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鐵鑛石 (鐵鑛石, 文化語 : 쇠돌)은 一般的으로 철(Fe) 를 含有한 鑛石을 指稱하는 말이다. 이를 줄여서 鐵鑛 (鐵鑛)이라고 부르기도 한다. 磁鐵石 , 赤鐵石 , 褐鐵石 等을 두루 일컫는 말이기도 하다. 때로는 菱鐵石 도 일컫는다.

一般的으로 約 60% 以上의 鐵을 含有한 매우 많은 量의 헤마타이트 또는 磁鐵石을 含有한 鑛石은 天然 鑛石 또는 直送 鑛石으로 알려져 있으며 製鐵 鎔鑛爐 에 直接 供給될 수 있다. 鐵鑛石은 鐵鋼을 만드는 主要 原料 中 하나인 銑鐵 을 만드는 데 使用되는 原料입니다. 2011年 파이낸셜 타임즈 는 바클레이즈 캐피털의 採掘 分析家 크리스토퍼 라페미나의 말을 引用하여 鐵鑛石이 "아마도 石油 를 除外하고는 다른 어떤 商品보다 世界 經濟에 더 必須的"이라고 말했다.

源泉 [ 編輯 ]

金屬 鐵은 隕石에서 나오는 철-니켈 合金과 매우 稀貴한 形態의 깊은 맨틀 第노리스를 除外하고는 地球 表面에 거의 알려지지 않았습니다. 一部 철 隕石은 直徑 1,000km 以上의 강석體에서 由來했다고 생각된다. 鐵의 起源은 窮極的으로 별의 核融合 을 통한 生成으로 追跡할 수 있으며, 大部分의 鐵은 超新星 으로서 崩壞하거나 爆發할 만큼 充分히 큰 죽어가는 별에서 由來했다고 생각된다. 鐵은 地球 知覺에서 네 番째로 豐富한 元素로 約 5%를 차지하지만, 大部分은 硅酸鹽 , 또는 더 드물게 炭酸鹽 鑛物에 묶여 있다. 이러한 鑛物에서 純粹한 鐵을 分離하는 熱力學的 障壁은 可恐할 만하고 에너지 集約的이므로 人間 産業에서 使用하는 모든 철 供給源은 比較的 稀貴한 酸化鐵 鑛物, 特히 헤마타이트를 利用합니다.

産業革命 以前에는 美國 獨立革命 과 나폴레옹 戰爭 동안 널리 利用 可能한 怪타이트 또는 寶光에서 大部分의 鐵을 얻었다. 先史 時代 社會는 鐵鑛石 供給源으로 라테라이트를 使用했다. 歷史的으로 産業化된 社會가 使用하는 鐵鑛石의 大部分은 Fe 等級이 約 70%인 大部分의 헤마타이트 堆積物에서 採掘되었다. 이러한 堆積物은 一般的으로 "直接 船積 鑛石" 또는 "天然 鑛石"이라고 불립니다. 第2次 世界 大戰 以後 美國에서 高級 헤마타이트 鑛石의 枯渴과 함께 鐵鑛石 需要 增加는 저等級 鐵鑛石 供給源, 主로 磁鐵石과 타코나이트의 活用으로 이어졌다.

鐵鑛石 採掘 方法은 採掘되는 鑛石의 種類에 따라 다르다. 現在 作業되고 있는 鐵鑛石 堆積物은 鑛石 堆積物의 鑛物學 및 地質學에 따라 크게 네 가지 種類가 있다. 마그네타이트, 티打老마그네타이트, 巨大血石 및 福沼鐵石 堆積物입니다.

護喪철광층 [ 編輯 ]

護喪철광층 (BIF)은 主로 얇은 層의 鐵 鑛物과 실리카( 石英 )로 構成된 15% 以上의 鐵을 包含하는 堆積巖 입니다. 護喪철광층은 선캄브리아기 巖石에서만 發生하며 一般的으로 弱하게에서 剛하게 變形됩니다. 護喪철광층은 炭酸鹽(사철석 또는 앵커라이트) 또는 硅酸鹽(미네소타이트, 綠알라이트 또는 그루네라이트)에 철을 包含할 수 있지만 鐵鑛石으로 採掘된 것에서는 酸化物(磁鐵石 또는 헤마타이트)李 主要 鐵 鑛物입니다. 호상철層은 北美 內에서 타코나이트로 알려져 있다.

그 採掘은 엄청난 量의 鑛石과 廢棄物을 옮기는 것을 包含다. 廢棄物은 두 가지 形態로 나옵니다: 鑛山의 非鑛床 基盤巖(現地에서 멀록으로 알려진 過負擔 또는 中間負擔)과 鑛石 自體의 固有 部分인 願치 않는 鑛物들입니다. 멀록은 採掘되어 廢棄物 處理場에 쌓이고, 坑口는 受惠 過程에서 分離되어 鑛石으로 除去됩니다. 타코나이트 鑛石은 大部分 化學的으로 不活性인 鑛物 石英입니다. 이 物質은 規制가 있는 大規模의 取水 蓮못에 貯藏됩니다.

磁鐵鑛 [ 編輯 ]

磁鐵鑛이 經濟性을 갖기 위한 主要 媒介變數는 磁鐵鑛의 結晶性, 띠鐵 形成 宿主癌 內 鐵의 等級, 磁鐵鑛 濃縮物 內에 存在하는 汚染 袁紹 等입니다. 띠鐵鑛 形成은 두께가 數百 미터, 打擊을 따라 數百 킬로미터 延長될 수 있고, 含有된 鑛石이 30億 톤 以上으로 쉽게 到達할 수 있기 때문에 大部分의 磁鐵鑛 資源의 크기와 스트립 比率은 無關하다.

磁鐵을 含有한 띠鐵 形成이 經濟化되는 一般的인 철 等級은 約 25%의 鐵路, 一般的으로 磁鐵을 33~40% 回收하여 64% 以上의 鐵을 超過하는 濃縮 等級을 生成할 수 있다. 一般的인 磁鐵鑛 濃縮液은 人 0.1% 未滿, 실리카 3~7% 未滿, 알루미늄 3% 未滿입니다.

現在 磁鐵鑛은 美國 미네소타州와 미시간州 , 캐나다 東部, 스웨덴 北部에서 採掘되고 있다. 磁鐵鑛이 含有된 띠철광층은 現在 아시아로 相當量 輸出되는 브라질 에서 廣範圍하게 採掘되고 있으며, 濠洲에서는 初期의 大型 磁鐵鑛 産業이 있다.

直送(매타이트) 鑛石 [ 編輯 ]

直送 鐵鑛石(DSO) 埋藏量은 現在 南極 大陸 을 除外한 모든 大陸에서 利用되고 있으며, 남아메리카, 濠洲 및 아시아에서 가장 큰 强度를 보이고 있다. 大部分의 大型 헤마타이트 鐵鑛石 埋藏量은 變形된 띠 模樣의 鐵 形成과 거의 火星에 없는 蓄積物에서 비롯됩니다.

DSO 堆積物은 一般的으로 磁鐵石을 含有한 BIF 또는 主要 生成院 또는 原石 巖石을 形成하는 다른 巖石보다 더 드물지만 더 높은 鐵 含量으로 인해 더 적은 利益을 要求하기 때문에 採掘 및 加工에 相當히 低廉합니다. 그러나 DSO 鑛石은 一般的으로 人, 水分 含量(特히 피솔라이트 堆積物 蓄積物) 및 알루미늄(피솔라이트 內 粘土)에서 훨씬 더 높은 濃度의 패널티 元素를 包含할 수 있다. 輸出 等級 DSO 鑛石은 一般的으로 62-64% Fe 範圍에 있다.

마그마磁鐵鑛上 [ 編輯 ]

花崗巖과 超高長대 火成巖은 때때로 磁鐵石 決定을 分離하고 經濟的 集中에 적합한 磁鐵石 덩어리를 形成하는 데 使用되었다. 特히 칠레 의 몇몇 鐵鑛石 堆積物은 磁鐵石 페老크리스탈이 相當히 蓄積된 火山 흐름으로 形成됩니다. 아타카마 沙漠 內의 칠레 磁鐵石 鐵鑛石 堆積物度 이러한 火山 形成으로 이어지는 개울에 磁鐵石의 沖積層을 形成했다.

過去에는 一部 磁鐵鑛과 熱水鑛床 이 거의 도움이 必要하지 않은 高級 鐵鑛石 堆積物로 作用했다. 말레이시아 와 인도네시아 에는 이런 種類의 花崗巖 關聯 堆積物이 몇 個 있다.

磁鐵鑛의 다른 源泉으로는 태즈메이니아 의 새비지 江과 같은 巨大한 磁鐵鑛의 變成 蓄積物이 있으며, 이는 吳피오라이트 超音波의 傳單에 依해 形成됩니다.

鐵鑛石의 또 다른 小規模 供給源은 種種 바나듐 과 함께 典型的으로 티타늄 을 含有한 磁鐵石을 包含하는 層層이 形成된 貫入물에 마그마 가 蓄積된 것입니다. 이 鑛石들은 철, 티타늄 및 바나듐을 回收하는 데 使用되는 特殊 製鍊所와 함께 틈새 市場을 形成합니다. 이 鑛石들은 本質的으로 띠鐵 形成 鑛石과 類似한 利點을 갖지만 一般的으로 破碎 및 選別을 통해 더 쉽게 업그레이드 됩니다.

資源과 分布 [ 編輯 ]

世界의 主要 鐵山으로는 美國의 메사비, 에스파냐 의 빌바오, 中國의 多藝(大治)와 安山(鞍山) ― 以上 赤鐵鑛, 프랑스 의 로렌(강철광), 러시아의 크리洑移錄, 스웨덴 의 키루나(異常 磁鐵鑛), 英國의 클리블랜드(菱鐵鑛) 等이 있다. 그 生産高는 埋藏量에 比例하지 않으면 採掘의 篇이나 鑛脈의 狀態, 輸送의 亂이(難易) 等이 問題가 된다. 이들 鐵鑛石을 主原料로 해서 제철을 하려면 코크스 龍으로 大量의 强粘結炭(强粘結炭)이 必要해진다.그래서 製鐵所는 1) 鐵鑛石(鐵山), 2) 强粘結炭(炭田)과 그 販賣市場. 3) 消費市場까지의 輸送費 問題 等으로 그 立地的 條件이 決定된다.

英國이나 獨逸, 프랑스 等地의 오래된 製鐵所는 1), 2)의 條件을 갖춘 것이며 피츠버그 , 루르 脂肪, 老父쿠즈네츠크는 炭田 立地이며, 蘇聯의 마그니토고르스크 , 프랑스의 로렌 地方, 中國의 安山 등지는 鐵山立地이며, 最近에 세워진 製鐵所들은 消費者가 가까워 原料와 製品의 輸送이 便利한 臨海地帶에 立地하는 傾向이 있다. 필라델피아 , 볼티모어 의 製鐵所는 3)의 範疇에 屬한다. ^[1]

最大 生産國과 最大 消費國은 中國이다.

제철 過程 [ 編輯 ]

酸化鐵 形態로 採掘된 鐵鑛石에서 純粹한 鐵을 뽑아 使用하려면 酸化鐵을 還元시켜야 한다. 따라서 鎔鑛爐 에 코크스 와 酸化鐵과 石灰石 을 넣고 鎔鑛爐 內로 强한 烈風을 加해 준다.

그러면 곧 還元劑로 作用할 코크스가

${\displaystyle \mathrm {2C+O_{2}\ \to \ 2CO} }$

不純物( 硅素 )를 除去하게 될 石灰石이 熱分解되어 生石灰를 만든다.

${\displaystyle \mathrm {CaCO_{3}\ \to \ CaO+CO_{2}} }$

다음으로 CO가 酸化되며 철을 還元시킨다.

${\displaystyle {\begin{aligned}\mathrm {3Fe_{2}O_{3}+CO} &\to &\mathrm {2Fe_{3}O_{4}+CO_{2}} \\\mathrm {Fe_{3}O_{4}+CO} &\to &\mathrm {3FeO+CO_{2}} \\\mathrm {FeO+CO} &\to &\mathrm {Fe+CO_{2}} \end{aligned}}}$

또, 生石灰가 酸化鐵에 붙어있던 硅素를 슬래그 (slag)形態로 가라앉힌다.(규소가 含有되면 鐵의 强度가 떨어진다.)

${\displaystyle \mathrm {CaO+SiO_{2}\ \to \ CaSiO_{3}} }$

生成된 ${\displaystyle \mathrm {CO_{2}} }$는 放出되고, 純粹한 銑鐵(Fe)과 슬래그가 빠져나온다.(밀도는 슬래그<銑鐵이므로 쉽게 分離할 수 있다.)

各州 [ 編輯 ]

外部 링크 [ 編輯 ]

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