Eisenerze sindGemenge aus natürlich vorkommenden chemischen Verbindungen desEisens und nicht- oder kaum eisenhaltigemGestein. Die natürlichen Eisenverbindungen werdenEisenerzminerale genannt, das übrige GesteinGangart odertaubes Gestein. Die Eisenerzminerale sind bei den wirtschaftlich bedeutenden Lagerstätten meistEisenoxide oderEisencarbonate (Siderit). In geringen Mengen werden auch Eisenerzeabgebaut undverhüttet, in denen das Eisen mitSchwefel (z. B. beiPyrit) oder anderen Elementen verbunden ist.
Die wichtigsten Eisenerzminerale sindMagnetit (Fe3O4, bis 72 % Eisengehalt),Hämatit (Fe2O3, bis 70 % Eisengehalt) undSiderit (FeCO3, bis 48 % Eisengehalt).
Roteisenerze (Roteisenglimmer, Roter Glaskopf, Blutstein) von Suhl/Thüringer WaldCID-Eisenerz südöstlichPannawonica, Pilbara, Western Australia (CID -Channel Iron Deposit)
Erzlagerstätten sind häufig magmatischen Ursprungs. In geologisch aktiven Gebieten dringtMagma mit einem hohen Anteil an wertvollenMetallen in dieErdkruste ein. Bei der Abkühlung des Magmas kommt es zur Auskristallisation der Minerale und zur Entstehung von Erzlagerstätten.
Eisenreiche Schmelzgesteine werden entweder umgelagert oder aber aufgelöst und anderenorts wieder ausgeschieden, zum Beispiel anSchwarzen Rauchern. Letztere Eisenerzbildungen werden alssedimentär-exhalative Bildungen bezeichnet. Dazu gehören u. a. die Eisenerze des Lahn-Dill-Typs.
BestimmteBakterien bilden elementaren Sauerstoff als Stoffwechselprodukt und führen damit zur Oxidation von Fe(2+) (zweiwertig) zu Fe(3+) (dreiwertig). Fe(3+)-Verbindungen sind sehr viel weniger wasserlöslich als Fe(2+)-Verbindungen. Die entsprechenden Eisenoxide/Oxidhydrate (rot nach Diagenese/Metamorphose) fallen damit aus, solange es im Meerwasser noch genügend Fe(2+) gelöst gibt. ZuBändererzen kann es kommen, wenn der Stoffwechsel der Bakterien unter ungünstigen Bedingungen (niedrigere Temperatur, weniger Nahrungsangebot etc.) geringer wird. Dann lagern sich vorrangig Silikate (Ton) oder Kieselsäuregel ab (verfestigt:Chert, Chalcedon, entspricht etwa Jaspis), die hellgrau erscheinen. Diese Wechsellagerung führt dann zur Bänderung rot bis dunkelgrau-hellgrau. Es wird vermutet, dass diese Oxidation von Fe(2+) in den Weltmeeren durch bakteriell gebildeten Sauerstoff lange Zeit verhindert hat, dass der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre steigen konnte. Erst als das gelöste Eisen in den Weltmeeren oxidiert und ausgefällt war, erreichte dieser bakteriell gebildete Sauerstoff die Atmosphäre.
Bänderung:
wenn viel Sauerstoff gebildet wurde, fällt Eisenoxid aus ⇒ rote Schichten
bei wenig Sauerstoff (d. h. wenig Bakterien) fällt kein Eisenoxid aus ⇒ graue Schichten
So entstehen Schichten unterschiedlicher Färbung, daher der Name.
Raseneisenerze sind die ältesten Eisenquellen des Menschen, abgesehen von den sehr seltenenEisenmeteoriten, sie sind am leichtesten abbaubar und leicht zu reduzieren (Limonit), meist aber kleinräumig und schnell erschöpft.
Eisen kann als leichter lösliches Fe(2+) transportiert werden (z. B. gelöst aus verwitterten Silikatgesteinen) und im Boden nach Oxidation aus diesen eisenhaltigen Lösungenausfallen und anreichern. Verkarsten/verwittern z. B. leicht eisenhaltige Kalksteine, dann fallen die eisenhaltigen Lösungen häufig in Karstspalten, Hohlräumen nach Oxidation zu Fe(3+) aus und bilden Konkretionen aus Eisenoxidhydraten (Limonit). Diese liegen meist in toniger Grundlage (Bolus), die einen nicht löslichen Verwitterungsrückstand der Kalksteine bildet. Die Limonitkonkretionen wurdenBohnerze genannt und bildeten z. B. als so genannteDoggererze in Südwestdeutschland (Markgräflerland, Hochfläche der Schwäbischen Alb, auch im Schweizer Jura) die Grundlage einer kleinen Eisenindustrie.
ImAmazonasurwald Brasiliens, in der Serra dos Carajás, befindet sich die größte Eisenerzlagerstätte der Welt mit geschätzten 17 Milliarden Tonnen Bänder-Eisenerz. Das Erz wird in einem riesigenTagebau (Carajás-Mine) gewonnen.
Im Jahr 2009 fördertenChina,Brasilien,Australien undIndien zusammen 83 % der Weltförderung und waren die vier bedeutendsten Eisenerzförderländer.
Im Folgenden eine Darstellung der zehn größten Exportländer von Eisenerz gemessen am Ausfuhrwert im Jahr 2018.[1] Das weltweite Exportaufkommen von Eisenerz summierte sich dabei insgesamt auf einen Wert in Höhe von 79,3 Milliarden Euro.
Eisenerzpellets für die StahlproduktionEisenerzpellets
Nach derFörderung werden die Eisenerze am Abbauort aufbereitet und dabei von dem größten Teil der Gangart getrennt. Dadurch werden die Kosten für denTransport und die Weiterverarbeitung erheblich gesenkt.
Bei der Aufbereitung des Eisenerzes wird das Rohmaterial zuerst in mehreren Schritten zerkleinert. Als Zerkleinerungsaggregate kommenKegelbrecher oderBackenbrecher sowie Mühlen wie zum BeispielKugelmühlen zum Einsatz. Wenn ein genügend großer Aufschluss hergestellt ist, erfolgt die weitere Sortierung. Mögliche Verfahrensschritte sindFlotation undMagnetscheidung. Im Anschluss daran wird das Eisenerzkonzentrat zuEisenerzpellets weiterverarbeitet.
Dabei werden auch andereOxide, zum BeispielMangandioxid undSiliciumdioxid, reduziert. Ferner nimmt das Eisen Kohlenstoff auf. Darum entsteht im Hochofenprozess kein reines, sondernRoheisen, das Kohlenstoff,Silicium,Mangan,Phosphor undSchwefel enthält. Zudem sorgt der Schrottzuschlag für die Einbringung zahlreicher weiterer Legierungselemente. Anschließend wird aus dem Roheisen Stahl erzeugt.
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