Залізняк
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Залізняк

залізняк, природні мінеральні утворення, що містять залізо в таких кількостях і з'єднаннях, при яких промислове витягання з них металу економічно доцільно. Ж. р. всілякі по мінеральному складу, вмісту заліза, корисних і шкідливих домішок, умовам освіти і промисловим властивостям. Найважливішими рудними мінералами є: магнетит, магномагнетіт тітаномагнетіт, гематит, гидрогематіт, гетит, гидрогетіт, сидерит, залізисті хлорити (шамозит, тюригіт і ін.). Вміст заліза в промислових рудах змінюється в широких межах — від 16 до 70%. Розрізняють багаті (³ 50% Fe) рядові (50—25% Fe) і бідні (³ 25% Fe) Же. р. Залежно від хімічного складу Ж. р. застосовуються для виплавки чавуну в природному вигляді або після збагачення. Ж. р., що містять менше 50% Fe, збагачують (до 60% Fe) головним чином методами магнітної сепарації або гравітаційного збагачення . Рихлі і сірчисті (>0,3% S) багаті руди, а також концентрати збагачення окуськовиваются дорогою агломерація ; з концентратів виробляються також т.з. окатиши. Ж. р., що йдуть в доменну шихту, щоб уникнути погіршення якості стали або умов плавки, не повинні містити більше 0,1—0,3% S, Р і Cu і 0,05—0,09% As, Zn, Sn, Pb. Домішка в Же. р. Mn, Cr, Ni, Ti, V, Co, окрім деяких випадків, корисна. Три перші елементи покращують якість стали, а Ti, V, З можуть попутно витягуватися при збагаченні і металургійними переділі.

  Родовища Ж. р. за походженням розділяються на 3 групи — магматогенниє, екзогенні і метаморфогенні. Серед магматогенних розрізняються: магматичні — дайкообразниє, неправильні і пластообразниє поклади тітаномагнетітов, пов'язані з габбро-піроксенітовимі породами (Кусинськоє і Качканарськоє родовища на Уралі в СРСР, местооожденія Бушвельдського комплексу в ЮАР(Південно-африканська Республіка), Ліганга в Танзанії) і апатіто-магнетітовиє поклади, пов'язані з сиенітамі і сиенітдіорітамі (Лебяжінськоє на Уралі в СРСР, Кируна і Елліварс в Швеції); контактово-метасоматічеськие, або скарнові, виникають на контактах або поблизу інтрузивних масивів; під впливом високотемпературних розчинів вміщаючі карбонатні і ін. породи перетворюються на ськарни, а також піроксен-альбітовиє і ськаполітовиє породи, в яких відособляються складні формою поклади суцільних і вкраплених магнетітових руд (у СРСР — Соколовськоє, Сарбайськоє в Північно-західному Казахстані, Магнітогорське, Високогористе і ін. на Уралі, ряд родовищ в Гірській Шорії; Айрон-Спрінгс в США і др.); гидротермальниє утворюються за участю гарячих мінералізованих розчинів, шляхом відкладення Ж. р. по тріщинах і зонах того, що зім'яло, а також при метасоматічеськом заміщенні бічних порід; до цього типа відносяться Коршуновськоє і Рудногорськоє магномагнетітовиє родовища Східного Сибіру, гидрогетіт-сидерітовоє Абаїльськоє в Середній Азії, сидерітовиє родовища Більбао в Іспанії і ін.

  До екзогенних родовищ відносяться: осадові — хімічні і механічні осідання морських і озерних басейнів, рідше в долинах і дельтах річок, що виникають при місцевому збагаченні вод басейну з'єднаннями заліза і при сносе в них залізистих продуктів прилеглої суші; складають пласти або лінзи серед осадових, інколи — вулканогенно-осадовіх порід; до цього типа відносяться родовища бурих железняков, частиною сидеритів, силікатних руд (у СРСР — Керченське в Криму, Аятськоє — Казахська РСР; у ФРН(Федеральна Республіка Німеччини) — Лан-Діль і ін.); родовища кори вивітрювання утворюються в результаті вивітрювання гірських порід із залізовмісними породообразующимі мінералами; розрізняють залишкові, або елювіальні, родовища, коли продукти вивітрювання, збагачені залізом (унаслідок винесення з породи ін. складових частин), залишаються на місці (тіла багатих гематіто-мартітових руд Кривого Рогу, Курської магнітної аномалії, району оз.(озеро) Верхнього в США і ін.), і інфільтраційні (цементації), коли залізо винесене з порід, що вивітрюються, і переотложено в горизонтах, що пролягають нижче (Алапаєвськоє родовище на Уралі і ін.).

  Метаморфогенні (метаморфізованниє) родовища — перетворені в умовах високого тиску і температур що раніше існували, переважно осадові, родовища. Гидроокисли заліза і сидерити переходять при цьому зазвичай в гематит і магнетит. Метаморфічні процеси інколи доповнюються гидротермально-метасоматічеським утворенням магнетітових руд. До цього типа відносяться родовища залізистих кварцитів Кривого Рогу, Курської магнітної аномалії, родовища Кольського півострова, залізорудної провінції Хамерслі (Австралія), півострови Лабрадор (Канада), штат Мінас-Жерайс (Бразилія), штат Майсур (Індія) і ін.

  Основні промислові типи Ж. р. класифікуються по переважаючому рудному мінералу. Бурі железняки. Рудні мінерали представлені гидроокисламі заліза, більш всього гидрогетітом. Такі руди звичайні в осадових родовищах і родовищах кори вивітрювання. Складання щільне або рихле; осадові руди часто мають текстуру ооліту. Вміст Fe вагається від 55 до 30% і менш. Зазвичай вимагають збагачення. Т. н. самоплавкие бурі железняки у яких

близько до одиниці, ідут в плавку при вмісті Fe до 30% (Лотарінгия). У бурих железняках деяких родовищ знаходиться до 1—1,5% і більш Mn (Більбао в Іспанії, Бакальськоє в СРСР). Важливе значення мають комплексні кульгаво-нікелеві бурі железняки; за наявності 32—48% Fe в них незрідка міститься також до 1% Ni, до 2% Cr, соті долі відсотка З, інколи V. З таких руд можуть без добавок виплавлятися кульгаво-нікелеві чавуни і низьколегована сталь. Червоні железняк і, або гематітовиє руди. Основним рудним мінералом є гематит. Представлені головним чином в корі вивітрювання (зона окислення) залізистих кварцитів і скарнових магнетітових руд. Такі руди часто називають мартітовимі (мартит — псевдоморфози гематиту по магнетиту). Середній вміст Fe від 51 до 60%, інколи вище, з незначними домішками S і Р. Ізвестни родовища гематітових руд з присутністю в них до 15—18% Mn. Менш розвинені гидротермальниє родовища гематітових руд. Магнітні железняки, або магнетітовиє руди. Рудний мінерал — магнетит (інколи магнезійний), незрідка мартітізірованний. Найбільш характерні для родовищ контактово-метасоматічеського типа, пов'язаних з вапняними і магнезійними ськарнамі. Поряд з багатими масивними рудами (50—60% Fe) поширені вкраплені руди, що містять менше 50% Fe. Відомі родовища руд з присутністю коштовних домішок, зокрема З, Mn. Шкідливі домішки — сульфідна сірка, Р, інколи Zn, As. Особливий різновид магнетітових руд представляють тітаномагнетітовиє руди, що є комплексними железо-тітано-ванадієвімі. Важливого промислового значення набувають вкраплені тітаномагнетітовиє руди, що є по суті основними інтрузивними породами з підвищеним вмістом породообразующего тітаномагнетіта. У них зазвичай присутній 16—18% Fe, але вони легко збагачуються магнітною сепарацією (Качканарськоє родовище на Уралі і ін.). Сидерітовиє руди (шпатові железняки) розділяються на кристалічні сидерітовиє руди і глинисті шпатові железняки. Середній вміст Fe 30—35%. Після випалення, в результаті видалення Co 2 , сидерітовиє руди перетворюються на промислових коштовних тонкопорістиє окисних для заліза (зазвичай містять до 1—2% Mn, інколи до 10%). У зоні окислення сидерітовиє руди перетворюються на бурі железняки. Силікатний залізняк. Рудними мінералами в них є залізисті хлорити, що зазвичай супроводяться гидроокисламі заліза, інколи сидеритом (Fe 25—40%). Домішка S незначна, Р до 0,9—1%. Силікатні руди складають пласти і лінзи в рихлих осадових породах. Часто володіють текстурою ооліту. У корі вивітрювання перетворюються на бурі, частиною червоні железняки. Залізисті кварцити (джеспіліти, залізисті роговики) — бідні і середні (12—36% Fe) докембрійськие метаморфізованниє Ж. р., складені тонкими кварцевими, що чергуються, магнетітовимі, гематітовимі, магнетіт-гематітовимі прослоямі, місцями з домішкою силікатів і карбонатів. У залізистих кварцитах мало домішок S, Р. Залежі залізистих кварцитів зазвичай володіють крупними запасами металу. Їх збагачення, особливо магнетітових різниць, дає сповна рентабельний концентрат з вмістом 62—68% Fe. У корі вивітрювання кварц із залізистих кварцитів виноситься, і виникають крупні поклади багатих гематіто-мартітових руд.

  Велика частина Ж. р. використовується для виплавки чавунів, сталей, а також феросплавів. У відносно невеликих кількостях служать природними фарбами (охра) і обважнювачами бурових глинистих розчинів. Вимоги промисловості до якості і властивостей Же. р. всілякі. Так, для виплавки деяких ливарних чавунів застосовуються Ж. р. з великою домішкою Р (до 0,3—0,4%). Для плавки мартенівських чавунів (головного продукту доменного виробництва), при плавці на коксі вміст S в руді, що вводиться в домну, не повинен перевищувати 0,15%. Для виробництва чавунів, що йдуть в мартенівський переділ кислим способом, Же. р. мають бути особливо малосірчистими і малофосфористими; для переділу основним способом в мартенах, що коливаються, допускається декілька більш підвищена домішка в руді Р, але не вище 1,0—1,5% (залежно від вмісту Fe). Томасівські чавуни плавляться з фосфористих Же. р. з підвищеною кількістю Fe. При виплавці чавунів будь-якого типа вміст Zn в Же. р. не повинно перевищувати 0,05%. Руда, використовувана в домні без попереднього спікання, має бути механічно досить міцною. Т. н. мартенівські руди, що вводяться в шихту, мають бути шматковими і мати високий вміст Fe за відсутності домішок S і Р. Обично таким вимогам задовольняють щільні багаті мартітовиє руди. Магнетітовиє руди з вмістом до 0,3—0,5% Cu використовуються для здобуття сталей з підвищеною стійкістю проти корозії.

  В світовому видобутку і переробці Ж. р. різних промислових типів виразно виявляється тенденція значного збільшення видобутку бідних, але добре таких, що збагачуються руд, особливо магнетітових залізистих кварцитів, в меншій мірі вкраплених тітано-магнетітових руд. Рентабельність використання таких руд досягається крупними масштабами гірничо-збагачувальних підприємств вдосконаленням техніки збагачення і кускування отримуваних концентратів, зокрема здобуття т.з. окатишей. В той же час зберігає актуальність завдання збільшення ресурсів Же. р., що не вимагають збагачення.

Літ.: Залізорудна база чорної металургії СРСР, М., 1957; Вимоги промисловості до якості мінеральної сировини. Довідник для геологів, ст 59 — Залізо, 2 видавництва, М., 1962; Огляд мінеральних ресурсів країн капіталістичного світу, [Річний огляд], М., 1968.

  Р. А. Соколів.