1.2.3 Важнейшие месторождения железных руд

Важнейшие месторождения расположены на Юге и в Центре европейской части СНГ, на Урале и в Казахстане. В указанных четырех районах сконцентрировано почти 87 % всех промышленных запасов железных руд. По данным 1966 г., 61 % всех запасов железных руд России принадлежит к категории докембрийских осадочных метаморфизированных руд, 13 % — к категории магматических руд, 11,2 % —к категории контактных месторождений, 13,1 % — к категории осадочных оолитовых руд.

Оленегорское месторождение магнетитовых кварцитов (31 — 33 % Fe) расположено в Мончегорском районе Мурманской области. Рудное тело, расположенное на глубине 1—15 м, имеет мощность до 315 м и состоит из магнетитовых и гематитовых кварцитов (соотношение магнетит: гематит в среднем для месторождения составляет 3:1). Руда относится к легкообогатительным — при измельчении руды до крупности <0,8 мм в концентрате содержится до 63 % Fe.

Ковдорское месторождение магнетитовых руд расположено на Кольском полуострове. Мощность рудного тела при протяженности 500—600 и ширине 400—800 м составляет 150—200 м. Кроме магнетита и магнезиоферрита, руды содержат оливин и апатит, что обусловливает необычно высокое содержание в них фосфора и оксида магния. Использование концентратов сухой магнитной сепарации этих руд (фракцией <0,2 мм) с таким высоким содержанием MgO (>6 %) возможно лишь в смеси с оленегорским концентратом, пустая порода которого имеет существенно кислый характер. Проектом предусматривается агломерация смеси оленегорского и ковдорского концентратов, взятых в соотношении 1:1, что обеспечивает допустимое содержание MgO в доменном шлаке.

Костамукшское месторождение магнетитовых руд расположено в Карелии. Железистые кварциты (30—32 % Fe) залегают здесь полосой протяженностью 12 км (ширина до 3 км, мощность от 40 до 350 м). Основной рудный минерал — магнетит. Концентрат магнитной сепарации используется на Костамукшском ГОКе для производства окатышей.

Курская магнитная аномалия (КМА) расположена на территории Курской, Брянской, Харьковской, Белгородской, Орловской и Калужской областей, занимая в общей сложности около 120 тыс. км². Месторождения аномалии протянулись почти на 600 км двумя полосами шириной до 25 км каждая при расстоянии между полосами 50—60 км. Основная масса рудных тел состоит из бедных магнетитовых кварцитов (32—40 % Fe), нижняя граница которых не обнаруживается даже при бурении до глубины 2—3 км. Кварциты обогащают магнитной сепарацией (в концентрате содержится 65—68 % Fe). Выше кварцитов располагаются скопления богатых руд (50—61 % Fe), представленные главным образом гематитом и мартитом. Характерна значительная пестрота минералогического состава руд, содержащих также бурый железняк, сидерит, тюрингит и шамозит, кальцит и кварц. Богатые руды разрабатываются на Стойленском, Лебединском и Михайловском рудниках-разрезах. Для КМА характерна огромная высота крыши над рудными телами (см. рис. 13), достигающая 100—600 м. После дробления богатых руд КМА остается до 85 % мелочи, нуждающейся в агломерации. Состав пустой породы руды (сложные алюмосиликаты) затрудняет получение качественного агломерата, вынуждая увеличивать расход топлива на спекание. Руда характеризуется высокой восстановимостью. Содержание фосфора и серы в ней невелико. Перспективные запасы КМА оцениваются в 200—250 млрд. т.

КМА будет являться основной рудной базой черной металлургии европейской части России в будущем.

Керченское месторождение оолитовых бурых железняков находится в 10 км от г. Керчь (Крым). Руда залегает здесь на поверхности крупными скоплениями (мульдами). Это относительно бедные (38—42 % Fe) и труднообогатимые руды. Мойка коричневой разности руд (оолиты лимонита в песчано-глинистом цементе; коричневые руды располагаются в поверхностной зоне, они сильно окислены) позволяет увеличить содержание железа в концентрате лишь на 4 %. Неприятной особенностью руды является высокое содержание фосфора. Кроме того, руды содержат значительное количество мышьяка (до 0,1 %). Глиноземистая пустая порода этих руд улучшает условия плавки передельного и литейного чугунов при использовании смеси криворожских и керченских руд. Вся масса руды подвергается агломерации.

Качканарское месторождение бедных (16—17 % Fe) титано-магнетитовых руд расположено на Северном Урале недалеко от ст. Выя Свердловской железной дороги. Большие запасы руды, лежащей у поверхности земли, позволяют считать это месторождение основной рудной базой северного и центрального Урала. После обогащения магнитной сепарацией измельченной до 0,2 мм руды получают концентрат, содержащий до 62 % Fe. Пустая порода концентратов характеризуется основностью (СаО + MgO) : (SiO₂ + A1₂O₃) = 0,6-г-0,7, т. е. является самоплавкой.

Бакальское месторождение бурых железняков и сидеритов расположено недалеко от г. Златоуста на Южном Урале. Эти руды отличаются чистотой по сере и фосфору, а также высокой восстановимостью. Поскольку в них содержится магнезиальная пустая порода сидеритов, то эти руды используют только в смеси с местным бурым железняком. Характерным является также высокое содержание марганца в руде. Агломерацию осуществляют на Бакальской и Челябинской аглофабриках.

Кустанайская группа месторождений магнетитовых руд включает в себя Соколовское, Сарбайское и Качарское месторождения. Магнетитовые руды (43—47 % Fe).содержат до 4 % S в составе пирита и пирротина. Добычу ведут открытым способом. После магнитной сепарации концентрат содержит >65 % Fe и до 0,4 % S. Сера удаляется в ходе агломерации руд и производства окатышей. Руды этого района являются основной рудной базой Казахстана и Южного Урала. Природная основность руд составляет 0,3—0,5.

Кустанайская группа месторождений оолитовых бурых железняков представлена Лисаковским и Аятским месторождениями. Руды (35—42 % Fe) залегают здесь на поверхности земли, имеют низкое содержание железа, пылеватость, высокую фосфористость (до 0,4 % Р) и плохую обогатимость, что является важнейшими недостатками. Высокое содержание глинозема создает трудности при организации шлакового режима доменных печей. Гравитационное обогащение и магнитная сепарация руды позволяют получать концентрат с 49 % Fe. После обжигмагнитного обогащения получают концентрат с 60 % Fe.

Рассмотрим теперь крупнейшие зарубежные месторождения железных руд.

Кирунаеара (Швеция). Месторождение магнетитовых руд магматического происхождения у северного полярного круга. Руда содержит в среднем 59,8 % Fe, 0,1—0,2 % Мп. Пустая порода представлена апатитом 3 (3 СаО. Р₂О₅) CaFe₂. В связи с этим содержание фосфора находится в обратной связи с содержанием железа в руде. Так, при 68 % Fe в руде содержится всего 0,03 % Р, а при 58 % Fe >2,5 % Р. Добываемые открытыми разработками руды подвергают дроблению, измельчению, магнитной сепарации; в концентратах содержится 63—69 % Fe. Экспорт руды и концентрата осуществляется главным образом через порт Лулео и норвежский порт Нарвик. Запасы месторождения составляют 2,4 млрд. т.

Лотарингский железорудный бассейн (Франция, у г. Нанси, частично на территории Люксембурга и Бельгии). Здесь располагается одно из крупнейших в мире осадочных месторождений оолитового железняка (руды минетт) и сидеритов. В руде в среднем содержится 31—35 % Fe; 0,2—0,3 % Мп; до 2,0 % Р и 0,1 % S. Характер пустой породы руды на отдельных участках месторождения резко различный. По этой причине руды с кислой пустой породой (15—27 % SiO₂; 3—12 % CaO; 4—8 % А1₂О₃) смешивают с рудами с основной пустой породой (15—22 % СаО; 6—12 % SiO₂; 4—8 % А1₂О₃), получая самоплавкие смеси. Ресурсы руд оцениваются в 6 млрд. т. Франция потребляет до 65 % добываемой руды, экспортируя остальную ее массу в Бельгию, Люксембург и ФРГ.

Ньюфаундленское месторождение (Канада). На северном берегу острова Бель-Айленд в заливе Консепшен (против г. Сидней, Ньюфаундленд) располагается крупное докембрийское осадочное месторождение гематито-сидеритовых руд оолитового строения с ресурсами (А + В + С) в 0,112 млрд. т (забалансовые резервы 3 млрд. т). В руде содержится -<60 % гематита; 22—23 % шамозита; 2—13 % сидерита; 3—7 % кварца. Руды содержат в среднем 48,4 % Fe при 0,7—0,9 % Р. Пустая порода содержит 9— 12 % SiO_a; 3—5 % А1₂О₃; 2—3 % СаО; 0,5—0,7 % MgO. Разработки (рудник Вабана) ведут на глубине 600 м. Часть пластов руды расположена под дном океана.

Месторождение Верхнего озера (США). На площади 160 км² находится эксплуатируемое с 1854 г. крупное месторождение до-кембрийских метаморфизованных богатых гематитовых руд с кварцевой пустой породой, располагающихся поверх пластов железистых кварцитов (таконитов) гематитовой и магнетитовой разности. Богатые руды пылеваты, содержат 50—51 % Fe, 9— 10 % SiO₂. Главная масса руды содержит мало марганца, фосфора и серы (в округе Кайюна руды содержат до 6 % Мп). Общие запасы богатых руд составляют около 2 млрд. т.

Красный железняк Венесуэлы (запасы 2,2 млрд. т). Докембрий-ские осадочные месторождения Эль-Пао и Серро-Боливар находятся на востоке страны и разрабатываются открытым способом. Руда рудника Серро-Боливар содержит в среднем 60,7 % Fe; 1,78 % SiO₂; 5,20 % А1₃О₃; 0,18 % Р. Руда месторождения Эль-Пао поставляется при содержании 68,0 % Fe; 0,77 % SiO₂; 0,14 % А1₂О₃; 0,051 % Р; 80 % руды экспортируется в США.

Месторождения Итабири и Итабирита расположены в 350 км к северу от Рио-де-Жанейро (Бразилия) на площади 7000 км². Это докембрийские осадочные метаморфизованные гематитовые месторождения. При добыче образуется лишь 30 % мелочи. Типичный состав экспортируемой из этого района руды, %: Fe 66,5—70,7; SiO₂ 0,1—1,3; А1₂О₃ 0,05—0,5; Мп до 0,5; S до 0,03; Р до 0,08. Запасы руды в этом районе составляют 16,3 млрд. т. Месторождение Каражас в районе р. Амазонка также относится к докембрийским осадочным метаморфизованным месторождениям. Запасы оцениваются в 15—20 млрд. т. После несложного обогащения руда содержит 67 % Fe. К месторождению строится железная дорога длиной 900 км. Проектная мощность рудника 35 млн. т/год.

Месторождение латеритового бурого железняка у г. Конакри (Гвинея). Это крупнейшее железорудное месторождение Африки (общие запасы 2,5 млрд. т, в том числе богатой руды более 1 млрд. т) состава, %: Fe 51,5; SiO₂ 2,50; А1₂О₃ 9,80; MgO 0,3; Р до 0,06; Сг до 0,60; Ni + Со до 0,4; Мп до 0,08 и п. п. п. до 12.

Месторождение «железного пояса» Индии в шт. Бихар и Орисса (северо-восток страны, в 250—300 км от Калькутты). Здесь расположено докембрийское осадочное месторождение гематитовых руд с глиноземистой пустой породой (запасы около 20 млрд. т). Богатые руды содержат (%) до 66 Fe, до 0,06 Р, следы S, до 2,5 SiO₂, 1,5—4 А1₂О₃. Относительно более бедные руды поставляются при 58—59 % Fe. Значительная часть добываемой руды экспортируется в Японию.

Япония, не располагая собственными крупными запасами руды, ведет добычу железистых песков на побережье тихоокеанских островов и импортирует главную массу руды из Индии, Австралии, с Филиппинских островов, из Южной Америки (средняя дальность транспортировки руды в Японию достигает 9000 км). Транспортировка ведется рудовозами грузоподъемностью до 200 тыс. т. Транспортируется сухая руда или пульпа (взвесь руды в воде). Последнее позволяет значительно сократить стоимость погрузки и выгрузки руды в портах, так как пульпа выкачивается из рудовоза или накачивается в его трюм с помощью высокопроизводительных насосов, и надобность в погрузке-выгрузке грейферными кранами отпадает.

Рис. 24. Схема дробления: а — «открытая»; б — «открытая» с предварительным грохочением; в — «замкнутая» с предварительным и поверочным грохочением

В последние годы в мире введены также в эксплуатацию пульпопроводы, по которым с помощью насосов пульпа (65 % твердого + 35 % воды по массе) перемещается на большие расстояния. Крупнейший в мире пульпровод (0 508 мм, производительность до 12 млн. т руды в год) эксплуатируется в Бразилии. Его длина 404 км.

Общий объем морских перевозок железных руд в мире близок к 350 млн. т. Эта цифра имеет тенденцию к повышению, так как рост выплавки чугуна в ряде стран не обеспечивается местными залежами руд и базируется целиком на привозном сырье.

Мировое производство товарной руды (богатые руды + концентрат) составляет в разные годы от 800 до 900 млн. т/год.