Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лимонит, или бурый железняк: химическая формула, характеристика и свойства минерала

Лимонит, или бурый железняк: химическая формула, характеристика и свойства минерала

Лимонит (бурый железняк) — это одна из железных руд, которую используют для выплавки железа, чугуна, стали в доменных печах. Он представляет собой не отдельный минерал, а агрегат, в состав которого входит несколько элементов. Использование лимонита как сырья для получения железа началось еще несколько тысяч лет назад и продолжается до сих пор. Что же это за камень, лимонит, и какими свойствами он обладает?

В Индии, в Дели, стоит древняя колонна высотой больше семи метров. Она сделана из чистого железа ещё в 415 году нашей эры. Но и сейчас на ней нет ни следа ржавчины. По легенде, прикосновение к колонне спиной дает исполнение заветного желания. Ещё одно грандиозное железное сооружение — Эйфелева башня. Для изготовления символа Парижа потребовалось более семи тысяч тонн металла.

Чтобы получить железо, нужна железная руда. Это минералы, камни, в которых железо соединено с разными другими веществами. Очищая железо от примесей, и получают нужный металл. Например, сырьём может быть магнитный железняк, в котором содержится до 70% железа. Железняк — чёрный или тёмно-серый камень. В России его добывают на Урале, например, в недрах горы, которая так и называется — Магнитная.

Одним из первых способов применения было использование в качестве пигмента. Из желтой формы производили желтую охру, которой был знаменит Кипр, а из более темных форм — более землистую краску. Обжиг лимонита частично изменяет его на гематит, что позволяет производить красные охры, жженые умберы и сиенны.

Болотная железная руда и лимонитовые аргиллиты добываются как источник железа, хотя в некоторых странах (например, США) их коммерческая добыча прекращена.

Лимонитовые отложения из рудника

Лимонитовые отложения из рудника

В результате интенсивного окисления сульфидных рудных месторождений обычно образуются железные шляпы, или госсаны, кремнистого оксида железа. Эти госсаны использовались изыскателями в качестве путеводителей по погребенной руде. Кроме того, окисление тех сульфидных отложений, которые содержали золото, часто приводит к концентрации золота в оксиде железа и кварце госсанов. Золотоносные лимонитовые госсаны добываются в округе Шаста, Калифорния. Схожие месторождения разрабатываются вблизи Рио-Тинто («красной реки») в Испании и на горе Морган в Австралии. В золотом поясе Далонега в округе Лампкин (штат Джорджия) золото добывают из богатой лимонитами латеритной или сапролитовой почвы. Золото первичных вен сосредоточено в лимонитах глубоко выветренных пород. Другой характерный пример — глубоко выветренные железные образования Бразилии, благодаря которым происходит обогащение почв золотом с лимонитом.

Читайте так же:
Fubag in 203 схема ремонт частые поломки

Месторождения и способы добычи минерала

Залежи урановой руды обнаруживают методом аэрогаммасъемки. Самый тяжелый элемент таблицы Менделеева — слаборадиоактивный. Его атомы испускают лучи альфа, бета и гамма-излучения, способствующие определению элемента в руде. После поиска осуществляется этап разведки с последующим бурением, оценкой содержания полезного компонента, выбором способа добычи и схемы переработки материала.

Уран может образовываться в водной среде, накапливаться в живых организмах, горных породах и грунтах. В связи с разнообразием условий залегания разработано несколько способов его рациональной добычи.

Если породы, содержащие урановую минерализацию, залегают в приповерхностных условиях, то чаще всего прибегают к открытому методу. Для добычи из карьера используется горнодобывающая техника (бульдозеры, самосвалы), которая позволяет извлекать породы из недр земли и транспортировать на перерабатывающий завод.

Подземная технология актуальна, если металл обнаружен на глубине менее 2 км. В данном случае выкапывается шахта, из которой вывозят породы с повышенным содержанием урана. Концентрат отправляется на дальнейшее обогащение, а пустая порода — на отвалы. Шахтный способ — наиболее выгодный с точки зрения экономики, но несет большую угрозу экологии, разрушая почвенный слой и оставляя дыры в недрах.

Третий метод добычи радиоактивных руд урана считается наиболее перспективным. Изначально производится бурение двух скважин, в одну из которых закачивается серная кислота, а из другой — откачивается полученный выщелоченный раствор. Из раствора извлекается соль металла с помощью смолы, которая в дальнейшем снова обрабатывается серной кислотой с целью достижения максимальной концентрации полезного компонента.

Открытый метод добычи урановой руды в Казахстане скваженная добыча урановой руды Схема добычи урана методом выщелачивания урановая шахта Добыча урановой руды в шахте Краснокаменска

Получение урана из пород

Извлечение урана из руды производится в несколько этапов:

  1. Независимо от метода добычи, порода после измельчения подвергается выщелачиванию посредством серной кислоты или щелочи.
  2. Полученный раствор солей урана сорбируется ионообменными смолами.
  3. Отделенный тонкозернистый агрегат урана осаждают с помощью перекиси водорода, получая концентрированную суспензию.
  4. Ее подвергают фильтрации и сушке для получения уранового порошка желтого цвета, который носит название «кек».
  5. Затем кек необходимо переплавить для удаления из него примесей и получения окись урана.
  6. Из желтого порошка с помощью нагревания с кальцием или магнием выделяют две модификаций металла — тетрафторид и гексафторид.
Читайте так же:
Как просверлить толстое стекло

Гексафторид необходим для отделения изотопов. В настоящее время известно три вида урана, два из которых радиоактивны. Уран-238 имеет наибольшее распространение и составляет до 99% от всей добычи металла.

Изотоп под номером 235 в природе встречается реже, но играет важную роль в промышленности. Интерес к данной разновидности в сфере атомной энергетики вызван его способностью к поддержанию цепной реакции.

Запасы и объемы урановой руды по России и в мире

Содержание урана на планете оценивается в более чем 5 миллионов тонн. География ценного сырья обширна, так как оно обнаружено на всех материках, кроме Антарктиды, которая не полностью изучена. В таблице приведен список 6 стран-лидеров, богатых урановыми рудами (информация на 2017 год):

СтранаПроцент запасов сырья от мировогоКрупнейшие месторожденияОценка запасов урановых руд, тонны
Австралия31%Олимпик-Дам, Биверли, Хонемун1818000
Казахстан14%Корсан, Ирколь, Харасан842000
Канада9%Мак-Артур-Ривер, Сигар Лейк514000
Россия8%Аргунское, Жерловое, Источное486000
Намибия7%Рёссинг, Трекопье, Валенсия442000
ЮАР5%Доминион, Вестерн-Ариез, Палабора322000

На карте распространения запасов урановых руд наибольшие концентрации металла выделяют на трех материках — в Австралии, Северной Америке, Евразии. Выводы можно сделать по условным обозначениям. Наиболее богатые территории обозначаются на карте обычно более насыщенным цветом.

Важную роль в мировой промышленности и экономике играют Китай, Нигер, Украина, Узбекистан. В Украине насчитывается около 115000 тонн урана, сконцентрированного в шахте «Смолинская», Ватутинском и Желтоводском месторождениях.

Изменение в рейтинге в стран-производителей урана с 1970 по 2018 год:

Происхождение магнетита

Происхождение большое промышленное значение имеют месторождения магнетита контактово-метасоматического происхождения. Образуется магнетит в зоне контакта гранитных магм, магм сиенитового, диоритового состава с известняками. В этих месторождениях он встречается в виде сплошных масс и вкраплений. Месторождения магматического происхождения связаны с основными, реже кислыми и средними магматическими породами и представляют результат дифференциации магмы. Магнетит обычно встречается в габбро, пироксенитах. Он находится в виде вкраплений в материнских породах или образует мощные пластовые залежи. Магнетит образуется в результате метаморфизма соединений железа поверхностного происхождения под действием высокого давления и высокой температуры в глубинных условиях. Наблюдается образование магнетита и гематита в рудных жилах гипо- и мезозоны.

Читайте так же:
Ежесменное техническое обслуживание оборудования

В поверхностных условиях магнетит довольно устойчив, поэтому часто встречается в россыпях. Иногда он преобразуется в гематит (мартит) или в лимонит. Этому способствует наличие сульфидов, главным образом пирита, разрушение которых сопровождается образованием серной кислоты, которая усиливает процесс разложения магнетита.

Спутники. В контактах: кальцит, кварц, гематит, пирит, халькопирит, апатит. В рудных жилах: гематит, сидерит. В кварцитах: кварц, гематит. Продукты химического изменения: гематит (мартит), лимонит, сидерит.

Как образовалась железная руда

§ 26. Полезные ископаемые. Металлы

Все горные породы или отдельные минералы, которые использует человек, называют полезными ископаемыми. Среди них различают рудные и нерудные полезные ископаемые.

Рудные, или металлические, полезные ископаемые

Из рудных полезных ископаемых получают металлы: железо, алюминий, цинк, олово и др.

Рудаэто природное образование (минерал или горная порода), из которого в промышленных условиях получают один или несколько металлов.

Различают руды черных и цветных металлов. Руды черных металлов – это магнитный железняк, красный железняк, бурый железняк (рис. 65). Из этих руд чаще всего выплавляют черные металлы – железо и его сплавы (чугун и сталь).

Рис. 65. Руды черных металлов

Руды цветных металлов – это медный колчедан, боксит, цинковая обманка, свинцовый блеск (рис. 66). Из этих руд выплавляют цветные металлы (медь, алюминий, цинк, свинец).

Рис. 66. Руды цветных металлов

Месторождения рудных полезных ископаемых связаны с магматическими горными породами.

Металлы

Железо и его сплавы (сталь, чугун) входят в группу черных металлов. Алюминий, золото, серебро, медь, олово, цинк, платина и другие металлы относят к цветным металлам.

Как можно различить предметы, сделанные из черных и цветных металлов? Если положить на стол различные металлические предметы (кнопки, скрепки, булавки, швейные иглы, заколки, кольца, серьги и др.) и магнитом прикоснуться к ним, то можно увидеть, что одни предметы притягиваются магнитом, другие – нет. Предметы, которые притянулись магнитом, изготовлены из черных металлов, те же, что не притянулись, – из цветных.

Читайте так же:
Компрессор для создания вакуума

Свойства металлов

Металлы имеют замечательное свойство – ковкость. Если ударить по куску мела или угля, они рассыпятся на кусочки. А если вы ударите молотком по куску металлической проволоки, она сплющится (рис. 67). Значит, металлы, в отличие от мела и угля, при ударе молотком не разбиваются на отдельные кусочки, а куются. Одни металлы куются в холодном состоянии, другие необходимо разогреть. Благодаря ковкости металлам придают любую форму и делают разнообразные предметы.

Рис. 67. Кусок мела рассыпается от удара молотка. Металлическая проволока сплющивается от удара молотка

Металлы обладают тягучестью. Их можно вытянуть в тонкую проволоку. Железо, медь и другие металлы представляют собой тягучие металлы.

Все металлы могут плавиться. Одни металлы плавятся уже при невысокой температуре (олово, свинец, цинк); другие – только при очень высокой температуре (железо, золото). Расплавленные металлы можно смешивать друг с другом и получать сплавы. Многие сплавы имеют лучшие качества (например, большую твердость), чем те металлы, из которых они получены. В промышленности чаще используют сплавы, чем чистые металлы.

Металлы отличаются хорошей теплопроводностью. К примеру, металлический гвоздь, опущенный в кипяток, нагревается быстрее деревянной палочки. Это значит, что металлы хорошо проводят тепло, а дерево – плохо.

Металлы обладают блеском.

Почти все металлы – твердые тела; только ртуть – жидкий металл.

Нерудные полезные ископаемые

К нерудным, или неметаллическим, полезным ископаемым относятся мел, глина, песок, нефть, каменный уголь и др. Месторождения этих ископаемых связаны с осадочными горными породами. Нерудные полезные ископаемые применяются в строительстве, промышленности, сельском хозяйстве. Так, каменная соль используется в пищевой и химической промышленности. В сельском хозяйстве применяются фосфорные соли – апатиты (рис. 68), а также калийные и азотные соли. Из них готовят минеральные удобрения. Внесенные в почву, они способствуют росту растений, повышают плодородие почвы, увеличивают урожай. Образно их называют «соли плодородия».

Читайте так же:
Как почистить медно никелевые монеты

Рис. 68. Апатит – нерудное полезное ископаемое, из которого получают минеральные удобрения для сельского хозяйства

1. В коллекции найдите руды черных и цветных металлов. В чем их сходство и в чем различие?

Прогноз экспертов

Сведения о доле полезных ископаемых в России среди мировых запасов несколько разнятся, но в среднем это весьма существенные показатели. Так, в России находится около 12% от общего запаса нефти, 32% природного газа, 30% угля, 25% железа.

Обратите внимание! Проблема в том, что, по оценке экспертов, основная часть российских месторождений не отличается высоким качеством, в сравнении с мировыми (по соотношению полезных компонентов они менее ценны, чем образцы из других стран мира, но добыча их гораздо более затруднена природными и географическими условиями).

полезные ископаемые России

Для улучшения ситуации разработана стратегия вплоть до 2020 года, результатом которой должно стать более рациональное и целесообразное использование сырья.

Ситуация усугубляется сокращением восполняемых запасов полезных ископаемых в России. В связи с этим, многие нефтяные компании утрачивают рентабельность.

Добыча угля осуществляется низкими темпами и не обеспечивает промышленные отрасли достаточным количеством сырья. Многие предприятия по добыче железной руды обеспечены запасами не более, чем на 2 десятка лет. Работа с другими металлическими рудами также очень затруднена и продолжает ухудшаться.

Основные виды ископаемых России

Полезные ископаемые России руды, алмазы, нефть

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector