quặng sắt canxit michigan

Quặng sắt canxit và Michigan: Một hiệp hội đặc biệt ở vùng Great Lakes

tiêu đề "canxit, Quặng sắt Michigan" nêu bật mối quan hệ địa chất cụ thể và có ý nghĩa lịch sử trong khu vực quặng sắt Lake Superior. Bài viết này phác thảo vai trò của canxit như một khoáng chất gangue chính trong một số thành tạo sắt ở Michigan, đặc biệt là quặng sắt biến chất ở dãy Marquette. Nó sẽ khám phá bối cảnh địa chất, tác động của canxit đến khai thác và chế biến trong lịch sử, và đối chiếu các loại quặng giàu cacbonat này với các loại khác. Cuộc thảo luận bao gồm một nghiên cứu điển hình trong thế giới thực về lịch sử khai thác mỏ của Michigan và giải quyết các câu hỏi phổ biến về loại quặng đặc biệt này.

Bối cảnh địa chất và ý nghĩa lịch sử

Quặng sắt của Bán đảo Thượng Michigan, chủ yếu được khai thác từ Marquette, Menominee, và dãy Gogebic, là một phần của các thành tạo sắt dải Tiền Cambri rộng lớn (BIF). Qua thời gian địa chất, những thành tạo này đã bị biến chất. Ở các khu vực cụ thể, đặc biệt là nơi chất lỏng thủy nhiệt hoạt động, các khoáng chất silicat và cacbonat ban đầu được kết tinh lại. Một kết quả chung là sự phát triển của các sản phẩm cao cấp "Quặng cứng" cơ thể nơi canxit (canxi cacbonat) đã trở thành khoáng chất gangue chiếm ưu thế, hạt xi măng hematit và magnetit.

Sự hiện diện của canxit có ý nghĩa quan trọng đối với việc sản xuất sắt đầu thế kỷ 20. Canxit là khoáng chất chảy; khi thêm vào lò cao, nó làm giảm điểm nóng chảy của tạp chất. Vì thế, Quặng Michigan với lượng canxit vừa phải đã được xem xét "tự chảy" hoặc "dòng chảy tự nhiên" quặng. Chúng được đánh giá cao vì chúng làm giảm hoặc loại bỏ nhu cầu mua và bổ sung dòng đá vôi riêng biệt tại nhà máy thép., giảm chi phí. Tuy nhiên, quặng có hàm lượng canxit quá mức hoặc không đồng đều đặt ra thách thức đối với tính nhất quán của hóa học lò cao.

Các loại quặng tương phản: Vai trò của khoáng sản Gangue

Giá trị và yêu cầu chế biến của quặng sắt phần lớn được xác định bởi hàm lượng sắt và tính chất của quặng sắt. (chất thải khoáng sản). Bảng dưới đây so sánh quặng Michigan giàu canxit với các loại chính khác.

Tính năng	Quặng cứng Michigan giàu canxit (VÍ DỤ., Phạm vi Marquette)	Taconite giàu silic (Minnesota)	Hematit cao cấp (Quặng vận chuyển trực tiếp)
Khoáng chất sắt sơ cấp	từ tính, hematit	từ tính, hematit	hematit (Specular/Micaceous)
Khoáng sản Gangue chiếm ưu thế	canxit (canxi cacbonat)	thạch anh (silic)	đa dạng (thường là silicat)
Đặc điểm xử lý chính	tự chảy; yêu cầu pha trộn cẩn thận để có tính nhất quán.	Yêu cầu mài mịn & tách từ; silic được loại bỏ dưới dạng chất thải.	Thường chỉ được nghiền/sàng lọc trước khi chuyển trực tiếp đến lò cao.
Thử thách lớn	Hàm lượng CaO thay đổi; có thể phá vỡ tính chất hóa học của xỉ lò nếu không được quản lý.	Đá cực cứng; chi phí năng lượng cao cho quá trình nghiền và tập trung.	Nguồn dự trữ chất lượng cao cạn kiệt vào giữa thế kỷ 20.

Trường hợp thực tế: Mỏ Athens

Một ví dụ cụ thể về tầm quan trọng của loại quặng này là Mỏ Athens gần Negaunee ở dãy Marquette.. Được điều hành bởi Công ty Sắt Cleveland-Cliffs từ 1913 ĐẾN 1946, nó là nơi sản xuất quặng magnetit chất lượng cao đáng chú ý trong đó canxit là khoáng chất gangue chính.

• Thử thách: Giá trị của quặng như một sản phẩm tự chảy phụ thuộc vào việc duy trì tỷ lệ vôi-silica cụ thể và nhất quán phù hợp với lò cao của khách hàng.
• Giải pháp: Việc khai thác đã được lên kế hoạch và thực hiện dựa trên bản đồ địa chất chi tiết và lấy mẫu khuôn mặt. Điểm dừng khác nhau (khu vực sản xuất) với hàm lượng canxit khác nhau được khai thác có chọn lọc. Quặng sau đó được trộn một cách có hệ thống tại các kho dự trữ trên bề mặt hoặc trong quá trình chất lên toa tàu để đạt được đặc tính hóa học đồng nhất theo yêu cầu của các nhà sản xuất thép ở những nơi như Cleveland và Buffalo..
• kết quả: Phương pháp pha trộn và kiểm soát cấp độ tỉ mỉ này đã cho phép Cleveland-Cliffs tiếp thị sản phẩm cao cấp, sản phẩm nhất quán từ một trầm tích biến đổi về mặt địa chất, tối đa hóa giá trị kinh tế của nó cho đến khi nguồn dự trữ cao cấp cạn kiệt.

Câu hỏi thường gặp (Câu hỏi thường gặp)

1. Tại sao canxit được coi là có lợi trong một số quặng sắt?
Canxit đóng vai trò là chất trợ dung tự nhiên trong quá trình lò cao. Nó kết hợp với silica và các tạp chất khác để tạo thành xỉ, sau đó được tách riêng khỏi sắt nóng chảy. Quặng có cân bằng canxit thích hợp làm giảm hoặc loại bỏ nhu cầu mua và bổ sung dòng đá vôi riêng của các nhà máy thép.

2. Những quặng sắt giàu canxit này có còn được khai thác ở Michigan ngày nay không??
KHÔNG. Quặng cứng cao cấp vận chuyển trực tiếp ("quặng tự nhiên"), kể cả những nơi giàu canxit như ở Mỏ Athens, phần lớn đã bị cạn kiệt bởi các hoạt động khai thác thương mại vào khoảng 1960-1970 trên tất cả các dãy hồ Superior.

3.Những gì được khai thác ở Bán đảo Thượng Michigan ngày nay?
Hoạt động khai thác hiện nay tập trung vào đá taconite cấp thấp chứa magnetite/hematit được phổ biến trong đá phiến silic/thạch anh giàu silica—một loại khoáng vật rất khác so với quặng cứng tự chảy cổ điển.
Taconite này phải được nghiền mịn,
và tách từ tính thành các viên tập trung,
với đất sét bentonite được thêm vào làm chất kết dính trước khi nung thành các viên bền phù hợp với lò cao hiện đại.
Những viên này có thành phần hóa học đồng nhất nhưng yêu cầu bổ sung thêm dòng đá vôi bên ngoài tại các địa điểm nhà máy bên ngoài khu vực như Indiana Harbor Burns Harbor Gary Works, v.v..

4.Làm thế nào các thợ mỏ xác định được các khu vực có nhiều đặc điểm tự thay đổi có giá trị?
Các nhà khai thác địa chất chủ yếu dựa vào việc kiểm tra trực quan việc kiểm tra mẫu bằng tay bằng cách sử dụng axit clohydric loãng, chất này sủi bọt mạnh khi tiếp xúc với canxi cacbonat cho thấy sự hiện diện của một lượng đáng kể vật liệu có giá trị tiềm tàng cần phải thử nghiệm thêm để xác nhận thành phần chính xác trước khi chỉ đạo các hoạt động pha trộn chiết xuất phù hợp để đảm bảo sản phẩm cuối cùng đáp ứng các thông số kỹ thuật của hợp đồng với người mua ở hạ lưu.

5.Có phải tất cả các mỏ lịch sử trong cùng một quận đều chứa cùng một tỷ lệ giữa các loại khoáng sản khác nhau có trong trữ lượng của chúng không??
Không thể có sự thay đổi đáng kể ngay cả trong phạm vi mỏ đơn lẻ do dòng chất lỏng biến chất đứt gãy gấp nếp phức tạp trong các sự kiện thay đổi thành tạo dẫn đến các túi tập trung cao độ dọc theo các khu vực gần như không có khiến việc pha trộn khai thác có chọn lọc trở nên quan trọng để duy trì chất lượng ổn định của sản phẩm được vận chuyển theo thời gian vận hành