BÁO cáo KHOÁNG sản KIM LOẠI PHẦN i sắt

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Phần I SẮT (Fe) MỞ ĐẦU Sắt dạng nguyên liệu quan trọng bậc giữ vai trò cách mạng lịch sử Sắt ứng dụng hầu hết lĩnh vực công nghiệp toàn giới Việc nghiên cứu sắt vấn đề cần thiết quan trọng ngành công nghiệp khai khoáng Sắt tồn hầu hết loại hình nguồn gốc mỏ: nhiệt dịch, cacbonatit, macma thực sự, mỏ bị biến chất, mỏ trầm tích… Sau tìm hiểu kỹ sắt lịch sử đời, tính chất địa hóa, loại hình mỏ công nghiệp Việt Nam Giới Sự nghiên cứu phân bố sắt Việt Nam Chương I LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ TÍNH CHẤT ĐỊA HÓA I Lịch sử Những dấu hiệu việc sử dụng sắt người Sumeria người Ai Cập vào khoảng 4000 năm TCN, đồ vật nỏ mũi giáo đồ trang trí, làm từ sắt lấy từ thiên thạch Vì thiên thạch rơi từ trời xuống nên số nhà ngôn ngữ học đoán từ tiếng Anh iron, từ có nguồn gốc với nhiều ngôn ngữ phía bắc tây châu Âu, có xuất xứ từ tiếng Etruria aisar có nghĩa "trời" Vào khoảng năm 3000 đến 2000 Trước Công Nguyên (TCN), xuất hàng loạt đồ vật làm từ sắt nóng chảy (phân biệt rõ với sắt từ thiên thạch thiếu niken sản phẩm) Lưỡng Hà, Anatolia Ai Cập Tuy nhiên, việc sử dụng chúng có lẽ thuộc hình thức tế lễ, sắt kim loại đắt, vàng Trong Illiad, vũ khí chủ yếu làm từ đồng thau, thỏi sắt sử dụng buôn bán Một số nguời cho sắt tạo sản phẩm kèm việc tinh chế đồng, bọt sắt, không tái sản xuất ngành luyện kim Vào khoảng năm 1600 đến 1200 TCN, sắt sử dụng nhiều Trung Cận Đông, chưa thay thống trị đồng thau Cùng với việc chuyển đổi từ đồng thau sang sắt việc phát quy trình cacbua hóa, quy trình bổ sung thêm cacbon vào sắt Sắt thu lại bọt sắt, hỗn hợp sắt với xỉ với cacbon và/hoặc cacbua, sau rèn tán phẳng để giải phóng sắt khỏi xỉ ôxi hóa bớt cacbon, để tạo sắt non Sắt non chứa cacbon không dễ làm cứng cách làm nguội nhanh Người Trung Đông phát số sản phẩm cứng tạo cách đốt nóng lâu sắt non với than củi lò, sau làm nguội nhanh cách nhúng vào nước hay dầu Sản phẩm tạo thành có bề mặt thép, cứng gãy đồng thau, thứ bị thay dần Ở Trung Quốc, đồ vật sắt sử dụng sắt lấy từ thiên thạch, chứng khảo cổ học đồ vật làm từ sắt non xuất miền tây bắc, gần Xinjiang kỷ TCN Các đồ vật làm từ sắt non có quy trình sắt làm Trung Đông châu Âu, người ta cho chúg nhập người người Trung Quốc Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Trong năm muộn nhà Chu (khoảng năm 550 TCN), khả sản xuất sắt bắt đầu phát triển cao công nghệ lò nung Sản xuất theo phương pháp lò nung không khí nóng tạo nhiệt độ 1300 K, người Trung Quốc bắt đầu sản xuất gang thô gang đúc Nếu quặng sắt nung với cacbon tới 1420–1470 K, chất lỏng nóng chảy tạo ra, hợp kim khoảng 96,5% sắt 3,5% cacbon Sản phẩm cứng, đúc thành đồ phức tạp, dễ gãy, trừ phicacbua hóa để loại bớt cacbon Phần chủ yếu sản xuất sắt từ thời nhà Chu trở gang đúc Sắt, sản phẩm thông thường, sử dụng người nông dân hàng trăm năm, ảnh hưởng đáng kể đến diện mạo Trung Quốc tận thời kỳ nhà Tần (khoảng năm 221 TCN) Việc sản xuất gang đúc châu Âu bị chậm trễ lò nung tạo nhiệt độ khoảng 1000 K Trong thời Trung cổ, Tây Âu sắt bắt đầu làm từ bọt sắt để trở thành sắt non Gang đúc sớm châu Âu tìm thấy Thụy Điển, hai khu vực Lapphyttan vàVinarhyttan, khoảng từ năm 1150 đến 1350 Có giả thuyết cho việc sản xuất gang đúc người Mông Cổ thông qua nước Nga truyền đến khu vực này, chứng vững cho giả thuyết Trong trường hợp nào, vào cuối kỷ14 thị trường cho gang đúc bắt đầu hình thành nhu cầu cao gang đúc cho súng thần công Việc nung chảy sắt thời kỳ than củi nguồn nhiệt chất khử Trong kỷ 18, Anh việc cung cấp gỗ bị giảm xuống than cốc, nhiên liệu hóa thạch, sử dụng để thay Cải tiến Abraham Darby cung cấp lượng cho cách mạng công nghiệp Tóm lại sắt dạng nguyên liệu quan trọng bậc giữ vai trò cách mạng lịch sử ( F Anghen) Sắt sản phẩm công nghiệp đại sở nển văn minh ( V.Lenin) II Tính chất địa hóa, thành phần khoáng vật Tính chất địa hóa Sắt tên nguyên tố hóa học bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Fe số hiệu nguyên tử 26 Nằm phân nhóm VIIIB chu kỳ Trọng lượng nguyên tử 55.85 Sắt có bốn đồng vị tự nhiên ổn định Fe 54 , Fe 56 , Fe 57 Fe 58 Sự phổ biến tương đối đồng vị sắt tự nhiên là: Fe 54 (5,8%), Fe 56 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục (91,7%), Fe 57 (2,2%) Fe 58 (0,3%) Sắt nhóm ưu đá ưa lưu huỳnh Sắt kim loại ( nhôm, sắt) phổ biến Trái Đất, đứng sau O: 47%; Si: 29.5%; Al: 8.05% Trị số trung bình (clack) vỏ Trái Đất sắt 4.65% Trong tự nhiên, sắt chủ yếu tồn dạng oxit alumosilicat Sắt có khả thay đồng hình cho Mn, Ni, Mg, Zn Sắt hóa trị + bền vững điều kiện ngoại sinh Người ta cho lòng Trái Đất sắt niken theo tỷ lệ tương đương thành phần trung bình băng sắt ( Fe: 90%, Ni: 8.5%, Co: 0.5% tạp chất khác) Theo tài liệu vật lý thiên văn sắt thuộc nguyên tố đặc trưng cho toàn vũ trụ Trong không khí, sắt bền vững, mặt sắt, thép thường bị xốp, tượng gỉ sắt Trong thủy quyển, lượng sắt không đáng kể chiếm 5.10 6.5 Thạch lượng sắt chiếm chủ yếu Sắt liên quan chặt chẽ tới đá mafic siêu mafic 8.56%, đá trung tính 8.85%, đá axit 2.7%, đá trầm tích 3.33% Sắt tham gia vào mỡ động vật, thực vật, thành phần máu động vật Thành phần khoáng vật Sắt tham gia vào khoảng 300 loại khoáng vật khác nhau, phải kể đến loại manhetit, hemait, manhezitmahetit inmenit, gơtit … Manhetit khoáng vật sắt từ có công thức hóa học Fe O , ôxít sắt thuộc nhóm spinel có cấu trúc tinh thể tương đồng Manhetit xuất quặng sắt có nguồn gốc khác nhau: nội sinh, ngoại sinh, biến chất Manhetit khoáng vật có từ tính mạnh khoáng vật xuất thiên nhiên Manhetit có vai trò quan trọng việc tìm hiểu điều kiện môi trường hình thành đá Manhetit phản ứng với oxy để tạo hematit, cặp khoáng vật hình thành vùng đệm khống chế phá hủy ôxy Các đá mácma thông thường chứa hạt dung dịch rắn, bên Manhetit ulvospinel bên ilmenit hematit Các thành phần cặp đôi khoáng vật sử dụng để tính ôxy hóa diễn macma (như phá hủy oxy magma): dãy điều kiện oxi hóa tìm thấy mácma trạng thái oxy hóa giúp xác định làm máma liên quan đến kết tinh phân đoạn Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Các hạt Manhetit nhỏ có mặt hầu đết đá mácma đá biến chất Manhetit tìm thấy số loại đá trầm tích thành hệ sắt phân dải Trong số đá mácma, hạt giàu magnetit ilmenit xuất dạng kết tủa mácma Manhetit sản xuất từ peridotit dunit phương pháp serpentin hóa Hematit Fe O chứa 70% Fe cí tạp chất tố đồng hình Ti, Mg Hematit thành tạo điều kiện đầy đủ oxy, gặp nhiều loại quặng có nguồn gốc khác Trong thiên nhiên gặp loại quặng hematit không bền vững có từ tính mạnh gọi machomit, Hematit dạng lớn gọi speccularit, dạng vẩy gọi mica sắt Siderit FeCO gọi spat sắt chứa 48.3% Fe thường có mặt tạp tố đồng Mg, Mn, Ca tạp chất học SiO , Al O Siderit thành tạo điều kện thiếu oxy thường gặp mỏ quặng sắt nhiệt dịch, trầm tích, biến chất Quy mô mỏ Tùy thuộc vào số số lượng trữ lượng tài nguyên mỏ, người ta phân loại mỏ quy mô sau: mỏ khổng lồ, mỏ lớn, mỏ vừa nhỏ Bảng thể quy mô mỏ sắt số nước giới Bảng Fe -1 : Quy mô mỏ sắt số nước giới ( nguồn: Theo tài liệu tổng hợp Trần Bình Chưa, 1996) Quy mô mỏ ( tấn) V.I Krasninikov, G.A Gross, 1966 Meloux 1977( pháp) Cục ĐC&KS Việt Nam 1960 ( Nga) ( Canada) 1986 (1) (2) (3) (4) (5) Khổng lồ n x 10 10 >1 x 10 >2 x 10 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục > 10 Lớn n x 10 2x10 -x10 5x10 -10x10 Vừa/trung bình n x 10 1x10 -1x 10 5x10 -5x10 2x10 -5x10 Nhỏ n x 10 [...]... iiolit, menteigit, sienit nefenit và các tập hợp biến chất trao đ i silicat và cacbonatit Thân quặng kéo d i 1,3km, rộng 100-800m nằm trong iiolit, piroxenit.Thân quặng duy trì theo hướng cắm 1200m v i góc dốc 70-90 o Ngo i manhetit, các khoáng vật quặng gặp v i hàm lượng không đáng kể có pirotin, chancopirit, pirit, macazit, inmenit; khoáng vật phi quặng có divin, apatit , canxit , spinen Quặng chứa... mafic và sự phát triển yếu ớt cacbonatit Mỏ apatit- manhetit trong các đá xâm nhập v i sự phát sinh kh i lượng lớn cacbonat được nhiều nhà nghiên cứu liệt vào các thành tạo biến chất trao đ i Mỏ COVADOR ở vùng Kirov (Liên Xô) liên quan t i kh i siêu mafic kiềm có diện tích 40km 2 Kh i xâm nhập này được biểu hiện bằng nhiều pha xâm nhập kiểu trung tâm Thành phần thạch học đa dạng gồm; alivinit, iiolit,... thuộc lo i quặng nghèo Thân quặng phía Tây bị đứt gãy chia 2 kh i Kh i Bắc d i 210m, cắm sâu 150m, dầy 5-30m; kh i Nam d i 450m, cắm sâu gần 200m, dầy nhất 25m Khoáng vật quặng chủ yếu là inmentit, thứ yếu là pirotin, rutin đ i khi có pirit, chancopirit henatit, hiếm hơn có monicovit, macazit, manhetit Khoáng vật phi quặng có piroxen, amfibon, biotit, clorit, thạch anh Quặng ở mở này phân ra 3 lo i: quặng... giàu hàm lượng inmenit 30-70%, quặng trung bình 20-30%, quặng nghèo 10-20% inmenit 6 Mỏ cacbonattit Có 2 thành hệ quặng; peropskit-titanomanhetit và apatit-manhetit trong đá xâm nhập siêu mafia kiềm kiểu trung tâm Lo i mỏ này gặp ở khiên Bantich, nền Xibia (Liên Xô), Uganda, Zimbabue, Nam Phi (khiên Châu Phi) Khoáng vật trong quặng là titanmahetit và peropskit chủ yếu tập trung ở phần trung tâm kh i. .. thành đ i xâm tán, dạng mạch dạng ổ và thấu kính Khoáng vật chủ yếu là manhetit và inmenit, đ i khi lẫn lộn ít sunfua (bocnitchancopirit) Cromitva hiếm hơn là bạch kim và paladin Quặng có kiến trúc Sideronit (quặng là xi măng gắn kết các khoáng vật alivin và piroxen thành tạo trước) và kiến trúc phân huỷ dung dịch cứng của inmein trong manhetit Hàm lượng sắt trong quặng này khá cao t i 50-55%, Ti 8-12%,... trong đ i ngo i tiếp xúc, cá biệt đ i khi trong đ i n i tiếp xúc, có dạng thấu kinh, thấu kính phức tạp, vỉa hay dạng thau thế trao đ i v i kích thuốc khác nhau Khoáng vật quặng chủ yếu là magnetit, ít hematit, goethit đ i chỗ có chalcopyrit, pyrit, galanit, sfalerit Hàm lượng sắt dao dộng 60 -68%, có khi t i 70% i n hình là các mỏ: N i Quặng, N i Cao và N i Blagodat ( Uran, Nga) ; Mount Iron ( Mỹ),... thấu kính thay thế đá v i sét, v i tu i Devon trung Khoáng vật quặng chủ yếu là siderite, hiếm hơn co pirit, sfalerit, canxit Hàm lượng sắt trong quặng siderite trung bình 30%, Mn 1,53,8% Các nguyên tố khác Pb, Zn, S từ 1-5% ( m i lo i) Hầu hết các thân quặng siderite nguyên sinh đã bị oxi hoá và biến thành limonit có hàm lượng rất cao Ngo i ra còn gặp các i m quặng sắt siderite ở Bản Pháng (Bắc Cạn)... siderite bị oxi hoá chứa 30-60% Fe, 2%Mn, còn các tạp chất P, S rất thấp Vấn đề nguồn gốc mỏ siderite còn nhiều ý kiến khác nhau Nhiều ngư i cho rằng chúng thuộc lo i nhiệt dịch nhiệt đọ trung bình hoặc viễn nhiệt liên quan t i macma axit nằm dư i sâu Họ chứng minh luận i m các thân quặng nằm kề các đứt gãy khống chế các quặng , trong quặng còn giữ l i dạng cấu tạo của đá v i dolomite; siderite giả... triển của cacbonatit-focterit, flogopitfocterit, apatit-canxit và canxit được thành tạo trong xâm nhập siêu mafia kiềm Các thân quặng sắt được biểu hiện trong các kh i xâm tán dầy của apatitfocterit; trong các mạch và mạng mạch có xâm tán thưa các khoáng vật piroclo và badeleit Nguồn macma và những tác dụng biến đ i muộn hơn của mỏ titanmanhetit-peropskit trong các xâm nhập có lẽ do sự c i biến đá siêu... manhetit đã thăm dò là 700 triệu tấn Ngo i ra từ quặng manhetit của mỏ này còn thu được lượng apatit và badeleit khá lớn 7 Mỏ nhiệt dịch Kiểu mỏ nhiệt dịch hay lo i hình nguồn gốc nhiệt dịch của quặng sắt ít phổ biến, quy mô nhỏ, chủ yếu gặp ở Nga, một ít ở Nam phi và Angeri… Mỏ nhiệt dịch và nhiệt dịch phun trào có 2 kiểu quặng kiểu manhetit (manhegiferit: Mg chiếm ưu thế hơn Fe)- xuất hiện ở nhiều nơi