углами 45-80°, большей частью с килевидным замыканием синклиналей (Рис.1). Шарниры синклиналей погружаются под углом до 40° на север. Обычно крылья складок в той или иной мере срезаны продольными сбросамиили надвигами, крупнейшим из которых является Саксаганский надвиг. В результате этих дислокаций на общем простирании бассейна обособлены рудоносные структуры (с юга на север): Ингулецкая (Южное рудное поле), Саксаганская (Главное, или Саксаганское, рудное поле), Первомайская, Анновская, Желтореченская (Северное рудное поле), Попельнастовская. В Северном рудном поле осадочные породы жестоко прорваны протерозойскими гранитнымиинтрузиями.

Железистые кварциты представлены во всех рудных полях, их запасы в Кривбассе  огромны. Различаютсямагнетитовые, магнетит-гематитовые и гематитовые типы и их в той или иной мере окисленные в коре выветривания разности. Основное промышленное значение имеют неокисленные магнетитовые и магнетит-гематитовые разности. Горно-обогатительные комбинаты (ГОКи) Кривбасса разрабатывают железистые кварциты крупными карьерами и получают из кварцитов высокосортный магнетитовый концентрат. 
Наибольшие запасы богатых руд, основная часть которых относится к группе коры выветривания, сосредоточены в саксаганской части бассейна. Рудоносный средний отдел имеет здесь мощность до 2000 м. и содержит до восьми пластов железистых кварцитов. 
Богатые руды, состоящие в основном из окислов и гидроокислов железа, слагают пласто-, столбо-, штоко- и линзообразные залежи и тела среди железистых кварцитов. Условия залегания богатых руд несколько различны в различных частях бассейна. В главном Саксаганском рудном поле залежи богатых руд локализованы полностью в пластах железистых кварцитов, на крыльях и в шарнирных частях синклиналей. Особенно благоприятны для локализации рудных тел на крыльях складок зоны поперечных смятий типа пологих складок и флексур, сопровождаемых развитием кливажа и межслоевыми подвижками, а также зоны разломов по простиранию слоистости и узлы разрывных нарушений с дроблением и трещиноватостыо. В результате рудные тела располагаются в пластах железистых кварцитов группами и цепочками с бОльшими или меньшими перерывами. Отдельные рудные тела на глубине как бы сливаются в шарнирных частях синклиналей, образуя крупные рудные столбы, часто с килевидной подошвой, совпадающие по простиранию и падению с шарнирами складок.

Наибольшая  насыщенность рудными телами в Саксаганском районе наблюдается в пятом и шестом железистых горизонтах, что связано с более высоким содержанием в них железа и с более тонкой их слоистостью, способствовавшей развитию деформаций. 
В Южном рудном поле богатые руды пластообразного характера залегают в зоне стратиграфического несогласия между отложениями среднего и верхнего отделов криворожской серии. 
Богатые руды такого стратиграфического положения отмечены и в ряде пунктов Саксаганского и Желтореченского районов. 
В Северном рудном поле развиты силикатно-магнетитовые и силикатно-магнетит-железнослюдковые руды. Формы рудных тел преобладающе столбообразнме, в меньшем числе штоко- и линзообразные, редко пластообразные. Залегают они как согласно с замещаемыми породами, так нередко и секут их слоистость или сланцеватость. Контролируются рудные тела зонами дробления, смятия, тектоническими швами, узлами разрывных нарушений. Формы и размеры сечений рудных тел весьма изменчивы.

Некоторые особо  красивые сорта криворожского джеспилита отличаются причудливым чередованием красных и синих полос и  используются как поделочный камень. Криворожский джеспилит был использован при оформлении парадных залов Петергофского дворца. Кроме того, в Кривом Роге встречаются поделочные камни: "тигровый глаз" и "соколиный глаз", а также редкие по чистоте мономинеральные скопления параллельно-волокнистого или спутанно-волокнистого синего амфибола (рибекита), в небольших количествах извлекаемого попутно для технических и иных целей.[2]

Рис. 1. Геологический разрез Криворожского железорудного бассейна в районе г. Кривого Рога (по Я. Белевцеву): 
1 – микроклиновые граниты; 2 – кварциты верхней свиты; 3 – сланцы средней свиты; 4 – железистые кварциты средней свиты; 5 – тальк-карбонатный горизонт; 6 – кварциты нижней свиты; 7 – альбитофиры; 8 – плагиограниты; 9 – тектонические нарушения

3. Промышленные типы месторождений железных руд

По распространенности в земной коре, удельному весу запасов  и добычи промышленные месторождения  железных руд подразделяют на несколько  основных и второстепенных типов. К  основным типам месторождений относят  следующие. 
    1. Месторождения железистых кварцитов и богатых руд, образовавшихся по ним. На долю этого типа месторождений, так называемых докембрийских железистых кварцитов и сходных с ними джеспилитов, таконитов, итабиритов, приходится до 78  % всех запасов и 66-69  % мировой добычи железных руд. К ним относятся месторождения Украины, КМА, Карелии, Якутии и других районов СНГ, района озера Верхнего (США), месторождения Канады, Бразилии, Австралии, Индии, Центральной и Западной Африки и ряда других районов мира. Первоначально месторождения были осадочными или вулканогенно-осадочными. Отложение первичного вещества этих руд из воды мирового океана происходило более 500 млн. лет назад. В дальнейшем они подвергались метаморфизму, руды перекристаллизовались, приобрели полосчатое строение, обусловленное чередованием полосок кварца, магнетита, гематита, хлорита, биотита и других силикатов. В зависимости от минерального состава и технологических свойств железистые кварциты делятся на магнетитовые и гематитовые, которые могут залегать вместе или образовывать самостоятельные месторождения. Содержание железа в перерабатываемых железистых кварцитах изменяется в пределах 16-40 %. Пустая порода кварцитов кремнистая. Без обогащения эти руды использовать нельзя.

Богатые гематит-мартитовые рудные тела с содержанием железа 40-62 %, приуроченные к железистым кварцитам, имеют пласто-, столбообразную и более сложную форму и возникли как в результате выветривания железистых кварцитов, так и эндогенным путем на значительных глубинах. 
    2. Пластовые осадочные месторождения образуются как в прибрежно-морских, так и в континентальных условиях. Прибрежно-морские месторождения наиболее крупные, к ним относятся Керченский, Аятский и Западно-Сибирский бассейны в СНГ, Лотаринский во Франции, ряд месторождений Аппалачских гор в США и др. Континентальные осадочные месторождения (речных долин, озерные и озерно-болотные) характеризуются линзо- и гнездообразной формой рудных залежей с изменчивой мощностью. К месторождениям этого типа относятся Лисаковское (Казахстан), Малкинское (Северный Кавказ) и многие другие. Руды этих месторождений имеют сидерит-лептохлорит-гидрогетитовый, реже гематитовый состав при среднем содержании железа 35-40 %.

Месторождения второго типа имеют важное промышленное значение в зарубежных странах, где на них приходится не менее 10 % всех запасов и до 24 % добычи железных руд. В СНГ роль этих месторождений невелика. В настоящее время разрабатываются лишь Керченское и Лисаковское месторождения. 
    3.  Железорудные скарновые месторождения имеют важное экономическое значение лишь в СНГ, где доля их в суммарных запасах составляет 16,2  %, а добыча – около 20  % . они широко распространены на Урале (Высокогорское, Благодатское, Ауэрбаховское, Магнитогорское месторождения и др.), в Казахстане (Соколовско-Сарбайское, Качарское, Давыдовское и др.), Западной Сибири (Таштагольское, Шерегешевское и др. в Горной Шарии), Закавказье (Дашкесанское). Все они – известково-скарновые. Руды – массивные, вкрапленные, брекчиевые магнетитовые, гематит-магнетитовые.

Формирование  руд происходило в несколько  стадий: сначала возникали гранат-пироксеновые или скаполитовые скарны, затем образовались железные руды, а после этого была наложена сульфидная минерализация (пирит, пирротин, халькопирит и др.). Железа в них содержится 20-50 %, и они хорошо поддаются обогащению. В рудах установлена примесь кобальта. Запасы месторождения этого типа средние, крупные и очень крупные. 
    4.  Апатит-магнетитовые жилообразные месторождения известны на севере Швеции (около 30), в Норвегии, Финляндии, России (Лебяжинское на Урале). Рудные тела таких месторождений представлены крутопадающими жило– и плитообразными залежами различной величины: от нескольких сотен метров до 4,5 км по простиранию и до 1,5 км по падению при мощности от нескольких метров до 100 м. Руды сложены магнетитом и апатитом. Подчиненную роль играют силикаты. Текстуры руд массивные и брекчиевые. В них содержится железа до 70  %, фосфора 2,5  %. Генезис месторождений этого типа остается дискуссионным. Их относят и к магматическим, и постмагматическим (метасоматическим), и к вулканогенно-осадочным, впоследствии метаморфизованным. На долю месторождений этого типа приходится около 3  % всех запасов и 5-6  % добычи железных руд зарубежных стран. В нашей стране они не добываются. 
    5.  Комплексные титаномагнетитовые месторождения являются магматическими. Среди руд различают ильменитовые, рутил-ильменитовые, гематит-ильменитовые, ильменит-апатит-магнетитовые. Кроме железа и титана в них содержится ванадий. Текстуры руд – массивные и вкрапленные. В них содержится, (%): Fe – 16-60, TiО2 – 6-30 и V2O5 – 0,3-2,0. В России титаномагнетитовые месторождения известны на Урале (Качканарское и Гусевогорское и др.), в Карелии, Восточной Сибири. На них приходится 10,7  % запасов железных руд стран СНГ. Разрабатываются они лишь на Урале и дают около 3,0  % добычи. За рубежом месторождения такого типа находятся в ЮАР, Канаде, Норвегии, Центральной Африке и других странах. Удельный вес их в запасах там составляет 8,0  %, а в добыче 3,0  %. [3]

4. Мировые железорудные запасы.

Для промышленного  обогащения используются руды с содержанием  железа не ниже 14-25%. При этом учитывается  размер месторождения, условия залегания  железосодержащей породы, качество и  комплексность руды. Вредными примесями в руде являются сера и фосфор. Богатыми считаются руды с содержанием железа не ниже 57%, кремнезёма – 8-10%, а серы и фосфора – до 0,15%. Наиболее качественные руды обычно содержат более 68% железа, менее 2% кремнезема, 0,01% серы и фосфора и до 3,3% других примесей. По объемам запасов железных руд их месторождения условно подразделяются на уникальные, крупные, средние и мелкие. Уникальных в мире насчитывается десятки, крупных и средних – сотни, а мелких – тысячи.

Разнообразные ресурсы железных руд имеются в почти 100 странах мира. Прогнозные и выявленные их ресурсы достигают 664,3 млрд. тонн. В десятку обладателей крупнейших залежей железа входят: Российская Федерация, США, Бразилия, Австралия, Украина, Китай, Канада, Казахстан, Индия и Швеция. В каждой из этих стран запасы сырья для чёрной металлургии превышают 10 млрд. тонн. В целом эти залежи оцениваются в 555,8 млрд. тонн или 83,7% мировых выявленных запасов.

Добыча железных руд в 2005 г. велась в 52 странах мира открытым и подземным способами. Производство товарных руд составило  около 1100 млн. тонн.

Экспорт товарных железных руд в 2003 г. составил 500,5 млн. тонн, тогда как в 1993 г. – 392,0, т. е. объёмы экспорта этого вида сырья возрастают. Почти 95% железных руд экспортировали страны, на территории которых они были добыты: Австралия, Бразилия, Канада, Индия, ЮАР, Швеция, Российская Федерация, Украина, Мавритания и Венесуэла.

Импорт товарных железных руд в 2003 г. в мире составил 486,3 млн. тонн, а в 1993 г. – 383,1, т.е. и  этот показатель заметно возрастает. Главными импортерами и потребителями  важнейшего для чёрной металлургии сырья являются: Япония, Китай, Германия, Южная Корея, Великобритания, Франция, США, Италия, Тайвань, Польша, Бельгия и Люксембург. [2]

Заключение

Высокое содержание железа в земной коре, многообразие геологических обстановок и условий  его концентрации обусловили многочисленность типов месторождений железных руд, отличающихся также широким спектром объёмов их запасов. В целом минерально-сырьевую базу железных руд мира характеризуют пять главные геолого-промышленные типа месторождений, обладающих наибольшими ресурсами и запасами, из которых добывается почти весь объём товарных руд. Самым распространенным промышленным типом является месторождения магнетитовых руд в железистых кварцитах и сланцах кристаллических щитов, локализованные в крупных железорудных бассейнах. Одним из самых крупных таких бассейнов является Криворожский. Криворожский железорудный бассейн – одна из наиболее изученных, промышленно освоенных и лидирующих по добыче железных руд территория в пределах Украинского щита. Все его разведанные запасы составляют 21,8 млрд. тонн, а прогнозные ресурсы оцениваются ещё в более чем 19 млрд. тонн.

Список  литературы

1. http://www.mining-enc.ru/k/krivorozhskij-zhelezorudnyj-bassejn/
2. http://www.photoukraine.com/russian/articles?id=171
3. http://wiki.web.ru/wiki/Криворожский_железорудный_бассейн