Eisenerze sind Felsen und Minerale, aus denen metallisches Eisen wirtschaftlich herausgezogen werden kann. Die Erze sind gewöhnlich an Eisenoxiden reich und ändern sich in der Farbe vom Dunkelgrau, Hellgelb, Tiefpurpurrot zum rostigen Rot. Das Eisen selbst wird gewöhnlich in der Form des Magneteisensteins , hematite , goethite , limonite oder siderite gefunden. Erze, die sehr hohe Mengen von hematite oder Magneteisenstein (größer tragen als ~60-%-Eisen), sind als "natürliches direktes "oder" Erzschiffserz" bekannt, bedeutend, dass sie direkt in eisenmachende Hochöfen gefüttert werden können. Die meisten Reserven solchen Erzes sind jetzt entleert worden. Eisenerz ist der Rohstoff, der verwendet ist, um Roheisen zu machen, das einer der Hauptrohstoffe ist, um Stahl zu machen. 98 % abgebautes Eisenerz werden verwendet, um Stahl zu machen. Tatsächlich ist es behauptet worden, dass Eisenerz zur Weltwirtschaft "mehr integriert ist als jede andere Ware, außer vielleicht Öl".

Quellen

Metallisches Eisen ist auf der Oberfläche der Erde außer eigentlich unbekannt, weil Eisennickel von Meteorsteinen und sehr seltenen Formen des tiefen Mantels xenoliths beeinträchtigt. Obwohl Eisen das vierte reichlichste Element in der Kruste der Erde ist, ungefähr 5 % umfassend, wird die große Mehrheit im Silikat oder seltener den Karbonat-Mineralen gebunden. Die thermodynamischen Barrieren für das Trennen reinen Eisens von diesen Mineralen sind furchterregend und Energie intensiv, deshalb alle Quellen von Eisen, das durch die menschliche Industriegroßtat verhältnismäßig seltenere Eisenoxid-Minerale, die primäre Form verwendet ist, die verwendet wird, hematite seiend.

Vor der industriellen Revolution wurde der grösste Teil von Eisen bei weit verfügbarem goethite oder Sumpf-Erz, zum Beispiel während der amerikanischen Revolution und der Napoleonischen Kriege erhalten. Vorgeschichtliche Gesellschaften haben laterite als eine Quelle von Eisenerz verwendet. Historisch ist viel vom von industrialisierten Gesellschaften verwerteten Eisenerz von vorherrschend hematite Ablagerungen mit Rängen über 60-%-Fe abgebaut worden. Diese Ablagerungen werden allgemein "direkte Schiffserze" oder "natürliche Erze" genannt. Als er Eisenerz-Nachfrage vergrößert hat, die mit der Erschöpfung von hochwertigen hematite Erzen in den Vereinigten Staaten, nachdem verbunden ist, hat Zweiter Weltkrieg zu Entwicklung von Eisenerz-Quellen des niedrigeren Ranges, hauptsächlich der Anwendung von taconite in Nordamerika geführt. Quellen des niedrigeren Ranges von Eisenerz verlangen allgemein beneficiation. Magneteisenstein wird häufig verwertet, weil es magnetisch, und folglich von den gangue Mineralen leicht getrennt und dazu fähig ist, ein hochwertiges Konzentrat mit sehr niedrigen Stufen von Unreinheiten zu erzeugen. Wegen der hohen Speicherdichte von hematite hinsichtlich des verbundenen Silikats gangue, hematite beneficiation schließt gewöhnlich eine Kombination von vernichtenden, dem Mahlen, dem Ernst oder der schweren Mediatrennung und dem Kieselerde-Schaum-Schwimmen ein. Eine Methode verlässt sich auf den Übergang vom fein zerquetschten Erz über ein Bad der Lösung, die bentonite oder anderen Agenten enthält, der die Dichte der Lösung vergrößert. Wenn die Dichte der Lösung richtig kalibriert wird, wird der hematite sinken, und die Silikat-Mineralbruchstücke werden schwimmen und können entfernt werden.

Eisenerz-Bergwerksmethoden ändern sich durch den Typ von Erz, das wird abbaut. Es gibt vier Haupttypen von Eisenerz-Ablagerungen gearbeitet zurzeit, abhängig von der Mineralogie und Geologie der Erzlager. Das sind Magneteisenstein, titanomagnetite, massiver hematite und pisolitic ironstone Ablagerungen.

Vereinigte Eisenbildungen

Vereinigte Eisenbildungen sind Sedimentgesteine, die> 15-%-Eisen zusammengesetzt vorherrschend aus dünn gebetteten Eisenmineralen und Kieselerde (als Quarz) enthalten. BIFs kommen exklusiv in vorwalisischen Felsen vor, und sind allgemein schwach zu höchst umgestaltetem. BIFs kann Eisen in Karbonaten (siderite oder ankerite) oder Silikat enthalten (minnesotaite, greenalite, oder grunerite), aber in denjenigen, die als Eisenerze abgebaut sind, sind Oxyde (Magneteisenstein oder hematite) das Haupteisenmineral. Vereinigte Eisenbildungen sind als taconite innerhalb Nordamerikas bekannt. Das Bergwerk von BIF Bildungen ist mit rauem Zerknittern und Abschirmung verbunden, die vom rauen vernichtenden und feinen Schleifen zu comminute das Erz zum Punkt gefolgt ist, wo der kristallisierte Magneteisenstein und Quarz fein genug sind, dass der Quarz zurückgelassen wird, wenn das resultierende Puder unter einem magnetischen Separator passiert wird.

Das Bergwerk ist mit bewegenden enormen Beträgen von Erz und Verschwendung verbunden. Die Verschwendung kommt in zwei Formen, Grundlage in der Mine (mullock), der nicht Erz und unerwünschte Minerale ist, die ein innerer Teil des Erzfelsens selbst (gangue) sind. Der mullock wird abgebaut und in überflüssigen Müllkippen angehäuft, und der gangue wird während des Beneficiation-Prozesses getrennt und wird als tailings entfernt. Taconite tailings sind größtenteils der Mineralquarz, der chemisch träge ist. Dieses Material wird im großen versorgt, hat Wasserfestsetzen-Teiche geregelt.

Der Schlüssel Wirtschaftsrahmen für Magneteisenstein-Erz, das wirtschaftlich ist, sind der crystallinity des Magneteisensteins, der Rang des Eisens innerhalb des BIF-Gastgeber-Felsens und die Verseuchungsstoff-Elemente, die innerhalb des Magneteisensteins bestehen, konzentriert sich. Größe- und Streifen-Verhältnis von den meisten Magneteisenstein-Mitteln ist irrelevant, weil BIF Bildungen Hunderte von Metern dick mit Hunderten von Kilometern des Schlags sein können, und zu mehr als 3,000 Millionen oder mehr, Tonnen enthaltenes Erz leicht kommen können.

Der typische Rang von Eisen, an dem ein Magneteisenstein-Lager Eisenbildung vereinigt hat, wird wirtschaftlich ist ungefähr 25 % Fe, der allgemein eine Wiederherstellung von 33 % bis 40 % des Magneteisensteins durch das Gewicht nachgeben kann, um ein Konzentrat-Sortieren über 64-%-Fe durch das Gewicht zu erzeugen. Das typische Magneteisenstein-Eisenerz konzentriert sich hat weniger als 0.1 % Phosphor, 3-7-%-Kieselerde und weniger als 3 % Aluminium.

Die Korn-Größe des Magneteisensteins und sein Grad des Vermischens mit der Kieselerde groundmass bestimmen die schleifen Größe, der der Felsen comminuted sein muss, um effizienter magnetischer Trennung zu ermöglichen, einen hohen Reinheitsmagneteisenstein zur Verfügung zu stellen, konzentrieren sich. Das bestimmt die Energieeingänge, die erforderlich sind, eine sich prügelnde Operation zu führen. Allgemein konzentriert sich der grösste Teil des Magneteisensteins, zu dem BIF Ablagerungen Boden zwischen 32 und 45 Mikrometern sein müssen, um einen Magneteisenstein der niedrigen Kieselerde zu erzeugen. Magneteisenstein konzentriert sich Ränge sind allgemein über 63-%-Fe durch das Gewicht und sind gewöhnlich niedriger Phosphor, niedriges Aluminium, niedriges Titan und niedrige Kieselerde und fordern einen erstklassigen Preis.

Zurzeit wird Magneteisenstein-Eisenerz (taconite) in Minnesota und Michigan in den Vereinigten Staaten und dem Östlichen Kanada abgebaut. Magneteisenstein, der BIF trägt, wird zurzeit umfassend in Brasilien abgebaut, das bedeutende Mengen nach Asien exportiert, und es eine werdende und große Magneteisenstein-Eisenerz-Industrie in Australien gibt.

Das direkte Verschiffen (hematite) Erze

Direktes Schiffseisenerz (DSO) Ablagerungen (normalerweise zusammengesetzt aus hematite) wird zurzeit auf allen Kontinenten außer der Antarktis, mit der größten Intensität in Südamerika, Australien und Asien ausgenutzt. Größte hematite Eisenerz-Ablagerungen sind sourced von veränderten vereinigten Eisenbildungen und selten Eruptivanhäufungen.

DSO Ablagerungen sind normalerweise seltener als der Magneteisenstein tragende BIF oder die anderen Felsen, die seine Hauptquelle oder Protolith-Felsen bilden, aber zu meiniger und Prozess beträchtlich preiswerter sind, weil sie weniger beneficiation wegen des höheren Eiseninhalts verlangen. Jedoch können DSO Erze bedeutsam höhere Konzentrationen von Strafelementen enthalten, normalerweise in Phosphor, Wasserinhalt (besonders pisolite sedimentäre Anhäufungen) und Aluminium (Töne innerhalb von pisolites) höher seiend. Exportrang DSO Erze ist allgemein in der 62-64-%-Reihe von Fe.

Magneteisenstein-Erzlager von Magmatic

Gelegentlich trennen Granit und ultrapotassic Eruptivfelsen Magneteisenstein-Kristalle und Form-Massen des für die Wirtschaftskonzentration passenden Magneteisensteins. Einige Eisenerz-Ablagerungen, namentlich in Chile, werden von vulkanischen Flüssen gebildet, die bedeutende Anhäufungen des Magneteisensteins phenocrysts enthalten. Chilenische Magneteisenstein-Eisenerz-Ablagerungen innerhalb der Atacama-Wüste haben auch alluviale Anhäufungen des Magneteisensteins in Strömen gebildet, die von diesen vulkanischen Bildungen führen.

Ein Magneteisenstein skarn und Hydrothermalablagerungen sind in der Vergangenheit als hochwertige Eisenerz-Ablagerungen gearbeitet worden, die wenig beneficiation verlangen. Es gibt mehrere Granit-verbundene Ablagerungen dieser Natur in Malaysia und Indonesien.

Andere Quellen von Magneteisenstein-Eisenerz schließen metamorphe Anhäufungen von massivem Magneteisenstein-Erz solcher als am Wilden Fluss, Tasmanien ein, das gebildet ist, indem es von ophiolite ultramafics mäht.

Ein anderer, gering, Quelle von Eisenerzen ist magmatic Anhäufungen in layered Eindringen, die einen normalerweise Titan tragenden Magneteisenstein häufig mit dem Vanadium enthalten. Diese Erze bilden einen Nische-Markt mit Spezialisierungsschmelzern, die verwendet sind, um das Eisen, Titan und Vanadium wieder zu erlangen. Diese Erze sind im Wesentlichen ähnlich vereinigten Eisenbildungserzen beneficiated, aber werden leichter gewöhnlich über den vernichtenden und Abschirmungs-befördert. Die typischen titanomagnetite konzentrieren Ränge 57 % Fe, 12-%-Ti und 0.5 %.

Produktion und Verbrauch

Eisen ist das in der Welt meistens verwendetes Metall - Stahl, dessen Eisenerz die Schlüsselzutat ist, fast 95 % des ganzen Metalls verwendet pro Jahr vertretend. Es wird in erster Linie in Strukturtechnikanwendungen und in Seezwecken, Automobilen und allgemeinen Industrieanwendungen (Maschinerie) verwendet.

Eisenreiche Felsen sind weltweit üblich, aber Erzrang kommerzielle Bergbaubetriebe wird durch die Länder beherrscht, die im Tisch beiseite verzeichnet sind. Die Haupteinschränkung zur Volkswirtschaft für Eisenerz-Ablagerungen ist nicht notwendigerweise der Rang oder die Größe der Ablagerungen, weil es nicht besonders hart ist geologisch zu beweisen, dass genug Tonnage der Felsen besteht. Die Haupteinschränkung ist die Position des Eisenerzes hinsichtlich des Marktes, der Kosten der Schiene-Infrastruktur, um zu veranlassen, dass es einkauft und die Energiekosten, die erforderlich sind, so zu tun.

Bergwerk von Eisenerz ist eine Großserie niedriges Rand-Geschäft, weil der Wert von Eisen bedeutsam niedriger ist als Grundmetalle. Es ist hoch Kapital intensiv, und verlangt bedeutende Investition in der Infrastruktur wie Schiene, um das Erz von der Mine bis ein Frachtschiff zu transportieren. Aus diesen Gründen wird Eisenerz-Produktion in den Händen von einigen Hauptspielern konzentriert.

Weltproduktionsdurchschnitte zwei Milliarden Metertonnen rohes Erz jährlich. Der größte Erzeuger in der Welt von Eisenerz ist die brasilianische abbauende Vereinigung Tal, das von anglo-australischen Gesellschaften BHP Billiton and Rio Tinto Group gefolgt ist. Ein weiterer australischer Lieferant, Fortescue Metals Group Ltd hat geholfen, Australiens Produktion zum zweiten in der Welt zu bringen.

Der Seehandel mit Eisenerz, d. h. zu anderen Ländern zu verladendem Eisenerz, war 849-M-Tonnen 2004. Australien und Brasilien beherrschen den Seehandel mit 72 % des Marktes. BHP, Rio und Tal kontrollieren 66 % dieses Marktes zwischen ihnen.

In Australien wird Eisenerz von drei Hauptquellen gewonnen: Pisolite "Ablagerung" Kanaleisenerz, das durch die mechanische Erosion von primären Bildungen des vereinigten Eisens abgeleitet ist und in alluvialen Kanälen solcher als an Pannawonica, das Westliche Australien angesammelt ist; und die dominierende metasomatically-veränderte vereinigte Eisenbildung hat Erze solcher als an Newman, der Chichester-Reihe, Hamersley Range und Koolyanobbing, das Westliche Australien verbunden. Andere Typen von Erz treten kürzlich, solcher, wie oxidiert, ferruginous hardcaps, zum Beispiel laterite Eisenerz-Ablagerungen in der Nähe vom See Argyle im Westlichen Australien hervor.

Die wiedergutzumachenden Gesamtreserven von Eisenerz in Indien sind ungefähr 9,602 Millionen Töne von hematite und 3,408 Millionen Töne des Magneteisensteins. Madhya Pradesh, Karnataka, Jharkhand, Orissa, Goa, Maharashtra, Andhra Pradesh, Kerala, Rajasthan und tamilischer Nadu sind die Hauptindianererzeuger von Eisenerz.

Der Weltverbrauch von Eisenerz wächst um 10 % pro Jahr durchschnittlich mit den Hauptverbrauchern, die China, Japan, Korea, die Vereinigten Staaten und die Europäische Union sind.

China ist zurzeit der größte Verbraucher von Eisenerz, das übersetzt, um das größte Stahlproduzieren-Land in der Welt zu sein. Es ist auch der größte Einfuhrhändler, 52 % des Seehandels mit Eisenerz 2004 kaufend. China wird von Japan und Korea gefolgt, die einen bedeutenden Betrag von rohem Eisenerz und metallurgischer Kohle verbrauchen. 2006 hat China 588 Millionen Tonnen Eisenerz mit einem jährlichen Wachstum von 38 % erzeugt.

Eisenerz-Markt

Im Laufe der letzten 40 Jahre sind Eisenerz-Preise in Verhandlungen der geschlossenen Tür zwischen der kleinen Hand voll Bergarbeiter und steelmakers entschieden worden, die sowohl Punkt als auch Vertragsmärkte beherrschen. Traditionell veranlasst das erste zwischen diesen zwei Gruppen erreichte Geschäft einen Abrisspunkt, vom Rest der Industrie gefolgt zu werden.

Dieses Abrisspunkt-System hat jedoch in den letzten Jahren begonnen, mit Teilnehmern entlang beiden Ketten der Nachfrage und Angebots zusammenzubrechen, die nach einer Verschiebung zur kurzfristigen Preiskalkulation verlangen. Vorausgesetzt, dass die meisten anderen Waren bereits ein reifes aufMarkt-Gegründetpreiskalkulationssystem haben, ist es für Eisenerz natürlich, Klage zu folgen. Um auf zunehmende Marktanforderungen nach der durchsichtigeren Preiskalkulation zu antworten, haben mehrerer Finanzaustausch und/oder Abrechnungsstellen um die Welt Eisenerz-Tausch-Reinigung angeboten. Die CME Gruppe, SGX (Austausch von Singapur), Londoner Abrechnungsstelle (LCH.Clearnet), NOS Group und ICEX (Indianerwarenaustausch) das ganze Angebot hat auf den Eisenerz-Transaktionsdaten von The Steel Index (TSI) gestützten Tausch geklärt. Der CME bietet auch Platts gestützten Tausch zusätzlich zu ihrer TSI-Tausch-Reinigung an. Das EIS (Interkontinentaler Austausch) bietet Platts gestützten Tausch-Reinigungsdienst auch an. Der Tausch-Markt ist schnell mit der Liquidität gewachsen, die sich um die Preiskalkulation von TSI sammelt. Vor dem April 2011 ist der Dollarwert von mehr als US$ 5.5 Milliarden des Eisenerz-Tausches geklärte Basis TSI Preise gewesen.

Singapurs Handelsaustausch (SMX) hat die Welt zuerst globaler Eisenerz-Terminware-Vertrag gestartet, der auf Metal Bulletin Iron Ore Index (MBIOI) gestützt ist, der tägliche Preisdaten von einem breiten Spektrum von Industrieteilnehmern und unabhängiger chinesischer Stahlberatung und Datenversorger die weit verbreitete Kontakt-Basis von Shanghai Steelhome von Stahlerzeugern und Eisenerz-Händlern über China verwertet. Der Terminware-Vertrag hat Monatsvolumina mehr als 1.5 Millionen Tonnen nach acht Monaten des Handels gesehen. Die große Mehrheit der Liquidität in Eisenerz-Ableitungen basiert auf dem zwei Austausch von Singapur; SGX und SMX.

Diese Bewegung folgt einem Schalter zur Index-basierten vierteljährlichen Preiskalkulation durch die drei größten Eisenerz-Bergarbeiter in der Welt - Tal, Rio Tinto und BHP Billiton - Anfang 2010, eine 40-jährige Tradition des Abrisspunkts jährliche Preiskalkulation brechend.

Verfügbare Eisenerz-Mittel

Verfügbare Welteisenerz-Mittel

Eisenerz-Reserven scheinen zurzeit ziemlich riesengroß, aber einige fangen an vorzuschlagen, dass die Mathematik der dauernden Exponentialzunahme im Verbrauch sogar diese Quelle ziemlich begrenzt kann scheinen lassen. Zum Beispiel hat Lester Brown vom Worldwatch-Institut vorgeschlagen, dass Eisenerz innerhalb von 64 Jahren ausgehen konnte, die auf einer äußerst konservativen Extrapolation des 2-%-Wachstums pro Jahr gestützt sind.

Verfügbare australische Eisenerz-Mittel

Geoscience-Australien berechnet, dass sich die "demonstrierten Wirtschaftsmittel des Landes" von Eisen zurzeit auf 24 gigatonnes, oder 24 Milliarden Tonnen belaufen. Die aktuelle Produktionsrate vom Gebiet von Pilbara des Westlichen Australiens ist etwa 430 Millionen Tonnen pro Jahr und das Steigen. Experten Dr Gavin Mudd (Monash Universität) und Gesetz von Jonathon (CSIRO) nehmen an, dass es innerhalb von 30 bis 50 Jahren (Mudd) und 56 Jahren (Gesetz) weg ist. Diese Schätzungen verlangen, dass andauernde Rezension veränderliche Nachfrage nach niedrigerem Rang-Eisenerz in Betracht zieht und Bergwerk und Wiederherstellungstechniken verbessernd (tieferes Bergwerk unter dem Grundwasser-Tisch erlaubend).

Pilbara zukünftige Produktionskapazität

2011 hat Führung von Pilbara Eisenerz-Bergarbeiter - Rio, BHP und FMG - die ganze bekannt gegebene bedeutende Kapitalanlage in der Entwicklung von vorhandenen und neuen Gruben gestützt und hat Infrastruktur (Schiene und Hafen) vereinigt. Insgesamt würde sich das auf die Produktion von 1,000 Millionen Tonnen pro Jahr (mtpa) vor 2020 belaufen. Praktisch würde das eine Verdoppelung der Produktionskapazität von einem aktuellen Produktionsniveau von 470 mtpa zu 1,000 mtpa (ein increae von 530 mtpa) verlangen. Diese Zahlen basieren auf den aktuellen Produktionsraten Rios 220 mtpa, BHP 180 mtpa, FMG 55 mtpa und Andere 15 mtpa, die nach Rio 353 mtpa, BHP 356 mtpa zunehmen, FMG 155 mtpa und Andere 140 mtpa (die letzten 140 mtpa basiert auf der geplanten Produktion vom neuen Industrieeintretenden Hancock, Atlas und Brockman durch den Hafen Hedland und API und andere durch den vorgeschlagenen Hafen von Anketell).

Eine Produktionsrate von 1,000 mtpa würde eine bedeutende Zunahme in der Produktion von vorhandenen Gruben und der Öffnung einer bedeutenden Anzahl von neuen Gruben verlangen. Weiter wäre eine bedeutende Zunahme in der Kapazität der Schiene und Hafen-Infrastruktur auch erforderlich. Zum Beispiel wäre Rio erforderlich, seine Hafen-Operationen an Dampier und Kap Lambert um 140 mtpa (von 220 mtpa bis 360 mtpa) auszubreiten. BHP wäre erforderlich, seinen Hafen Hedland Hafen-Operationen um 180 mtpa (von 180 mtpa bis 360 mtpa) auszubreiten. FMG wäre erforderlich, seine Hafen-Operationen am Hafen Hedland um 100 mtpa (von 55 mtpa bis 155 mtpa) auszubreiten. Es ist eine Zunahme von 420 mtpa in der Hafen-Kapazität durch die drei Majore Rio, BHP und FMG und über mindestens 110 mtpa von den Nichthaupterzeugern. Gestützt auf der Faustregel von 50 mtpa pro Auto dumper, Wiederkläger und Schiff-Lader würde die neue Produktion etwa 10 neues Auto dumpers, Wiederkläger und Schiff-Lader verlangen.

Neue Schiene-Kapazität wäre auch erforderlich. Gestützt auf der Faustregel von 100 mtpa pro Schienenweg, Produktion durch etwa 500 mtpa vergrößernd, würde 5 neue einzelne Schienenwege verlangen. Ein Drehbuch ist ein Extraschienenweg für alle Majore: BHP (vom doppelten, um Spur zu verdreifachen), Rio (verdoppeln sich, um Spur zu verdreifachen), FMG (einzeln, um Spur zu verdoppeln), und mindestens zwei neue Linien. Neue Linien sind von Hancock vorgeschlagen worden, um den Roy Hill meiniger und QR National zu bedienen, um Nichthaupterzeuger zu bedienen.

Eine 1,000 mtpa Produktionsrate muss weiter von Befürwortern und Regierung betrachtet werden. Gebiete der weiteren Rücksicht schließen neuen Hafen-Raum an Anketell ein, um die Pilbara Westgruben zu bedienen, Wachstum am Hafen Hedland (hat BHP die Entwicklung eines Außenhafens am Hafen Hedland bekannt gegeben), Schiene rationalisation und die Durchführungsbilligungsvoraussetzungen, um einen Boden-Störungsfußabdruck sich zu öffnen und aufrechtzuerhalten, der 1,000 mtpa der Produktion einschließlich, unter anderen Dingen, heimischem Titel, eingeborenem Erbe und Umweltschutz-Ergebnissen unterstützt.

Verhüttung

Eisenerze bestehen aus Sauerstoff- und in Moleküle zusammengebundenen Eisenatomen. Um es zu metallischem Eisen umzuwandeln, muss es smelted oder gesandt durch einen direkten Verminderungsprozess sein, um den Sauerstoff zu entfernen. Obligationen des Sauerstoff-Eisens sind stark, und das Eisen vom Sauerstoff zu entfernen, ein stärkeres elementares Band muss präsentiert werden, um dem Sauerstoff anzuhaften. Kohlenstoff wird verwendet, weil die Kraft eines Bandes des Kohlenstoff-Sauerstoffes größer ist als dieses des Eisensauerstoff-Bandes bei hohen Temperaturen. So muss das Eisenerz bestäubt und mit dem Cola Misch-sein, um im Verhüttungsprozess verbrannt zu werden.

Jedoch ist es völlig so nicht einfach; Kohlenmonoxid ist die primäre Zutat sich chemisch ausziehenden Sauerstoffes von Eisen. So muss die Eisen- und Kohlenstoff-Verhüttung an einem Sauerstoff unzulänglicher (abnehmender) Staat behalten werden, um das Brennen von Kohlenstoff zu fördern, um nicht zu erzeugen.

• Luftdruckwelle und Holzkohle (Cola): 2 C + O  2 CO.
• Kohlenmonoxid (CO) ist der Hauptverminderungsagent.
• Bühne Ein: 3 FeO + CO  2 FeO + CO
• Bühne Zwei: FeO + CO  3 FeO + CO
• Bühne drei: FeO + CO  Fe + CO
• Das Kalkstein-Kalzinieren: CaCO  CaO + CO
• Limone, die als Fluss handelt: CaO + SiO  CaSiO

Spurenelemente

Die Einschließung sogar kleiner Beträge von einigen Elementen kann tiefe Effekten auf die Verhaltenseigenschaften einer Gruppe von Eisen oder der Operation eines Schmelzers haben. Diese Effekten können sowohl gut als auch, einige katastrophal schlecht schlecht sein. Einige Chemikalien werden wie Fluss absichtlich hinzugefügt, der einen Hochofen effizienter macht. Andere werden hinzugefügt, weil sie das Eisen mehr flüssig, härter machen, oder ihm eine andere wünschenswerte Qualität geben. Die Wahl von Erz, Brennstoff und Fluss bestimmt, wie sich die Schlacke benimmt und die betrieblichen Eigenschaften des erzeugten Eisens. Ideal Eisenerz enthält nur Eisen und Sauerstoff. In Wirklichkeit ist das selten der Fall. Gewöhnlich enthält Eisenerz einen Gastgeber von Elementen, die häufig in modernem Stahl unerwünscht sind.

Silikon

Kieselerde ist fast immer in Eisenerz da. Der grösste Teil davon ist slagged von während des Verhüttungsprozesses. Bei Temperaturen über 1300 °C werden einige reduziert und eine Legierung mit dem Eisen bilden. Je heißer der Brennofen, desto mehr Silikon-im Eisen da sein wird. Es ist ziemlich üblich, bis zu 1.5 % Si in europäischem Gusseisen vom 16. bis 18. Jahrhunderte zu finden.

Die Hauptwirkung von Silikon ist, die Bildung von grauem Eisen zu fördern. Graues Eisen ist weniger spröde und leichter fertig zu sein als weißes Eisen. Es wird bevorzugt, um Zwecke aus diesem Grund zu werfen. berichtet, dass Silikon auch Zusammenschrumpfen und die Bildung von Atemlöchern reduziert, die Zahl von schlechtem castings senkend.

Phosphor

Phosphor (P) hat vier Haupteffekten auf Eisen: Vergrößerte Härte und Kraft, niedrigere Schrägstrich-Temperatur, haben Flüssigkeit und kalte Kürze vergrößert. Abhängig vom für das Eisen beabsichtigten Gebrauch sind diese Effekten entweder gut oder schlecht. Sumpf-Erz hat häufig einen hohen Phosphor-Inhalt.

Die Kraft und Härte von Eisen nehmen mit der Konzentration von Phosphor zu. Der 0.05-%-Phosphor in Schmiedeeisen macht es so hart wie mittlerer Flussstahl. Hohes Phosphor-Eisen kann auch durch das kalte Hämmern gehärtet werden. Die hart werdende Wirkung ist für jede Konzentration von Phosphor wahr. Je mehr Phosphor, desto härter das Eisen wird und mehr, es durch das Hämmern gehärtet werden kann. Moderne Stahlschöpfer können Härte um nicht weniger als 30 % vergrößern, ohne Stoßfestigkeit zu opfern, indem sie Phosphor-Niveaus zwischen 0.07 und 0.12 % aufrechterhalten. Es vergrößert auch die Tiefe, wegen des Löschens hart zu werden, aber vermindert zur gleichen Zeit auch die Löslichkeit von Kohlenstoff in Eisen bei hohen Temperaturen. Das würde seine Nützlichkeit im Bilden von Blase-Stahl (Zementierung) vermindern, wo die Geschwindigkeit und der Betrag der Kohlenstoff-Absorption die überwiegende Rücksicht sind.

Die Hinzufügung von Phosphor hat unten Seite. Bei Konzentrationen höher als 0.2-%-Eisen wird immer kälter kurz, oder spröde bei niedrigen Temperaturen. Kurze Kälte ist für Bar-Eisen besonders wichtig. Obwohl Bar-Eisen gewöhnlich heiß gearbeitet wird, verlangt sein Gebrauch häufig, dass es, bendable zäh und widerstandsfähig ist, um bei der Raumtemperatur zu erschüttern. Ein Nagel, der, wenn geschlagen, mit einem Hammer oder einem Wagen-Rad in Stücke gebrochen hat, das gebrochen hat, als er einen Felsen geschlagen hat, würde sich nicht gut verkaufen. Hoch genug machen Konzentrationen von Phosphor jedes unbrauchbare Eisen. Die Effekten der kalten Kürze werden durch die Temperatur vergrößert. So könnte ein Stück von Eisen, das im Sommer vollkommen verwendbar ist, äußerst spröde im Winter werden. Es gibt einige Beweise, dass während des Mittleren Alters das sehr wohlhabende ein hohes Phosphor-Schwert für den Sommer und ein niedriges Phosphor-Schwert für den Winter gehabt haben kann.

Die sorgfältige Kontrolle von Phosphor kann vom großen Vorteil im Gussteil von Operationen sein. Phosphor drückt die liquidus Temperatur nieder, dem Eisen erlaubend, geschmolzen für den längeren und die Zunahme-Flüssigkeit zu bleiben. Die Hinzufügung von 1 % kann die Entfernung verdoppeln, die geschmolzenes Eisen überfluten wird. Die maximale Wirkung, ungefähr 500 °C, wird bei einer Konzentration von 10.2 % erreicht. Für die Gießerei-Arbeit hat Turner gefunden, dass das ideale Eisen 0.2-0.55-%-Phosphor hatte. Das resultierende Eisen hat Formen mit weniger Leere gefüllt und ist auch weniger zurückgewichen. Im 19. Jahrhundert haben einige Erzeuger von dekorativem Gusseisen Eisen mit bis zu 5 % Phosphor verwendet. Die äußerste Flüssigkeit hat ihnen erlaubt, sehr komplizierten und feinen castings zu machen. Aber sie konnten nicht Gewicht-Lager sein, weil sie keine Kraft hatten.

Es gibt zwei Heilmittel gegen hohes Phosphor-Eisen. Das älteste, und am leichtesten, ist Aufhebung. Wenn das Eisen Ihr erzeugtes Erz war kurz kalt, man nach einer neuen Quelle von Eisenerz suchen würde. Die zweite Methode schließt das Oxidieren vom Phosphor während des Bestrafungsprozesses durch das Hinzufügen von Eisenoxid ein. Diese Technik wird gewöhnlich mit puddling im 19. Jahrhundert vereinigt, und darf früher nicht verstanden worden sein. Zum Beispiel Isaac Zane, der Eigentümer von Marlboro Eisenarbeiten ist nicht geschienen, darüber 1772 zu wissen. In Anbetracht des Rufs von Zane, mit den letzten Entwicklungen Schritt zu halten, war die Technik wahrscheinlich dem ironmasters von Virginia und Pennsylvanien unbekannt.

Phosphor ist ein schädlicher Verseuchungsstoff, weil er Stahl spröde sogar bei Konzentrationen von nur 0.6 % macht. Phosphor kann nicht leicht entfernt werden, indem er flüssig gemacht wird oder Verhüttung, und so müssen Eisenerze allgemein in Phosphor zunächst niedrig sein. Die Eisensäule Indiens, das nicht verrostet, wird durch eine phosphorige Zusammensetzung geschützt. Phosphorige Säure wird als ein Rostkonverter verwendet, weil phosphoriges Eisen gegen die Oxydation weniger empfindlich ist.

Aluminium

Kleine Beträge von Aluminium (Al) sind in vielen Erzen (häufig als Ton) und etwas Kalkstein da. Der erstere kann entfernt werden, indem er das Erz vor der Verhüttung wäscht. Bis die Einführung des Ziegels Brennöfen liniert hat, war der Betrag der Aluminiumverunreinigung klein genug, dass es keine Wirkung entweder auf das Eisen oder auf die Schlacke hatte. Jedoch, als Ziegel begonnen hat, für Herde und das Interieur von Hochöfen, den Betrag der Aluminiumverunreinigung vergrößert drastisch verwendet zu werden. Das war wegen der Erosion des Brennofens, der sich durch die flüssige Schlacke aufstellt.

Aluminium ist sehr hart abzunehmen. Infolgedessen ist die Aluminiumverunreinigung des Eisens nicht ein Problem. Jedoch vergrößert es wirklich die Viskosität der Schlacke (und). Das wird mehrere nachteilige Effekten auf die Brennofen-Operation haben. Die dickere Schlacke wird den Abstieg der Anklage verlangsamen, den Prozess verlängernd. Hohes Aluminium wird es auch schwieriger machen, von der flüssigen Schlacke zu klopfen. Am Extrem konnte das zu einem eingefrorenen Brennofen führen.

Es gibt mehrere Lösungen einer hohen Aluminiumschlacke. Das erste ist Aufhebung; verwenden Sie Erz oder eine Limone-Quelle mit einem hohen Aluminiuminhalt nicht. Die Erhöhung des Verhältnisses des Limone-Flusses wird die Viskosität vermindern.

Schwefel

Schwefel (S) ist ein häufiger Verseuchungsstoff in Kohle. Es ist auch in kleinen Mengen in vielen Erzen da, aber kann durch das Kalzinieren entfernt werden. Schwefel löst sich sogleich sowohl in flüssigem als auch in festem Eisen an der Temperaturgegenwart in der Eisenverhüttung auf. Die Effekten sogar kleiner Beträge des Schwefels sind unmittelbar und ernst. Sie waren einer der von Eisenschöpfern ausgearbeiteten ersten. Schwefel veranlasst Eisen, rot zu sein, oder heiß kurz.

Heißes kurzes Eisen, ist wenn heiß, spröde. Das war ein ernstes Problem als der grösste Teil von während des 17. verwendeten Eisen, und das 18. Jahrhundert war Bar oder Schmiedeeisen. Schmiedeeisen wird durch wiederholte Schläge mit einem Hammer, während heiß, gestaltet. Ein Stück von heißem kurzem Eisen, wird wenn gearbeitet, mit einem Hammer krachen. Wenn ein Stück von heißem Eisen oder Stahl kracht, oxidiert die ausgestellte Oberfläche sofort. Diese Schicht von Oxyd verhindert die Reparatur der Spalte durch das Schweißen. Große Spalten veranlassen das Eisen oder den Stahl sich aufzulösen. Kleinere Spalten können den Gegenstand verursachen, während des Gebrauches zu scheitern. Der Grad der heißen Kürze ist im direkten Verhältnis im Wert von der Schwefel-Gegenwart. Heute wird das Eisen mit mehr als 0.03 % Schwefel vermieden.

Heißes kurzes Eisen kann gearbeitet werden, aber es muss bei niedrigen Temperaturen gearbeitet werden. Das Arbeiten bei niedrigeren Temperaturen verlangt mehr physische Anstrengung vom Schmied oder forgeman. Das Metall muss öfter geschlagen und härter werden, dasselbe Ergebnis zu erreichen. Mild kann verseuchte Bar des Schwefels gearbeitet werden, aber man verlangt viel mehr Zeit und Anstrengung.

In Gusseisen fördert Schwefel die Bildung von weißem Eisen. Nur können 0.5 % den Effekten des langsamen Abkühlens und eines hohen Silikoninhalts entgegenwirken. Weißes Gusseisen ist spröder, sondern auch härter. Es wird allgemein vermieden, weil es schwierig ist zu arbeiten, außer in China, wo hohes Schwefel-Gusseisen, einige nicht weniger als 0.57 %, die mit Kohle und Cola gemacht sind, verwendet wurden, um Glocken und Geläute zu machen. Gemäß sollte gutes Gießerei-Eisen weniger als 0.15 % Schwefel haben. Im Rest der Welt kann ein hohes Schwefel-Gusseisen verwendet werden, um castings zu machen, aber wird schlechtes Schmiedeeisen machen.

Es gibt mehrere Heilmittel gegen die Schwefel-Verunreinigung. Das erste, und in historischen und vorgeschichtlichen Operationen am meisten verwendetes dasjenige, ist Aufhebung. Kohle wurde in Europa (verschieden von China) als ein Brennstoff für die Verhüttung nicht verwendet, weil es Schwefel enthält und deshalb heißes kurzes Eisen verursacht. Wenn ein Erz auf heißes kurzes Metall hinausgelaufen ist, hat ironmasters nach einem anderen Erz gesucht. Als Mineralkohle zuerst in europäischen Hochöfen 1709 verwendet wurde (oder vielleicht früher), wurde sie verkokt. Nur mit der Einführung der heißen Druckwelle von 1829 war rohe verwendete Kohle.

Schwefel kann von Erzen durch das Rösten und die Wäsche entfernt werden. Das Rösten oxidiert Schwefel, um Schwefel-Dioxyd zu bilden, das entweder in die Atmosphäre flüchtet oder gewaschen werden kann. In warmen Klimas ist es möglich, pyritic Erz im Regen auszulassen. Die vereinigte Handlung des Regens, der Bakterien und der Hitze oxidiert die Sulfide zu Sulfaten, die auflösbares Wasser sind. Jedoch, historisch (mindestens), ist Eisensulfid (Eisenpyrit), obwohl ein allgemeines Eisenmineral, als ein Erz für die Produktion von Eisenmetall nicht verwendet worden. Natürliche Verwitterung wurde auch in Schweden verwendet. Derselbe Prozess, mit der geologischen Geschwindigkeit, läuft auf den gossan limonite Erze hinaus.

Die niedrigem Schwefel-Eisen beigelegte Bedeutung wird durch die durchweg höheren Preise demonstriert, die für das Eisen Schwedens, Russlands und Spaniens vom 16. bis 18. Jahrhunderte bezahlt sind. Heute ist Schwefel nicht mehr ein Problem. Das moderne Heilmittel ist die Hinzufügung von Mangan. Aber der Maschinenbediener muss wissen, wie viel Schwefel im Eisen ist, weil mindestens fünfmal so viel Mangan hinzugefügt werden muss, um es für neutral zu erklären. Einige historische Eisen zeigen Mangan-Niveaus, aber die meisten sind ganz unter dem Niveau musste Schwefel für neutral erklären.

Siehe auch

• Eisenerz in Afrika

Zeichen

SMX

Links

• Geschichte des Eisenerz-Handels auf den großen Seen
• "Pioniere des Clevelander Eisens tauschen" durch J. S. Jeans 1875
• Eisenerz-Preis und historische Karte
• Eisengruben von NY/NJ
• Eisenerz-Kapazität durch den Hauptwelterzeuger