Общая характеристика железных руд и концентратов.

Из общего количества разведанных запасов железных руд в СНГ примерно 15 % представлено рудами, которые могут использоваться промышленностью без обогащения, 65 % — рудами, обогащаемыми и намеченными к обогащению по простым схемам, и 20 % — рудами, требующими применения сложных методов обогащения.[6]

По минеральному составу рудной части железные руды подразделяются на следующие типы, определяющие техноло­гию их обогащения: магнетитовые, гематитовые, бурожелезняковые и сидеритовые.

Магнетитовые руды по своему происхождению делятся на собственно магматические, контактово-метасоматические (скарновые), гидротермальные и осадочно-метаморфические.

Гематитовые руды в основном представлены двумя гене­тическими разновидностями: собственно гематитовыми и мартитовыми рудами зоны окисления. Собственно гематитовые ру­ды распространены значительно меньше, чем мартитовые.

Бурожелезняковые руды представлены тремя типами: осадочными, инфильтрационными и остаточными рудами коры выветривания.

Сидеритовые руды представлены Бакальской группой железорудных месторождений. В настоящее время они ис­пользуются в весьма ограниченном количестве, как правило, в качестве флюса или добавок к доменной шихте после окис­лительного обжига.[1]

Обогащение гематит-магнетитовых, гематитовых, бурожелезняковых и сидеритовых руд осуществ­ляют по комбинированным магнитно-гравитационным, магнитно-флотационно-гравитационным схе­мам. Так, апатит-магнетитовые ру­ды Ковдорского месторождения обогащают по комбинированной магнитно-флотационно-гравитационной технологии с получением же­лезорудного, бадделеитового и апатитового концентратов.

Разработаны оригинальные комбинированные технологии (маг­нитно-гравитационные, магнитнофлотационные и пирометаллургические) для переработки высокоти­танистых титаномагнетитовых руд Южного Урала, Сибири и Кольского полуострова, а также железо-хром-никелевых руд Серовского и Аккермановского месторождений, пред­полагается получение коллективных железорудных концентратов, харак­теризующихся высоким содержани­ем сопутствующих элементов (Ti, Mg, Al, Cr, Ni, Ge). Затем (по методу Института металлургии УрО РАН) тонкоизмельченный коллективный концентрат подвергают окомкованию, восстановительному обжигу в условиях селективной коагуляции железа и перевода сопутствующих элементов в шлаковую оболочку. Из дробленых и измельченных окаты­шей с помощью сухой или мокрой магнитной сепарации в отдельный продукт выделяют железный коро­лек. Шлаковую составляющую пе­рерабатывают с получением сопут­ствующих элементов. Извлечение железа в королек и сопутствующих элементов — в шлаковую оболочку должно составлять не менее 92 %.[2]

Железные руды и продукты их передела применяют для производства стали, передельных и легированных чугунов. Их нормируют по содержанию железа и шлакообразущих элементов (основных и кислых шлаков), содержанию вредных примесей, крупности, а при выплавке легированных чугунов — также по содержанию легирующих примесей.

Содержание железа в товарной руде и концентратах из­меняется в зависимости от типа используемых руд от 50 до 68 %. Содержание шлакообразующих компонентов в товарных ру­дах и концентратах характеризуется модулем основности M₀ = (СаО + MgO) / (SiO₂ + Аl₂O₃) и кремниевым модулем М_к = SiO₂/Аl₂O₃. Полезные примеси (никель, марганец, хром, ванадий, титан) являются естественными легирующими эле­ментами, улучшающими качество стали.[4]

Вредные примеси или ухудшают свойства металла (сера, медь, фосфор, мышьяк), или усложняют процесс выплавки чугуна (цинк, свинец, калий и натрий). Содержание серы в то­варной руде не должно превышать 0,15 %. В рудах и концен­тратах, используемых для производства агломерата и окаты­шей, допустимое содержание серы может возрастать до 0,6 %, так как при агломерации и обжиге окатышей степень удале­ния серы достигает 60—90 %. Предельное содержание фосфо­ра в руде, агломерате и окатышах — 0,07—0,015 %. При вы­плавке фосфористых чугунов с последующим томасовским или мартеновским производством стали содержание фосфора в железорудной части доменной шихты должно быть не более 1,15 %. При выплавке обычных предельных чугунов допуска­ется наличие в железорудной части доменной шихты не более: мышьяка — 0,05—0,1; цинка — 0,1—0,2; меди — до 0,2 %.[10,11]

Требования к рудам по крупности сводятся к ограниче­нию максимального размера кусков и содержания мелочи ме­нее 3 (5) мм.

Размер кусков трудновосстановимых (магнетитовых) руд должен быть не более 40—50 мм, легковосстановимых (бурые железняки, мартиты) — 80—150 мм. Допустимое содержание мелочи в руде — до 5—15 %, обычно мелочь крупностью 10 (12)—0 мм отсеивают и агломерируют. Крупность марте­новских руд должна находиться в пределах 12 (25)—250 мм, содержащих не менее 58 % железа.[1]