16 listopada 2018 r.;    Imieniny obchodzą: Maria, Edmund, Marek

DEMART

GEOGRAFIA SPOŁECZNO-EKONOMICZNA ŚWIATA
"Geografia przemysłu"

Rudy żelaza

Wstęp - surowce metaliczne

Metale stanowią istotną grupę surowców przemysłowych. Pierwiastki metaliczne występują w przyrodzie przeważnie w postaci rud, które są przerabiane na czyste metale na drodze różnych procesów metalurgicznych. Z powodu swoich bardzo dobrych własności mechanicznych metale są powszechnie wykorzystywane do produkcji maszyn, urządzeń i wielu innych wyrobów, a także jako materiały konstrukcyjne w budownictwie. Największe znaczenie z punktu widzenia globalnej produkcji mają rudy żelaza. Produkcję rud żelaza charakteryzował w ostatnim 20-leciu trend wzrostów.
Rudy metali należą do surowców nieodnawialnych, jednakże w przeciwieństwie do surowców energetycznych człowiek może zwiększyć ich zasoby poprzez wielokrotne wykorzystanie. Recykling umożliwia włączenie tych samych materiałów, ale w przetworzonej wersji do ponownego obiegu produkcyjnego. Stopień odzyskiwania surowców silnie wzrasta, ponieważ wpływ na nim wywiera presja ekologii – zmniejszana jest ingerencja człowieka w środowisko, a jednocześnie zaś jeszcze silniej działają uwarunkowania ekonomiczne. Uzyskuje się dodatkowe, a zarazem tańsze źródło surowców i przeciwdziała się wystąpieniu bariery wyczerpania surowców, zwiększając przy tym bezpieczeństwo surowcowe.

Żelazo – charakterystyka metalu

Żelazo
Żelazo, ferrum, Fe, pierwiastek chemiczny leżący w grupie 8. w 4. okresie (żelazowce) układu okresowego, liczba atomowa 26, masa atomowa 55,85. Znanych jest jego 21 izotopów, w tym 4 trwałe. Należy do pospolitszych pierwiastków w skorupie ziemskiej (czwarte miejsce jako pierwiastek pod względem rozpowszechnienia), ogólną jego zawartość w środowisku szacuje się na 6%. Występuje w licznych rudach, najczęściej w postaci tlenków (np. magnetyt, hematyt, limonit), oraz w niewielkich ilościach w stanie rodzimym.
W organizmie dorosłego człowieka zawartość żelaza wynosi 4-5 g. Jest ono składnikiem hemoglobiny, mioglobiny oraz wielu innych białek i enzymów.
Jest miękkim, srebrzystobiałym, kowalnym i ciągliwym metalem, odkrytym w starożytności. Gęstość 7,87 g/cm3, temperatura topnienia 1535°C. Tworzy cztery odmiany alotropowe:
  • α (trwała w temperaturze do 768oC, ma własności ferromagnetyczne),
  • β (trwała w temperaturze 768-910°C, paramagnetyczna),
  • γ (trwała w temperaturze 910-1400°C),
  • δ (trwała w temperaturze powyżej 1400°C).
Znane są związki chemiczne żelaza na stopniach utlenienia od -II do VI.

Do najważniejszych należą związki żelaza(II) i żelaza(III). Jest aktywne chemicznie, z rozcieńczonym kwasem solnym i fluorowodorem reaguje po zmieszaniu reagentów w temperaturze pokojowej. Na gorąco wchodzi w reakcje z tlenem (Fe2O3), chlorem (FeCl3), rozcieńczonym kwasem azotowym(V) (Fe(NO3)3), siarką (FeS). Silnie ogrzane ulega działaniu fluoru (FeF3), pary wodnej (Fe3O4), stężonego kwasu siarkowego(VI) (Fe2(SO4)3). Nie reaguje z wodorem, ulega pasywacji pod wpływem stężonego kwasu azotowego(V).
Do najważniejszych związków żelaza należą oprócz wymienionych: FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)3, FeSO4·7H2O, Fe3C, Fe(CO)5 oraz heksacyjanożelaziany(III) i heksacyjanożelaziany(II). W hutnictwie metaliczne żelazo otrzymuje się przez redukcję jego tlenków węglem (w postaci koksu). Światowa roczna produkcja żelaza sięga 750 mln t.
Stosowane do wyrobu rdzeni elektromagnesów, produkcji stopów (stal, żeliwo), farb, materiałów ściernych. Izotopy 59Fe i 55Fe wykorzystywane są w badaniach biochemicznych.
Źródło: www.portalwiedzy.onet.pl
Rudy żelaza na świecie
Żelazo, zaraz obok glinu, jest najbardziej rozpowszechnionym metalem w przyrodzie pierwiastków metalicznych. Ma ono zasadnicze znaczenie dla cywilizacji i stanowi około 95% wszystkich metali używanych przez człowieka. Rudy żelaza są dość równomiernie rozmieszczone, ale znacznie różnią się jakością (czyli zawartością metalu w rudzie). Największą jakość mają magnetyty i hematyty, zawierające nawet do 70% metalu. Znacznie mniej zasobne są limonity i syderyty (składy osadowe). W dzisiejszych czasach odchodzi się od eksploatacji złóż gorszej jakości, ponieważ przewóz i przerób niskoprocentowych rud jest nieopłacalny.
Zasoby rud żelaza szacuję się na ok. 160 mld ton, zawierających 80 mld ton żelaza. Największe eksploatowane złoża (90% zasobów świata) to:
  • Ukraina (Zagłębie Krzyworoskie) – ok. 19% światowych rezerw
  • Rosja (Magnitogorsk, Niżny Tagił, Kurska Anomalia Magnetyczna, rejon Ilimsko-Angarski, Półwysep Kolski – ok. 16% rezerw
  • Brazylia (zagłębie Caracas w stanie Para, Itabira w stanie Minas Gerais) – ok. 14% rezerw
  • Kanada (Półwysep Labrador w rejonie Schefferville) – ok. 14% rezerw
  • Chiny (Anszan w prowincji Labrador i północna część prowincji Hebei położone w północnych Chinach, prowincja Hubei w centralnych Chinach, Mongolia Wewnętrzna, Panzhihuan w prowincji Sichuan w środkowo-zachodnich Chinach, Ma’an Shan w prowincji Anhui we wschodnich Chinach) – ok. 13% rezerw
  • Australia (zagłębie Pijara, Iron Knob)
  • Indie (Jamshedpur)
  • USA (Zagłębie Mesabi Range nad Górnym Jeziorem, południowe Appalachy, Góry Skaliste)
  • Wenezuela (rejon dorzecza Orinoko)
  • RPA (okręg Thabazimbi)
  • Unia Europejska (Szewcja – rejon Kirusa-Gallivare)
  • Mauretania (Zuerat)
Opłacalność i duże zaotrzebowanie na rudy powoduje, że pomimo wyczerpywania się niektórych złóż w Stanach Zjednoczonych (Mesabi), w Brazylii (Itabira) czy Australii, obserwowany jest wzrost wydobycia w latach 2003-2004. Brazylia, Australia oraz Indie i Rosja należą, poza Chinami, do ścisłej czołówki producentów z wydobyciem w 2004r.:
  • w wielkości 220 mln ton (Brazylia i Australia)
  • i 110-95 mln ton (Indie i Rosja).
Na wyżej wymienione pięć krajów przypadało w tym roku 74% światowego wydobycia.

UWAGA: Zamiast Austria powinno być Australia
Najwięksi producenci rud żelaza
Źródło: M. Ziesing, Sicherheit der Rohstoffversorgung, USGS, Berlin 2005
W ostatnich latach wydobycie rud żelaza dynamiczne zwiększa się, co związane jest z silnym wzrostem konsumpcji stymulowanym w głównej mierze przez rozwój hutnictwa w Chinach. Wydobycie rud żelaza wyniosło 1,3 mld ton w 2004r. Wydobycie rud jest znacznie skoncentrowane, ponieważ 90% wydobycia przypada na 11 krajów.
Największym wytwórcą rud (prawie ¼ produkcji światowej), a zarazem największym konsumentem są obecnie Chiny. W 2000r. produkcja Chin i Brazylii była podobna, a obecnie różnice narastają, pomimo powiększenia ilości wydobywanych rud w obu krajach. Na duży wzrost wydobycia wpływa, poza chłonnością chińskiego rynku wewnętrznego, niska jakość złóż zawierających tylko 33% żelaza w rudzie.
W krajach Unii Europejskiej daje się zaobserwować ograniczenie wydobycia rud żelaza, co zdecydowanie związane jest z „naturalnym” osłabieniem pozycji górnictwa w wyniku wyczerpywania złóż i brakiem opłacalności eksploatacji rud niskoprocentowych. Taka sytuacja występuje na przykład we Francji, w zagłębiu rudonośnym w Lotaryngii oraz w Wielkiej Brytanii (okolice Northamtpon). W obu krajach odeszło się od wydobycia rud. Inne możliwości rozwoju górnictwa rudy żelaza ma Szwecja posiadająca duże, wysokiej jakości złoża zawierające prawie 70% czystego metalu.
Połowa produkcji rud i koncentratów żelaza jest przedmiotem wymiany międzynarodowej. Do głównych eksporterów należą Brazylia i Australia, na które przypada 3/5 światowego eksportu, oraz Indie i RPA (bardzo płytko położone rudy), Kanada, Rosja oraz Ukraina, a także Szwecja, Mauretania i USA. Z tej grupy ekspertów pochodzą też dostawcy Polski, a są nimi: Ukraina, Rosja, Brazylia i RPA. Do największych odbiorców rudy żelaza poza Chinami należą wysoko uprzemysłowione kraje świata: Japonia, kraje Europy Zachodniej, Korea Południowa i USA.
 

Rudy żelaza w Polsce

W Polsce w XX wieku prowadzono wydobycie rud żelaza w wielu kopalniach w rejonach: częstochowsko-wieluńskim, świętokrzyskim, łęczyckim, suwalskim i kieleckim. Trzy pierwsze obszary ze względu na duże rozproszenie złóż, niską zawartość metalu w rudzie oraz duży stopień wyeksploatowania złóż nie mają praktycznego znaczenia.
Złoże suwalskie oprócz żelaza zawiera domieszkę tytanu i wanadu. Ze względu na te domieszki ruda tu występująca nie nadaje się do wytopu żelaza, może jednak stanowić surowiec do produkcji koncentratu tytanowego oraz pięciotlenku wanadu. W suwalskim masywie zasadowym występują magmowe złoża rud żelaza. Są to wanadonośne rudy magnetytowo-ilmenitowe, o zasobach żelaza, tytanu oraz wanadu. Rudy te występują w złożach Krzemianka i Udryń na głębokości od 850 do 2300 m. Rudy magnetytowo-ilmenitowe mogły budzić zainteresowanie głównie jako surowiec wanadu. Jednak głębokość ich występowania, a także niska zawartość wanadu w rudach suwalskich, wobec odkrycia znacznych zasobów tego typu złóż na świecie, płytko występujących na wychodniach, szczególnie w RPA, wskazuje, że ewentualne zagospodarowanie rud suwalskich nie może być brane w przewidywanej przyszłości. Głębokość występowania i lokalizacja w regionie wybitnie konfliktowym dla eksploatacji (w pobliżu Wigierskiego Parku Narodowego) powodują, że złoża suwalskich rud żelaza należy obecnie traktować jako interesujący obiekt geologiczny, bez znaczenia praktycznego.
Warunki zalegania złoża są trudne; ruda tworzy soczewki zapadające pod dużym kątem. Ponadto eksploatacja złoża byłaby niekorzystna ze względu na degradację środowiska w tym stosunkowo mało zanieczyszczonym obszarze Polski. W tej sytuacji zaniechano wydobycia rud żelaza.
Potrzeba polskiego hutnictwa pokrywamy importem głównie z Ukrainy, Brazylii, Szwecji i Chin.
Kierunki polskiego importu i eksportu rud, koncentratów i żelaza metalicznego
IMPORT EKSPORT
Lp. Kraj Ilość
tys. ton
Wartość
tys. PLN
Lp. Kraj Ilość
tys. ton
Wartość
tys. PLN
. Świat (ogółem) 9 545,20 3 432 876 . Świat (ogółem) 1 270,53 1 951 037
1 Rosja 4 711,40 1 187 592 1 Niemcy 666,94 878 289
2 Ukraina 3 731,17 895 305 2 Czechy 349,15 341 521
3 Niemcy 39,82 225 631 3 Belgia 30,17 279 579
4 Czechy 239,94 213 655 4 Słowacja 104,33 119 347
5 Słowacja 113,89 183 486 5 Szwecja 13,88 61 895
6 Chiny 17,70 90 434 6 Finlandia 4,09 48 855
7 Belgia 6,36 78 991 7 Turcja 41,15 34 819
8 Brazylia 190,08 70 572 8 Litwa 3,21 29 644
9 Bośnia i Hercegowina 383,50 68 172 9 Chiny 5,42 24 879
10 Norwegia 21,28 60 096 10 Holandia 4,73 21 824
11 Francja 13,50 41 382 11 Hiszpania 13,17 19 580
12 Holandia 2,71 32 260 12 Austria 12,67 18 601
13 Rep. Połudn. Afryki 7,96 29 000 13 Ukraina 0,85 9 783
14 Szwecja 35,78 27 584 14 Włochy 2,41 8 928
15 Chile 0,21 27 167 15 Stany Zjednoczone 1,51 6 845
16 Wielka Brytania 1,61 26 662 16 Słowenia 2,28 5 797
17 Austria 0,34 25 301 17 Węgry 1,54 5 697
18 Hiszpania 3,62 19 898 18 Korea Płd. 0,62 5 261
19 Indie 4,21 16 038 19 Dania 5,38 4 374
20 Kazachstan 3,45 15 740 20 Rosja 0,47 3 330
21 Włochy 3,11 12 518 21 Białoruś 0,46 3 299
22 Luksemburg 0,91 12 313 22 Rumunia 0,59 3 256
23 Turcja 1,56 8 505 23 Indonezja 0,46 2 519
24 Stany Zjednoczone 2,25 7 617 24 Tajwan 0,34 2 302
25 Argentyna 2,00 7 026 25 Francja 0,55 2 243
26 Korea Płd. 0,10 6 788 26 Serbia 0,68 1 969
27 Słowenia 1,61 6 592 27 Cypr 1,09 845
28 Węgry 0,47 6 391 28 Australia 0,12 694
29 Armenia 0,05 5 939 29 Indie 0,20 635
30 Łotwa 0,38 4 303 30 Mołdawia 0,09 630
31 Dania 0,82 3 689 31 Norwegia 0,21 590
32 Szwajcaria 0,09 3 656 32 Estonia 0,24 395
33 Macedonia 0,60 1 552 33 Hongkong 0,38 394
34 Zimbabwe 0,35 1 230 34 Wielka Brytania 0,13 393
35 Białoruś 0,67 1 063 35 Bośnia i Hercegowina 0,07 309
36 Kanada 0,02 990 36 Pakistan 0,19 272
37 Korea Płn. 0,01 955 37 Japonia 0,09 267
38 Litwa 0,48 908 38 Egipt 0,31 249
39 Finlandia 0,27 755 39 Luksemburg 0,05 216
40 Gruzja 0,33 754 40 Macedonia 0,05 196
41 Grecja 0,10 682 41 Łotwa 0,03 166
42 Bhutan 0,22 662 42 Brazylia 0,04 145
43 Estonia 0,03 599 43 Bułgaria 0,04 145
44 Iran 0,00 505 44 Malezja 0,14 25
w tym: rudy i koncentraty w tym: odpady i złom
  Świat (ogółem) 8 746,74 1 750 981   Świat (ogółem) 1 162,41 1 607 032
1 Rosja 4 554,79 981 453 1 Niemcy 624,35 768 617
2 Ukraina 3 583,04 643 627 2 Czechy 332,88 278 468
3 Bośnia i Hercegowina 383,50 68 172 3 Belgia 30,12 278 165
4 Brazylia 189,43 47 207 4 Słowacja 88,05 73 561
5 Szwecja 31,00 9 190 5 Finlandia 4,01 47 667
6 Norwegia 4,70 1 007 6 Szwecja 3,80 36 233
7 Holandia 0,28 323 7 Turcja 41,15 34 783
8 Stany Zjednoczone 0,00 1 8 Litwa 2,61 27 929
        9 Hiszpania 11,89 13 597
        10 Chiny 2,54 13 164
        11 Holandia 4,35 12 323
   

12 Austria 6,79 5 885
   

13 Korea Płd. 0,62 5 261
   

14 Dania 5,38 4 373
        15 Tajwan 0,34 2 302
        16 Cypr 1,09 845
        17 Australia 0,12 694
        18 Norwegia 0,21 590
        19 Indie 0,18 568
        20 Słowenia 0,55 529
Źródło: http://www.pgi.gov.pl/surowce_mineralne/zelazo.htm

Bibliografia:

pozycje książkowe:
  • Geografia: Kompendium w zarysie i zadaniach, wyd. Difin
  • Geografia społeczno-ekonomiczna, wyd. Greg

strony internetowe:
  • http://www.pgi.gov.pl
  • http://portalwiedzy.onet.pl
  • www.geozone.kero.pl
  • www.abc-ekonomii.net.pl

 

Autor opracowania:

Anna Lotkowska
 

KONTAKT

mgr SŁAWOMIR DMOWSKI
kontakt@norwid24.waw.pl

GEOGRAFIA - LOGO

SZCZEGÓŁY W ZAKŁADCE: KONTAKT

KONSULTACJE

TERMINY WAŻNE OD 10 WRZEŚNIA 2018 r.

DLA UCZNIÓW "NORWIDA"
WTOREK: 15.15-15.40
Miejsce: pracownia geograficzna - sala 211
(fakt udziału należy danego dnia wcześniej zgłosić)

Konsultacje dotyczą:
prac pisemnych - kartkówek, sprawdzianów, testów
(zaliczenia oraz poprawa prac);
konsultacji przedmiotowych z geografii, przyrody i informatyki
oraz pozostałych spraw szkolnych
(w tym wgląd do prac pisemnych)
 
 
 Licznik odwiedzin www.geografia24.eu:   4243996