додати матеріал

приховати рекламу

Залізо

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

Залізо

Зміст
1. Залізо, область визначень, властивості 3
2. Промислові типи родовищ. Рудні родовища 6
Література 16

1. Залізо, область визначень, властивості

ЗАЛІЗО, Fe (ferrum), хімічний елемент VIIIB підгрупи періодичної системи елементів, метал, член тріади заліза (Fe, Co, Ni). Залізо самородне рідко зустрічається в природі, головним чином у мінералах ферит, Аваруа і метеоритах (т.зв. метеоритне залізо, яке містить понад 90% Fe). У з'єднаннях з киснем та іншими елементами широко поширене в складі багатьох мінералів і руд. За поширеністю в земній корі (5,00%) це третій (після кремнію і алюмінію) елемент, вважається, що земне ядро ​​складається в основному із заліза. Основні мінерали - гематит (червоний залізняк) Fe 2 O 3; лімоніт Fe 2 O 3 H 2 O (n = 1-4), що міститься, наприклад, у болотній руді; магнетит (магнітний залізняк) Fe 3 O 4 і сидерит FeCO 3 . Найбільш поширеним мінералом заліза, що не є, однак, джерелом його отримання, є пірит (сірчаний колчедан, залізний колчедан) FeS 2, який іноді називають за його жовтий блиск золотом дурнів чи котячим золотом, хоча він насправді часто містить невеликі домішки міді, золота , кобальту та інших металів.
ВЛАСТИВОСТІ ЗАЛІЗА
Атомний номер
26
Атомна маса
55,847
Ізотопи
Стабільні
54, 56, 57, 58
Нестабільні
52, 53, 55, 59
Температура плавлення, ° С
1535
Температура кипіння, ° С
3000
Щільність, г / см 3
7,87
Твердість (по Моосу)
4,0-5,0
Вміст у земній корі,% (мас.)
5,00
Ступінь окислення
характерна
+2, +3
інші значення
+1, +4, +6

Залізо (елементне) відомо і використовується з доісторичних часів. Перші вироби із заліза, ймовірно, були виготовлені з метеоритного заліза у вигляді амулетів, коштовностей і робочого інструмента. Близько 3500 років тому людина відкрила спосіб відновлення червоної землі, яка містить оксид заліза, в метал. З тих пір із заліза було виготовлено величезну кількість різних виробів. Воно відіграло важливу роль у розвитку матеріальної культури людства.
У наші дні залізо в основному (95%) виплавляють з руд у вигляді чавунів і сталей і в порівняно невеликих кількостях отримують відновленням металізованої окатишів, а чисте залізо - термічним розкладанням його сполук або електролізом солей. Залізо - один з найбільш придатних до експлуатації металів у сплаві з вуглецем (сталь, чавун) - високоміцний основа конструкційних матеріалів. Як матеріал, що володіє магнітними властивостями, залізо використовується для сердечників електромагнітів і якорів електромашин, а також в якості шарів і плівок на магнітних стрічках.
Чисте залізо - каталізатор в хімічних процесах, компонент лікарських засобів в медицині. Залізо є істотним хімічним компонентом організмів багатьох хребетних, безхребетних і деяких рослин. Воно входить до складу гема (пігменту еритроцитів - червоних кров'яних клітин) гемоглобіну крові, м'язових тканин, кісткового мозку, печінки та селезінки. Кожна молекула гемоглобіну містить 4 атоми заліза, які здатні створювати оборотну і неміцну зв'язок з киснем, утворюючи оксигемоглобін. Кров, яка містить оксигемоглобін, циркулює по тілу, поставляючи кисень до тканин для клітинного дихання. Тому залізо необхідно для дихання і утворення червоних кров'яних клітин. Міоглобін (або м'язовий гемоглобін) постачає киснем м'язи. Загальна кількість заліза в людському тілі (середньої маси 70 кг ) Становить 3-5 р. З цієї кількості 65% Fe знаходиться в гемоглобіні. Від 10 до 20 мг Fe щодня потрібно для забезпечення нормального метаболізму середнього дорослого. Червоне м'ясо, яйця, жовток, морква, фрукти, будь-яка пшениця і зелені овочі в основному забезпечують організм залізом при нормальному харчуванні, при анемії, пов'язаної з нестачею заліза в організмі, приймають лікарські препарати заліза.

2. Промислові типи родовищ. Рудні родовища

Основні фактори, що визначають промислову цінність родовища - масштаби по запасах мінеральної сировини, концентрація запасів, якість мінеральної сировини.
Приклади промислових типів родовищ - залізні руди, мідь, олово, золото, вугілля, азбест, слюда, цементна сировина, будівельні матеріали.

Геолого-промислові типи родовищ руд чорних металів

Залізо.
Марганець.
Хром.
Титан.
Ванадій.

Геолого-промислові типи родовищ руд кольорових металів

Алюміній.
Магній.
Нікель.
Кобальт.
Мідь.
Свинець і цинк.
Олово.
Вольфрам.
Молібден.
Вісмут.
Ртуть і сурма.

Геолого-промислові типи родовищ рідкісних металів

Літій, цезій і рубідій.
Берилій.
Ніобій і тантал.
Цирконій і гафній.
Рідкіснометалеві елементи і ітрій.
Розсіяні елементи.
Геолого-промислові типи родовищ руд благородних металів
Золото.
Срібло.
Платиноїди.
Геолого-промислові типи родовищ руд радіоактивних металів
Уран.
Торій.
Оцінка різних родовищ на умовах підприємницького ризику базується при ринковій економіці на головному факторі - прибутковості розробки корисних копалин (П.І.). У цьому випадку правомірно визначення руди, по Ріккардо: «Руда - це порода, яка містить метал, яку можна з вигодою розробляти в даному місці і в даний час» (Крейтер, 1961). В кінці XIX ст. були виведені перші формули розвідки і видобутку (експлуатації) корисних копалин в умовах підприємницького ризику (напр., Хосколдом в 1877 р. (Крейтер, 1961), визначали прибуток, яку можна отримати від експлуатації родовища з урахуванням норми прибутку можливого ризику. За формулою Брінсмейда (1911 р.) (там же), що встановлює цінність родовища по прибутку при його розробці, працюють у всьому світі, її застосовували в СРСР, і вона залишається базовою у своїй основі. Серед необхідних передумов існує і оцінка ризику, не тільки пов'язаного з технічними аспектами (якість, глибина і т.д.), але також з такими, як політична стабільність і надійність, податкова система, постанови про навколишнє середовище та ін Все це входить в перелік, необхідний для зниження ризику і зменшення незахищеності інвесторів (Капю, 2000).
Особливе значення має різноаспектній аналіз районів, де, на перший погляд, можливо перспективне і швидке комплексний розвиток гірничорудної бази відразу по декількох напрямках. Зокрема, мова може йти про Медвеж'єгорському районі Центральної Карелії. Близькість до промислових центрів, прикордонне розташування, добре розвинена інфраструктура могли б гарантовано і безпроблемно вирішити поставлені завдання. Якщо врахувати, що вся територія Карелії може розглядатися як єдине родовище на будівельні матеріали, то її прикладне значення для Росії не викликає сумніву - розвідка і розробка родовищ ванадію, благородноплатиновометальных комплексних руд, золота, урану, а також нерудної сировини - шунгіти, будівельного каменю, пісків та ін Однак в основу стратегії розвитку будь-якого регіону повинна бути покладена концепція екологічного ризику з урахуванням екологічної ціни. Отже, перш ніж розглядати економіку Карелії з позицій переважного розвитку гірничорудної справи як, наприклад, Колиму, необхідно провести аналіз кон'юнктури всіх видів корисних копалин на світовому ринку і, в першу чергу, мають екологічний ризик регіонального масштабу.
Медвежьегорський район характеризується досить складною геологічною будовою, яке до цього часу не може прийматися однозначно і вимагає комплексної оцінки і додаткового вивчення. У будові території беруть участь практично всі відомі на східній частині Фенноскандії комплекси порід широкого спектру віків від 3,5 млрд. років до 230 млн. років. Його тектонічні особливості свідчать про безперервні рухах різного масштабу і відображають активне життя планети. Умовно район ділиться на три частини, де відзначаються індивідуальні специфічні геологічні особливості: східний - від кордону з Архангельської областю до Біломорсько-Балтійського каналу (ББК), центральний - від ББК до кордону з Кондопожском районом і південний - від м. Медвеж'єгорська до південної околиці Медвеж'єгорському району. На території східної частини розташовується південна ділянка Каменноозерской структури Сумозерско-Кенозерский верхнеархейского зеленокам'яних пояса, де на р. Кумбуксе вперше були виявлені коматііти (Куликова, Куликов, 1981 і багато інших), а Карельської геологічною експедицією проведено опоіскованіе на мідно-нікелеві (інтрузії Світла, Лебяжінская, Вожмінская та ін), а також тальк-карбонатні (ділянка «Світле») руди . У районі оз. Рибозера в метасоматіти встановлено широкий спектр зруденіння і мінералізації від золота до міді, нікелю та інших елементів; на кордоні з Сегежскій районом - прогнозоване родовище золота «заломили струмок» на Южно-Вигозерской площі (на кордоні Медвеж'єгорському і Сегежскій районів на площі 1.650 кв. Км ) з запасами близько 100 тонн при утриманні 2-10 р. / т. (Голубєв та ін, 2000). У Центральній частині району відомо родовище сірчаного колчедану (Бергаул), а в районі Мяндосельга-Юстозеро ЗАТ «Педролампі» передбачається в 2001 р. добути 100 кг золота. Онезький прогин, відомий більш як Заонежье, істотно відрізняється своєю будовою, і до теперішнього часу про його походження і формуванні існує безліч версій (частина геосинкліналі, мілководна мульда, фрагмент рифта, ранньопротерозойські астроблема), являє собою перспективний рудний район на виявлення нових промислових родовищ комплексних руд від мідних (Воронов Бор) до алмазів (Фоймагуба). Особливе місце займає тут широкий розвиток шунгітових порід, що розглядаються як самостійний вид П.І. (Углеродсодержащие ..., 1998 та багато інших). На кордоні Медвеж'єгорському і Пудозький на південний схід від Заонежья розташовується Бураковський-Аганозерская розщеплену інтрузія з великими запасами хромітів і платінометалльним зруденінням.
Якість водних ресурсів визначається геологічною будовою. За даними «Концепції ...» (1991), в Заонежье 251 озеро займають площу 212 км 2, або 8%, озерні ланки - 19%, тобто близько 30% території Заонежья покрито водою. Якщо врахувати, що територія омивається водами Онезького озера, то Заонежье слід розглядати як півострів, пронизаний водною поверхнею. Вододіл півострова проходить по траверсу Велика Губа - Велика Нива - Вінниця. Оскільки дзеркало низки озер знаходяться нижче дзеркала Онезького озера, то водообмін відбувається на підземному рівні, і якість вод залежить від складу вміщуючих комплексів порід.
У порівнянні з водами на території всієї республіки тільки Заонежских поверхневі води мають високу якість, нейтральну кислотність, низьку залозистого, досить низьку кольоровість і загальну високу мінералізацію (40-100 мг / л) (Путкозеро, Вангозеро) з дуже високою в озерах Падмозеро (323 мг / л), Валгозеро, Мягрозеро та ін -> 100 мг / л. Поверхневі води підживлюються підземними, представлених кальцієво-магнієвими + хлоридно-гідрокарбонатними з радоновими складовими в долині р.. Падми. За своїми параметрами вони співвідносяться з Приладозька і відносяться до мінеральних лікувально-столових вод. На тлі прісних (мінералізація менш 1 г / л) і холодних (3-5 0 С) підземних вод на території практично всієї Карелії Заонежье, поряд з Приладожя, за якістю залізистих і радонових вод у межах вищевказаних тектонічних зон, до яких приурочені всі виділені местрожденія і рудопроявів уран-ванадієвих руд, відповідає столовим та лікувальних вод (Кузаранда - залізисті, Велика Губа - «Соляні Ями», «Три Івана» - с. Ведехіно - селенові, «Царицин Ключ» - Зажогіно та інші - переважно радонові -? ). Слід зазначити, що в районі містечка «Сайнаволок» на південній околиці м. Петрозаводська, де ДГП «Невскгеологіей» проведені пошукові роботи на уран, ще наприкінці 60-х років існувало безліч джерел і ключів, якість яких повинна відповідати радонових і селеновим джерелам.
Район Заонежья, поряд зі східною половиною Кондопожського району, має унікальні грунту, якість яких підкреслюється таким параметром, як геологічна будова, а саме шунгітовие сланці, доломіти, гідротермально змінені метасоматичні породи. Їх головні характеристика: а) унікальні дернові шунгітовие грунту в поєднанні з доломітового складової, яка розвинена на ЮВ узбережжі Онезького озера в Заонежье на базі виходів корінних доломітів, б) максимальна теплозабезпечення грунтів, що, хоча і характерно для всієї Південної Карелії, проте доповнюється ще геологічною будовою з сучасними активними флюідним еманації, в) висока присутність в грунтах таких мікроелементів, як мідь, марганець, молібден і, особливо, селен (Чаженгіна, Перевозчикова, 1985; Чаженгіна та ін, 1985; Чаженгіна, 1998).
Між грунтами і корінними утвореннями в западинах розвинені стрічкові глини, які утворилися в Інтергляціал всього кілька тисяч років тому, а в озерах - гумус. За потужністю ці породи досягають кілька десятків метрів, розташовуючись у геоактівних і геопатогенних зонах, пов'язаних з уран-ванадієві родовищами.
У шунгітових породах вміст селену становить 2,4 х10 -3%, в грунтоутворюючих породах - 3,4 х10 -5%, в дернових літогенних грунтах і трав'янистої рослинності - nх10 -5%. Високі кларки концентрації селену - в шунгітовой породі К к = 480, почвообразующей породі - 72 і низький коефіцієнт біологічного поглинання (1,3-2,7) свідчать про певну вибірковості накопичення рослинністю.
Історія пошуків Тамбіцкого рудного поля селен-уран-ванадієвих руд урановорудной формації в Заонежье (Карелія) становить не менше 50 років. У 1959 р. Північною експедицією Ленінградського Геологічного Управління виявлено ореол радіоактивних валунів «Рудна Гірка» в Онезьке прогині, в 1968-1978 рр.. Експедицією № 1 «Вірген» і Невської експедицією в Карело-Кольському регіоні - близько 50 рудопроявів і близько 200 проявів урану в зонах кремнещелочних метасоматітов. У 1978-1980 рр.. партіями № 6 і 32 ПГО «Невскгеологія» розкриті корінні джерела рудних валунів «Шуньгскій Наволок» (рудопроявление Святуха) і «рудний Гірка" (рудопроявление Велика Губа), відкрито родовище комплексних уран-благороднометалльно-ванадієвих руд Космозеро, а в 1985-2006 рр. . - Середня Падма, Весняне, Верхня Падма і Царевська, що представляють собою новий («космозерскій») формаційний тип промислових родовищ, пов'язаних з альбіт-карбонатно-слюдяних метасоматіти, що формуються в зонах складчасто-розриви дислокації в осадово-вулканогенних утвореннях нижнього протерозою. У 1983-1985 і. на південному схилі Балтійського щита партією № 8 виявлено середні за запасами родовища убогих уранових руд в базальних відкладах венду - Рябіновское і Ратніцкое, а в 1989 р. в північно-східній частині Ладозького прогину в базальному горизонті рифейских пісковиків - родовище Карху, (перше на території СНД родовище урану типу «незгоди» з загальними ресурсами 40-50 тис. т урану) (Кушнаренко та ін, 2000; Леденева та ін, 2000), до 1992 р. - п'ять родовищ і більше 10 перспективних рудопроявів, в тому числі в зонах: Тамбіцкая - родовища СР Падма, В. Падма, Царевська і Весняне; Святухінско-Космозерская - родовища Космозерское; Пігмозерская - Шульгіновское. Вони контролюються Головною північно-східній тектонічної зоною стиснення, яка безперервно простежується від Петрозаводською губи через Заонежье на Водлозерскій блок і далі в район оз. Кожозера (Архангельська область), де також прогнозуються аналогічні Заонежских руди (Мельников та ін, 1992; Савицький та ін, 1995 та ін.) Паралельно їй до ЮВ на відстані близько 10 км проходить мантійних Бураковський розлом такий же протяжності, але з ним пов'язані більш ранні родовища хромітових руд, які знаходяться в межах Бураковський-Аганозерского інтрузивного тіла. Усі родовища і рудопрояви розташовуються на перетині осьових для проторіфта і пізніших СВ трансформаційний розломів,
За коефіцієнтом унікальності (Осокін, Алтухов, 1998), район Заонежья слід розглядати як єдине рудне поле, що складається з більш ніж десяти родовищ. До складу Тамбіцкого поля входять не тільки проектуються родовища Середня Падма, але також Весняне, Верхня Падма і Царевська та ін Видеsляются Космоозерское, Ковкозерское і Святухінское рудні поля (Металогенія Карелії, 1999). Сукупна Родовище Ванадію може бути віднесено до унікальних - К у = 4х10 16 (тобто більше, ніж nх10 11-12), також як і Сукупна Родовище Урана при запаси в 31 тис. т (Савицький та ін, 2004), унікальне за Ку = 1х10 17. Платіноідно-благороднометалльние рудопроявів прогнозуються на рівні 500 т (Савицький та ін, 1995 та ін.) Вмісту урану змінюються від бортових (0.05%), рідко нижче, до 1% (родовище Космозеро) і 2.16% (м-е Світле до СЗ від оз. Маткозеро, Кумсінская структура).
(Селенід) уран-ванадієві родовища і рудопрояви багато разів описані в літературі (Савицький та ін, 2004 та інші) з найбільш повної геологічної характеристикою за поданнями авторів (Білібіна та ін, 1991) та детальним аналізом типів руд (Мельников та інших, 1992). Склад руд підрозділяється на три типи: 1) настуран-хромфенгіт-роскоелітовий, переважний на родовищах СР Падма, В. Падма, Шульгіновское, Весняне; 2) (настуран) - благороднометально - сульфідно-селенідовий, встановлене на Царевська родовищі; 3) франсквілліт-тюямуніт - карнотітовий, виявлені на Космоозерском родовищі (Мельников та інших, 1992), і відповідають на території Центральної та Південної Карелії двом класичним типам (Магакьян, 1961; Смирнов, 2002; Шмаріовіч та ін, 2006;) уранових руд і рудопроявів в бідних сірої металогенічних провінцій Миру: 1-й - без остачі складені мінералами уранілу «слюдковие» - ванадати , фосфати, силікати урану, приурочені до вуглецевих комплексам порід і 2-й - Коффин-черніевие. Основними корисними компонентами є U, V, Pd, Au. Уран - типоморфних елемент, тому його присутність відзначається на всіх родовищах. Найважливіші мінерали промислових уранових руд Заонежья розвинені в ураноорганіческіх комплексах (оксіантраксолітах-оксікерітах) у Тамбіцкой і Пігмозерско-Велікогубской зонах, а також по периферії тіла габро-діабазів містечка Сайнаволок в опадах Петрозаводською свити і завжди містять відновлені форми урану - Коффин і настуран (уранова смолка - U 3 O 8 з пріместью PbO з 45-65% U), а окислені форми - карнотіт і тюямуніт - у Святухо-Космозерской зоні. Асоціація бітумів і уранових мінералів відзначена повсюдно на заонежских родовищах (Мельников та інших, 1992), але в різних обсягах і утриманнях. Зміна зон відновлених і окислених руд ще більше підкреслює складність геологічної будови цієї унікальної території, зміну особливостей рудоносних зон зі сходу на захід в межах Заонежья. Східне узбережжя Повенецкой затоки, а також територія Кондопожського району аж до заповідника «Кивач» і на південь до м. Петрозаводська і далі можуть виявитися перспективними рудними ділянками.
Постійним супутником уран-ванадієвих руд Заонежья є селен - типоморфних летючий компонент, який визначає специфіку цих родовищ. Регіональний геохімічний фон - 3-6х10 -4% (Органіческое., 2004); в карбонатних відкладах - від 20 до 60х10 -4%, а вміст у рудах перевищує кларк (5х10 -6%) (Емслі, 1993) на 5 порядків, в рудних тілах перевищує кларк елемента більш ніж на 3 порядки, проникаючи в породообразующие мінерали і утворюючи власні мінерали, але більш за все асоціюється з уран-ванадієві слюдка (Шмураева, 1998). Найбільш типоморфні мінерали, утворені селеном на подібних родовищах (Мінерали, 1960; Магакьян, 1961; Смирнов, 2002 та ін) і розвинуті на заонежских: 1) Клаусталь (PbSe) - асоціюється з міддю і ртуттю, типоморфних мінерал уранових родовищ штату Юта і уран-ванадієвих родовищ плато Калорадо (США), 2) парагуанахуатіт ( Bi 2 (Se, S) 3) - зазвичай рідкісний мінерал, характерний для уранових родовищ; 3) клокманіт (CuSe) - встановлено в уранових родовищах Канади та ін (Полеховскій, Волошин, 1990).
Усі родовища і рудопрояви супроводжуються радоном - продуктом розпаду Ra 236, який зустрічається в уранових рудах. За даними радоновай зйомки, схема якої масштабу 1:1000000 опублікована (Александров, Савицький, 1992), територія Заонежья (до 50% площі), Прионежья (на схід від долини р.. Івіна до узбережжя Онезького озера по лінії Шокша-Шелтозеро), Приладожья , долини р.. Чирка-Кемь і інші в «Медико» заражена радоном, що вимагає додаткових досліджень, оскільки вихідними для утворення уранових руд є мікрокліновие торій-збагачені граніти мусковіт-рідкометальних спеціалізації з вмістом монациту до 300 р. / т (Куликов та ін, 2006; Куликова, 1993, 1996 та ін.)

Література

1. Вольфсон Ф.І., Дружинін А.В. Найголовніші типи рудних родовищ. М., Недра, 2002.
2. Рудні родовища СРСР. Т. 1-3. М., Недра, 1978.
3. Синців В.І. Геолого-промислові типи рудних родовищ. С-Пб., Надра, 2004.
4. Смирнов В.І. Геологія корисних копалин. М., Недра, 2002.
5. Смирнов В.І. ін Курс рудних родовищ. М., Недра, 2006.
6. Старостін В.І., Ігнатов П.А. Геологія корисних копалин. М., МГУ, 2007.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат | 50,8кб. | скачати

Схожі роботи:
Археологія Залізо
Залізо та її роль
Залізо в організмі людини
Залізо та його роль 2
Залізо в організмі людини 2
Залізо-мідне ліки
Залізо в грунтах Методи визначення заліза
Етимологія тюркського слова temir залізо
Залізо та його сполуки на уроках хімії
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru