سنگ آهن چیست؟
در اطراف ما وسایل و اجسام بسیاری وجود دارند که برای ساخت آنها از آهن استفاده شده است .قطعات آهنی در ساخت ساختمان ها،وسایل خانه ها ،تجهیزات و دستگاه های کارخانه ها و بسیاری موارد کاربرد دارند.پایه و اساس تولید محصولات آهنی سنگ آهن میباشد.
فلز آهن از سنگ آهن استخراج میشود و سپس با سایر فلزات یا عناصر آلیاژی ترکیب شده تا خواص آن بهبود یابد.سپس برای تولید بسیاری از قطعات فلزی استفاده میشود.اگر سنگ آهن و معدن سنگ آهن در کشوری نباشد در تولید محصولات فلزی خود چالش خواهد داشت.سنگ آهن یکی از سنگ های معدنی است که ۵ درصد از پوسته زمین را تشکیل داده است.
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.
استفاده از آهن به دلیل مقاومت بالا، سهولت در فرآوری، فراوانی معادن استخراج آن و غیره 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.
دسترسی سریع به محتوای مقاله
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.
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.
یکی از انواع سنگ آهن می باشد که رنگ سیاهی دارد و مهمترین ویژگی آن خاصیت الکترومغناطیسی است .مگنتیت از واژه انگلیسی magnetite به معنای آهن ربا گرفته شده است. و برای اولین بار در سوئیس کشف شد. مگنتیت نسبت به هماتیت آهن بیشتری در ترکیب خود دارد.
از سنگ آهن مگنتیت به منظور تولید آهن ربا استفاده می شود و به خاطر ویژگی های متعددی در موارد زیادی کاربرد دارد. هزینه اکتشاف و فرآوری این نوع سنگ آهن مناسب تر است .سنگ آهن مگنتیت در آلمان ،سوئد ،فرانسه ،فنلاند، رومانی، اتریش ،ایتالیا، برزیل، سوئیس ،استرالیا، آمریکا، هند و مصر یافت میشود.
هماتیت به انگلیسی به معنی خون قرمز می باشد و نام این سنگ هم به دلیل رنگ مایل به قرمز آن میباشد. میزان آهن در این سنگ بسیار بالاست اما در مقایسه با مگنتیت کمتر است. سنگ آهن هماتیت به وسیله آب و اسید کلریک تمیز می شود و از آن میتوان به عنوان رنگدانه استفاده کرد. شکل ظاهری این سنگ فلس دار و دانه دانه است. و رنگ آن قرمز قهوه ای و به صورت صدفی و فلزی است.
از ویژگی‌های مهم این سنگ ضد زنگ بودن آن است .هماتیت بیشتر در آلمان ،اتریش، ایتالیا، سوئد، انگلستان، کانادا، استرالیا ،برزیل، روسیه و جزیره هرمز ایران یافت میشود. لیمونیت
نام این سنگ از واژه یونانی limus به معنی گل و لجن گرفته شده است .فرمول شیمیایی آن feOOH,nh2o بوده و مخلوطی از اکسیدهای آهن و هیدروکسید ها است.
نام این سنگ برگرفته از نام شاعر آلمانی گوته می باشد و این سنگ از هوازدگی سنگ آهن اولیه مانند هماتیت یا مگنتیت ایجاد می شود .
نام این سنگ نیز از کلمه یونانی SIDEROS یعنی آهن گرفته شده و جزء سنگ معدن های خوب میباشد که فرمول شیمیایی FECO3 دارد.
نام این سنگ هم از لغت یونانی پیر به معنی آتش گرفته شده است.بر اثر برخورد این سنگ با سنگ های دیگر جرقه تولید می شود. این سنگ آهن از رایج‌ترین سولفید آهن می باشد.
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:
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 .
کوره بلند 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.
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
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.
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 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.
هماتیت و مگنتیت هر کدام از انواع سنگ آهن می باشند و یک نوع کانی محسوب می شوند. هر کدام از این کانی ها ویژگی های خاصی دارند و می توان از آنها با توجه به نیاز در موارد خاص استفاده کرد .مگنتیت فرایند فرآوری آسان تری نسبت به هماتیت دارد. به همین دلیل در بازار داخلی بیشتر تمایل به سمت مگنتیت می باشد. فرآوری سنگ آهن هماتیت هزینه بیشتری به کارخانه های ذوب آهن تحمیل می‌کند.
همچنین ذخایر مگنتیت در ایران بیشتر است به همین دلیل تمایل برای سرمایه گذاری در فرآوری سنگ مگنتیت بیشتر است. هزینه بالا و کارکرد پایین در خالص سازی به دلیل باطله زیاد و عیارکم در معادن هماتیک دار، دلیل کم توجهی به هماتیت نسبت به مگنتیت میباشد .
امروزه به دلیل افزایش کارخانه های کنسانتره فولاد و نیاز آنها به سنگ آهن توجه به ذخایر هماتیت هم مهم است. از سنگ آهن سیدریت در کشورهایی که کمبود منابع سنگ آهن دارند در شرایط خاصی برای استخراج آهن استفاده میشود.
مقاله از آهن جم _ahanjam.com
نظرات
سوال یا نظر شما
شما میتوانید نظر یا سوال خود را برای کامنت کنید.
شما می توانید در سایت آهن جم انواع آهن آلات ساختمانی از جمله میلگرد،تیرآهن،نبشی،ناودانی،سپری،قوطی و پروفیل ،خاموت ، انواع ورق،انواع لوله،انواع مقاطع استنلس استیل و آلومینیوم را به صورت عمده و خرد با بهترین کیفیت و قیمت تهیه کنید.همچنین همه روزه میتوانید با مراجعه به سایت آهن جم از تحولات و اخبار بازار آهن و فولاد و قیمت روز آهن آلات اطلاع پیدا کنید.آهن جم همواره در تلاش است بهترین خدمات را ارائه و رضایت مشتریان را کسب نماید.
تمامی حقوق این وب سایت محفوظ و متعلق به آهن جم می باشد.
طراحی و توسعه توسط مجموعه بیگرسافت