Minerai de fer
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Les minerais de fer sont des mélanges de composés chimiques naturels de fer et de roche qui contiennent peu ou pas de fer . Les composés de fer naturels sont appelés minerais de fer , le reste de la roche est appelé gangue ou stérile . Les minéraux de minerai de fer dans les gisements économiquement importants sont principalement des oxydes de fer ou des carbonates de fer ( sidérite ). Les minerais de fer sont également extraits et fondus en petites quantités , dans lesquelles le fer est mélangé avec du soufre (par exemple dans le cas de la pyrite) ou d'autres éléments.
Les minerais de fer les plus importants sont la magnétite (Fe 3 O 4 , jusqu'à 72 % de teneur en fer), l'hématite (Fe 2 O 3 , jusqu'à 70 % de teneur en fer) et la sidérite (FeCO 3 , jusqu'à 48 % de teneur en fer).
Formation de gisements de minerai de fer
formation magmatique
Les gisements de minerai sont souvent d'origine magmatique. Dans les zones géologiquement actives, le magma à haute teneur en métaux précieux pénètre dans la croûte terrestre . Lorsque le magma se refroidit, les minéraux se cristallisent et des gisements de minerai se forment.
Dépôt secondaire
Les roches fondues riches en fer sont soit déplacées, soit dissoutes et excrétées ailleurs, par exemple chez les fumeurs noirs . Ces dernières formations de minerai de fer sont appelées formations sédimentaires-exhalatives . Ceux-ci incluent entre autres les minerais de fer de type Lahn-Dill.
biogénétique
Certaines bactéries forment de l'oxygène élémentaire en tant que produit métabolique et conduisent ainsi à l'oxydation de Fe(2+) (divalent) en Fe(3+) (trivalent). Les composés Fe(3+) sont beaucoup moins solubles dans l'eau que les composés Fe(2+). Les oxydes de fer/oxydes hydratés correspondants (rouge après diagenèse/ métamorphose ) tombent tant qu'il y a encore suffisamment de Fe(2+) dissous dans l'eau de mer. Les minerais de bande peuvent apparaître lorsque le métabolisme des bactéries diminue dans des conditions défavorables (température plus basse, apport alimentaire moindre, etc.). Ensuite se déposent principalement des silicates (argile) ou du gel de silice (solidifié : Chert, calcédoine, à peu près équivalent au jaspe) qui apparaissent gris clair. Ce stockage alterné conduit alors à des bandes rouge à gris foncé-gris clair. On suppose que cette oxydation du Fe(2+) dans les océans du monde par l'oxygène produit par des bactéries a longtemps empêché la teneur en oxygène de l'atmosphère d'augmenter. Ce n'est que lorsque le fer dissous dans les océans du monde s'est oxydé et précipité que cet oxygène formé par des bactéries a atteint l'atmosphère.
harnais:
- si beaucoup d'oxygène s'est formé, de l'oxyde de fer tombe ⇒ couches rouges
- avec peu d'oxygène (c'est-à-dire peu de bactéries) aucun oxyde de fer ne précipite ⇒ couches grises
Cela crée des couches de couleurs différentes, d'où le nom.
Les minerais de fer des tourbières sont les plus anciennes sources de fer humain, à part les très rares météorites ferreuses , ce sont les plus faciles à extraire et à réduire ( limonite ), mais surtout à petite échelle et rapidement épuisées.
Le fer peut être transporté sous forme de Fe(2+) plus facilement soluble (par exemple dissous à partir de roches silicatées altérées) et précipiter et s'accumuler dans le sol après oxydation à partir de ces solutions contenant du fer. karstification/altération par ex. B. des calcaires légèrement ferreux, alors les solutions ferreuses tombent souvent dans les crevasses karstiques, les cavités après oxydation en Fe(3+) et forment des concrétions d'oxydes de fer hydratés (limonite). Ceux-ci sont le plus souvent à base argileuse (bolus), qui forme un résidu d'altération insoluble du calcaire. Les concrétions de limonite s'appelaient Bohnerze et se formaient par ex. B. en tant que minerais dits Doggerdans le sud-ouest de l'Allemagne (Markgräflerland, plateau du Jura souabe, également dans le Jura suisse) la base d'une petite industrie sidérurgique.
Les États les plus financés
Dans la jungle amazonienne , dans la Serra dos Carajás, se trouve le plus grand gisement de minerai de fer au monde avec environ 17 milliards de tonnes de minerai de fer en bandes. Le minerai est extrait dans une immense mine à ciel ouvert ( mine Carajás ).
En 2009, la Chine , le Brésil , l'Australie et l'Inde produisaient ensemble 83 % de la production mondiale et étaient les quatre premiers pays producteurs de minerai de fer.
Commerce
Ce qui suit est une représentation des dix plus grands pays exportateurs de minerai de fer en termes de valeur des exportations en 2018. [1] Le volume mondial des exportations de minerai de fer s'est élevé à 79,3 milliards d'euros.
| # | pays | Exportations (en milliards €) |
|---|---|---|
| 1 |  Australie |
43.2 |
| 2 |  Brésil |
24.4 |
| 3 |  Afrique du Sud |
23.2 |
| 4 |  Canada |
16.4 |
| 5 |  Ukraine |
14.1 |
| 6 |  Suède |
9.9 |
| sept |  Pays-Bas |
8.4 |
| 8ème |  Russie |
3.3 |
| 9 |  Inde |
2.4 |
| dix |  L'Iran |
1.3 |
traitement des minerais de fer
Après l'extraction , les minerais de fer sont traités sur le site minier, les séparant ainsi de la majeure partie de la gangue. Cela réduit considérablement les coûts de transport et de traitement ultérieur.
Lors du traitement du minerai de fer, la matière première est d'abord broyée en plusieurs étapes. Des concasseurs à cône ou à mâchoires ainsi que des broyeurs tels que des broyeurs à boulets sont utilisés comme unités de broyage . Lorsqu'un affleurement suffisamment grand a été produit, un tri supplémentaire a lieu. Les étapes possibles du procédé sont la flottation et la séparation magnétique . Le concentré de minerai de fer est ensuite transformé en boulettes de minerai de fer.
Réduction des minerais de fer dans le haut fourneau
Dans le processus de haut fourneau , l'oxygène est éliminé de l'oxyde de fer par une réaction chimique avec du carbone et du monoxyde de carbone . Ce type de réaction, dans laquelle l'oxyde de fer est réduit et le carbone est oxydé, est appelé réaction redox .
Dans le processus, d'autres oxydes , tels que le dioxyde de manganèse et le dioxyde de silicium , sont également réduits. De plus, le fer absorbe le carbone. C'est pourquoi le procédé de haut fourneau ne produit pas de fer pur, mais de la fonte qui contient du carbone, du silicium , du manganèse , du phosphore et du soufre . L'acier est ensuite fabriqué à partir de la fonte brute.
Voir également
- Lodestone , pierre de fer rouge , limonite
- Pierre de fer de tourbière , pierre de fer d'argile , grès de fer
- Liste des principaux mineurs de minerai de fer , El Mutún
liens web
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- Géologie, minéralogie et structure 3D dans la mine de fer de Gonzen près de Sargans (Suisse)
- Etude sur les externalités de la fonte du fer à Carajas (Brésil)