Železná ruda

Železná ruda je hornina – minerál, který obsahuje železo v takové chemické formě, která umožňuje jeho hospodárné získání hutnickými metodami. Vedle obsahu samotného železa (minimálně 22 %) rozhoduje o použitelnosti chemické složení, které je podmíněno mineralogickou stavbou, jež určuje i její fyzikální stav. Pro posouzení kvality rudy je, vedle obsahu železa, stejně důležitý také obsah oxidu křemičitého, který ovlivňuje index zásaditosti rudy.

Dobývání

Železné rudy se zpravidla těží hornickým způsobem. Jsou to jednak hlubinné doly nebo mnohem častěji povrchová těžba. Železné rudy jsou vždy doprovázeny dalšími horninami a hlinitými sloučeninami. Úpravárenskými pochody jako drcením v čelisťových a válcových drtičích, praním a flotací se takto vytěžená surová ruda zbavuje hlušiny a dosáhne se vyššího obsahu železa. Takto upravená a obohacená ruda se dopravuje do hutních podniků, kde slouží jako vsázka do vysokých pecí k výrobě surového železa.

Nejvýznamnější naleziště železné rudy jsou v Brazílii, Austrálii a Číně, další potom v Rusku, Indii, Ukrajině a USA (viz tabulka). Největší těžba železné rudy hlubinným způsobem probíhá v současnosti ve Švédsku (státní koncern LKAB).

Typy ložisek železných rud

Sedimentární železné rudy v dolech

Prekambrické páskované rudy ve skalách

Největší ložiska železných rud vznikla z hornin takzvaných páskovaných železných formací. Těmto horninám se také běžně říká jaspility nebo železité křemence^[2]. Horniny bohaté na SiO₂ a železo vznikaly usazováním v mořském prostředí z hydrotermálních roztoků. Vzniku ložisek předcházelo koncentrování snadno rozpustných železnatých iontů v mořské vodě, která se jimi v důsledku absence kyslíku v tehdejší atmosféře postupně nasytila. Později v důsledku změn ve složení atmosféry zapříčiněných zvyšováním koncentrace kyslíku produkovaného zejména sinicemi na počátku proterozoika, byly železnaté ionty oxidovány na méně rozpustné trojmocné ionty, které později sedimentovaly jako proužkovaná hornina bohatá na hematit. Tvorba velkých ložisek železných rud v důsledku těchto nevratných změn postupně přestala^[3]. Většina těchto ložisek se nachází v asi 3,8 – 1,8 miliardy let starých (prekambrických) souvrstvích.

Ostatní sedimentární a zvětrávací železné rudy

Ostatní typy železných rud představují hlavně fanerozoické oxidické rudy obsahující hlavně hematit, limonit nebo siderit a pelosiderit, případně silikáty jako chamozit a thuringit. Jde sedimenty spojené se vznikem při různých procesech jako jsou Vulkano-exhalační procesy, sedimenty redukčních pánví nebo syndiagenetického původu^[4]. Zatím nevyužívaným zdrojem jsou i železno-manganové konktécie dna Tichého a Indického oceánu.

Mezi další lze zařadit pobřežní rýžoviště minerálů železných rud, případně oblasti rozsáhlé zvětrávané v tropických oblastech, kde se v půdě koncentruje lateritový horizont goethitového složení.

Vulkanosedimentární ložiska (typ Lahn-Dill)

Vznikají v oceánské zemské kůře, asociují s výlevy bazaltů, ryolitů případně jejich tufů. Někdy jsou k nim řazeny i sedimentární ložiska typu Algoma, která jsou obyčejně považována za páskované železné rudy^[5].

Magmatická ložiska

Magmatické rudy železa jsou většinou spojeny s velkými bazickými (nejčastěji gabrovými) a ultrabazickými (peridotity, karbonatity) vrstvenými intruzemi. Kromě oxidů železa a titanu jako jsou magnetit a ilmenit, obsahují ve větší míře i apatit. Kromě železa mohou sloužit jako zdroje vanadu, titanu, fosforu, zirkonia, ceru, niobu a dalších.^[5]

Kontaktně metasomatická ložiska

Vznikají na kontaktech žulových intruzí a nejčastěji karbonátových hornin jako jsou vápence nebo dolomitu. Typickou horninou těchto ložisek jsou železné skarny. Jde o poměrně rozšířená ložiska^[5].

Hydrotermální ložiska

Hydrotermální ložiska jsou tvořena akumulací sideritu. Lze je rozdělit na dvě kategorie. Metasomatická ložiska vznikla zatlačením starších karbonátů hydrotermálními roztoky a mají většinou čočkovitého tvaru. Jejich dobrým příkladem je slovenské ložisko u Nižné Slané. Žilnatá ložiska vznikla vysrážením hydrotermálních roztoků v puklinách^[5].

Druhy železných rud

Podle toho, jakou chemickou sloučeninu železa ruda obsahuje, rozlišují se následující typy rud:

Sloučeniny železa s kyslíkem

Jsou to následující sloučeniny: oxid železnato-železitý – Fe₃O₄, oxid železitý – Fe₂O₃, hydratovaný oxid železitý – Fe₂O₃·nH₂O

Magnetit (magnetovec)

Má své jméno od své magnetičnosti. Ta umožňuje snadné rozdružování při jeho úpravě. Sestává převážně z Fe₃O₄. Magnetit krystalizuje v krychlové soustavě. Častým průvodním minerálem bývá křemen. Patří do rud bohatých železem. Obsah železa 40–72 %. V Evropě se vyskytuje ve Švédsku a na Urale, v Česku například na ložisku Měděnec.

Hematit (krevel)

Hematitové rudy obsahují obyčejně hojnost hlušin a jejich kovnatost klesá na 30 % a méně. Železo se v hematitu vyskytuje ve formě Fe₂O₃. Vyskytuje se v mnoha odrůdách. Obyčejný hematit je barvy hnědočervené, zemitý až sypký. Velká ložiska hematitu jsou v Ruské federaci, v USA, Brazílii a v Itálii. V České republice v Ejpovicích, Krušných horách a v Jeseníkách.

Limonit (hnědel)

Železná ruda hnědé barvy a obsahují značné množství krystalové vody, vyskytující se kompaktní i sypké formě. Obsah železa v limonitu je 59,8 %, obsah krystalové vody 14,43 %. Bývají často znečištěny sulfidy a limonit z Ruské federace z Uralu také arsenem a fosforem.

Hnědel je nejrozšířenější železná ruda.

Sloučeniny uhličitanové

Zde je železo vázáno jako uhličitan železnatý FeCO₃.

Siderit (ocelek)

Je nejdůležitější z uhličitanů. Na vzduchu ve styku s vodou se okysličuje a mění se v hnědel. Jako izomorfní příměsi obsahuje často uhličitan manganatý a hořečnatý. Pražením se z ocelku vypuzuje CO₂, čímž se ruda obohatí železem.

Křemičitany

Chamosit

Je nejdůležitější z křemičitanů. Přibližný chemický vzorec je 4FeO.Al₂O₃.3SiO₂.4H₂O. Obsah FeO v tomto křemičitanu je 34 až 42 %. V Česku se nachází chamosit u Nučic a je znám jako ruda nučická.

Sulfidy

Pyrit (kyz železný)

Odkazy

Reference

Související články

• Mauritánská železnice

Literatura

• J. Víšek, V. Jeníček: Nauka o materiálu III, svazek 2. Nakladatelství ČSAV, Praha, 1962.
• Emily G. Cross, Clarence Surette & Carney Matheson (2023). Geochemical extraction of ceratopsian remains from ironstone. Journal of Vertebrate Paleontology. e2282650. doi: https://doi.org/10.1080/02724634.2023.2282650

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu železná ruda na Wikimedia Commons