آیا میدانید سنگ آهن چیست؟ اگر نگاهی به اطراف خود بیندازید می بینید که بسیاری از اجسام و وسایلی که در اطراف ما قرار دارند از فلزات ساخته شده اند و عمده فلز مصرف شده برای ساخت آنها آهن می باشد. همچنین در صنایع و ساختمان ها از انواع فلزات استفاده می شود. از مهمترین اقسام فلزاتی که بسیار مورد استفاده قرار می گیرد آهن است .اما آهن از ابتدا به شکلی که ما میبینیم نبوده است. بلکه ماده اولیه ای دارد که از سنگ آهن استخراج میشود.میزان استخراج سنگ آهن و انواع فرآورده های آن به علت اینکه مواد اولیه تولید آهن آلات میباشد بسیار بر قیمت آهن تاثیرگذار است. سنگ آهن را از معادن شناسایی شده استخراج می کنند و پس از فرآوری و خالص سازی برای تولید انواع اجسام فلزی مورد استفاده قرار میگیرد. برای تولید آهن آلات از مواد اولیه دیگری هم استفاده می شود اما در نهایت مواد اولیه اصلی فلز آهن می باشد که از سنگ آهن باید استخراج شود. سنگ آهن یکی از سنگ های معدنی است که حدود ۵ درصد پوسته زمین از این فلز تشکیل شده و به دلیل مقاومت بالا، سهولت در فرآوری، فراوانی معادن استخراج آن و غیره کاربرد و استفاده از این فلز بسیار رایج شده است. در ادامه این مقاله از آهن جم همراه باشید تا با سنگ آهن، مراحل استخراج آن، انواع و کاربردهای آن آشنا شویم.
Table of Contents
سنگ آهن چیست؟
سنگ آهن یک نوع سنگ معدنی میباشد که رگه هایی از آهن در آن وجود دارد. برای استفاده کردن از آهن موجود در این سنگ باید ابتدا خالص سازی شود. ۵ درصد از پوسته زمین را سنگ آهن تشکیل می دهد و چهارمین عنصر فراوان در پوسته زمین می باشد. مهمترین ذخایر سنگ آهن زمین در سنگ های رسوبی یافت شود . با استخراج سنگ آهن خام از پوسته زمین و تفکیک ناخالصی های آن پودر تیره رنگ نقره ای قهوه ای آهن حاصل می شود. این عنصر به راحتی اکسید می شود و به تنهایی خیلی محکم نیست. اکثر فلزات و عناصر موجود در سطح زمین به تنهایی قابل استفاده و قابل فرآوری نیستند. به همین دلیل به شکل آلیاژ و در ترکیب با عناصر و فلزات دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. سنگ آهن و حتی آهن خالصی که از آن استخراج می شود به تنهایی قابلیت استفاده ندارد. به همین دلیل آهن با فلزات و عناصر دیگری همچون کربن ،نیکل و کروم آلیاژ می شود. و از آن فولاد و مقاطع فولادی تولید می‌شوند که در صنعت و ساختمان سازی کاربرد های بسیار فراوانی دارند. کاربرد و انواع آلیاژ ها در مقاله آلیاژ چیست توضیح داده شده است.
سنگ آهن یکی از اصلی ترین مواد اولیه برای تولید محصولات فولادی است و ۹۸ درصد سنگ آهن استخراج شده در سطح جهان برای تولید فولاد استفاده میشود. صنایع خودروسازی و ساخت و ساز بخش های اصلی مصرف کننده فولاد هستند و میزان تقاضای فولاد و قیمت آن مثل قیمت میلگرد یا قیمت تیرآهن بر تقاضا و قیمت سنگ آهن تاثیر گذار است.
کاربردهای سنگ آهن
سنگ آهن به تنهایی و به همین شکلی که استخراج میشود قابلیت استفاده ندارد. در واقع سنگ آهن یک مواد اولیه خام می باشد که باید فرآوری هایی روی آن صورت گیرد. مهمترین محصولی که از سنگ آهن تولید می شود فولاد می باشد .قیمت انواع محصولات فولادی همچون قیمت میلگرد یا قیمت تیرآهن با قیمت مواد اولیه یعنی سنگ آهن رابطه مستقیمی دارند.عمده ترین کاربرد و موارد مصرف فولاد که از سنگ آهن ساخته می شود در ساخت ماشین آلات و تجهیزات ساختمان سازی، راه آهن و تجهیزات مختلف صنعتی می باشد. همچنین کاربردهای متفرقه ای برای سنگ آهن گفته شده که عبارتند از:
سولفات آهن :به عنوان قارچ کش
اگزالات آهن: در توسعه عکاسی
لیمونیت ،گوتیک و هماتیت به عنوان رنگدانه و ساینده
مگنتیت: در تولید الکترود های صنعتی و همچنین برای شستشوی زغال سنگ استفاده میشود.
کلرید و نیترات آهن :به عنوان ماده خشک کننده و برای تولید انواع جوهر
کلرید و نیترات آهن به عنوان کاتالیزور بسیاری از واکنش های شیمیایی
هماتیت میکاسی به عنوان یک رنگ محافظ روی بناهای فولادی قابل استفاده است.
آهن پودر شده:استفاده در انواع خاصی از فولادها ،مگنتها ،قطعات اتومبیل و کاتالیست ها آهن رادیواکتیو:ستفاده در داروسازی به عنوان عنصر ردیاب در تحقیقات بیوشیمی و فلزکاری
مراحل و روش های فرآوری سنگ آهن
برای استفاده از آهن موجود در سنگ آهن ابتدا باید آن را طی فرآیند فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی خالص سازی کرد. سنگ آهن استخراج شده از معادن خالص نیست و ترکیبات مضری دارد به همین دلیل باید فرآوری شود .یکی از مهمترین علل فراوری سنگ آهن عیار پایین، آهن در این سنگ ها می باشد. خالص سازی سنگ آهن استفاده از آن را در فضا ها و مکان های مختلف آسان می کند. سنگ آهن پس از فرآوری به اشکال مختلفی از جمله دانه بندی شده ،گندله و کنسانتره تبدیل می‌گردد و مصرف کنندگان با توجه به نیاز خود هر کدام را تهیه می نمایند. برای خالص سازی سنگ آهن ابتدا باید مراحلی مانند خرد کردن، آسیاب کردن، سرند کردن و شست و شو با استفاده از جداکننده مغناطیسی با روش فلوتاسیون اجرا شود. کوره بلند هم یکی از روش های جداسازی مدرن آهن از سنگ آهن می باشد. فرآیند تولید و خالص کردن باید در این کوره به شیوه امروزی صورت گیرد. برای تولید یک تن آهن در یک کوره بلند، نیازمند ۷۵ تن سنگ آهن، ۷۵۰ کیلو زغال سنگ و ۲۵۰ کیلو سنگ آهک بوده و همچنین دمای کوره باید تا ۱۶۰۰ درجه سانتیگراد بالا رود. روشهای متفاوتی برای جداسازی آهن از سنگ آهن وجود دارد اما کوره بلند اصلی ترین روش آن است .کوربلند کوره عمودی است که در کارخانه های ذوب فلز برای استخراج فلز به ویژه آهن از سنگ های معدنی کاربرد دارد. با استخراج سنگ آهن خام از پوسته زمین و تفکیک ناخالصی ها پودر تیره رنگ نقره ای قهوه ای آهن به دست می آید.
1_غربالگری
مرحله غربالگری پیش از خرد کردن برای جدا کردن ذرات ریز Css انجام میشود. یک صفحه استاتیک برای جدا کردن ذرات ریز و برای خرد کردن استفاده می شود .این مرحله باعث افزایش کارایی سنگ شکن میشود. سنگ آهن پس از فرآوری به اشکال مختلفی تبدیل می شود از جمله دانه بندی شده، گندله و کنسانتره
2_تولید سنگ آهن دانه بندی
برای تولید سنگ آهن دانه بندی از روش خشک و بدون آب استفاده می شود .از سنگ آهن دانه بندی به دلیل عیار پایینی که دارد در کوره بلند استفاده میشود و در سیستم احیا قابل استفاده نیست.
3_تولید کنسانتره
تولید کنسانتره به آب نیاز دارد .کنسانتره عیار مناسبی از آهن دارد که باعث شده متناسب با نیاز در مصارف مختلف استفاده شود. مراحل فرآوری سنگ آهن برای تولید کنسانتره عبارتند از :خرد کردن، آسیاب کردن، پر عیار سازی، آبگیری .اهمیت فرآوری سنگ آهن برای تولید فولاد میباشد .زیرا هزینه های تولید فولاد را کاهش می دهد. کاهش هزینه تسویه، کاهش آلودگی و کاهش هزینه ذوب و انرژی از دیگر مزایای فرآوری سنگ آهن می باشد.
پیشنهاد مطالعه : قالب بندی دیوار برشی
اشکال مختلف سنگ آهن و شیوه ارائه آن به بازار
اشکال مختلف سنگ آهن و شیوه ارائه آن به بازار شامل موارد زیر است:
سنگ آهن دانه بندی: استفاده از این نوع سنگ آهن به دلیل اینکه خاصیت احیا پذیری پایینی دارد کاهش یافته است.
سنگ آهن کلوخه: رایج ترین شیوه استفاده از سنگ آهن که سالانه صدها میلیون تن از آن تولید می شود و در صنایع تولید آهن و فولاد استفاده می شود سنگ آهن کلوخه می باشد.
گندله سنگ آهن: از نرمه سنگ آهن وسایر مواد افزودنی است که ابتدا خام می باشد. سپس پخته و سخت میشود. و برای احیا به روش سنتی تولید آهن در کوره بلند یا برای احیای مستقیم به کار می‌رود. حدود ۸۰ درصد گندله تولید شده در کوره بلند و ۲۰ درصد در احیای مستقیم کاربرد دارد .
در مجموع با توجه به فرآوری سنگ آهن و شیوه عرضه آنها میتوان گفت که سنگ آهن فرآوری شده در قالب دانه بندی کلوخه ،کنسانتره و گندله تقسیم می شود.
انواع سنگ آهن از لحاظ نوع کانی
سنگ آهن انواع مختلفی دارد و در مجموع قیمت آنها مناسب و به صرفه است. با توجه به اینکه حداقل آهن موجود در سنگ آهن ۲۰ درصد است هر چه مقدار آهن در آن افزایش پیدا کند و ارزش بالاتری دارد .انواع سنگ آهن از دو لحاظ قابل طبقه بندی هستند. یکی از لحاظ شکل ظاهری و یکی از لحاظ نوع کانی یعنی درصد آهنی که در آن وجود دارد.
در حال حاضر با ارزش ترین سنگ آهن های موجود که میزان آهن آنها حدود ۷۰ درصد است سنگ آهن مگنتیت و سنگ آهن هماتیت میباشند.
مقاله از آهن جم _ahanjam.com
