Железо (Ferrum) - это

металл, который имеет серебристо-белый цвет, обладает высокой химической активностью, легко окисляется и быстро поддается коррозии при высокой температуре или влажности воздуха, хорошо взаимодействует со всеми металлами при нагревании

Определение железа, история производства и использования железа, физические свойства железа, химические свойства железа, биологическое значение железа, нахождение железа в пророде, основные месторождения железа, применение железа, производство чугуна, производство стали, крупнейшие производители железорудного сырья в мире, железо в странах БРИК, перспективы развития черной металлургии, зеленые технологии для производства железа

Железо - это, определение

Железо - это ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе.

Железо - это элемент восьмой группы (по старой классификации - побочной подгруппы восьмой группы) четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева Дмитрия Ивановича с атомным номером 26. Обозначается символом Fe ( Ferrum). Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия).

Железо - это один из самых распространенных элементов в природе. В земной коре его массовая доля составляет 5,1%, по этому показателю оно уступает только кислороду, кремнию и алюминию. Много железа находится и в небесных телах, что установлено по данным спектрального анализа. В образцах лунного грунта, которые доставила автоматическая станция “Луна”, обнаружено железо в неокисленном состоянии.

Железо - это металл серебристо-белого цвета. Оно пластично, хорошо обрабатывается, широко распространено в природе, но в чистом виде почти не встречается. Железо находится в земной коре в составе соединения с кислородом и другими элементами. Эти соединения называют железными рудами. Из них получают железо, которое применяют в виде различных сплавов с углеродом - чугунов и сталей.

Железо - это самый распространенный после алюминия металл на земном шаре. Его масса составляет 4 % всей массы земной коры. Наиболее распространены в природе кислородные соединения железа. Массовые содержания кобальта и никеля в земной коре равны примерно 4 10 и 1 10 % соответственно.

 Железо - это один из самых распространённых элементов в Солнечной системе, особенно на планетах земной группы, в частности, на Земле. Значительная часть железа планет земной группы находится в ядрах планет, где его содержание, по оценкам, около 90 %. Содержание железа в земной коре составляет 5 %, а в мантии около 12 %. Из металлов железо уступает по распространённости в коре только алюминию.

Железо - это один из самых используемых металлов, на него приходится до 95 % мирового металлургического производства.

Железо - это самый распространенный после алюминия металл на земном шаре; оно составляет около 5% земной коры. Встречается железо в виде различных соединений: оксидов, сульфидов, силикатов. В свободном виде железо находят в метеоритах, изредка встречается самородное железо (феррит) в земной коре как продукт застывания магмы.

Железо - это металл средней химической активности. В отсутствие влаги в обычных условиях пассивируется, но во влажном воздухе легко окисляется и покрывается ржавчиной. При нагревании (в особенности в мелкораздробленном состоянии) взаимодействует почти со всеми неметаллами.

Железо - это химический элемент, имеющий 26-й атомный номер в периодической таблице Дмитрия Ивановича Менделеева Дмитрия Ивановича. Металл серебристо-белого цвета, обозначается символами Fe (от латинского Ferrum). В чистом виде железо является пластичным переходным металлом, применяется человеком в различных сферах с давних пор.

Железо это не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы, оно - основа культуры и промышленности, оно - орудие войны и мирного труда. И трудно во всей таблице Менделеева найти другой элемент, который был бы так связан с прошлыми, настоящими и будущими судьбами человечества.

Железо - это типичный металл, в свободном состоянии - серебристо-белого цвета с сероватым оттенком. Чистый металл пластичен, различные примеси (в частности - углерод) повышают его твёрдость и хрупкость.

Железо - это один из самых используемых металлов, на него приходится до 95 % мирового металлургического производства. Применение в чёрной металлургии - железо является основным компонентом сталей и чугунов - важнейших конструкционных материалов , железо может входить в состав сплавов на основе других металлов - например, никелевых.

Железо - это важнейший металл современной техники. В чистом виде Железо из-за его низкой прочности практически не используется, хотя в быту "железными" часто называют стальные или чугунные изделия.

Происхождение названия железо

Имеется несколько версий происхождения славянского слова «железо».

  Православное происхождение слова железо

Одна из этимологий связывает праслав. želězo с греческим словом χαλκός, что означало железо и медь, согласно другой версии želězo родственно словам žely «черепаха» и glazъ «скала», с общей семой «камень». Третья версия предполагает древнее заимствование из неизвестного языка.

  Романское происхождение слова железо

Романские языки продолжают лат. ferrum . Латинское ferrum, скорее всего, заимствовано из какого-то восточного языка, скорее всего из финикийского. Ср. ивр. barzel‎, шумерск. barzal, ассирийск. parzilla.

  Пракельтское происхождение слова железо

Пракельтское слово isarno - «кровавый» с семантическим развитием «кровавый», «красный», «железо». Согласно другой гипотезе данное слово восходит к пра-и.е. isharo - «сильный, святой, обладающий сверхъестественной силой».

  Древнегреческое происхождение слова железо

Древнегреческое слово σίδηρος, возможно, было заимствовано из того же источника, что и славянское, германское и балтийское слова для серебра.

Название природного карбоната железа происходит от лат. sidereus - звёздный; действительно, первое железо, попавшее в руки людям, было метеоритного происхождения. Возможно, это совпадение не случайно. В частности древнегреческое слово сидерос для железа и латинское sidus, означающее «звезда», вероятно, имеют общее происхождение.

История железа

Железо по распространенности в природе занимает второе место среди металлов, проигрывая лишь алюминию. Самородное железо в природе практически не встречается. Предположительно, что железо, которое попало впервые в руки человека, было метеоритного происхождения. Железо является относительно активным металлом и под воздействием внешних условий окисляется, покрываясь ржавчиной, то есть подвергалось коррозии. Поэтому, хотя человек использует железо с древний времен, изделия из него встречаютсч крайне редко. В течении многих веков они просто превратились в в ржавчину. Первым упоминания об использовании железа около пяти тысяч лет. Железо в те времена было очень дорогим, ценилось оно дороже золота, первого металла, который стал использовать человек. Изделия из железа, как это не порадоксально помещались в оправу из золота.

  Начало истории железа (3 тысячелетие до н.э)

История металла началась в 3 тысячелетии до н.э, когда люди научились добывать и обрабатывать медь и бронзу. Но эти металлы не были широко распространены и оставались дорогими. Люди продолжали использовать каменные орудия труда наравне с металлическими.

И только в I веке до н.э началась история железа. Свободного самородного железа в природе практически не встречается, а только соединение железа с кислородом (оксид железа) или гидрат окиси железа. Для того чтобы получить металл нужно восстановить железо, то-есть отнять у него кислород. Но расплавить железо тяжело, так как оно плавится аж при 1539 градусах. Наши предки внимательно наблюдали за «плавкой» руды и таки нашли способ извлечь железо без нагревания его до столь высокой температуры (потому что печей для таких температур просто не было).

Чтобы извлечь из руды железо сначала выкапывалась круглая яма, стенки которой обмазывались глиной. Затем над округлой нижней частью сооружалась верхняя, в виде конуса. Топливо (а это был древесной уголь) засыпали на дно ямы. Сверху клали шихту - измельченную руду и уголь, а на самый верх - толстый шар угля.

Также в нижней части печи делалось отверстие для воздуха. При искусственном нагнетании воздуха температуру в печи можно было поднять до 1200 градусов, что давало возможность извлечь из руды больше чистого железа (при естественном притоке воздуха температура поднималась только до 1000 градусов). Потому вскоре начали использовать мехи. Они делались из шкур и при помощи сопел воздух вручную нагнетался в печь.

Когда топливо поджигалось, руда начинала разогреваться и тестообразное железо в виде мелких лепестков опускалось вниз. В результате на дне печи образовывался ком мягкого сварного железа - крица. Этот кусок мягкого железа весил от 1 до 8 кг и включал в себя пустоты, заполненные твердыми шлаками.

Железо доставали и обрабатывали в кузнице. Крицу разогревали и ударами молота удаляли шлак. Ковка железа вскоре стала основным видом обработки металла.

Впрочем, чистое железо слишком мягкое и его невозможно использовать для изготовления орудий труда. Потому в него начали добавлять углерод. Сплав содержащий 0,3-1,7 % углерода называется сталью. Сталь ценна своей способностью к закалке: если изготовленный инструмент нагреть докрасна, а потом охладить в воде - он становится очень твердым и приобретает хорошие режущие качества.

  История производства и использования железа

История производства и использования железа берет свое начало в доисторической эпохе, скорее всего, с использования метеоритного железа. Выплавка в сыродутной печи применялась в XII веке до н. э. в Индии, Анатолии и на Кавказе. Также отмечается использование железа при выплавке и изготовлении орудий и инструментов в 1200 году до н. э. в Африке южнее Сахары. Уже в первом тысячелетии до н. э. использовалось кованное железо. Об обработке железа упоминается в Священном Писании. С производством железа связано достаточно много технологий, которые сложно расположить в хронологическом порядке.

    Метеоритное железо (II тысячелетие до н. э)

Использование железа началось намного раньше, чем его производство. Иногда находили куски серовато-чёрного металла, который, перекованный в кинжал или наконечник копья, давал оружие более прочное и пластичное, чем бронза, и дольше держал острое лезвие. Затруднение состояло в том, что этот металл находили только случайно. Теперь мы можем сказать, что это было метеоритное железо. Поскольку железные метеориты представляют собой железоникелевый сплав, можно предположить, что качество отдельных уникальных кинжалов, например, могло соперничать с современным ширпотребом. Однако, та же уникальность, приводила к тому, что такое оружие оказывалось не на поле боя, а в сокровищнице очередного правителя.

    Сыродутная печь для получения железа (I тысячелетия до н. э)

Первым устройством для получения железа из руды была одноразовая сыродутная печь. При огромном количестве недостатков, долгое время это был единственный способ получить металл из руды.

Впервые железо научились обрабатывать народы Анатолии. Древнегреческая традиция считала открывателем железа народ халибов, для которых в литературе использовалось устойчивое выражение «отец железа», и само название стали в греческом языке (Χάλυβς) происходит именно от этнонима.

«Железная революция» началась на рубеже I тысячелетия до н. э. в Ассирии. С VIII века до н.э. сварочное железо быстро стало распространяться в Европе, в III веке до н. э. вытеснило бронзу в Галлии, во II веке новой эры появилось в Германии, а в VI веке нашей эры уже широко употреблялось в Скандинавии и в племенах, проживающих на территории будущей Руси. В Японии железный век наступил только в VIII веке нашей эры.

Первым шагом в зарождающейся чёрной металлургии было получение железа путём восстановления его из окиси. Руда перемешивалась с древесным углем и закладывалась в печь. При высокой температуре, создаваемой горением угля, углерод начинал соединяться не только с атмосферным кислородом, но и с тем, который был связан с атомами железа.

После выгорания угля в печи оставалась так называемая крица - комок пористого восстановленного железа с примесью большого количества шлаков. Крицу потом снова разогревали и подвергали обработке ковкой, выколачивая шлак из железа. Полученный брусок железа (в котором все же оставалось 2-4% шлака) назывался кричной болванкой. Долгое время в металлургии железа именно ковка была основным элементом технологического процесса, причём, с приданием изделию формы она была связана в последнюю очередь. Ковкой получался сам материал.

    Сварное оружие из железа (II тысячелетие н.э)

Сталь производилась уже из готового железа путём науглероживания последнего. При высокой температуре и недостатке кислорода углерод, не успевая окисляться, пропитывал железо. Чем больше было углерода, тем твёрже оказывалась сталь после закалки.

Как можно было заметить, ни один из перечисленных выше сплавов не обладает таким свойством, как упругость. Железный сплав может приобрести это качество, только если в нем возникает чёткая кристаллическая структура, что происходит, например, в процессе застывания из расплава. Проблема же древних металлургов заключалась в том, что расплавить железо они не могли. Для этого требуется разогреть его до 1540 градусов, в то время как технологии древности позволяли достичь температур в 1000−1300 градусов. Вплоть до середины XIX века было невозможно расплавить железо и сталь с содержанием углерода менее 0,4%, так как плавкость железных сплавов возрастает по мере увеличения концентрации углерода.

Таким образом ни железо, ни сталь сами по себе для изготовления оружия не годились. Орудия и инструменты из чистого железа выходили слишком мягкими, а из чистой стали - слишком хрупкими. Потому, чтобы изготовить, например, меч, приходилось делать бутерброд из двух пластин железа, между которыми закладывалась стальная пластина. При заточке мягкое железо стачивалось и появлялась стальная режущая кромка. Такое оружие, сваренное из нескольких слоев с разными механическими свойствами, называлось сварным. Общими недостатками этой технологии являлись излишняя массивность и недостаточная прочность изделий. Сварной меч не мог пружинить, вследствие чего неизбежно ломался или гнулся при ударе о непреодолимую преграду.

    Штукофен в производстве железа (VII, XIII век)

Более высокую, по сравнению с сыродутной печью, ступень в развитии чёрной металлургии представляли собой постоянные высокие печи называемые в Европе штукофенами. Это действительно была высокая печь - с четырёхметровой трубой для усиления тяги. Мехи штукофена качались уже несколькими людьми, а иногда и водяным двигателем. Штукофен имел дверцы, через которые раз в сутки извлекалась крица.

Изобретены штукофены были в Индии в начале первого тысячелетия до новой эры. В начале нашей эры они попали в Китай, а в VII веке вместе с «арабскими» цифрами арабы заимствовали из Индии и эту технологию. В конце XIII века штукофены стали появляться в Германии и Чехии (а ещё до того были на юге Испании) и в течение следующего века распространились по всей Европе. Производительность штукофена была несравненно выше, чем сыродутной печи - в день он давал до 250 кг железа, а температура в нем оказывалась достаточна для науглероживания части железа до состояния чугуна. Однако штукофенный чугун при остановке печи застывал на её дне, смешиваясь со шлаками, а очищать металл от шлаков умели тогда только ковкой, но как раз ей-то чугун и не поддавался. Его приходилось выбрасывать.

    Блауофен для переплавки железа (XV век)

Металлурги давно заметили связь между температурой плавления и выходом продукта - чем выше она была, тем большую часть содержащегося в руде железа удавалось восстановить. Потому рано или поздно им приходила мысль форсировать штукофен предварительным подогревом воздуха и увеличением высоты трубы. В середине XV века в Европе появились печи нового типа - блауофены, которые сразу преподнесли сталеварам неприятный сюрприз.

Более высокая температура действительно значительно повысила выход железа из руды, но она же повысила и долю железа науглероживающегося до состояния чугуна. Теперь уже не 10 %, как в штукофене, а 30 % выхода составлял чугун - «свиное железо», ни к какому делу не годное. В итоге, выигрыш часто не окупал модернизации.Блауофенный чугун, как и штукофенный, застывал на дне печи, смешиваясь со шлаками. Он выходил несколько лучшим, так как его самого было больше, следовательно, относительное содержание шлаков выходило меньше, но продолжал оставаться малопригодным для литья. Чугун получаемый из блауофенов оказывался уже достаточно прочен, но оставался ещё очень неоднородным - из него выходили только предметы простые и грубые - кувалды, наковальни. Уже прилично выходили пушечные ядра.

Кроме того, если в сыродутных печах могло быть получено только железо, которое потом науглероживалось, то в штукофенах и блауофенах внешние слои крицы оказывались состоящими из стали. В блауофенных крицах стали было даже больше, чем железа. С одной стороны, это было хорошо, но вот отделить сталь от железа оказалось весьма затруднительно. Содержание углерода становилось трудно контролировать. Только долгой ковкой можно было добиться однородности его распределения.

В своё время, столкнувшись с этими затруднениями, индусы не стали двигаться дальше, а занялись тонким усовершенствованием технологии и пришли к получению булата. Но индусов в ту пору интересовало не количество, а качество продукта. Европейцы, экспериментируя с чугуном, скоро открыли передельный процесс, поднявший металлургию железа на качественно новый уровень.

    Доменная печь для производства железа (XV-XVI век)

Следующим этапом в развитии металлургии стало появление доменных печей. За счёт увеличения размера, предварительного подогрева воздуха и механического дутья, в такой печи всё железо из руды превращалось в чугун, который расплавлялся и периодически выпускался наружу. Производство стало непрерывным - печь работала круглосуточно и не остывала. За день она выдавала до полутора тонн чугуна. Перегнать же чугун в железо в горнах было значительно проще, чем выколачивать его из крицы, хотя ковка все равно требовалась - но теперь уже выколачивали шлаки из железа, а не железо из шлаков.

Доменные печи впервые были применены на рубеже XV-XVI веков в Европе. На Ближнем Востоке и в Индии эта технология появилась только в XIX веке (в значительной степени, вероятно, потому, что водяной двигатель из-за характерного дефицита воды на Ближнем Востоке не употреблялся). Наличие в Европе доменных печей позволило ей обогнать в XVI веке Турцию если не по качеству металла, то по валу. Это оказало несомненное влияние на исход борьбы, особенно когда оказалось, что из чугуна можно лить пушки.

    Передельный процесс и пудлинговочная печь для обработки железа (XVI век)

С XVI века в Европе получил распространение так называемый передельный процесс в металлургии - технология, при которой железо ещё при получении за счёт высокой температуры плавления и интенсивного науглероживания перегонялось в чугун, а уже затем, жидкий чугун, освобождаясь от лишнего углерода при отжиге в горнах, превращался в сталь.

Широкое применение пудлингованию обеспечил английский заводчик и предприниматель Генри Корт (1740-1800). 13 февраля 1784 г. Корт получил патент, где говорилось о пудлинговании чугуна и обработке сварочного железа.

Из передельной стали уже можно было изготавливать кривые мечи (например, сабли), чего не позволяла сделать сварная технология.

Среди многих металлургических профессий того времени, пожалуй, самой тяжелой была профессия пудлинговщика. Пудлингование было основным способом получения железа почти на протяжении всего XIX в. Это был очень тяжелый и трудоемкий процесс. Работа при нем шла так: На подину пламенной печи загружались чушки чугуна; их расплавляли. По мере выгорания из металла углерода и других примесей температура плавления металла повышалась и из жидкого расплава начинали «вымораживаться» кристаллы довольно чистого железа. На подине печи собирался комок слипшейся тестообразной массы. Рабочие-пудлинговщики приступали к операции накатывания крицы при помощи железного лома. Перемешивая ломом массу металла, они старались собрать вокруг лома комок, или крицу, железа. Такой комок весил до 50 - 80 кг и более. Крицу вытаскивали из печи и подавали сразу под молот - для проковки с целью удаления частиц шлака и уплотнения металла.

    Булатная сталь и дамаск в производстве железа (XIX век)

Увидеть железо жидким металлурги смогли только в XIX веке, однако ещё на заре железной металлургии - в начале I тысячелетия до н.э. - индийские мастера сумели решить проблему получения высокоуглеродистой стали с композитной структурой. Такую сталь называли булатом, но из-за сложности изготовления и отсутствия необходимых материалов в большей части мира эта сталь так и осталась индийским секретом на долгое время.

Более технологичный путь получения упругой стали, при котором не требовались ни особо чистая руда, ни графит, ни специальные печи, был найден в Китае во II веке нашей эры. Сталь перековывали очень много раз, при каждой ковке складывая заготовку вдвое, в результате чего получался отличный оружейный материал, называемый дамаском, из которого, в частности, делались японские катаны.

    Конвертерное производство и мартеновские печи в переработке железа (ХХ)

В 1856 г. Г. Бессемер получил патент на новую технологию производства стали (Бессемеровский процесс). Он изобрёл конвертер - устройство, в котором сквозь жидкий чугун, получаемый в доменных печах, продувался воздух. В конвертере происходит выгорание углерода, растворённого в железе, что позволяет получать сталь в существенно больших количествах, чем это было ранее доступно.

Альтернативой применения конвертера на протяжении ХХ века являлась мартеновская печь, в которой также происходило дожигание углерода. К концу XX века мартеновские печи стали очевидно устаревшей технологией и были вытеснены кислородно-конвертерным производством стали.

В середине XX века был изобретён турбодетандер, позволяющий снизить затраты на производство кислорода. Кислород стал достаточно дешевым, чтобы получить массовое применение в сталелитейной промышленности. Продувка расплавленного чугуна кислородом существенно разогревает металл, что упрощает производство (железо не «вымораживается», а остаётся жидким), позволяет также в конвертер сбрасывать металлолом для переплавки, а также в ряде случаев улучшает качество металла за счет отсутствия растворённого в металле азота.

    Восстановление железа водородом (конец XX века)

Доменные печи и конвертерное производство является достаточно современным, но весьма грязным для экологии процессом. При том, что большая часть железа получается в кислородно-конвертерном производстве, велики и выбросы углекислого и угарного газов в атмосферу. Модной альтернативой становится прямое восстановление железа из руды водородом. При этом образующиеся частички железа расплавляются в электрических печах, после чего добавляется углерод и получается сталь.

Физические и химические свойства железа

Значение железа в современной технике определяется не только его широким распространением в природе, но и сочетанием весьма ценных свойств. Оно пластично, легко куется как в холодном, так и нагретом состоянии, поддаётся прокатке, штамповке и волочению. Способность растворять углерод и др. элементы служит основой для получения разнообразных железных сплавов.

  Физические свойства железа

Железо - типичный металл, в свободном состоянии - серебристо-белого цвета с сероватым оттенком. Чистый металл пластичен, различные примеси (в частности - углерод) повышают его твёрдость и хрупкость. Обладает ярко выраженными магнитными свойствами. Часто выделяют так называемую «триаду железа» - группу трёх металлов (железо Fe, кобальт Co, никель Ni), обладающих схожими физическими свойствами, атомными радиусами и значениями электроотрицательности.

Для железа характерен полиморфизм, оно имеет четыре кристаллические модификации:

- до 769 °C существует α-Fe (феррит) с объёмноцентрированной кубической решёткой и свойствами ферромагнетика (769 °C - 1043 K - точка Кюри для железа);

- в температурном интервале 769-917 °C существует β-Fe, который отличается от α-Fe только параметрами объёмноцентрированной кубической решётки и магнитными свойствами парамагнетика;

- в температурном интервале 917-1394 °C существует γ-Fe (аустенит) с гранецентрированной кубической решёткой;

- выше 1394 °C устойчиво δ-Fe с объёмноцентрированной кубической решёткой.

Металловедение не выделяет β-Fe как отдельную фазу, и рассматривает её как разновидность α-Fe. При нагреве железа или стали выше точки Кюри (769 °C - 1043 K) тепловое движение ионов расстраивает ориентацию спиновых магнитных моментов электронов, ферромагнетик становится парамагнетиком - происходит фазовый переход второго рода, но фазового перехода первого рода с изменением основных физических параметров кристаллов не происходит.

Для чистого железа при нормальном давлении, с точки зрения металловедения, существуют следующие устойчивые модификации:

- от абсолютного нуля до 910 °C устойчива α-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой;

- от 910 до 1400 °C устойчива γ-модификация с гранецентрированной кубической (ГЦК) кристаллической решёткой;

- от 1400 до 1539 °C устойчива δ-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой.

Наличие в стали углерода и легирующих элементов существенным образом изменяет температуры фазовых переходов (см. фазовую диаграмму железо-углерод). Твёрдый раствор углерода в α- и δ-железе называется ферритом. Иногда различают высокотемпературный δ-феррит и низкотемпературный α-феррит (или просто феррит), хотя их атомные структуры одинаковы. Твёрдый раствор углерода в γ-железе называется аустенитом.

В области высоких давлений (свыше 13 ГПа, 128,3 тыс. атм.) возникает модификация ε-железа с гексагональной плотноупакованной (ГПУ) решёткой.

Явление полиморфизма чрезвычайно важно для металлургии стали. Именно благодаря α-γ переходам кристаллической решётки происходит термообработка стали. Без этого явления железо как основа стали не получило бы такого широкого применения.

Железо относится к умеренно тугоплавким металлам. В ряду стандартных электродных потенциалов железо стоит до водорода и легко реагирует с разбавленными кислотами. Таким образом, железо относится к металлам средней активности.

Температура плавления железа 1539 °C, температура кипения - 2862 °C.

  Химические свойства железа

Значение железа в современной технике определяется не только его широким распространением в природе, но и сочетанием весьма ценных свойств. Оно пластично, легко куется как в холодном, так и нагретом состоянии, поддаётся прокатке, штамповке и волочению. Способность растворять углерод и др. элементы служит основой для получения разнообразных железных сплавов.

    Соединения железа

Железо - металл средней химической активности. В отсутствие влаги в обычных условиях пассивируется, но во влажном воздухе легко окисляется и покрывается ржавчиной. При нагревании (в особенности в мелкораздробленном состоянии) взаимодействует почти со всеми неметаллами. При этом в зависимости от условий и активности неметалла образуются твердые растворы( с C, Si, N, B, P, H), металлоподобные ( Fe3C, Fe3Si, Fe4N, Fe2N) или солеподобные ( FeF3, FeCI3, FeS) соединения. Окисление железа кислородом приводит к образованию оксидов нестехиометрического состава.

Чистое железо получают различными методами. Наибольшее значение имеют метод термического разложения пентакарбонила железа и электролиз водных растворов его солей.

Во влажном воздухе железо быстро ржавеет, т. е. покрывается бурым налетом гидратированного оксида железа, который вслед­ствие своей рыхлости не защищает железо от дальнейшего окис­ления. В воде железо интенсивно корродирует; при обильном доступе кислорода образуются гидратные формы оксида железа(ІІI):

При недостатке кислорода или при его затрудненном доступе образуется смешанный оксид Fез04 (FеО • Fe2Оз):

Железо растворяется в соляной кислоте любой концентрации:

Аналогично происходит растворение в разбавленной серной кислоте:

В концентрированных растворах серной кислоты железо окис­ляется до железа(III):

Однако в серной кислоте, концентрация которой близка к 100%, железо становится пассивным и взаимодействия практи­чески не происходит.

В разбавленных и умеренно концентрированных растворах азотной кислоты железо растворяется:

При высоких концентрациях НNОз растворение замедляется и железо становится пассивным.

Для железа характерны два ряда соединений: соединения же­леза (II) и соединения железа (III). Первые отвечают оксиду же­леза(II), или закиси железа, FеО, вторые-оксиду железа (III), или окиси железа, Fе2О3. Кроме того, известны соли железной кис­лоты Н2Fе04, в которой степень окисленности железа равна +6.

    Соли железа (II)

Соли железа(II) образуются при растворении железа в разбавленных кислотах, кроме азотной. Важнейшая из них - сульфат железа(\\), или железный купорос,FeSO4•7H2O , образующий светло-зеленые кристаллы, хорошо рас­творимые в воде. На воздухе железный купорос постепенно вы­ветривается и одновременно окисляется с поверхности, переходя в желто-бурую основную соль железа (III).

Сульфат железа (II) получают путем растворения обрезков стали в 20 - 30% - ной серной кислоте:

Сульфат железа (II) применяется для борьбы с вредителями растений, в производстве чернил и минеральных красок, при кра­шении тканей.

При нагревании железного купороса выделяется вода и полу­чается белая масса безводной соли Ре804.

При температурах выше 480 °С безводная соль разлагается с выделением диоксида и триоксида серы; последний во влажном воздухе образует тяже­лые белые пары серной кислоты:

При взаимодействии раствора соли железа (II) со щелочью вы­падает белый осадок гидроксида железа(II) Fе(ОН)2, который на воздухе вследствие окисления быстро принимает зеленоватую, а затем бурую окраску, переходя в гидроксид железа(III) Fе(ОН)з:

Безводный оксид железа(\\) FеО можно получить в виде чер­ного легко окисляющегося порошка восстановлением оксида железа(III) оксидом углерода (II) при500°С:

Карбонаты щелочных металлов осаждают из растворов солей железа (II) белый карбонат железа(\\) FеСОз. При действии воды, содержащей СО2, карбонат железа, подобно карбонату кальция, частично переходит в более растворимую кислую соль Fе(НСОз)2. В виде этой соли железо содержится в природных железистых водах.

Соли железа (II) легко могут быть переведены в соли железа(III) действием различных окислителей - азотной кислоты, перманганата калия, хлора, например:

    Хлорид железа (III)

Хлорид железа(III) FеСIз представляет собой темно-коричневые с зеленоватым отливом кри­сталлы. Это вещество сильно гигроскопично; поглощая влагу из воздуха, оно превращается в кристаллогидраты, содержащие раз­личное количество воды и расплывающиеся на воздухе. В таком состоянии хлорид железа (III) имеет буро-оранжевый цвет. В раз­бавленном растворе FеСIз гидролизуется до основных солей. В па­рах хлорид железа(III) имеет структуру, аналогичную структуре хлорида алюминия и отвечающую формуле Fе2СI6; за­метная диссоциация Fе2СI6 на молекулы FеСIз начинается при тем­пературах около 500 °С.

Хлорид железа (III) применяют в качестве коагулянта при очистке воды, как катализатор при синтезах органических ве­ществ, в текстильной промышленности.

Сульфат железa(III) Fе2(S04)3 - очень гигроскопичные, рас­плывающиеся на воздухе белые кристаллы. Образует кристалло­гидрат Fе2(S04)3 . 9Н20 (желтые кристаллы). В водных растворах сульфат железа (III) сильно гидролизован. С сульфатами щелоч­ных металлов и аммония он образует двойные соли - квасцы, на­пример, железоаммонийные квасцы (NН4)Fе(SO4)2 •12Н2О - хо­рошо растворимые в воде светло-фиолетовые кристаллы. При прокаливании выше 500 °С сульфат железа (III) разлагается в со­ответствии с уравнением:

Сульфат железа (III) применяют, как и FеСI3, в качестве коагулянта при очистке воды, а также для травления металлов. Рас­твор Fе2(S04) способен растворять Сu2S и СuS с образованием сульфата меди(II); это используется при гидрометаллургическом получении меди.

    Гидроксид железа (III)

При действии щелочей на растворы солей железа (III) выпа­дает красно-бурый гидроксид железа(III) Fе(ОН)з, нераствори­мый в избытке щелочи.

Гидроксид железа (III) - более слабое основание, чем гидро­ксид железа (II); это выражается в том, что соли железа(III) сильно гидролизуются, а со слабыми кислотами (например, с угольной, сероводородной) Fе(ОН)з солей не образует. Гидроли­зом объясняется и цвет растворов солей железа (III): несмотря на то, что ион Fе3+ почти бесцветен, содержащие его растворы окра­шены в желто-бурый цвет, что объясняется присутствием гидроксоионов железа или молекул Fе(ОН)з, которые образуются благодаря гидролизу:

При нагревании окраска темнеет, а при прибавлении кислот становится более светлой вследствие подавления гидролиза.

При прокаливании гидроксид железа(III), теряя воду, пере­ходит в оксид железа(III), или окись железа, Fе2О3. Оксид же­леза (III) встречается в природе в виде красного железняка и при­меняется как коричневая краска - железный сурик, или мумия.

Характерной реакцией, отличающей соли железа (III) от солей железа (II), служит действие роданида калия КSСN или роданида аммония NН4SСN на соли железа. Раствор роданида калия содер­жит бесцветные ионы SСN-, которые соединяются с ионами Fе(III), образуя кроваво-красный, слабо диссоциированный рода­нид железа(III) Fе(SСN)3. При взаимодействии же с роданидами ионов железа (II) раствор остается бесцветным.

    Цианистые соединения железа

При действии на растворы солей железа (II) растворимых цианидов, например циа­нида калия, получается белый осадок цианида железа (II);

В избытке цианида калия осадок растворяется вследствие об­разования комплексной соли K4[Fе(СN)6] - гексациано-(II)феррата калия

Гексациано-(II)феррат калия К4[Fе (СN)6] • 3Н2О кристалли­зуется в виде больших светло-желтых призм. Эта соль называется также желтой кровяной солью. При растворении в воде соль дис­социирует на ионы калия и чрезвычайно устойчивые комплексные ионы [Fе (СN) 6]4-. Практически такой раствор совершенно не содержит ионов Fе3+ и не дает реакций, характерных для железа(II).

Гексациано-(II) феррат калия служит чувствительным реакти­вом на ионы железа (III), так как ионы [Fе (СМ) 6]4-, взаимодей­ствуя с ионами Fе3+ , образуют нерастворимую в воде соль гекса-циано-(II)феррат железа (III) Fе4[(Fе(СN)6]3 характерного синего цвета; эта соль получила название берлинской лазури:

Берлинская лазурь применяется в качестве краски. При действии хлора или брома на раствор желтой кровяной соли анион ее окисляется, превращаясь в ион [Fе(СN) 6]3- : Соответствующая этому аниону соль К3[Fе (СN)6] называется гексациано-(III) феррaтом калия, или красной кровяной солью. Она образует красные безводные кристаллы.

Если подействовать гексациано-(III)ферратом калия на раствор соли железа (II), то получается осадок гексациано-(III)феррата железа (II) турнбулева синь, внешне очень похожий на берлин­скую лазурь, но имеющий иной состав. С солями железа(III) Кз[Fе(СN)6] образует зеленовато-бурый раствор.

Биологическое значение железа

Железо является незаменимым биометаллом, играющим важную роль в функционировании клеток многих систем организма. Биологическое значение железа определяется его способностью обратимо окисляться и восстанавливаться. Это свойство обеспечивает участие железа в процессах тканевого дыхания. В живых организмах железо является важным микроэлементом, катализирующим процессы обмена кислородом (дыхания).

  Железо в организме человека

В живых организмах железо является важным микроэлементом, катализирующим процессы обмена кислородом (дыхания). В организме взрослого человека содержится около 3,5 грамма железа (около 0,02 %), из которых 78 % являются главным действующим элементом гемоглобина крови, остальное входит в состав ферментов других клеток, катализируя процессы дыхания в клетках. Недостаток железа проявляется как болезнь организма (хлороз у растений и анемия у животных).

Обычно железо входит в ферменты в виде комплекса, называемого гемом. В частности, этот комплекс присутствует в гемоглобине - важнейшем белке, обеспечивающем транспорт кислорода с кровью ко всем органам человека и животных. И именно он окрашивает кровь в характерный красный цвет. Комплексы железа, отличные от гема, встречаются, например, в ферменте метан-моноксигеназе, окисляющем метан в метанол, в важном ферменте рибонуклеотид-редуктазе, который участвует в синтезе ДНК. Неорганические соединения железа встречаются в некоторых бактериях, иногда используется ими для связывания азота воздуха. В организм животных и человека железо поступает с пищей (наиболее богаты им печень, мясо, яйца, бобовые, хлеб, крупы, свёкла).

Интересно, что некогда шпинатошибочно был внесён в этот список (из-за опечатки в результатах анализа - был потерян «лишний» ноль после запятой). Суточная потребность человека в железе следующая: дети - от 4 до 18 мг, взрослые мужчины - 10 мг, взрослые женщины - 18 мг, берменные женщины во второй половине беременности - 33 мг. У женщин потребность несколько выше, чем у мужчин. Как правило, железа, поступающего с пищей, вполне достаточно, но в некоторых специальных случаях (анемия, а также при донорстве крови) необходимо применять железосодержащие препараты и пищевые добавки (гематоген,ферроплекс).

  Дефицит железа

Суточная потребность в железе мала и её легко удовлетворить. В то время, как некоторые исследователи считают, что кормление грудью приводит к дефициту железа, есть множество исследований, показывающих, что это не так и дети, которых кормят грудью, усваивают железо намного лучше. В организме легко восстанавливается равновесие между поступлением и выведением железа, и временный дефицит его легко восполняется за счет имеющихся запасов. Потребность в железе значительно возрастает при анемии, вызванной, например, такими паразитарными инвазиями, как малярия и анкилостомоз, которые очень широко распространены в тропических странах.

  Содержание железа в воде

Содержание железа в воде больше 1-2 мг/л значительно ухудшает её органолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус, и делает воду малопригодной для использования, вызывает у человека аллергические реакции, может стать причиной болезни крови и печени (гемохроматоз). ПДК железа в воде 0,3 мг/л. Избыточная доза железа (200 мг и выше) может оказывать токсическое действие. Передозировка железа угнетает антиоксидантную систему организма, поэтому употреблять препараты железа здоровым людям не рекомендуется.

Нахождение железа в природе

По распространенности в природе железо является вторым металлом после алюминия и находится на четвертом месте среди всех элементов, уступаю лишь кислороду, алюминию и кремнию. Содержание химического элемента в земной коре по массе составляет 4,65%. Известно более 300 минералов, содержащихся в составе железных руд (сульфиды, окислы, силикаты, фосфаты, карбонаты, титанаты, и т. д.).

Важнейшие рудные минералы железа: магномагнетит, Титаномагнетит, Магнетит, Гематит, гидрогематит, Сидерит, Гётит, гидрогётит, железистые хлориты (тюрингит шамозит, и т.д.). В промышленных рудах содержание железа составляет 16 - 70%. Существуют богатые (менее 50% железа), рядовые (50-25% железа) и бедные (≥ 25% железа) железные руды. В зависимости от того, каков химический состав железной руды, ее применяют для выплавки чугуна после обогащения или в естественном виде. Железные руды, содержание металла в которых менее 50%, обогащаются до 60%, в основном способами магнитной сепарации либо гравитационным обогащением. Рыхлые или сернистые (менее 0,3% серы) богатые руды и концентраты обогащения окусковывают агломерацией, из концентратов производят окатыши. Жедезые руды, которые идут в доменную шихту, не должны содержать S, Р и Cu более 0,1 - 0,3% и As, Sn, Zn, Pb 0,05-0,09%, т.к. могут ухудшиться условия плавки или качество стали. Примесь в железной руде кремния, никеля, титана и вольфрама в большинстве случаев полезна. Mn, Cr и Ni улучшают качество стали, титан и вольфрам попутно извлекаются в процессах обогащения и металлургического передела.

Месторождения железной руды по происхождению разделяют на три группы: магматогенные, метаморфогенные и экзогенные.

  Магматогенные месторождения железной руды

Магматогенные делятся на: магматические - это дайкообразные, пластообразные и неправильные залежи титаномагнетитов, которые связаны с габбро-пироксенитовыми породами (Лиганга в Танзании, Бушвельдские месторождения в ЮАР), апатито-магнетитовые залежи, которые связаны с сиенитдиоритами и сиенитами (Елливарс и Кируна в Швеции, Лебяжинское на Урале), скарновые или контактово-метасоматические, поялвяются вблизи интрузивных массивов или на контактах, и др.

Среди магматогенных различаются:

- магматические - дайкообразные, неправильные и пластообразные залежи титаномагнетитов,связанные с габбро-пироксенитовыми породами (Кусинское и Качканарское месторождения на Урале в СССР, местооождения Бушвельдского комплекса в ЮАР, Лиганга в Танзании), и апатито-магнетитовые залежи, связанные с сиенитами и сиенитдиоритами (Лебяжинское на Урале в СССР, Кируна и Елливарс в Швеции);

- контактово - метасоматические, или скарновые, возникают на контактах или вблизи интрузивных массивов; под воздействием высокотемпературных растворов вмещающие карбонатные и др. породы превращаются в скарны, а также пироксен-альбитовые и скаполитовые породы, в которых обособляются сложные по форме залежи сплошных и вкрапленных магнетитовых руд (в СССР - Соколовское, Сарбайское в Северо - Западном Казахстане, Магнитогорское,Высокогорское и др. на Урале, ряд месторождений в Горной Шории; Айрон - Спрингс в США и др.);

- гидротермальные образуются при участии горячих минерализованных растворов, путём отложения Железные руды по трещинам и зонам смятия, а также при метасоматическом замещении боковых пород; к этому типу относятся Коршуновское и Рудногорское магномагнетитовые месторождения Восточной Сибири, гидрогётит - сидеритовое Абаильское в Средней Азии, сидеритовые месторождения Бильбао в Испании и др.

    Кусинское месторождение железной руды на Урале (Россия)

Месторождение расположено на левом берегу р. Кусы, в 15 км на восток от Кусинского завода и в 18 км от железнодорожной станции Златоуст. Оно связано с интрузией габбро, имеющей простирание 40-50° СВ, мощность от 0,3 до 1 км и протяжение, далеко уходящее за пределы района месторождения. Рудные тела являются длинными по протяжению, уходящими на большую глубину жилообразными залежами.

Всего имеется 5 главных залежей, расположенных друг от друга на расстоянии 30-40 м. Кроме этих залежей, бурением и горными работами встречен ряд мелких прожилков, шлир и зон различной концентрации рудного вкрапленника. Из всех залежей две центральные (№ 2 и 3) прослеживаются до 2,5 км, остальные имеют незначительное протяжение. Средняя мощность залежей около 3 м. Простирание залежей соответствует простиранию вмещающих пород. Падение их крутое — 70-80° ЮВ.

    Месторождение железной руды Бушвельдского комплекса в ЮАР (ЮАР)

Бушвелдский комплекс (Bushveld) - один из крупнейших в мире комплексов месторождений золота, платины, хрома, никеля и других металлов. Расположен в Южно-Африканской республике (провинцияТрансвааль). Размеры - 150х100 км. Бушвельдский комплекс считался ранее таким же бесплоден как и окружающая его пустыня Калахари. Однако совсем иное мнение было у уроженца этих мест Г. Меренского.

С 1924 года он в течение двух лет упорно изучал восточную, краевую часть массива и в результате отыскал тонкий горизонт, чуть больше полуметра, ограниченный сверху и снизу пропластками хромита и состоящий из очень крупнокристаллического (пегматоидного) пироксенита с вкрапленностью и скоплениями сульфидов меди и железа (халькопирит, пирротин) и серебристого сульфида никеля - пентландита. И рядом с ними - мелкие, но все же различимые платиновые минералы. За короткий срок этот слой, вскоре получивший название риф (горизонт) Меренского, был прослежен вдоль восточного контакта массива на 110 километров. Риф Меренского в специальной литературе обычно характеризуют как самое уникальное образование среди всех магматических комплексов мира. Его протяженность ныне составляет около 250 км, из которых 80 км находятся в эксплуатации.

    Лебяжинское месторождение железной руды на Урале (Россия)

Медно-никелевые руды располагаются в пределах двух зон: Восточной и Центральной. Восточная зона, в которой известны наиболее богатые руды. В пределах зоны развито сингенетическое и эпигенетическое оруденение при преобладающей роли последнего.

Залежь лентообразной формы, протяженностью 1700 м, мощностью пластов 0,2-25,5 м. В рудах содержится от 0,41 до 8% (в среднем 0,95-1,33%) никеля и 0,31-0,57% меди. Запасы никеля оцениваются в 20,7 тысяч тонн (при среднем содержании 1,33%).Верхняя залежь пластообразной формы, протяженность - до 2000 м, мощность 1,7-49,1 м. Содержание никеля варьирует в пределах 0,34-1,39%.

    Коршуновское месторождение железной руды Восточной Сибири (Россия)

Коршуновское железорудное месторождение находится в районе г. Железногорска Иркутской области на ж.д. магистрали Тайшет-Лена. Является наиболее крупным месторождением Ангаро-Илимского железорудного района, расположеннного в юго-западной части окраины Сибирской платформы.

    Сарбайское месторождение железной руды в Северо-Западном Казахстане (Казахстан)

Месторождение Сарбайское (30) находится в Костанайском районе Костанайской области, в 10 км к северо-западу от города Рудный и в 40 км к юго-западу от города Костанай. Открыто в 1949 г. летчиком М.Г. Сургутановым. Месторождение приурочено к западному крылу Соколовско-Сарбайской антиклинали Валерьяновского синклинория, сложенному визейскими осадочно-вулканогенными отложениями и перекрытому мезо-кайиозойскими отложениями мощностью 65-135 м.

В основании разреза залегают туфы андезитового, иногда дацитового состава, переслаивающиеся с андезитовыми и пироксен-плапюклазовыми порфиритами сарбайской свиты среднего визе мощностью свыше 450 м. Выше залегают известняки с многочисленными прослоями туфов и туффитов и алевропелитовые и алевропсамитовые туффиты соколовской свиты среднего-верхнего визе. Мощность известняков 120-180 м, редко до 300 м, мощность туффитов 20-200 м. Венчают разрез палеозойских пород порфириты и туфы андезито-базальтового состава куржункульской свиты верхнего визе. Среди них выделяется пачка слоистых алевропелитовых туффитов с прослоями аргиллитов. Общая мощность палеозойских пород на месторождении достигает 1200 м.

  Экзогенные месторождения железной руды

К экзогенным месторождениям относятся: осадочные - химическиеи механические осадки морских и озерных бассейнов, реже в долинах и дельтах рек, возникающие при местном обогащении вод бассейна соединениями железаи при сносе в них железистыхпродуктов прилегающей суши; слагают пласты или линзы среди осадочных, иногда - вулканогенно - осадочных пород; к этому типу относятся месторождения бурых железняков,частью сидеритов, силикатных руд (в СССР - Керченское в Крыму, Аятское - Казахская ССР; в ФРГ - Лан - Диль и др.); месторождения коры выветривания образуются в результате выветривания горных пород с железосодержащимипородообразующими минералами; различают остаточные, или элювиальные, месторождения, когда продукты выветривания, обогащенные железом (вследствие выноса из породы др. составных частей), остаются на месте (тела богатых гематито - мартитовых руд Кривого Рога, Курской магнитной аномалии, района озера Верхнего в США и др.), и инфильтрационные (цементационные), когда железо вынесено из выветривающихся пород и переотложено в нижележащих горизонтах (Алапаевское месторождение на Урале и др.)

    Керченский железорудный бассейн (Крым, Россия)

Керченский железорудный бассейн - расположен на Керченском полуострове, в Крымской области УССР. Месторождения железных рудприурочены к мульдам и прогибам широтного простирания протяжённостью 6-40 км и шириной 1,5-13 км. Общая площадь бассейна более 250 км2. Главныеместорождения (карта): Камыш-Бурунское, Эльтиген-Ортельское, Кыз-Аульское, Новосёловское (южная группа); Катерлезское, Баксинское, Северное, Акманайское (северная группа). Первое упоминание о керченских рудах — в работах русского исследователя К. Габлицля (1785).

Рудный горизонт приурочен к морским киммерийским отложениям и представлен пологозалегающими (1-12°) пластами песчано-глинистых пород с бурыми железняками, подстилаемыми известняками и глинами и перекрытыми песчанистыми глинами. Мощность рудных залежей от 0,5-2 м в краевых частях мульд (руды частично выходят на поверхность) до 25-40 м в центральной части (глубина 140-180 м).

    Аятский железорудный бассейн (Казахская ССР)

Аятский железорудный бассейн - расположен в Кустанайской области Казахской CCP, в 20 км к Северу от железнодорожной станции Тобол. Известен с 90-х гг. 19 в. по работам геолога А. А. Краснопольского, разведан в 1946-50. Протяжённость бассейна с запада на восток свыше 60 км, с севера на юг свыше 50 км, площадь распространения рудного пласта 2500 км2, мощность 2-9 м. Аятский железорудный бассейн принадлежит к группе осадочных морских месторождений, сформировавшихся на молодой эпигерцинской платформе.

Рудный пласт, сложенный оолитовыми лептохлорит-сидеритовыми рудами, хорошо выдержан по простиранию и мощности, расположен горизонтально или слабоволнисто с общим незначительным уклоном на восток и северо-восток; залегает на кварц-глауконитовых песках, реже глинах сеномана, ещё реже на палеозойских эффузивно-осадочных породах фундамента и их древнем элювии. Кровлей рудного пласта обычно служат лигнитовые глины нижнего сенона или вышележащие меловые и третичные морские осадочные отложения. В депрессиях палеозойского фундамента под железными рудами встречаются промышленные залежи боксита и огнеупорных глин. Железные руды - оолитовые лептохлорит-сидеритовые, окисленные гидрогётитовые и переотложенные гидрогётитовые. Главные рудные минералы железа: лептохлорит,сидерит, гидрогётит; в меньших количествах встречаются глауконит, кварц и пирит. Разведанные запасы аятского железорудного бассейна (на площади 220 км2) 1,7 млрд. т, предварительно оценённые - 5 млрд. т (1980). Для разведанных запасов cpедняя мощность рудного пласта 4,35 м, мощность вскрыши до 40 м (среднем 22 м). Для использования руд проектируется применение обжиг-магнитной схемы обогащения.

    Алапаевское месторождение железной руды на Урале (Россия)

Алапаевская группа месторождений коры выветривания расположена вблизи г. Алапаевска Свердловской области. Рудные залежи Алапаевских месторождений имеют пластообразную форму. Граница зоны оруденения устанавливается по минимальному содержанию железа (20%). Мощность рудных тел, включая участки некондиционных руд и пустых пород, изменяется в широких пределах - от 0,5 до 70 м.

Рудные залежи по простиранию прослеживаотся до 5-40 км., вкрест простирания - до 0,5-1 км. На Алапаевских месторождениях выделяются два типа руд: лимонитовые, слагающие верхние горизонты рудных залежей, выше уровня грунтовых вод, и стриговит-лимонитовые, расположенные ниже уровня грунтовых вод, где спорадически встречаются и сидериты (Железорудные месторождения алапаевского типа..., 1936). Руды представляют собой скопления преимущественно лимонитовых стяжений, корок, конкреции|конкреций и неправильных обособлений, связанных глинистой, охра-охристо-глинистой или охристо-лептохлорит-глинистой массой, с изменчивым относительным содержанием последней, вплоть до незначительного.

    Зыряновское месторождение железной руды на Урале (Россия)

Зырянское (Зыряновское) месторождение щелочно-земельных бентонитовых глин находится на территории Кетовского района Курганской области в 30 километрах к западу от областного центра и в четырех километрах к юго-востоку от железнодорожной станции Зырянка.

В географическом отношении это - Южное Зауралье, юго-западная часть Западно-Сибирской низменности. Месторождение было открыто поисковой партией Ю.Я. Суслова в 1969 году и разведано ею же в 1976 году. Освоение месторождения началось в 1991 году ПО «Курганстройматериалы». Более двух десятков лет прошло со времени открытия до начала освоения месторождения.

    Синячихинское месторождение железной руды на Урале (Россия)

Местрождение расположено в 10 км к С от Алапаевска, который связан ж.д. с Серовом (210 км), Свердловском (160 км), Н.Тагилом (110 км). Автодорогами связан с Салдой, Н.Тагилом, Реком, Свердловском. Алапаевский р-н один из старых горнопромышленных центров Урала.

  Метаморфогенные месторождения железной руды

Метаморфогенные (метаморфизованные) месторождения - преобразованные в условиях высоких давлений и температур ранее существовавшие, преимущественно осадочные, месторождения. Гидроокислы железа и сидериты переходят при этом обычно в гематит и магнетит. Метаморфические процессы иногда дополняются гидротермально - метасоматическим образованием магнетитовых руд. К этому типу относятся месторождения железистых кварцитов Кривого Рога, Курской магнитной аномалии, месторождения Кольского полуострова, железорудной провинции Хамерсли (Австралия), полуострова Лабрадор (Канада), штат Минас - Жерайс (Бразилия), штат Майсур (Индия) и прочее.

    Лабрадорский железорудный бассейн (Канада)

Лабрадора железорудный пояс - железорудный бассейн в Канаде. Эксплуатируется с 1954. Месторождения по происхождению метаморфизованные (руды - магнетит-гематитовые кварциты). Разведанные запасы св. 21 млрд. т руды; содержание Fe 30-40%. Центры добычи - гг. Шеффервилл, Уобуш, Маунт-Райт, Ганьонвилл.

    Месторождение железной руды Итабира (Бразилия)

Месторождения Итабира и Итабирита (Бразилия) расположены в 350 км к северу от Рио - де - Жанейро на площади 7000 км2. Это докембрийские осадочные метаморфизованные гематитовые месторождения. При добыче образуется лишь 30% мелочи. Запасы руды в этом районе составляют 16,3 млрд.. т.

    Хибинское месторождения железной руды (Россия)

Хибинские месторождения апатит-нефелиновые - уникальные по запасам и качеству месторождения фосфатного сырья, расположенные в Мурманской области РСФСР, на Кольском полуострове.

Первые месторождения (Расвумчоррское, Кукисвумчоррское, Юкспорское) открыты в 1925-27 экспедицией под руководством А. Е. Ферсмана; их разведка началась в 1928-29, разработка с 1930 (Кукисвумчоррское месторождение).

    Месторождение железнорудных запасов Кейвы (Россия)

Кейвы (от фин. kivi - камень) - возвышенность на Кольском полуострове. Длина 200 км. Высшая точка - 398 м над уровнем моря (гораЯгельурта). Расположена восточнее озера Умбозеро. Является водоразделом рек Поной и Йоканга. Сложена кианитовыми и слюдистыми сланцами. Склоны гор покрыты лишайниками и используются пастбищами для северных оленей.

    Ковдорское месторождение железной руды (Россия)

Ковдорский массив щелочно-ультраосновных пород и карбонатитов представляет собой уникальное явление природы. Он расположен на Кольском полуострове, примерно в 30 км от границы с Финляндией (67°33‘с.ш. 30°31‘в.д.), в бассейне реки Ковдоры- левого притока реки Ёны.

Климат Ковдорского района типичен для большей части Кольского полуострова. Зима продолжительная, снежная, со среднемесячной температурой в феврале - 14,2°С, лето длится 2-2,5 месяца (средняя температура в июле + 13,6°С), иногда сухое и жаркое, но нередко и дождливое. Холмы и горы покрыты смешанным лесом (ель, сосна, береза), заболоченные территории - зарослями березы и ивы. Летом и осенью в лесу и на заболоченных местах много ягод (морошка, черника, брусника, клюква) и грибов. В озерах и реках этого района много рыбы, она ловится даже сейчас в Ковдорском озере, несмотря на то, что оно находится в самом центре индустриального комплекса. До открытия этого местрождения в 1933 году Константином Михайловичем Кошичем эта местность была абсолютно безлюдной с нетронутой и живописной природой. Сейчас этот город является крупным промышленным центром Заполярья. Но обо всем по порядку.

В целом минерально-сырьевую базу железных руд мира характеризуют три главные геолого-промышленные типа месторождений, обладающих наибольшими ресурсами и запасами, из которых добывается почти весь объём товарных руд.

  Месторождения магнетитовых руд в железистых кварцитах

Месторождения магнетитовых руд в железистых кварцитах и сланцах кристаллических щитов, локализованные в крупных железорудных бассейнах. Запасы месторождений такого типа составляют 71,3% мировых. Наиболее крупные из них расположены в Российской Федерации, Украине, Индии, Габоне, Гвинее, ЮАР, Бразилии, Китае, Венесуэле, Канаде, США и Австралии. Бассейны КМАи Криворожский(СССР), район озера Верхнего (США и Канада), железорудная провинция Хамерсли (Австралия), район Минас - Жерайс (Бразилия).

    Курская Магнитная Аномалия (Россия)

Курская Магнитная Аномалия (КМА) - самый мощный в мире железорудный бассейн. Крупнейший по запасам железа район в мире, по разведанным запасам богатых руд (около 30 млрд. тонн) уступает лишь перспективному боливийскому Эль Мутуну (около 40 млрд. т.). Расположен в пределах Курской, Белгородской и Орловской областей.

В настоящее время границы простирания залежей железных руд КМА охватывают площадь размером свыше 160 тыс. км², захватывая территории девяти областей Центра и Юга страны. Запасы богатых железных руд и железистых кварцитов уникального бассейна составляют миллиарды тонн.

Площадь около 120 тыс. км². Руды - магнетитовые кварциты среди метаморфических пород и гранитоидов докембрия; богатые железные руды в коре выветривания железистых кварцитов. Разведанные запасы железистых кварцитов св. 25 млрд. т с содержанием Fe 32-37 % и св. 30 млрд. т богатых руд с 52-66 % Fe. Месторождения разрабатываются открытым (Стойленское, Лебединское, Михайловское) и подземным (Коробковское) способами.

Наиболее известные месторождения:

- Лебединское (Губкинский район Белгородской области; разработку месторождения осуществляет Лебединский ГОК, входящий в группу Металлоинвест);

- Михайловское (Железногорский район Курской области; разработку месторождения осуществляет Михайловский ГОК, входящий в группу Металлоинвест). Михайловское месторождение, вокруг которого вырос молодой Железногорск, разрабатывается с 1960 г. Градообразующее предприятие - Михайловский горнообогатительный комбинат. Общие запасы руды- 11 миллиард тонн.;

- Стойленское (Старооскольский район Белгородской области; разработку месторождения осуществляет Стойленский ГОК, принадлежащий Новолипецкому Металлургическому Комбинату). Стойленское месторождение разрабатывается с 1969 года открытым способом. Балансовые запасы карьера (по данным на 2011 год): богатая железная руда - 26,3 млн тонн; железистые кварциты - 1,434 млрд тонн.;

- Коробковское (Губкинский район Белгородской области);

- Яковлевское (Яковлевский район Белгородской области);

- Большетроицкое (Шебекинский район Белгородской области);

- Погромецкое (Волоконовский район Белгородской области);

- Новоялтинское (Дмитровский район Орловской области).

Крупнейшее предприятие - открытое акционерное общество «Лебединский горно-обогатительный комбинат (ГОК)» Максимальная ширина карьера Лебединского ГОКа - 5 км, максимальная глубина - 600 м. Карьер дважды внесен в Книгу рекордов Гиннеса.

В ближайшее время на КМА возможна разработка новых перспективных месторождений железной руды:

- Приоскольское железорудное месторождение. Запасы месторождения составляют 45,2 млн т богатых руд и более 2 миллиард т неокисленных железистых кварцитов. Лицензию на разработку этого месторождения на аукционе в 2006 году получил Магнитогорский металлургический комбинат. Однако строительство Приоскольского ГОКа пока до сих пор не начато;

- Чернянское железорудное месторождение. Разведанные запасы составляют 1,9 млрд. тонн руды с содержанием железа примерно 53 %. Залежи выявлены на глубине 165-200 м. К разработке этого месторождения проявлял интерес Индустриальный Союз Донбасса, который рассматривал месторождение в качестве сырьевой базы для Алчевского металлургического комбината. Однако в 2011 году Федеральное Агентство Роснедра отменило конкурс по определению разработчика месторождения.

    Криворожский железорудный бассейн (Украина)

Криворожский железорудный бассейн — бассейн залежей железной руды в районе города Кривой Рог, Днепропетровская область, Украина.

Бассейн расположен в 80-100 километрах к западу от реки Днепр, в системе реки Ингулец и её левых притоков — рек Саксагань, Жёлтая и Зелёная.

Месторождения бассейна вытянуты в виде узкой полосы в северном и северо-восточном направлении протяжённостью более 100 километров и шириною от 1-2 километров до 6 километров (в районе Кривого Рога). Площадь около 300 км². Северным продолжением бассейна является Кременчугская магнитная аномалия.

Расположен на территории Днепропетровской, Полтавской, Кировоградской, Запорожской областей Украины, объединяется в крупную железорудную провинцию, так называемый Большой Кривой Рог. Разведанные запасы около 20 миллиард тонн.

Разведанные в СССР (по состоянию на 1 января 1972 года) запасы богатых железных руд (со средним содержанием Fe 57,6%) составляют около 1,7 миллиард тонн, магнетитовых кварцитов – 11,6 миллиард тонн и немагнитных разностей кварцитов — 2,6 миллиард тонн. Учтённые балансовые запасы железистых роговиков бассейна составляют около 19,6 миллиард тонн. В геологическом понимании эти запасы распределяются по типам следующим образом:

- магнетитовые кварциты, содержащие 31-39% железа – 10,7 миллиард тонн (54,5%);

- гематитовые кварциты, содержащие около 38% железа – 8,9 миллиард тонн (45,5%).

    Месторождение Каражас (Бразилия)

Месторождение Каражас (Бразилия) 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. Проектная мощность рудника 35 млн. т/год.

    Аньшаньский железорудный бассейн (Китай)

Среди рудных месторождений выделяется Аньшаньский железорудный бассейн, расположенный в богатом каменным углем Северо-Восточном Китае, Руды цветных металлов сосредоточены главным образом в центральных и южных провинциях.

    Месторождение вблизи озера Верхнее (США)

Основной железорудной базой черной металлургии США является район озера Верхнего, который дает около 80 % добываемой в стране руды. В этом районе наибольшее количество руды добывается в округе Месаби, от которого получила название и руда.

Руда месаби содержит: Запасы руды оцениваются в 1 млрд. т, кроме этого, в месторождении есть около 30 миллиард. т кварцитов (местное название - такониты), из которых около 5 млрд.. т являются магнетитовыми. Последние добываются и обогащаются от 31 до 64 % железа, затем подвергаются окускованию в агломерат или окатыши. Это и другие месторождения удовлетворяют потребности черной металлургии США лишь частично.

  Осадочные и вулканогенно-осадочные месторождения железных руд

Осадочные и вулканогенно-осадочные месторождения, залегающие в осадочных прибрежно-морских или вулканогенно-осадочных толщах. Месторождения этого типа составляют 11,4% мировых запасов. Они разведаны на территории Российской Федерации, Украины, Казахстана, Китая, США, Австралии и некоторых стран Европы и Северной Африки. Бассейны: Лотарингский бассейн (Франция), Керченский бассейн, Лисаковское и другое.

    Никопольский железорудный бассейн (Украина)

Никопольское месторождение - крупный бассейн марганцевых руд в УССР. В состав входят: Никопольское месторождение вблизи г. Никополь, Большетокмакское месторождение у г. Запорожье, ряд небольших рудных площадей и рудопроявлений к югу от г. Кривой Рог. Общая площадь бассейна более 5 тысяч км2.

Месторождение открыто в 1883 инженером В. А. Домгером, освоение его с 1886 (был заложен первый рудник "Покровские марганцевые копи"). После Великой Отечественной войны 1941-45 были выявлены новые рудные залежи оксидных малофосфористых и карбонатных руд. К 1958 детальная разведка месторождениябыла в основном завершена.

    Западно-Каражальское месторождение желеных руд (Казахстан)

Западно-Каражальское месторождение находится в 110 км к юго-западу от ст. Жана-Арка Карагандинской области Казахстана, в Атасуйском железорудном районе.

В геологическом строении месторождения принимают участие мощная свита (до 1,5 км) эффузивных и туфогенных пород нижнего и среднего девона и такой же мощности свиты осадочных пород верхнего девона - нижнего карбона Джаильминской мульды.

    Холзунское месторождение железной руды в Горном Алтае (Республика Алтай)

Наиболее крупным железорудным объектом в районе является Холзунское месторождение, на котором в 1971-81 гг проведена предварительная разведка. Подрудная толща представлена кислыми вулканитами холзунской свиты (фельзит-порфиры, кварцевые порфиры, их туфы и ту- фолавы и др.) Нередко насыщенными прослоями кварцево-гематитовых руд. Рудный горизонт месторождения залегает в нижней части рудоносной пачки коргонской свиты и имеет мощ- ность от 70 до 300 м, по простиранию прослежен на 25 км. Магнетитовые руды составляют бо- лее 25% общей мощности, здесь же установлены пласты пород и руд мощностью до 20 м, обогащенные апатитом при среднем содержании Р2О5 до 6%. Надрудная пачка состоит из кис- лых вулканогенных пород, перемежающихся с туфогенными песчано-карбонатно-сланцевыми пачками. Большая часть разреза в висячем крыле руд представлена альбититами мощностью до 500-1000 м.

    Тайдонская группа месторождений железной руды в Кузнецком Алатау (Россия)

На территории Кузнецкого Алатау железорудное сырьё представлено двумя группами месторождений: Тайдонской и Терсинской. Тайдонская группа месторождений расположена в бассейне верхнего течения реки Золотой Китат. Здесь найдено несколько месторождений и проявлений железа и магнитных аномалий: Ампалыкское, Берёзовское, а также Кайгадатское, Суразовское, Ижморское и Мурюкское. Наиболее крупным из них является Ампалыкское месторождение, расположенное в 60 км от железнодорожной станции Барзас и в 370 км от металлургических комбинатов Новокузнецка. Месторождение имеет длину 12 км.

Содержание железа в руде достигает 38%. Руды легкообогатимы, что позволяет получать из них концентрат с содержанием железа до 68%. Рудные залежи покрыты рыхлыми отложениями мощностью 130-170 м. Трудность освоения месторождения связана с наличием в надрудной толще залежей бурых самовозгорающихся углей мощностью от 0,1 до 4,5 м в южной части и до 20—50 м — в северной. Запасы железной руды в этом районе оцениваются почти в полмиллиарда тонн, в том числе на долю Ампалыкского месторождения приходится около 70%.

    Терсинская группа месторождений железной руды в Кузнецком Алатау (Россия)

Терсинская группа месторождений находится в центральной части Кузнецкого Алатау, у истоков рек Верхняя Терсь и Кибрасса. Район имеет выгодное географическое положение - расстояние до Новокузнецка около 100 км. Наиболее значительными аномалиями, связанными с магнетитовыми залежами, являются Лавреновская и Заповедная. Содержание железа в рудах колеблется от 43,2% до 55%. Запасы железных руд оцениваются в несколько сот миллионов тонн.

  Месторождения магнетитовых руд в складчатых зонах древних платформ и в осадочном покрове платформ

Месторождения магнетитовых руд в складчатых зонах древних платформ и в осадочном покрове платформ (7,3% мировых запасов). Наиболее крупные залежи этого типа расположены в Российской Федерации, Вьетнаме, Казахстане, Иране, Турции, США, Перу и Чили;- магматогенные и титаномагнетитовые руды составляют 6,5% мировых запасов. Месторождения такого типа находятся в Российской Федерации, Швеции, Танзании, Уганде, ЮАР, Турции, Иране, США и на территории некоторых других государств Европы и Африки. Бассейны: Качканарское, Кусинское (СССР), месторождения Канады, Норвегии.

    Качканарское месторождение железной руды (Россия)

Качканарское месторождение титаномагнетита (Гусевогорское и собственно Качканарское) каходится в Исовском районе Свердловской области в 30 км. к северо-западу ют ж.-д. ст. Нижняя Тура. Рудоносный Качканарский габбро-пироксенитовый плутон занимает площадь около 110 км2.

Он имеет изометричную форму и относится, по-видимому, к типу лакколитов. Вмещающими плутон породами являются на восточных контактах плагиоклазовые порфириты и эффузивные диабазы силурийского возраста, на западных - слюдяные и кремнистые сланцы ордовика.

В северной и южной периферических частях плутона габбро сменяются амфиболитами. Пироксениты слагают половину площади интрузива и представлены двумя массивами: Гусевогорским на востоке и Качканарским на западе. Гусевогорский пироксенитовый массив, частично сложенный перидотитами,горнблендитами и габбро, вытянут в меридиональном направлении на 8,5 км. при ширине 1-3,5 км.

    Рудногорское месторождение железной руды (Россия)

Рудногорское гидротермальное железорудное месторождение расположено на правобережье р. Илим, в 35 км. к северо-востоку от г. Нижне-Илимек, в б км от ветви Ленской ж.-д. Хребтовая - Усть-Илим. Месторождение заключено в отложениях чехла Сибирской платформы, причем основная его часть локализована в породах, заполняющих вулканическую трубку взрыва. Район месторождения слагают горизонтально лежащие нижнесилурийские отложения братской (известковистые глины, мергели, известковистые и слюдистые песчаники,доломиты) и кежемской (песчаники) свит, на которых после значительного стратиграфического перерыва залегают пермо-триасовые туф и туфобрекчии траппового состава тунгусской серии.

Помимо залегания на силурийских отложениях пирокласты тунгусской серии и редкие обломки силурийских пород заполняют крупную и две небольшие вулканические трубки взрыва, уходящие почти вертикально на глубину. Основная трубка, точнее воронка, имеет грубо овальную в плане форму с поперечниками 600 и 1500 м. на поверхности и 300 м. на глубине 300 м. В южном борту трубки проходит широтная дайка дайкатраппов (оливиновых диоритов) мощностью 35 м. Маломощная трапповая дайка зафиксирована и в теле трубки.

    Нерюндинское месторождение железной руды (Россия)

Нерюндинскее месторождение магномагнетитoвых руд расположено в 110 км. к северо-востоку от Усть-Илима. Рудное поле месторождения сложено нижнее - и верхнепалеозойскими и мезозойскими комплексами пород, залегающими почти горизонтально в пределах синклинальной складки с пологими крыльями. Нижнепалеозойский структурный ярус представлен преимущественно морскими и частично континентальными отложениями кембрия и ордовика, верхнепалеозойский ярус - континентальными образованиями карбона. Мезозойский структурный ярус сложен разнообразными терригенно-осадочными породами триаса. Интрузивные образования представлены слабо дифференцированными траппами, образующими силлы, дайки и штоки.

Главной рудоконтролирующей структурой месторождения является крутопадающая субширотная зона разлома мощностью от 20-50 м. на западе до 200-400 м. па востоке. Рудная зона приурочена к разлому, длина её по простиранию более 2,5 км.

    Тагарское месторождение железной руды (Россия)

Тагарское железорудное месторождение расположено в 110 км. к восток-северо-Востоку от ст. Богучаны Красноярского края, в 15 км. к северу от р. Ангары, в юго-западной части окраины Сибирской платформы.

Месторождение локализовано в карбонатных породах нижнего кембрия, карбонатно-терригенных отложениях среднего и верхнего кембрия и ордовика и терригенных отложениях карбона, слагающих чехол платформы. В отложениях ордовика и карбона развиты пластовые, реже секущие тела трактолитовых оливиновых долеритов, реже габбро-долеритов и пегматоидных долеритов.

    Месторождение железорудных запасов Эрцберг (Австрия)

Эрцберг - это гора и железный рудник в Штирии в горном массиве Айзенэрцские Альпы и является единственным крупным месторождением в Австрии. Руда преимущественно сидерит) добывается здесь по меньшей мере с XI века открытым способом. Металл Эрцберга использует такая крупная сталелитейная компания как Voestalpine. Высота горы до начала выработки составляла 1532 м.

Второстепенные типы месторождений в целом составляют всего 3,5% мировых запасов. Они представлены железистыми корами выветривания (Албания, Греция, Филиппины, Куба и страны тропической Африки) и современными прибрежно-морскими россыпными месторождениями (Индонезия, Япония, Новая Зеландия, ЮАР, Боливия и Бразилия).

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 миллиард. 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.

Использование железа в промышленности

Применение и свойства железа тесно связаны. В связи с его ферромагнитностью, его применяют для изготовления магнитов - как более слабых для бытовых целей (сувенирные магниты на холодильник и т. д.), так и более сильных - для промышленных целей.

Прежде всего, из него изготавливаются сталь и чугун, которые применяются для производства всевозможных изделий, необходимых как в промышленности, так и в повседневной жизни.

Чугуном называется сплав железа и углерода, в котором второго присутствует от 1,7 до 4,5 процента. Если второго меньше, чем 1,7 процента, то такого рода сплав называется сталью. Если углерода в составе присутствует около 0,02 процента, то это уже обыкновенное техническое железо. Присутствие в сплаве углерода необходимо для придания ему большей прочности, термоустойчивости, стойкости к ржавлению.

Кроме того, в стали может содержаться много других химических элементов в качестве примесей. Это и марганец, и фосфор, и кремний. Также в такого рода сплав для придания ему определенных качеств могут быть добавлены хром, никель, молибден, вольфрам и многие другие химические элементы. Виды стали, в которых присутствует большое количество кремния (около четырех процентов), используются в качестве трансформаторных. Те, в составе которых много марганца (вплоть до двенадцати-четырнадцати процентов), находят свое применение при изготовлении деталей железных дорог, мельниц, дробилок и других инструментов, части которых подвержены быстрому стиранию.

Молибден вводят в состав сплава, чтобы сделать его более термоустойчивым - такие стали используются в качестве инструментальных. Кроме того, для получения всем известных и часто используемых в быту в виде ножей и других бытовых инструментов нержавеющих сталей необходимо добавление в сплав хрома, никеля и титана. А для того чтобы получить ударостойкую, высокопрочную, пластичную сталь, достаточно добавить к ней ванадий. При вводе в состав ниобия можно добиться высокой устойчивости к коррозии и воздействию химически агрессивных веществ.

Минерал магнетит нужен для изготовления жестких дисков, карт памяти и других устройств подобного типа. Благодаря магнитным свойствам, железо можно найти в устройстве трансформаторов, двигателей, электронных изделий и др. Кроме того, феррум могут добавлять в сплавы прочих металлов для придания им большей прочности и механической устойчивости. Сульфат данного элемента применяют в садоводстве для борьбы с вредителями (наряду с сульфатом меди)

Хлориды железа являются незаменимыми при очистке воды. Кроме того, порошок магнетита используется в черно-белых принтерах. Главный способ применения пирита - получение из него серной кислоты. Данный процесс происходит в лабораторных условиях в три этапа. На первой стадии пирит феррума сжигают, получая при этом оксид железа и диоксид серы. На втором этапе происходит превращение диоксида сульфура в его триоксид при участии кислорода. И на завершающей стадии полученное вещество пропускают через водяной пар в присутствии катализаторов, тем самым и получая серную кислоту.

Производство изделий из железа завоевало огромную нишу как в прошлые века, так и в наше время.

  Производство чугуна

Чугун производят в вертикальных печах, называемых домнами. Чугун получают из шихты, которая содержит кусочки обогащенной руды, в присутствии кокса и флюсов. В доменную печь снизу вдувается обогащенный кислородом воздух. Углерод, содержащийся в коксе сгорает, а диоксид углерода, полученный таким путем, восстанавливается за монооксида счет до избытка углерода. Монооксид углерода, образующийся в печи, в последовательном порядке восстанавливает оксид железа, содержащийся в руде, до железа как металла:

Содержащиеся в железной руде селикаты при взаимодействии с CaO образуют расплавленный шлак. Для достижения данного эффекта вместе с рудой в печь загружается в необходимой пропорции CaCO3. Известняк (CaCO3), или «флюс», в верхней части печи разлагается соответственно реакции:

В результате образуется известь, которая способствует переводу силикатных примесей в жидкий шлак. Доменный процесс дает в результате шлака почти столько же, сколько и смого чугуна.

На сегодняшний день доменная печь является крупным сооружением, производящим 1000 тонн чугуна за сутки. Высота печи, составляет около 30 мметров, а диаметр на уровне заплечиков – около 8 метров. Нижняя часть печи охлаждается водой.

  Производство стали

Производство стали представляет собой переплавку чугуна в присутствии окислителей. Во время выплавки стали содержание С снижается до полутора - двух процентов. Оксид FeO, образующийся в условиях окисления, реагирует с примесями и углеродом, окисляя их, при этом восстанавливается до Fe.

В бессемеровском (кислородно-конверторном) методе получения стали используется специальная емкость для выплавки, т.е. конвертер, который представляет собой ретортообразный резервуар.

Внутрь конвертера заливается жидкий чугун, продуваемый смесью кислорода, воздуха и углеводородов, загружают шихту, которая содержит стальной лом, руду, чугун и флюсы, затем подается чистый кислород.

Перед стартом кислородно-конвертерного процесса необходимо наклонить конвертер в сторону загрузочного пролета, а металлолом засыпается через горловину. После в конвертер заливается жидкий металл из доменной печи, который содержит примерно 1,5% кремния м 4,5% углерода. Углерод окисляется до CO2 или CO, а кремний до SiO2. По загрузочному лотку добавляют известь, чтобы образовался шлак с диоксидом кремния. Вместе со шлаком выводится большая часть кремния

Существует еще и кислородно-конвертерный процесс с подачей кислорода в струе топлива через днище конвертера. В днище конвертера фурмы защищаются синхронной продувкой Природного газа. Данный процесс протекает быстрее, он производительнее, процесса с верхней продувкой, но он не так эффективен в расплавлении металлолома. Но есть возможность сочетать нижнюю продувку с верхней.

Крупнейшие производители железорудного сырья

В данном разделе рассмотрены крупнейших производителей товарной железной руды в мире. Более подробно рассмотрены российские и украинские предприятия.

  Vale (Бразилия)

Компания VALE DO RIO DOCE (Вале до Рио Досе) (КВРД), с 2007 года переименованная в Вале (Vale), была основана в Itabira в качестве государственной компании бразильским федеральным правительством 1 июня 1942 года. За 66 лет Vale стала самой крупной диверсифицированной горнодобывающей компанией в Америке и второй по величине в мире.

Работает в 14 бразильских штатах и на пяти континентах. У компании имеется более, чем девять тысяч километров собственных железнодорожных путей и 10 портовых терминалов.

КВРД является крупнейшим в мире экспортером железной руды, компании принадлежат 18,5% этого рынка. Общие запасы находящихся в собственности Vale месторождений руды оцениваются в 41,2 млрд. тонн, 90% которых могут быть разработаны открытым способом. Компания также разрабатывает месторождения бокситов – 1,1 млрд..тонн, меди – 1,2 млрд.. тонн, марганца – 129 млн.тонн, золота (является его крупнейшим производителем в Латинской Америке).

  Rio Tinto Group (Великобритания)

Рио Тинто - австралийско-британский Концерн, третья по величине в мире транснациональная горнометаллургическая компания. Состоит из двух операционных компаний - Rio Tinto Group Limited и Рио Тинто plc. Управление группой осуществляется из Мельбурна и Лондона. Капитализация на середину июля 2007 года - $79,6 млрд

В 2007 году компания Alcan подверглась враждебному поглощению со стороны Alcoa, собиравшейся купить её за $27,93 млрд.. Рио Тинто «спасла» Alcan от поглощения, договорившись о слиянии своих алюминиевых активов с Alcan. Предполагалось, что Рио Тинто заплатит по 101 доллару за каждую акцию Alcan (на 65,5 % больше рыночной стоимости акций Alcan на 4 мая 2007 года, накануне начала битвы за контроль над канадской компанией). В результате сделки, завершённой в ноябре 2007 года, была образована единая компания Rio Tinto Group Alcan со штаб-квартирой в Монреале. Эта сделка вывела объединённую компанию в мировые лидеры по производству алюминия, обогнав «Российский алюминий».

В начале 2013 года Rio Tinto Group объявила о списании части активов Рио Тинто Груп Alcan на сумму $10–11 млрд..

Основатель компании - Хью Мэтсон. Президент - Сэм Уолш, председатель совета директоров - Ян дю Плесси (Jan du Plessis). Неисполнительные директора: Джон Керр и др.

Rio Tinto занимает 2- место в мире по производству железной руды. Выручка компании в 2008 году выросла на 73 % до $58,1 млрд., чистая прибыль упала на 40,5 % до $4,61 млр

  BHP Billiton (Австралия)

BHP Billiton - крупнейшая в мире горнодобывающая компания. Основная штаб-квартира - в Мельбурне, Австралия, дополнительная - в Лондоне. Основана в 2001 году путём объединения предприятий бизнеса австралийской Broken Hill Proprietary Company (BHP), и британскойBilliton.

Юридически Би Эйч Пи Биллитон состоит из двух компаний - австралийской Би Эйч Пи Биллитон Limited и британской BHP Billiton Plc, которые имеют отдельную структуру собственников и независимо друг от друга котируются на фондовому рынку. В то же время управление осуществляется двумя идентичными советами директоров и одной управляющей структурой. Австралийская компания владеет около 60 % бизнеса единой компании; британская - около 40 %.

Главный управляющий - Эндрю Маккензи (с 10 мая 2013 года).

BHP Billiton добывает бокситы, уголь, медь, марганец, железную руду, уран, никель, алмазы, серебро и титано содержащие минералы, а также нефть и Природный газ. Добывающие мощности компании сосредоточены в 25 странах, среди которых Австралия, Канада, Чили, Мозамбик, ЮАР, Колумбия, Пакистан, США и др.

Общая численность персонала - почти 40 тыс. человек. Выручка компании в 2010 году составила $52,798 миллиард, чистая прибыль - $12,722 млрд..

В начале июня 2006 года Концерн «Норильский никель» заявил о заключении соглашения с BHP Billiton, в соответствии с которым компании будут совместно работать с целью «идентификации» на территории России привлекательных для разведки и освоения месторождений. Для каждого проекта будут создаваться совместные компании, в которых 50 % плюс 1 акция будут принадлежать «Норильскому никелю», а оставшаяся доля - Би-Эйч-Пи Биллитон.

  ArcelorMittal (Великобретания)

ArcelorMittal (по-русски произносится Арсело́р Ми́ттал) - крупнейшая металлургическая компания мира, на конец 2008 года контролировавшая 10 % мирового рынка стали. Зарегистрирована в Люксембурге.

Образована в 2006 году путём слияния люксембургской компании Arcelor и индийской Mittal Steel, принадлежащей индийскому предпринимателю Лакшми Митталу.

После слияния производственные мощности компании составили 420 млн тонн в год. Целью развития было объявлено доведение мощностей за следующие пять лет до 450 млн тонн. Экономический кризис привёл к переносу сроков реализуемых проектов с 2011-2012 годов на 2014 год.

На сентябрь 2009 года семье Лакшми Миттала принадлежало 40,83 % акций компании, в свободном обращении находилось 55,79 % акций, казначейские акции - 3,38 %.

Председатель совета директоров и главный управляющий компании - Лакшми Миттал.

Компании принадлежит целый ряд предприятий по добыче железной руды, угля, а также металлургических предприятий, в том числе крупный завод «АрселорМиттал Кривой Рог» на Украине.

Объём выпущенной стали за 2008 год сократился на 7,2 % до 101,7 млн тонн.

В 2008 году выручка ArcelorMittal выросла на 18,7 % до $124,936 млрд, чистая прибыль упала на 9,3 % до $9,399 миллиард.

В июне 2010 года Европейская комиссия наложила на ArcelorMittal штраф в размере 315 млн евро. Компания была уличена в картельном ценовом сговоре о стоимости напрягаемой арматуры (используется при строительстве сооружений из предварительно напряжённого железобетона) с 16 другими металлургическими компаниями, в том числе австрийской Voestalpine, итальянским заводом российской «Северстали» Redaelli Tecna и др. (общая сумма штрафов, наложенная на все компании, составила 518 млн евро).

  Fortescue Metals Group (Австралия)

Австралийская компания Fortescue Metals занимается производством железной руды и считается третьей по величине в стране.

Компания Fortescue Metals, созданная в 2003 г., обладает правом на разработку месторождения железной руды Пилбара (Pilbara) в Западной Австралии.

Акционеры: председатель совета директоров Эндрю Форрест - 32,95%, Hunan Valin - 14,72%, в свободном обращении - 47,3%. Капитализация - $16,3 миллиард. Финансовые показатели (2013 финансовый год, завершившийся 30 июня 2013 г.): выручка - $8,12 млрд., чистая прибыль - $1,6 млрд. Производство железной руды (2013 финансовый год, завершившийся 30 июня 2013 г.) - 94,6 млн т. Доказанные и вероятные запасы - 2,34 миллиард т.

  Евразхолдинг (Россия)

Evraz Group S.A. (Евраз Групп, ранее ЕвразХолдинг, LSE: EVR) - международная вертикально-интегрированная металлургическая и горнодобывающая компания с активами в Российской Федерации, Украине, США, Канаде, Чехии, Италии, Казахстане и ЮАР. Штаб-квартира - в Лондоне. Входит в число крупнейших производителей стали в мире.

Компания ведёт свою историю с 28 февраля 1992 года, когда Александром Абрамовым и его шестью деловыми партнёрами (А.Катуниным, В.Катуниным, С.Носовым, Ю.Капицким, И.Толмачёвым, Ю.Клеповым) была основана компания «Евразметалл», торговавшая металлопродукцией. В 1995 году компания получила контроль над Нижнетагильским металлургическим комбинатом, в 1999-2003 - над Кузнецким и Западно-Сибирским комбинатами в Новокузнецке. Головная компания Evraz Group S.A. («Evraz Group») зарегистрирована 31 декабря 2004 года в Люксембурге как публичная компания. Летом 2006 года крупный пакет акций (около 40 процентов) компании был продан структурам Романа Абрамовича за $3 млрд.. В 2013 году объём производства Evraz составил 16,1 млн т стали.

В ноябре 2006 года «Евраз» объявил о том, что покупает американскую сталелитейную компанию Oregon Steel Mills за $2,3 млрд.. Сделка была завершена в 2007 году.

В конце 2007 года компания подписала соглашение о покупке американской компании по производству проката Claymont Steel. Сумма сделки составит $564,8 млн.

В декабре 2007 года «Евраз» подписал соглашение о приобретении части активов украинской металлургической группы «Приват», принадлежащей в том числе Игорю Коломойскому - 99,25 % акций ОАО «Суха Балка», 95,57 % акций Днепропетровского металлургического завода им. Петровского, 93,74 % акций коксохимического завода «Баглейкокс», 98,65 % акций завода «Днепрококс», 93,83 % акций Днепродзержинского коксохимического завода и 50 % акций Южного горно-обогатительного комбината. Сумма сделки оценена в $2-2,2 млрд., оплачена она будет частично ($1 миллиард) деньгами, оставшаяся часть - акциями «Евраза». В феврале 2008 года компания объявила о покупке контрольного пакета (51 %) китайской металлургической компании Delong Holdings за $1,49 миллиард.

В конце декабря 2009 года стало известно, что один из создателей «Евраза» Александр Катунин вместе с группой финансовых инвесторов при участии Внешэкономбанка приобрёл контрольный пакет (50 % + две акции) крупной украинской металлургической компании «Индустриальный союз Донбасса». Высказывались предположения, что покупатели контрольного пакета ИСД действовали в интересах «Евраза».

В октябре 2012 года было объявлено о достижении договорённости между акционерами о том, что «Евраз» в дополнение к уже принадлежащим ему 40 % акций угольной компании «Распадская» выкупит у менеджмента «Распадской» принадлежащие им 40 % акций за сумму, оцениваемую аналитиками в $860 млн. Как планируется, сделка должна быть закрыта в IV квартале 2012 года.

В 2005 году было создано ООО «Причалы Коминтерна» для реализации проекта строительства угольного терминала в акватории Малого Аджалыкского лимана (Южный, Одесская область) мощностью 10 млн тонн в год. Общая стоимость проекта оценивалась почти в $300 млн. Учредителем ООО выступила кипрская компания Frotora Holding Ltd., принадлежащая Evraz Group. Однако компании не удалось договориться с администрацией порта «Южный» об аренде участка береговой полосы, без которого строительство угольного терминала теряло смысл. В ноябре 2012 года «Евраз» продал 100 % компании холдингу «Портинвест», транспортному крылу группы СКМ Рината Ахметова. Основными бенефициарами компании по данным на 1 июня 2014 года являются Роман Абрамович (30,99 % акций), председатель совета директоров компании Александр Абрамов (21,55 %), генеральный директор Александр Фролов (10,76 %), Геннадий Козовой (5,69 %) и Александр Вагин (5,63 %). GDR компании торгуются на Лондонской фондовой бирже.

Совет директоров:

- Александр Абрамов - председатель совета директоров;

- Александр Фролов - президент; также президент ООО «ЕвразХолдинг»;

- Карл Груббер;

- Александр Изосимов;

- Сэр Майкл Пит;

- Ольга Покровская;

- Евгений Швидлер;

- Евгений Тененбаум.

Основные направления деятельности группы - производство стали, добыча руды и угля. Треть сталепрокатных мощностей находятся за пределами России.

В феврале 2011 года компания объявила о грядущем объединении расположенных в Новокузнецке Западно-Сибирского и Новокузнецкого комбинатов.

Прочие активы в Российской Федерации:

- Качканарский горно-обогатительный комбинат (100 %);

- угольная компания «Распадская» (82 %);

- Евразруда (100 %) - Кемеровская область и Хакасия;

- Шахта 12 (100 %);

- «Ферротрейд» (100 %);

- «ЕвразЭК» (100 %) - Кемеровская область;

- «Южкузбассуголь» (100 %) - Кемеровская область;

- Торговый дом «Евразхолдинг» (OOO Trade House EvrazHolding) (100 %);

- Торговая компания «Евразхолдинг» (100 %);

- Торговый дом «Евразресурс» (OOO Trade House EvrazResource) (100 %);

- Металлэнергофинанс- (электроэнергетика) (100 %) - Кемеровская область;

- Евразтехника - (ИТ-Технологии) (100 %);

-Кемеровская и Свердловская области;

- Региональный центр подготовки персонала «Евраз-Сибирь» (Новокузнецк);

- Нерюнгриуголь;

- Высокогорский ГОК до 2013;

- Евразтранс.

За рубежом компании принадлежат горнодобывающие и металлургические активы на Украине (ОАО «Суха Балка», ОАО «Южный ГОК», ОАО "Коксохимический завод «Баглейкокс», ОАО «Днепрококс», ОАО «Днепродзержинский коксохимический завод»). Компании также принадлежат «Страткор» в США и «Хайвелд Стил» в ЮАР. Помимо этого, «Евраз» контролирует 82 % крупной российской угледобывающей компании «Распадская», а также Находкинский морской торговый порт на Дальнем Востоке.

Основные потребители продукции по географии (по итогам 2007 года):

- Россия 46,7 %;

- Америка 16,7 %;

- Европа 14,8 %;

- Азия 14,7 %;

- СНГ 4,5 %;

- Африка 2,8 %;

- Другие страны 0,1 %.

В 2007 году «Евраз» произвел 16,4 млн т стали, 15,2 млн т проката.

Выручка компании в 2007 году по МСФО составила $12,8 млрд. (в 2006 году - $8,29 млрд.), чистая прибыль - $2,14 млрд. ($1,38 млрд), EBITDA - $4,25 миллиард ($2,65 млрд.). Выпускается корпоративная газета - Вестник Евраза.

  Металлоинвест (Россия)

«Металлоинвест» - один из крупнейших горно-металлургических холдингов Российской Федерации. Головное юридическое лицо - ОАО «Холдинговая компания „Металлоинвест“». Штаб-квартира - в Москве.

Компания ведёт свою историю с 1999 года, когда её акционеры приобрели Оскольский электрометаллургический комбинат(ОЭМК) и Лебединский ГОК (ЛГОК). В 2002-2004 годах были приобретены компании «Уральская Сталь» и Михайловский ГОК. В 2006 году активы ЗАО «Газметалл» (которой к тому активу принадлежали ЛГОК и ОЭМК) и ЗАО «Металлоинвест» (МГОК и «Уральская сталь») были объединены в единый холдинг. 2 апреля 2008 года ЗАО «Газметалл» был переименован в ЗАО «Холдинговая компания „Металлоинвест“», а позже в этом же году компания получила статус открытого акционерного общества.

Владельцами компании на конец 2010 года являлись российский предприниматель-миллиардер Алишер Усманов через компанию Gallagher Holdings Ltd (50 %), Василий Анисимов через компанию Coalco International Ltd (20 %), Владимир Скоч (престарелый отец депутата Государственной думы РФ Андрея Скоча, 30 %). Пакет Василия Анисимова был продан в декабре 2011 года на торгах Банку ВТБ 24. 29 декабря 2012 года ВТБ объявил о продаже своей доли акций дочерней структуре Metalloinvest Ltd., также 4 % своих акций продал Владимир Скоч. Таким образом под прямым контролем USM Holdings Ltd. оказались 100 % акций «Металлоинвеста». USM Holdings Ltd. объединил активы Алишера Усманова (названием холдинга послужили первые буквы фамилий акционеров) и его компаньонов. Доли в холдинге распределились следующим образом: Алишер Усманов (60 %), структуры Владимира Скоча (30 %) и Фархада Мошири (10 %).

100 % акций «Металлоинвеста» контролируются компанией USM Holdings, крупнейшим бенефициаром которой является Алишер Усманов (48 %). Другими акционерами холдинга являются структуры Владимира Скоча (30 %) и Фархада Мошири (10 %).

Генеральный директор Управляющей компании «Металлоинвест» - Андрей Варичев.

«Металлоинвест» - один из крупнейших горно-металлургических холдингов России. В его состав входят горнорудные предприятия (Лебединский и Михайловский горно-обогатительные комбинаты) и металлургические предприятия (Оскольский электрометаллургический комбинат и комбинат «Уральская сталь»). Также «Металлоинвесту» принадлежит 80 % металлургического завода Hamriyah Steel, расположенного в Объединённых Арабских Эмиратах. Структуру основных предприятий Холдинга дополняют вспомогательные активы, к которым относится бизнес вторичной переработки металла («УралМетКом») и лизинговая компания («Металлинвестлизинг»).

По данным компании, «Металлоинвест» владеет одними из крупнейших в мире запасами железной руды, является крупнейшим производителем железорудного сырья в СНГ и входит в пятерку лидирующих неинтегрированных производителей в мире. Входящий в состав Холдинга Лебединский ГОК - единственный в Европе производитель горячебрикетированного железа (ГБЖ) - сырья для передовой технологии прямого восстановления железа. «Металлоинвест», по собственным данным, входит в пятерку крупнейших производителей стальной продукции в Российской Федерации, занимая лидирующие позиции на нишевых рынках.

По данным независимой консалтинговой группы CRU, «Металлоинвест» является мировым лидером в производстве товарного ГБЖ (40 % мирового рынка), 3-им в мире производителем окатышей, 5-м в мире производителем товарной железной руды.

В середине сентября 2008 года «Металлоинвест» был признан победителем конкурса на право разработки третьего в мире по величине Удоканского месторождения меди (запасы меди - около 20 млн т), расположенного в Забайкальском крае. За лицензию сроком действия в 20 лет компания заплатила 15 миллиард руб.; общий объём вложений «Металлоинвеста», согласно его заявке на конкурсе, составит более 100 миллиард руб.

Показатели «Металлоинвеста» по итогам первого полугодия 2013 года:

- выручка - 3 807 млн долл.;

- ЕБИТДА - 1 230 млн долл.;

- производство железной руды 19,2 млн тонн.;

- производство окатышей 11,1 млн тонн.;

- производство ГБЖ/ПВЖ 2,7 млн тонн.;

- производство чугуна 1,1 млн тонн.;

- производство стали 2,4 млн тонн.

Совокупная численность персонала холдинга - более 60 тыс. человек (2012 год). Выручка холдинга по МСФО за 2012 год составила 8 194 млн долл., чистая прибыль - 1 724 млн долл.

  AnBen (Китай)

Anshan Steel и Benxi Steel официально слились в группу Anben и стали вторым в Китае стальным гигантом. Обе компании увеличивают цены на февральский прокат. Anshan поднимет цены на тонкий горячекатаный прокат на RMB 20-50/тн ($2.50-$6.20/тн),тогда как материалы с толщиной более чем 5 мм останутся на прежнем уровне, как в январе. 3.5mm горячекатаный прокат будет официально предлагаться по цене RMB 2,450/тн ($302.50/тн) - не включая НДС- в феврале. Более того, холоднокатаный прокат Anshan поднимется на RMB 80/тн в феврале. 1mm ST12 прокат - RMB 3,360/тн ($415/тн) - не включая НДС. Цены на оцинкованную продукцию Anshan также поднимутся на RMB 200-400/тн в феврале. В то же время Benxi поднимает цену на горячекатаную продукцию на RMB 20-80/тн, в зависимости от толщины, в феврале. Официальные цены на холоднокатаный прокат и оцинкованный тоже поднимутся на RMB 120/тн и RMB 70/тн соответственно. Если рыночные условия ухудшатся, то специальные компенсационные выплаты будут выплачиваться покупателям, заключившим контракт на большие объемы.

  Метинвест Холдинг (Украина)

Метинвест - международная вертикально интегрированная горно-металлургическая компания, владеющая предприятиями в Украине, Европе и США и контролирующая каждый этап производственной цепочки - от добычи руды и угля, производства кокса, выплавки стали до производства плоского, сортового и фасонного проката, изготовления труб большого диаметра.

Метинвест является крупнейшей компанией Украины по версии Журнал Forbes и занимает 6-е место в рейтинге крупнейших компаний Центральной и Восточной Европы Deloitte TOP-500 по итогам 2010 года.

Метинвест - крупнейший в Украине и один из крупнейших в СНГ производителей железорудного сырья и стали. Компания входит в десятку крупнейших производителей ЖРС и толстолистового проката, занимает 24-е место в ряду крупнейших металлургических компаний мира по версии Всемирной ассоциации производителей стали (WSA). В ноябре 2010 года Метинвест завершил сделку по объединению с ММК им. Ильича, что позволило удвоить производственные мощности по выплавке стали до более, чем 15 млн. тонн в год.

ООО “МЕТИНВЕСТ ХОЛДИНГ” (управляющая компания Группы Метинвест) была основана в 2006 году. ООО “МЕТИНВЕСТ ХОЛДИНГ” осуществляет единое управление предприятиями угольной, горнорудной, коксохимической, металлургической и трубной отраслей.

Генеральный директор, Председатель Правления - Игорь Сырый.

Основными акционерами Группы Метинвест являются Группа СКМ (71,25%) и Группа “Смарт-холдинг” (23,75%), которые принимают участие в управлении Метинвестом на партнерских началах.

Сильная конкурентная позиция компании основывается на нескольких преимуществах:

- вертикально-интегрированная модель бизнеса, обеспечивающая эффективное ведения бизнеса, гибкость реагирования на изменения конъюнктуры на мировых рынках, устойчивый рост и прибыльность, независимо от фазы экономических циклов;

- самобеспеченность в коксующемся угле - 75%;

- самобеспеченность в доменном коксе - 105%;

- самобеспеченность в ЖРС - 200%;

- значительные запасы железной руды с низкой себестоимостью добычи;

- надежные и диверсифицированные источники высококачественного коксующегося угля;

- квалифицированный технический персонал;

- благоприятное географическое положение: близость к ключевым ресурсам и стратегическим рынкам.

Метинвест производит широкий спектр продукции: железорудное сырье, коксовую и коксохимическую продукцию, стальные полуфабрикаты и готовый прокат, включая электросварные трубы большого диаметра. Компания экспортирует значительную часть своей продукции более чем 1000 потребителей в 75 странах мира посредством развитой международной сбытовой сети, покрывающей большинство ключевых региональных сегментов рынка.

Основные производственные мощности Метинвеста находятся в Украине, что позволяет поддерживать относительно низкий уровень первоначальной стоимости в сравнении со многими конкурентами на мировом рынке стали. Предприятия Метинвеста расположены вблизи крупных транспортных узлов и морских портов, что обеспечивает компании дополнительные преимущества при поставках продукции потребителям в Украине, Европейских странах, а также на быстро развивающиеся рынки стран Ближнего Востока, Юго-Восточной Азии, СНГ и Китая.

  Anglo American (ЮАР)

Корпорация Англо Американ - это горнодобывающая компания. Корпорация Англо Американ основана в 1917 г. сэром Эрнестом Оппенгеймером с целью разработки золотодобывающего потенциала региона Восточный Ранд в Южной Африке. Компания начинала с акционерного капитала в один миллион валют Британии, который удалось привлечь в основном с помощью источников в Великобритании и США; отсюда и название компании.

  LKAB (Швеция)

LKAB - один из ведущих мировых производителей железорудной продукции для черной металлургии, и поставщик промышленного сырья, продукции в других секторах. Большинство продукции компания продает на европейском рынке, а также на рынках Северной Африки, Ближнего Востока и Юго-Восточной Азии. Главные активы LKAB - магнетитовые руды Orefields в северной Швеции.

Применение железа и его сплавов

Железо - важнейший металл современной техники. В чистом виде Железо из-за его низкой прочности практически не используется, хотя в быту "железными" часто называют стальные или чугунные изделия. Основная масса Железа применяется в виде весьма различных по составу и свойствам сплавов. На долю сплавов железа приходится примерно 95% всей металлической продукции. Богатые углеродом сплавы (свыше 2% по массе) - чугуны, выплавляют в доменных печах из обогащенных железом руд. Сталь различных марок (содержание углерода менее 2% по массе) выплавляют из чугуна в мартеновских и электрических печах и конвертерах путем окисления (выжигания) излишнего углерода, удаления вредных примесей (главным образом S, P, О) и добавления легирующих элементов. Высоколегированные стали (с большим содержанием никеля, хрома, вольфрама и других элементов) выплавляют в электрических дуговых и индукционных печах. Для производства сталей и сплавов железа особо ответственного назначения служат новые процессы - вакуумный, электрошлаковый переплав, плазменная и электронно-лучевая плавка и другие. Разрабатываются способы выплавки стали в непрерывно действующих агрегатах, обеспечивающих высокое качество металла и автоматизацию процесса.

На основе Железа создаются материалы, способные выдерживать воздействие высоких и низких температур, вакуума и высоких давлений, агрессивных сред, больших переменных напряжений, ядерных излучений и т. п. Производство железа и его сплавов постоянно растет.

  Применение железа в металлургическом производстве

На долю железа приходится около 95 % металлургического производства в мире. Это один из наиболее востребованных и используемых металлов.

  Использование железа для создание сплавов

Железо может входить в состав сплавов на основе других металлов - например, никелевых.

  Применение железа в магнитной окиси (магнетит)

Магнитная окись железа (магнетит) - важный материал в производстве устройств долговременной компьютерной памяти: жёстких дисков, дискет и т. п.

Ультрадисперсный порошок магнетита используется во многих чёрно-белых лазерных принтерах в смеси с полимерными гранулами в качестве тонера. Здесь одновременно используется чёрный цвет магнетита и его способность прилипать к намагниченному валику переноса.

  Применение железа в электротехнике

Уникальные ферромагнитные свойства ряда сплавов на основе железа способствуют их широкому применению в электротехнике для магнитопроводов трансформаторов и электродвигателей.

Хлорид железа (III) (хлорное железо) используется в радиолюбительской практике для травления печатных плат.

  Применение железа в борьбе с вредными грибками в садоводстве и строительстве

Семиводный сульфат железа (железный купорос) в смеси с медным купоросом используется для борьбы с вредными грибками в садоводстве и строительстве.

  Применение железа в качестве анода в железо-никелевых аккумуляторах

Железо применяется в качестве анода в железо-никелевых аккумуляторах, железо-воздушных аккумуляторах.

  Применение железа в очистке природных и сточных вод на водоподготовке промышленных предприятий

Водные растворы хлоридов двухвалентного и трёхвалентного железа, а также его сульфатов используются в качестве коагулянтов в процессах очистки природных и сточных вод на водоподготовке промышленных предприятий.

  Применение железа в станкостроении

В станкостроении это – базовые, корпусные детали, кронштейны, зубчатые колеса, направляющие; в автостроении — блоки цилиндров, поршневые кольца, распределительные валы, диски сцепления.

  Применение железа в машиностроении

До сего времени основной материальной базой машиностроения служит черная металлургия, производящая стали и чугуны. Эти материалы имеют много положительных качеств и в первую очередь обеспечивают высокую конструкционную прочность деталей машин. Однако эти классические материалы имеют такие недостатки, как большая плотность, низкая коррозионная стойкость.

  Применение железа в строительстве

В строительстве сталь используют для изготовления конструкций, армирования железобетонных конструкций, устройства кровли, подмостей, ограждений, форм железобетонных изделий и т.д. Правильный выбор марки стали обеспечивает экономный расход стали и успешную работу конструкции.

  Применение железа в сельском хозяйстве

Область применения металла в сельском хозяйстве очень обширна. Начиная от сельхозмашин и оборудования, садового и огородного инвентаря, инструмента для ремонта, каркасов для теплиц и загонов для скота, и заканчивая металлической сеткой рабицей, которую можно встретить повсеместно. Часто металлические детали комплектуются с другими материалами, чтобы повысить их надежность. Металлические конструкции играют в сельском хозяйстве огромную роль, так как преимуществами металла являются долговечность, надежность и универсальность. Из них монтируют ангары для хранения кормов для животных, навесы для сельхозтехники, каркасы для различных построек сельхоз назначения. Листовое рифленое железо используют для половых настилов в котельных и ремонтных мастерских. Тонкие кровельные металлические листы применяют для покрытия крыш складских помещений, ферм, сараев для хранения инвентаря.

  Применение железа в медицине

В медицине лекарственные препараты железа (восстановленное железо, лактат железа, глицерофосфат железа, сульфат 2-валентного железа, таблетки Бло, раствор яблочнокислого железа, ферамид, гемостимулин и др.) используют при лечении заболеваний, сопровождающихся недостатком железа в организме (железодефицитная анемия), а также как общеукрепляющие средства (после перенесённых инфекционных заболеваний и др.). Изотопы железа (52Fe, 55Fe и 59Fe) применяют как индикаторы при медико-биологических исследованиях и диагностике заболеваний крови (анемии, лейкозы, полицитемия и др.).

  Использование железа для изготовления оружия

Некогда стволы охотничьих ружей выделывались из железа. Затем стали применять дамасскую сталь, которую в разных источниках именуют то просто дамаском, то красным железом, то витой сталью. Ружья с железными стволами давно уже вышли из употребления, а вот оружие со стволами из дамасской стали не только имеется на руках у охотников, но даже применяется на охоте. В наши дни стволы охотничьих ружей делают из специальных ствольных сталей. Состав их различен, но все они отличаются прочностью, упругостью, вязкостью и, к тому же, современные стали достаточно устойчивы к коррозии. Кроме железа и углерода, в состав ствольных сталей входят марганец, кремний, хром, никель, ванадий, молибден и другие элементы.

  Железо как художественный материал

Железо как художественный материал использовалось с древности в Египте, Месопотамии, Индии. Со времен средневековья сохранились многочисленные высокохудожественные изделия из Железа в странах Европы (Англии, Франции, Италии, Российской Федерации и других) - кованые ограды, дверные петли, настенные кронштейны, флюгера, оковки сундуков, светцы. Кованые сквозные изделия из прутьев и изделия из просечного листового Железа (часто со слюдяной подкладкой) отличаются плоскостными формами, четким линейно-графическим силуэтом и эффектно просматриваются на световоздушном фоне. В 20 веке Железо используется для изготовления решеток, оград, ажурных интерьерных перегородок, подсвечников, монументов.

  Применение железа в быту

Железо – это металл, использование которого в промышленности и быту не имеет пределов. Широко распространена сталь в современной технике. Оксиды и соли железа применяют в производстве красок, магнитных материалов, катализаторов, лекарственных препаратов, удобрений.

Современные тенденции развития чёрной металлургии

Черная металлургия служит основой развития международной экономики на протяжении нескольких столетий. Согласно данным ежегодных статистических отчетов Международного института чугуна и стали (IISI), около 30% отлитого металла расходуется в машиностроении, включая тяжелое машиностроение, судо-, авиа, автомобилестроение и т.д.; еще 25% - в строительстве, включая промышленное и гражданское строительство.

  Консолидация и укрупнение производителей стали

До недавних пор разрыв по объёму производства стали между мировым лидером - компанией ArcelorMittal - и другими составлял значительную величину. Но наметившаяся тенденция китайских производителей на укрупнение и консолидацию собственной металлургии значительно изменила первую десятку рейтинга крупнейших производителей стали:

Директивное объединение китайских производителей на основе крупных государственных холдингов позволило упрочить позиции китайских металлургов в списке крупнейших производителей стали.

  Увеличение доли электросталеплавильного производства

Электросталеплавильное производство осуществляется в электрически обогреваемых печах, оборудованных одним или несколькими углеродными электродами, вставляемыми внутрь печи через отверстия в верхней крышке. При использовании постоянного тока противоположным электродом является металлический кожух печи. До опускания в рабочее пространство электродов печь загружают металлошихтой, состоящей из стального лома, твердого чугуна и иногда известняка для ошлакования примесей.

Доля электростали стабильно прирастала, начиная с шестидесятых годов XX-го века. Изменение тренда в новом веке связано с резким увеличением производства стали в Китае, для которого характерно кислородно-конвертерное производство:

Доля производимой в электропечах стали в Китае составляет немногим более 10%, в то время как в ЕС доля электростали превышает 41%, в регионе NAFTA - более 59%. Среди причин ограниченной доли ЭСП в Китае выделяются следующие:

- низкий объём металлофонда в Китае к началу бурного роста производства стали и, как следствие, отсутствие достаточного количества внутреннего оборотного лома – основного компонента металлошихты электропечей;

- плохое качество китайской железной руды в Китае не позволяет производить металлизованный полупродукт в виде DRI для последующей переплавки в ЭСП;

- ограниченные возможности по производству электроэнергии и высокая сезонность её производства.

Однако по мере увеличения металлофонда в Китае можно ожидать некоторого увеличения доли ЭСП, но оно не будет значительным.

Развитие технологии производства стали в ДСП, ковшевой металлургии, непрерывной разливки позволяют электросталеплавильному производству повышать эффективность производства стали. За период с конца 60-х годов до 90-х годов XX века эффективность производства электростали существенным образом повысилась:

- время между денежными эмиссиями металла из ДСП сократилось со 180 до 60 минут;

- потребление электроэнергии снизилось на 35% с 690 до 450 кВт*ч/т;

- потребление электродов снизилось с 6,5 до 2,2 кг/т стали.

В дальнейшем также происходило улучшение технологических режимов. За последнюю декаду XX века производительность ДСП выросла с 61 до 94 т в час, потребление электроэнергии снизилось с 450 до 392 кВт*ч/т (а в Японии - до 367 кВт*ч/т). Это достигнуто, в том числе из-за увеличения удельного расхода кислорода с 24 до 31 м куб./т.

Возможная вариативность металлошихты при производстве стали в ДСП, находящихся в составе интегрированных комбинатов полного цикла, позволяет оперативно реагировать на ценовые изменения. Т.е. при увеличении стоимости лома можно снижать его долю в шихте, увеличивая издержка жидкого и чушкового чугуна, и наоборот.

Особый вклад в развитие электросталеплавильного производства внесли мини-миллы. Своё название мини-миллы получили не только из-за сравнительно небольших объёмов производства, но ещё и из-за сокращённого количества переделов обычно мини-миллы не включают в себя структуры и подразделения, связанные с производством первичного металла (чугуна). Типичной для мини-миллов является следующая структура:

- электросталеплавильный цех в составе одной-двух электропечей (дуговая сталеплавильная печь, ДСП);

- отделение доводки металла;

- прокатный стан.

Продукцией мини-миллов является чаще всего длинномерный прокат: арматура, квадратная заготовка, прутки, балки и т.д. На протяжении длительного времени мини-миллы не могли производить плоский прокат как в силу технологических ограничений, так и из-за отсутствия чистого по примесным элементам металлолома (т.к. плоский прокат более требователен к содержанию нежелательных элементов и примесей). Однако с развитием ковшевой металлургии влияние данного ограничения значительно снизилось и плоскопрокатные мини-миллы всё чаще появляются наряду с традиционными. Особенно в этом направлении продвинулись компании Nucor (США) и Tokyo Steel (Япония).

Несомненным преимуществом мини-миллов является их компактность и отсутствие непрерывно действующих производств, критичных к частым остановкам (коксохимическое, доменное производства). Это позволяет размещать мини-миллы на ограниченных территориях с целью производства конкретного вида проката для локального рынка, что также снижает затраты на транспортировку продукции к месту потребления. Стоимость первоначальных капитальных затрат на тонну стали для мини-милла до двух раз ниже, чем в случае интегрированного комбината. В то же время, высокая чувствительность к ценам на металлолом и электроэнергию, а также сильная зависимость от бесперебойного снабжения этими ресурсами снижает привлекательность мини-миллов.

Меньшие размеры мини-милла относительно интегрированного комбината и отсутствие коксохимического, агломерационного и доменного производств предполагают меньшее влияние на окружающую среду в валовом выражении. Поэтому мини-миллы можно размещать в регионах, критичных к валовым выбросам загрязняющих веществ. Но удельные выбросы каждого из входящих в мини-милл производств на тонну производимого проката сопоставимы с аналогами интегрированных предприятий. Цена без наценки производства проката на мини-миллах находится на одном уровне с расходами интегрированных комбинатов. Это происходит из-за того, что входящая металлошихта (лом, чушковый чугун, DRI/HBI) и энергоресурсы (электроэнергия, технологические газы) являются для мини-милла исключительно покупными ресурсами.

  Внедоменное получение железа

Одним из источников сырья для ЭСП и мини-миллов является металлизованное сырьё, получаемое по внедоменной технологии. Основные причины возникновения новых процессов производства железа вытекают из недостатков классической схемы «доменная печь – кислородный конвертер»: стремление сократить технологическую цепочку и снизить зависимость от использования кокса – основного восстановителя и источника тепла в классической схеме производства стали.

По виду производимого полупродукта новые процессы получения железа разделяют на твердофазные и жидкофазные. Доля последних крайне мала (5-6% от всей бескоксовой металлургии) и их полупродукт не может выступать в составе металлошихты в качестве полновесной альтернативы лому.

По виду используемого восстановителя новые процессы классифицируются по следующим группам:

- Природный газ:

- шахтная установка непрерывного действия (Midrex, Armco, Purofer, HYL-III)

- шахтная установка периодического действия – реторта (HYL-I, HYL-II);

- агрегат с кипящим слоем.

- Природный газ и уголь;

- вращающаяся трубчатая печь, шахтная установка (ITmk3).

- уголь:

- одностадийные (Romelt);

- многостадийные (Corex, Finex, Hismelt, DIOS).

Для процессов I и II групп характерен твёрдый металлизованный продукт, процессы III группы производят жидкий полупродукт.

Основным потребителем DRI является электросталеплавильное производство – доля DRI в металлошихте может достигать 70%. При этом DRI обладает определёнными преимуществами относительно других компонентов шихты:

- стабильность химсостава;

- низкое содержание нежелательных примесей (сера, фосфор);

- отсутствие сопутствующих элементов (свинец, медь);

- простота хранения, погрузки/выгрузки, транспортировки;

- высокая насыпная плотность;

- возможность подачи в электропечь без остановки процесса плавления;

- габаритное сырье гарантирует сохранность электродов от механических повреждений.

Но использование DRI в электропечах имеет свои недостатки:

- увеличение расхода электроэнергии (каждые 10% DRI: +15 кВт*ч/т стали);

- увеличение удельного расхода электродов (каждые 10% DRI: +0,2 кг/т стали);

- снижение выхода годного (каждые 10% DRI: –0,4 % объёма производства);

- увеличение времени плавки и снижение производительности (каждые 10% DRI: +2,5 минуты);

- увеличение тепловой нагрузки на футеровку в начале процесса.

Эти особенности применения DRI в качестве компонента шихты электрометаллургического производства находят отражение в стоимости DRI, которая как правило ниже цены качественного лома.

Развитие технологии производства DRI происходит в регионах, богатых энергоносителями, применимых для этой технологии (Природный газ, уголь). В своё время из-за высокой стоимости Природного газа компании были вынуждены закрывать или переносить производство DRI в регионы с более низкой стоимостью восстановителей (например, из США в Тринидад). Однако в последнее время большое количество компаний объявили о начале реализации проектов по производству DRI, прежде всего на территории США.

Обзор и перспективы развития черной металлургии стран БРИК

БРИК (англ. BRIC) - группа из четырёх развивающихся стран: Бразилия, Россия, Индия, Китай (Brazil, The Russian Federation, India, China). Страны БРИК характеризуются как наиболее быстро развивающиеся крупные государства, т.н. развивающиеся экономики. Выгодное положение этим странам в экономике мира обеспечивает наличие в них большого количества важных ресурсов:

- Бразилия – железорудное сырьё, сельскохозяйственная продукция;

- Россия – энергоресурсы, металлопродукция;

- Индия – железорудное сырьё, людские ресурсы;

- Китай – металлопродукция, людские ресурсы.

На долю входящих в БРИК стран приходится 26 % территории Земли, 42 % населения планеты и 14,6 % мирового ВВП. Страны БРИК останутся наиболее качественным ресурсом трудоспособного населения и в долгосрочной перспективе:

Бразилия, Россия, Индия и Китай производят около 61% стали, 40 % пшеницы, 50 % свинины, более 30 % мяса птицы, 30 % говядины от общемирового показателя. В странах БРИК сосредоточено 32 % общемировых пахотных земель. По оценкам специалистов вклад стран БРИК в мировой ВВП к 2020 г. может удвоиться.

Высокая численность населения этих стран обусловливает дешевизну труда в них и потенциально высокие темпы экономического роста. Обладая низкой эффективностью труда относительно развитых экономик, страны БРИК имеют значительный потенциал по её наращиванию, в особенности Китай и Индия:

Наиболее заметную роль БРИК играет в мировой горно-металлургической отрасли. Это произошло во многом благодаря бурному развитию экономики Китая как ведущего производителя стали и благодаря ведущей позиции сырьевого сектора Бразилии как основного поставщика высококачественного сырья на мировой рынок. За десять лет с 2003 года доля производимой БРИК стали в мировой выплавке выросла с 36% до 61%:

Наибольшую динамику по выплавке стали показал Китай, подняв за последнее десятилетие производство стали с 222 до 779 млн. т. О том, что из себя представляет горно-металлургический сектор каждой из стран БРИК, рассказано ниже.

  Бразилия (367 млн. т. железной руды)

По классификации USGS запасы железной руды в Бразилии оцениваются в 61 миллиард. т и характеризуются высоким содержанием железа. Бразилия – второй после Австралии ведущий экспортёр железной руды в мире и ведущие поставщики этого сырья на европейский и американский рынки.

В Бразилии наиболее крупные месторождения разведаны в штате MinasGerais, в пределах бассейна «Железорудный четырёхугольник» (IronQuadrangle). Железные руды бассейна представлены итабиритами (железистые кварциты с полосчатой текстурой). Содержание железа в итабиритах составляет от 35% до 60%. Из-за высокого содержания железа в добываемых рудах они поступают в металлургический передел практически без обогащения. В штате Para находится уникальное месторождение гематитовых железных руд Carajas. Руды характеризуются высоким качеством и благоприятными горнотехническими условиями отработки. Содержание железа в качественных гематитовых рудах составляет 64%.

Бразилия является типичным представителем сырьевой экономики, предпочитая поставлять значительную долю (89%) на экспорт:

В Бразилии ведущими производителями железных руд являются компании Vale, Mineracao Brasileiras Reunidas (MBR), Samarco Mineracao, Companhia Siderurgica Nacional (CSN). Суммарно на них приходится до 85% производства железных руд в стране.

Компания Vale является одним из крупнейших производителей железорудного сырья в мире, входит в так называемую «большую тройку» (RioTinto, Vale, BHPBilliton). В отличие от своих австралийских конкурентов Valeпроизводит практически все типы железорудного сырья: рудную мелочь для агломерации (Fines или SinterFeed), кусковую руду для доменного производства (Lumps), железорудный концентрат для производства окатышей (PelletFeed), железорудные окатыши для доменного передела (BFPellets), железорудные окатыши для производства прямовосстановленного железа (DRIPellets).

У Vale восемь собственных фабрик по производству окатышей в Бразилии суммарной мощностью 45 млн. т в год (в 2013 г. произведено 39,0 млн. т). Есть также фабрика в Омане по производству DRIPellets, объём производства в 2013 г. – 8,3 млн. т.

Кроме того, Vale владеет в паритете с австралийской компанией BHPBilliton бразильской фабрикой Samarco(производство по итогам 2013 г. составило 21 млн. т окатышей). Фабрики Samarcoпроизводят доменные окатыши и окатыши для DRI. 30% окатышей отгружается в страны Ближнего Востока, 20% - в Европу, 30% - на азиатский рынок (в т.ч. 15% - в Китай).

Общий объем производства железорудного сырья компанией Vale по итогам 2013 г. составил 305 млн. т.

В кризисных условиях сокращения спроса на качественное сырьё компания Vale остановила производство окатышей на части своих фабрик, сохранив, таким образом, премию на окатыши на достаточно высоком уровне. Также значительному пересмотру подверглись проекты развития существующих и строительства новых мощностей по производству железорудного сырья.

Бразилия производит преимущественно конвертерную сталь:

Основную долю в структуре производимого проката в бразильской металлургии занимает плоский прокат:

Как уже отмечалось выше, значительная доля полупродуктов и проката экспортируется:

В Бразилии имеется более десяти металлургических предприятий полного цикла. Практически все они входят в состав крупных компаний и холдингов:

Компания Usiminas – крупнейший производитель плоского проката в Бразилии с суммарной мощность по жидкой стали 9,8 млн. т в год. Рыночная доля на внутреннем рынке плоского проката достигает 50%. Также компания производит около 7 млн. т железорудного сырья. Основная продукция Usiminas– слябы, горячекатаный и холоднокатаный прокат, прокат с гальванопокрытием. 78% продукции Usiminasреализует на внутреннем рынке, 4% – в Колумбии, 3% – в США.

Компания CSN производит плоский прокат и железорудное сырьё. Мощность интегрированного предприятия по производству стали – 5,8 млн. т. Это второй по крупности производитель плоского проката в Бразилии, поставки на внутренний рынок достигают 80%. CSN отличается высокой степенью интеграции в сырьевые и энергетические активы, благодаря чему отличается низким уровнем затрат при производстве стали. Основная продукция компании – слябы, горячекатаный и холоднокатаный прокат, прокат с гальванопокрытием, оцинкованный прокат, железная руда.

Компания Gerdau – крупнейший производитель длинномерного проката в Америке, 42% производства сосредоточено в Бразилии, 45% - в США, остальное – в других странах Латинской Америки. Gerdauпроизводит длинный прокат и спецстали. 35% продукции отгружается на рынок Бразилии, 33% - в Северной Америке, 13% - в странах Латинской Америки.

По уровню потребления стали Бразилия отстаёт от большинства стран, демонстрируя, тем не менее, очень умеренную положительную динамику:

  Индия (155 млн. т. железной руды)

Около 75% железных руд в Индии являются гематитовыми, остальные представляют собой магнетиты. По направлению использования индийские руды делятся на рудную мелочь для агломерации (Fines) и доменную руду (Lumps). Подавляющее большинство железорудных ресурсов сосредоточено в восточной части, в центре и на юге страны в регионах Orissa, Jharkhand, Chhattisgarh и Goa. Среднее содержание железа в рудах Индии составляет 63,3%. Наиболее ценные индийские руды залегают в восточной части страны.

Довольно значительную часть - 10% от общих запасов - являют собой высококачественные доменные руды. Однако ценность индийской руды на мировом рынке уступает бразильской и австралийской: индийская руда отличается значительным содержанием нежелательных элементов и примесей, таких как глинозём (Al2O3), фосфор и сера.

Также негативно на эффективности железорудного бизнеса в Индии сказывается низкая степень консолидации. Более половины индийской руды добывается мелкими производителями, что влечёт за собой повышенные удельные затраты на производство. Такая раздробленность, характерная именно для Индии, сочетается с высокой степенью регулирования горнорудного бизнеса со стороны государства - большинство компаний является государственными.

Крупнейшие производители железорудного сырья в Индии – компании SAIL и NMDC. Компания Steel Authority of India Ltd (SAIL), разрабатывающая железорудные месторождения в штатах Бихар, Орисса и Мадхья-Прадеш, производит около 25 млн. т товарных железных руд. Компания National Mineral Development Corp. (NMDC) производит 15 млн. т железорудного сырья, главным образом на месторождении Байладила в штате Мадхья-Прадеш.

Железорудная промышленность Индии до недавних пор являлась экспортно-ориентированной. Но с 2012 года правительство приняло значительные заградительные меры по экспорту железной руды, что постепенно сокращает возможности низкомаржинальных производителей руды:

Наиболее крупные из них: SAIL, TataSteel, JSW, Essar.

Доля кислородно-конвертерной стали в Индии составляет 32%, электростали - 67%, мартеновской - 1%:

По сортаменту производства индийская сталь почти равномерно распределена между плоским и длинномерным прокатом. Доля трубного производства незначительна:

Сталелитейная отрасль Индии также является экспортно-ориентированной, поставляя на экспорт по большей части полупродукты и импортируя недостающую на внутреннем рынке продукцию более высоких переделов:

Уровень потребления стали в Индии находится на минимальном уровне относительно других стран БРИК. Однако, темпы роста этого показателя двигаются значительными темпами, что позволяет некоторым аналитикам ставить Индию как будущего преемника Китая, которая сможет служить драйвером мирового хозяйства:

Однако, имеются довольно серьёзные сомнения на этот счёт из-за сильной «зарегулированности» индийской экономики со стороны государства: на фоне заявлений правительства о значительном приросте производства стали в ближайшее время само же правительство в буквальном смысле тормозит развитие собственных ресурсных мощностей. Так, вместо реальной борьбы с нелегальной добычей сырья просто вводятся «драконовские» квоты и запретительные пошлины на экспорт, что приводит отрасль в тупиковую ситуацию.

  Россия (103 млн.т. железной руды)

Россия по общим и подтверждённым запасам железных руд стоит на первом месте в мире. Детально разведано около 200 месторождений. К собственно железорудным относится порядка 190 месторождений. Руд, содержащих в среднем 60-65% железа, в разведанных запасах 7,6 миллиард. т или 13,4%. Они могут быть использованы промышленностью без обогащения. На железные руды, требующие простых схем обогащения (магнитная сепарация), приходится 45,7 млрд. т (80,7%). Оставшиеся 3,3 миллиард. т руд (5,9%) требуют для обогащения более сложных технологий.

Российский горно-металлургический сектор отличается значительной степенью консолидации. Основной объём сырья производит очень небольшое количество холдингов: Металлоинвест, Северсталь, Евраз.

Около 25% производимой товарной железной руды экспортируется:

Наряду со значительным экспортом железорудного сырья присутствует и импорт (концентрат и окатыши): эта историческая особенность характерна для предприятий Южного Урала - Магнитогорского МК и Челябинского МК - не обладающими рудной базой и импортирующими сырьё из соседнего Казахстана (ССГПО) из-за географической близости.

Начавшиеся в конце 90-х годов XX века перепрофилирование и модернизация металлургического производства РФ продолжаются и в настоящее время в виде мер, способных оптимизировать структуру производства с целью снижения издержек и избыточных мощностей. За истекший период на большинстве предприятий отрасли отказались от архаичного мартеновского производства. На основе большинства комбинатов полного цикла были созданы вертикально-интегрированные холдинги с развитой инфраструктурой в виде логистических структур, портовых мощностей, вторчерметов, торговых домов, сервисных центров. Интеграция в сырьевые активы позволила предприятиям управлять себестоимостью конечной продукции и более гибко реагировать на изменения конъюнктуры рынков сырья видов сырьевых товаров:

В России сталь производится преимущественно кислородно-конвертерным способом. Также имеет место относительно высокая доля мартеновского производства:

В Российской Федерации действует 9 комбинатов полного цикла и два крупных производителя товарного чугуна.

Десятка крупнейших предприятий чёрной металлургии (независимо от способа производства и структуры комбината) производит 84% всей стали в РФ. Структура производства стали десятью крупнейшими производителями РФ приведена на диаграмме:

В структуре производства стали в РФ присутствуют практически все виды проката:

Более подробная структура производства проката крупнейшими производителями РФ приведена ниже.

Соотношение экспорта и импорта стальных полупродуктов и проката в России приведены ниже:

Значительная доля импорта приходится на сопредельные с Российской Федерацией государства - Украину и Китай, объём металлургического производства которых значительно превышает внутренний спрос. А низкая себестоимость производства позволяет осуществлять поставки на российский рынок.

Структура экспорта стальной продукции из РФ свидетельствует об избыточной доле продукции низких переделов:

Уровень потребления стали в РФ находится на относительно постоянном уровне – около 300 кг/ чел.:

  Китай (54 млн. т. железной руды)

Китай обладает значительными запасами железных руд - 15 млрд. т по оценке USGS. Но характерной особенностью китайских руд является низкое качество: среднее содержание железа составляет около 32,6% при относительно высоких содержаниях алюминия и фосфора. Менее 10% китайских ресурсов железной руды являются высококачественными.

Основная доля железных руд в Китае представлена гётитом и лимонитом, из-за чего их обогащение до экономически приемлемого уровня в значительной степени ограничено. По крайней мере невозможно говорить об их обогащении до уровня, необходимого для производства железорудных окатышей. Это одна из причин низкой доли окатышей в шихте китайских доменных печей (около 10%).

Также по причине ограниченного развития инфраструктуры в центральных регионах Китая с большими запасами руды транспортировка сырья к индустриальным районам береговой части затруднена. Поэтому для большинства китайских производителей стали характерно использование значительных объёмов импортируемого морем сырья.

В Китае насчитывается значительное количество мелких высокозатратных производителей железорудного сырья, которые с одной стороны закрывают локальный дефицит сырья, а с другой стороны первыми уходят с рынка при снижении котировок железорудного сырья из-за высокой первоначальной стоимости производства (около 100 $/т).

Китай по производству стали занимает первое место в мире с годовым производством на уровне 780 млн. т. Ранее отмечалось, что основной особенностью китайского производства является относительно высокая доля конвертерного производства:

В структуре производства преобладает прокат строительного назначения:

Китай, как и остальные страны БРИК, отличается высокими объёмами экспорта полупродуктов и проката:

В структуре экспорта преобладает плоский прокат (27 млн. т против 18 млн. т длинномерного проката).

На ранних этапах развития индустрии Китай отличался чрезвычайно большим количеством мелких и раздробленных производств. Начиная с конца 90-х годов прошлого века в Китае проводились мероприятия по выводу из эксплуатации доменных печей объёмом менее 50 м3, электропечей ёмкостью менее 5 т и мартеновских печей общей мощностью 2 млн. т в год. В последние годы в Китае проходила реструктуризация производства, направленная на ликвидацию мелких и неэффективных агрегатов и формирование крупных холдингов с многомиллионным производством стали.

По уровню потребления стали Китай значительно опережает своих соседей по БРИК:

На протяжении последних лет динамика прироста потребления стали в Китае снижается, что говорит о возможном насыщении экономики Китая. Но даже с такими «невысокими» темпами Китай ещё очень длительное время будет определять «температуру» рынков сырья и стали.

Зелёные технологии для производства железа (экотехнологии)

Известно, что процесс производства железа очень токсичен для окружающей среды и способствует изменению климата. Поэтому учёные США и Китая, претворяя зелёные технологии в жизнь, совместно разрабатывают новый способ производства железа, который в плане выбросов будет абсолютно чистым.

Со времён промышленной революции способ производства железа практически не меняется: железную руду плавят в доменных печах при температуре выше 2000°C, при этом огромное количество углекислого газа (CO2) попадает в атмосферу.

Двое учёных Стюарт Лихт (Stuart Licht) из Университета имени Дж.Вашингтона (г.Вашингтон, Федеральный округ Колумбия, США) и Баохаи Ванг (Baohui Wang) из Северо-восточного Университета Нефти (г.Дацин, провинция Хэйлунцзян, КНР) изобрели новый способ производства железа, который может на четверть сократить промышленные выбросы диоксида углерода по всему миру.

Дабы сделать процесс производства железа "экологичным" ("зелёные технологии"), полностью избавив его от выбросов CO2 в атмосферу, железную руду (Fe2O3and Fe3O4) предлагается растворять в расплаве карбоната лития при температурах всего лишь порядка 800°C - раньше подобное не представлялось возможным. После этого посредством воздействия электрического тока на расплавленную смесь железная руда разделяется на составляющие (железо и кислород), собрать которые возможно у двух соответствующих электродов.

Как видно из вышеизложенного, этот способ, включающий процесс электролиза, гораздо менее энергозатратен, чем традиционные методы производства железа. Кроме того, Лихт продемонстрировал, что весь процесс можно осуществлять при помощи возобновляемой энергии (renewable energy). Для этого команда учёных применяет собственную новую разработку, названную ими STEP (solar thermal electrochemical photo). Технология STEP использует солнечную тепловую энергию для расплавления литиевого карбоната и световую энергию для протекания электролиза. При этом CO2 совершенно не выделяется, что позволяет отнести способ к экологичным ("зелёным") технологиям.

"Благодаря STEP производство железа станет дешевле; географически тоже появятся новые возможности: подобные предприятия можно будет без опаски располагать непосредственно в городской черте, либо планировать их размещение по климатическому признаку – в солнечных районах", заявил Лихт.

"Если технологию STEP удастся реализовать на промышленном уровне при производстве железа, то это сулит большие выгоды", прокомментировал Нил Вудбери (Neal Woodbury), эксперт по восполняемой энергии из Университета Штата Аризоны, США. "Особо хочется отметить появление возможности использования избытка тепла в процессах производства электричества, что в результате уменьшит затрата энергии."

Интересные факты о железе

Первое железо, как металл, попало в руки человека «с неба». Не зря люди считали железо – небесным металлом, т.к. впервые его добыли из падающих на поверхность земли метеоритов. В древнейших предметах из железа есть существенная доля примесей никеля, именно такое железо содержится в метеоритах. Крупнейший железный метеорит нашли в 1920 году в юго-западной Африке. Метеорит назвали «Гоба», он весил 60 тонн.

Железо в организм животных и человека поступает с пищей. Наиболее богаты железом такие продукты, как мясо, печень, яйца, бобовые, крупы, хлеб, свёкла. Интересно заметить, что когда-то в этот список был ошибочно внесен шпинат (по причине опечатки в записях результатов анализа, а именно был утерян «лишний» ноль после разделительной запятой).

Многие косвенные данные подтверждают тот факт, что ядро нашей планеты главным образом состоит из сплавов железа. Радиус ядра Земли составляет приблизительно 3470 км, в то время как радиус самой Земли равен 6370 км.

В свободном виде железо было обнаружено на луне. Процесс определения возраста лунных минералов при помощи радиоактивных изотопов показал, что они были кристаллизованы примерно 3,2 - 4,2 миллиарда лет назад. Данные цифры приблизительно совпадают с возрастом самых древних минералов, когда-либо обнаруженных на Земле.

Неоднократные клинические эксперименты подтвердили тот факт, что крапива отлично справляется с лечением анемии, не уступая при этом синтетическим препаратам железа. В деревне каждая хозяйка знает, что курочки несутся лучше, когда в корм добавляют сушеную крапиву. Народные врачи-травники часто советуют пролечиться свежим соком крапивы, который выжимают из стволов и листьев молодых растений, собрать крапиву нужно перед цветением. Делается это довольно просто: нужно собрать, промыть, пропустить через соковыжималку либо миксер с малым количеством воды, ну а затем просто отжать сок. Полученный сок принимать по три столовые ложки в сутки. Сок крапивы не обладает приятным вкусом, зато он очень полезен. Его можно разбавлять с медом. Крапивный сок хорошо хранится в течение несколько дней в холодильнике.

В 1941 году соединенные Штаты Америки вступили в мировую войну. Американская национальная конференция по вопросам питания в условиях военной обороны решила обогащать хлеб и муку железом, во избежание анемии в рядах американского населения. Первым признаком недостатка железа является усталость, а также вызванная этим анемия, а, как известно война усталых людей не терпит! Но есть одно но… В Северной Америке производили лишь белый хлеб и белую муку (таким образом это был чистый крахмал), а вот ценная часть зерна уходила на отходы. В оном килограмме муки грубого помола, изготавливаемой из неочищенных зерен, содержание железа составляет примерно 30 миллиграмм, а в одном килограмме очищенной муки, произведенной из очищенного зерна — 8,2 миллиграмма. В соответствии с тогдашними нормами один килограмм обогащенной муки был должен содержать примерно 26 миллиграмм железа. В период с 1968 по 1970 год началась проверка данной акции в десяти штатах США. Тридцать тысяч семей, употребляющих обогащенные железом муку и хлеб, подвергли тщательному обследованию. В результате у всех у них был обнаружен недостаток железа в организме.

В Европе ранний железный век продлился примерно с 1000 до 450 гг. до н. э. Данную эпоху называют голыптаттской, от названия города в Австрии, где археологами было найдено много железных предметов. В древности у определенных народов железо было дороже золота. Только представители знати имели право украшать себя железными изделиями, нередко они были в золотой оправе. Из железа даже изготавливали обручальные кольца, как в Древнем Риме.

Источники и ссылки

  Источники текстов, картинок и видео

ru.wikipedia.org - ресурс со статьями по многим темам, свободная экциклопедия Википедия

festival.1september.ru - фестиваль педагогических идей Открытый урок

xreferat.com - крупнейшая база рефератов, разделенных на категории

allmetalls.ru - занимательная химия, все о металлах

himege.ru - образовательный портал для подготовки к Единому Государственному Экзамену по химии

dic.academic.ru - словари и энциклопедии на Академике

thingshistory.com - энциклопедия вещей, история вещей, изобретений, открытий

fb.ru - высококачественные, содержательные, оригинальные и актуальные статьи

chem100.ru - справочник химика, свойства химических элементов, свойства драгоценных минералов

chem21.info - справочник химика 21, химия и химическая технология

ensiklopedia.ru - энциклопедический сетевой проект для получения информации на русском языке.

newreferat.com - рефераты, курсовые и дипломные работы

metaljournal.com.ua - международное издание Metallurgical and Mining

ucheba-legko.ru - учеба-легко, образовательный портал по разным предметам

garshin.ru - сайт Игоря Гаршина, сборник ключевых знаний, оригинальных идей, полезных сервисов

chemport.ru - химический портал, химия во всех проявлениях

i-think.ru - сообщество металлургов, металлотрейдеров, металлообработчиков, металлоторговцев

alnam.ru - научная библиотека избранных естественно-научных изданий

mash-xxl.info - энциклопедия по машиностроению XXL

mati-himia.3dn.ru - образовательный портал по химии Мати-химия, киберхимия

bibliofond.ru - информационный общеобразовательный портал учебных работ различной тематики

referat.co - электронная библиотека учебных, творческих и аналитических работ

4108.ru - крупный химический, образовательный портал

oagb.ru- общенациональная ассоциация генетической безопасности

bibliotekar.ru - электронная библиотека нехудожественной литературы по русской и мировой истории, искусству, культуре, прикладным наукам

cgz.sumy.ua - путешествие в мир химии

grandars.ru - энциклопедия экономиста, металлургический комплекс

azbukametalla.ru - техническая энциклопедия, механизмы в современной технике

infotables.ru - разнообразная и актуальная информация, удобно организованная в виде справочных таблиц и схем

biofile.ru - биофайл научно-информационый журнал

tnu.podelise.ru - библиотека: уроки, конспекты, экзамены, тесты, документы

edu.glavsprav.ru - информационно справочный портал ГлавСправ

protown.ru - федеральный портал о городах Российской Федерации

himya.ucoz.ru - образовательный портал Все о химии

vasmer.info - этимологический онлайн-словарь русского языка Макса Фасмера

iknowit.ru - интернет-журнал Как работают вещи, для любознательных и любопытных

metalspace.ru - металлургический портал: информационное пространство металлургов

studopedia.ru - общедоступная информация для студентов разных предметных областей

nplit.ru - библиотека юного исследователя, химия

vevivi.ru - Российский информационно-образовательный портал

mineral.ru - все о минерально-сырьевом комплексе России и мира

metallicheckiy-portal.ru - центральный металлический портал РФ

  Ссылки на интернет-сервисы

forexaw.com - информационно-аналитический портал по финансовым рынкам

Гугл.ru - крупнейшая поисковая система в мире

video.google.com - поиск видео в интернете через

Yandex.ru - крупнейшая поисковая система в Российской Федерации

video.yandex.ru - поиск видео в интернете через Яндекс

images.yandex.ru - поиск картинок через сервис Яндекса

youtube.com - ютуб, самый крупный видеохостинг в мире

  Создатель статьи

Автором данной статьи является Лукинова Ольга Юрьевна

vk.com/id23081375 - профиль автора в Контакте

ok.ru/profile/244028926667 - профиль создателя статьи в Одноклассниках

Facebook.com/olga.pnty - профиль автора статьи в Фейсбук

Твиттер.com/Olga_PNTY - профиль создателя статьи в Твитере

plus.google.com/u/0/ - профиль автора на Гугл+

my.mail.ru/mail/olga_pnty - профиль автора статьи на Мой Мир @ Майл Ру

olgalukinova.livejournal.com/profile - профиль автора статьи в Живом Журнале

Корректировщик статьи - Джейкоб

Рецензент статьи - профессор, д. э. н. Хайзенберг

Главный редактор ForexAW.com - Варис смотрящий