سنگ معدنی آهن

این مورد را ارزیابی کنید
(1 رای)

تهیه کننده : عسکرزاده

 

سنگ معدنی آهن

 

 سنگ آهن نوعی سنگ حاوی رگه‌های آهن است که با جدا  کردن سنگ از آهن و ذوب کردن آن آهن بوجود می‌آید. Fe نماد شیمیایی آهن می باشد.

اين پايگاه اينترنتي در زمينه تجارت مواد معدني مخصوصا خريد و فروش سنگ آهن فعاليت داشته و هدف از ايجاد آن تسهيل در انتقال سفارشات و ارتباطات در بين همكاران عزيز مي باشد.  

 سنگ‌آهن يكي از فراوان‌ترين عناصر فلزي موجود در زمين است. اكسيد آن حدود 5 درصد از پوسته زمين را شامل مي‌شود. كاني‌هاي معدني رايج سنگ‌آهن عبارتند از هماتيت (Fe2O3) كه 70 درصد آهن داشته و مگنتيت ( Fe3O4 ) كه 72 درصد آهن دارد. ميانگين عيار آن در يك كاني آهن حدود 60 تا 65 درصد است، اما در رابطه با اين ماده اوليه مي‌توان به نكات زير اشاره كرد:

ـ بزرگ‌ترين معادن سنگ‌آهندر جهان در كشورهاي برزيل، استراليا، چين، هند، آمريكا و ايالات متحده قرار دارند. 

ـ ميزان موجود سنگ‌آهندر كل معادن جهان بالغ بر 800 ميليارد تن تخمين زده مي‌شود كه حاوي 230 ميليارد تن آهن است. 

ـ ميزان كنوني ذخاير سنگ‌آهن در جهان كه آماده بهره‌برداري هستند بالغ بر 160 ميليارد تن است. 

ـ سنگ‌آهن بر حسب ميزان عيار آهن و مقدار مواد تشكيل‌دهنده مطلوب يا زائد آن صرف‌نظر از آهن، در كيفيت‌هاي مختلف در بازار به فروش مي‌رسد. 

ـ از لحاظ خواص مكانيكي، كيفيت‌هاي مختلف سنگ‌آهن به خاكه يا ريز دانه (اندازه ذرات با قطر كمتر از 75/4 ميليمتر)، درشت دانه ( Lumb ) يا اندازه ذراتي با قطر بيشتر از 76/4 ميليمتر و گندله تقسيم‌بندي مي‌شوند. گندله‌ها از طريق فرآيند آگلومراسيون كاني‌هاي ريزدانه و كاني آهن تغليظ شده، توليد مي‌شوند و اندازه ذرات آنها 55/9 ميليمتر تا 16 ميليمتر است. 

ـ از سال 2003 به بعد ميزان تقاضاي جهاني براي سنگ‌آهن با نرخ سالانه بيش از 12 درصد افزايش يافت كه از دلايل عمده آن افزايش در ميزان مصرف سنگ‌آهن چين است، در حالي‌كه نرخ افزايش تقاضا در ديگر كشورها روند آهسته‌تري را داشت. 

در انتهاي سال 2010 هر تن سنگ‌آهن با قيمت 5/168 دلار در هر تن در بازارهاي جهاني به فروش رسيده و اين ميزان در ماه ژانويه سال 2011 با افزايش قابل ‌توجهي به 6/179 دلار در هر تن افزايش يافته است. در ماه فوريه هر تن سنگ‌آهن به قيمت 2/187 دلار در هر تن به فروش رسيد كه بالاترين ميزان قيمت اين محصول در چند ماه اخير است. در ادامه قيمت اين محصول نوساناتي داشته و در نهايت قيمت آن در ماه ژوئن به 9/170 دلار در هر تن رسيد.

مگنتیت

مگنتیت (Magnetite) با فرمول شیمیایی Fe3O4 از مجموعه کانی هاست و از واژه یونانی magnec بمعنای آهن ربا گرفته شده‌است. به سختی در HCl حل می‌شود. FeO: ۳۱٫۰۳٪ ، Fe2O ۳:۶۸٫۹۷٪ و ادخال‌های Ti , Mg , Mn V , Cr , Al برای اولین بار در سوئیس کشف شد و از نظر شکل بلور: اکتائدر، رنگ: سیاه، شفافیت: کدر(اپاک)، شکستگی: صدفی، جلا: فلزی - مات - چرب، رخ: ناقص- مطابق با سطح، سیستم تبلور: کوبیک (مکعبی) و در رده‌بندی اکسید است همچنین خاصیت مغناطیسی بسیار قوی و منشأ تشکیل آن ماگمایی - دگرگونی - دگرگونی مجاورتی - هیدروترمال - است.

خواص فیزیکی: جدایش هشت وجهی در بعضی نمونه ها . 6= H و 5.18= G . رنگ سیاه آهنی، رنگ خاکه سیاه، به شدت مغناطیسی است و می تواند به عنوان یا آهنربای طبیعی عمل کند که در این صورت به ان سنگ اهنربا می گویند.

سیماهای تشخیصی: عمدتا با خاصیت مغناطیسی شدید ، رنگ سیاه و سختی خود شناخته می شود. از فرانکلینیت مغناطیسی، به کمک رنگ خاکه تمیز داده می شود .

رخداد: مگنتیتیک کانی رایج است که به صورت افشان فرعی در بیشتر سنگهای آذرین وجود دارد. در برخی از انواع سنگها از راه فرآیند جدایش ماگمایی به عنوان یکی از سازاهای اصلی سنگ ، تشکیل شده و بنابراین توده های معدنی بزرگی را می سازد. این توده ها به شدت از تیتانیم غنی هستند . معمولا با سنگهای دگرگونی بلورین همراه بوده و لایه ها و عدسی های بزرگی می سازد . مگنتیتیک سازای رایج در سازند های اهن نواری رسوبی و دگرگونی پرکامبرین است و در این موارد احنمالا منشا رسوبی شیمیایی دارد. کاربرد: کانسنگ مهم آهن.

نام: احتمالا از منطقه مگنزیا مقدونیه گرفته شده است. براساس افسانه از پلینی از نام چوپانی به نام مگنس گرفته شده است. این چوپان با این مشاهده که میخ های کفش و حلقه فلزی ته عصای او به سمت زمین جذب می شد، برای نخستین بار این کانی را مونت آیدا کشف کرد.

گونه های مشابه: منزیوفریت، با ساختار اسپینلی معکوس، یک کانی کمیاب است که عمدتا در دودخانها یافت می شود. جاکوبسیت یک اسپینل معکوس و کانی کمیاب است که در لانگبان سوئد یافت می شود. اولواسپینل، FeTiO4 نیز با یک ساختار اسپینلی معکوس، گاهی اوقات به صورت قطره ها و تیغه های برون رستی در مگنتیت دیده می شود. 

هماتیت

هماتیت(به انگلیسی: Hematite ) با فرمول شیمیایی Fe2O3 از مجموعه کانی هاست و محلول در اسید کلریدریک تغلیظ شده - با آب و اسید کلریدریک تمیز می‌شود. Fe: ۶۹٫۹۴٪ O: ۳۰٫۰۶٪ با انکلوزیون‌های Mn,Al,Ti برای اولین بار در سوئیس کشف شد و از نظر شکل بلور: فلسی - دانه‌ای - توده‌ای - نودولار - شعاعی -، رنگ: قهوه ای-قرمز- خاکستری سیاه - سیاه، شفافیت: نیمه شفاف - کدر(اپاک)، شکستگی: صدفی، جلا: فلزی - مات، رخ: ندارد، سیستم تبلور: رمبوئدریک و در رده‌بندی اکسید است و منشأ تشکیل آن ماگمائی - هیدروترمال - است.

همایند کانی‌شناسی (پارانژ) آن گوتیت - لیمونیت - پیروفانیت -ایلمنیت -مگنتیت - کرومیت- سیدریت- لیمونیت- مگنتیت- پیریت- کوارتز و غیرهدگرگونی - رسوبیاالیت - پسودومرفبرش سنگ آن به صورت سنگ ظریف در زینت آلات مصرف می‌شود. است کاربرد آن: از کانسارهای مهم آهن است. پودرآن دررنگ سازی و ضدزنگ مصرف دارد و، از نظر ژیزمان شکننده و فلسی - پهن و کوتاه - رومبوئدری - ماکل فراوان است و بیشتر در آلمان، اطریش، ایتالیا، سوئد، انگلستان، کانادا، استرالیا، لیبریا، برزیل و روسیه یافت می‌شود.

هماتيت يا « سنگ استرس » نوعي كريستال است كه براي تقويت منطق ، توانائيهاي رياضي ، تفكر منطقي و دانش عميق بكار مي رود. اين سنگ همچنين خلاقيت فرد را افزايش مي دهد و باعث افزايش تمركز مي شود. هماتيت هرگونه امواج منفي را به سوي صاحب آن باز مي گرداند و مانع از استرس و فشار روحي شما مي شود. اين كريستال مثل تكه اي آهنربا ، درد پا يا درد كمر را جذب مي كند و براي رفع دردهاي عضلاني يا مفاصل نيز مفيد است. هماتيت براي رفع بيخوابي نيز مورد استفاده قرار مي گيرد.

هماتیت فلز خاکستری اکسید آهن معدنی میباشد. مصریان باستان از آن برای متوقف کردن خونریزی و افزایش دادن شکل گیری سلولهای خون استفاده میکردند. در قرون وسطی آن بعنوان(سنگ خون ) شناخته میشد، به این علت که آبی که برای جلا دادن آن استفاده میشد در طول فرایند قرمز میشد مثل اینکه سنگ خونی باشد. آمریکایی های بومی معتقد به آداب و رسوم، اظهار داشتند که نقاشی بدن با استفاده از این سنگ فرد رادر جنگ ها شکست ناپذیر میکند. طلسم هماتیت در آرامگاه فرعون جهت حفظ زندگی پس از مرگ یافته شده است. <!– هماتیت برای متوقف کردن خون و تثبیت گردش خون و همچنین مقابله با جمع شدن و انسداد جریان خون در سیاهرگ مورد استفاده قرار میگیرد. هماتیت جذب آهن در روده کوچک را تحریک کرده که این باعث بهبودی ذخیره اکسیژن در بدن میگردد. هیچگاه هماتیت را نزدیک قسمتهای ملتهب بدن نبندید چرا که باعث متورم شدن آن میشود.

  ترکیبات سنگ آهن

آهن عنصري است با عدد اتمي 26 و وزن اتمي 55.85 نقطه ذوب آن 1535 و نقطه جوش آن 3000 درجه سانتي گراد است. از نظر فراواني ، آهن چهارمين عنصر تشکيل دهنده پوسته جامد زمين بوده و 4.2 درصد پوسته از اين عنصر تشکيل شده است.

معروفترين کاني هاي سنگ آهن، ترکيبات اکسيدي بويژه مگنتيت  (Fe3o4) و هماتيت (Fe2o3) مي باشند که در رنگ خاکستري تا زرد و قرمز متغير مي باشد. کاني هاي عمومي ديگر مانند گوتيت و ليمونيت و کربناته مانند Feco3 مي باشند. مهمترين ذخاير سنگ آهن جهان تحت عنوان (Banded Iron Formation) شناخته شده اند. ذخاير ماگمايي نيز همچنين مي توانند منبعي براي ذخاير بزرگ مگنتيتي باشند.

    

 شکل1- نمونه اي از سنگ آهن هماتيتي و مگنتيتي

 سنگ‌هاي آهن از نقطه ‌نظر ساختار و ترکيب شيميايي متفاوت و متنوع هستند. نظر به اينکه کوره‌هاي توليد آهن و فولاد، حداکثر بازده را با ترکيب ثابت مواد اوليه مي‌توانند داشته باشند لذا ضروري است که انواع مختلف سنگ‌هاي آهن تامين شده و نيز مواد جنبي به‌گونه‌اي وارد کوره شوند که خوراک از خواص فيزيکي ـ شيميايي و مکانيکي ثابت برخوردار باشد.

توليد و دانه بندي سنگ آهن يکي از فرآيند‌هاي آماده‌سازي است که طي آن ذرات نرمه کاني آهن با عيار بالا تبديل مي‌شوند. به‌طور کلي هدف از دانه بندي سنگ آهن در صنعت آهن و فولاد در کوره هاي بلند عبارتند از:

ـ استفاده بهينه از سنگ آهن با عيار بالا براي مصرف در کوره‌هاي بلند احيا

ـ تهيه خوراکي مناسب براي ‏کوره‌هاي بلند احيا با خواص فيزيکي، شيميايي، مکانيکي و متالورژيکي مطلوب.

ـ کاهش سرباره‌سازي، افزايش راندمان توليد.

ـ کاهش هزينه‌هاي تصفيه در مراحل بعدي توليد آهن و فولاد (ذوب و تصفيه).

سنگ آهن به دليل گسترش فراوان بايد داراي درصد نسبتا بالايي از فلز باشد تا به عنوان منبع آهن در نظر گرفته شود. به عنوان مثال امروزه ذخايري با عيارکمتر از 25% به عنوان منبع آهن در نظر گرفته نمي شود مگر اينکه گسترش ذخيره در حجم  وسيعي بوده و يا از فرآوري ارزان قيمتي برخوردار باشد. بنابراين ارزش سنگ آهن به چهار عامل زير وابسته است :

1- عيار

2- سهولت فرآوري

3- هزينه استخراج

4- حمل سنگ به بازار

 سنگ آهني که در مجتمع هاي فولاد سازي و ذوب آهن براي توليد آهن خام و فولاد به کار برده مي شود بايد داراي مشخصات معيني از نظر درصد آهن و ساير عناصر موجود در آن باشد تا بتوان آن را در کوره هاي ذوب مصرف نمود. از اينرو در اکثر موارد براي دستيابي به مشخصات سنگ آهن مورد نياز صنايع فولاد سازي بايد سنگ آهن استخراج شده از معادن را فرآوري نمود. هدف از فرآوري سنگ آهن، افزايش عيار آهن و کاهش عيار عناصر مضر و مزاحم در آن است. علاوه بر عناصر مضر تعدادي از عناصر نيز وجود دارند که اگر مقدار آنها از حد معيني فراتر نرود سبب بهبود کيفيت فولاد و يا بهبود وضعيت توليد آن مي شوند. مهمترين مواد مفيد و مضر موجود در سنگ آهن عبارتند از :

اکسید تیتانیوم (TIO2)

 تيتانيوم سبب بهبود خواص فولاد مي گردد. البته وجود تيتانيوم در سنگ آهن حالت چسبندگي سرباره را بالا برده و سبب غليظ شدن سرباره مي گردد. به همين دليل درجه قليايي پايين تري در سرباره در نظر گرفته مي شود که اين امر سبب تغيير رژيم کار سرباره در کوره بلند مي شود. مقدار زياد تيتان سبب کاهش خاصيت احياپذيري و در نتيجه کاهش متاليزاسيون مورد نظر مي شود. به علت اينکه اکسيد تيتانيوم مي تواند در جدار قسمت پايين کوره بلند يک طبقه محافظ تشکيل دهد، مقدار معين تقريباً بين 2/0-1/0 درصد اکسيد تيتانيوم در سنگ آهن مفيد است.

اکسید منگنز (MNO2)   

منگنز در بيشتر سنگ آهن ها وجود دارد که حدود 80 درصد آن وارد چدن گرديده و بقيه به صورت اکسيد وارد سرباره مي شود. منگنز استحکام، سختي و مقاومت در برابر سائيدگي فولاد را افزايش مي دهد. وجود منگنز باعث سهولت در امر گوگرد زدايي در چدن و کم کردن تأثير منفي گوگرد جهت توليد فولاد مي شود. در نتيجه بررسيهاي اخير آشکار شده است که مقدار منگنز اثر تعيين کننده اي بر فسفر زدايي در کنورتر دارد. در صورتي که مقدار منگنز چدن مذاب 2/0 و مقدار فسفر آن 1/0 درصد باشد مي توان انتظار داشت که مقدار فسفر فولاد به کمتر از 005/0 درصد کاهش يابد.

اکسیدهای اسیدی سرباره ساز (SIO2 , AL2O3)

مقدار اکسيدهاي اسيدي Al2O3 و SiO2 بايد در سنگ آهن کم باشد. در صورت بالا بودن اين اکسيدهاي اسيدي، به مقدار زيادي سنگ آهک يا دولوميت براي خنثي کردن آن احتياج است که اين امر سبب افزايش سرباره، مصرف سوخت و هزينه بهره برداري شده و ظرفيت توليد کوره کاهش مي يابد. از طرف ديگر سنگ آهک و دولوميت مورد استفاده درگندله سازي بايد خيلي نرم باشند که اين هم باعث افزايش هزينه توليد مي شود. بر پايه محاسبات پژوهشگران در سال 1981 ، افزايش هر يک درصد سيليس در بار ورودي کوره بلند، با توجه به لزوم تامين حداقل سرباره با ترکيب شيميايي متعادل مورد نياز، هزينه توليد چدن خام در تن تقريباً 55/1 دلار افزايش مي دهد. اگر هزينه فرآوري براي حذف يک تن سيليس از کانه آهن 9/2 دلار باشد، هزينه حذف يک تن سيليس اضافي در کوره بلند در حدود 95 دلار است. در طي تحقيقات انجام شده مشاهده شده است که وجود سيليس بيش از حد معين در حين احياء با وستيت ترکيباتي مانند فاياليت را مي دهد که موجب تنزل اکتيويته وستيت مي شود و در نتيجه تاثير منفي بر روي قابليت احياء مي گذارد.

از اين رو به ندرت اتفاق مي افتد که سنگ آهن استخراج شده از معدن بلافاصله پس از طي مراحل خردايش و طبقه بندي در محل به سمت کوره هاي ذوب آهن جهت تهيه فولاد ارسال شود. چرا که در اغلب سنگ هاي آهن درگير کاني هاي آهن و باطله شديد بوده و جهت تامين شرايط بار ورودي صنايع فولاد علاوه بر آزاد سازي نياز به جدا سازي عناصر همراه از کاني هاي آهن دار نيز وجود دارد. سنگ آهن دانه بندي شده مهمترين مواد اوليه مورد نياز واحدهاي توليد چدن به روش کوره بلند مي باشد. در فرآيند کوره بلند براي اقتصادي بودن روش توليد سعي مي‏شود که عيار آهن سنگ آهن که براي توليد چدن بکار مي‏رود بيش از 60 درصد باشد.

 

کلیاتی در خصوص آهن

 سنگ آهن عنصری فلزی است و 5 درصد از پوسته زمین را در بر گرفته است. با استخراج سنگ آهن خام از زمین و جداسازی ناخالصی ها، پودر تیره رنگ نقره ای - قهوه ای آهن به دست می آید. این عنصر به راحتی اکسیده می شود و به تنهایی خیلی محکم نیست و برای افزایش استحکام آن جهت استفاده در بخش هایی چون ساختمان سازی، آلیاژ آن با استفاده از عناصر بسیاری تهیه می شود. این عناصر متفاوتند و متداول ترین آن ها نیکل و کروم است.

سنگ آهن عنصری فلزی است و 5 درصد از پوسته زمین را در بر گرفته است. با استخراج سنگ آهن خام از زمین و جداسازی ناخالصی ها، پودر تیره رنگ نقره ای - قهوه ای آهن به دست می آید. این عنصر به راحتی اکسیده می شود و به تنهایی خیلی محکم نیست و برای افزایش استحکام آن جهت استفاده در بخش هایی چون ساختمان سازی، آلیاژ آن با استفاده از عناصر بسیاری تهیه می شود. این عناصر متفاوتند و متداول ترین آن ها نیکل و کروم است

  موارد مصرف : سنگ آهن ماده اولیه تولید فولاد است و 98 درصد سنگ آهن استخراج شده در سطح جهان برای تولید فولاد به کار می رود. صنایع خودرو سازی و ساخت و ساز، بخش های اصلی مصرف کننده فولاد هستند و در نتیجه میزان تقاضای فولاد این بخش ها بر تقاضا و قیمت سنگ آهن تاثیر گذار است .

فرایند تولید:  برای تولید یک تن آهن در یک کوره بلند نیاز به 75/1 تن سنگ آهن، 750 کیلو زغال سنگ و 250 کیلو سنگ آهک می باشد که 5/4 متریک تن هوا نیز مصرف می کند. دمای هوا در مرکز کوره به 1600 درجه سانتیگراد می رسد. در فرایند تولید روش های مختلفی وجود دارد از جمله کوره بلند .

جایگزین: سنگ آهن جایگزین مستقیمی ندارد ولی مصرف کننده اصلی آن یعنی فولاد جایگزین هایی دارد. از جمله رقابت بالایی با فلزات دیگری چون آلومینیوم دارد که مصرف آن در صنایعی چون خودرو سازی رو به افزایش است. همچنین در تولید کانتینر، پلاستیک و شیشه جایگزین هایی برای فولاد هستند. از دید دیگر، فلزاتی چون آلومینیوم برای تولید نیازمند درصد زیادی مصرف برق هستند در نتیجه مصرف فولاد رایج تر است. حجم محدودی از آهن قراضه مجددا باز یافت می شود ولی بازیافت فولاد از هر فلز دیگری بیشتر است. گرچه از بازیافت قراضه، فولاد نیز تولید می شود ولی حجم کلی آن در حال حاضر کافی نیست .

تولید: در سال 2009 تولید سنگ آهن جهان معادل یک میلیارد و 691 میلیون و 150 هزار تن بوده که 2/3 درصد نسبت به سال 2008 افت داشته است. این کاهش در امریکا و اروپا رخ داده که تولید سنگ آهن امریکا 2/28 درصد و اروپا 4/11 درصد افت داشته است .

تولید کننده اصلی: تولید کننده اصلی سنگ آهن استرالیاست و پس از آن چین و برزیل قرار دارند. دیگر تولید کنندگان بزرگ روسیه و امریکا هستند. سال 2009 کل تولید سنگ آهن استرالیا 393 میلیون و 900 هزار تن بوده و پس از آن چین با 340 میلیون و 900 هزار تن در رتبه بعدی قرارداشته است. در هر حال تفاوت موجود میان استرالیا و چین در این است که تولید استرالیا صادر می شود در حالی که چین کل تولید خود را مصرف می کند. چرا که بزرگترین تولید کننده فولاد جهان است و یکی از بازار های اصلی مصرف سنگ آهن را داراست .

واردات و صادرات: چین بزرگترین تولید کننده فولاد دنیاست و 44 درصد تولید جهان را در دست دارد و برای تامین نیاز سنگ آهن خود هم تولید دارد و هم واردات. میزان اهمیت تقاضای سنگ آهن چین بر بازار این ماده اولیه از آنجایی نمایان است که چین علاوه بر این که دومین تولید کننده سنگ آهن دنیاست، اولین وارد کننده این ماده اولیه مهم نیز به شمار می رود. در سال 2010 کل واردات چین 619 میلیون تن بوده که 5/1 درصد نسبت به سال 2009 افت داشته است. البته باید در نظر داشت که سال 2009 میزان واردات سنگ آهن رشدی 5/41 درصدی داشته است. چین با نیاز 800 میلیون تنی، بزرگترین مصرف کننده سنگ آهن دنیا می باشد. حجم بالایی از نیاز چین را استرالیا و برزیل تامین می کنند و هند تنها 25 درصد واردات به چین را از آن خود کرده است .

مصرف:صنعت فولاد بزرگترین مصرف کننده سنگ آهن است چرا که 98 درصد تولید سنگ آهن جهان را استفاده می کند. در نتیجه میزان تولید فولاد نیاز به سنگ آهن را نمایان می سازد. همچنین در بخش هزینه تولید فولاد، سنگ آهن و زغال سنگ 75 درصد هزینه ها را در بر دارند. آسیا همچنان تولید کننده اصلی فولاد است و در آسیا کشور های چین و هند برترین های تولید فولاد هستند. چرا که حجم فعالیت های زیر ساختی در این دو کشور بالاست و نیاز فولاد آن ها بیشتر. گرچه کشور هایی چون هند رشد اقتصادی بالایی داشته اند ولی برای آن که این روند صعودی در درازمدت ماندگار باشد باید مسیر رشد اقتصادی خود را تغییر دهند و تقاضای بخش هایی چون خودرو سازی را قوی تر سازند .

سال 2010 : در سال 2010 تولید فولاد جهان یک میلیارد و 414 میلیون تن بوده که رشدی 15 درصدی داشته و رکوردی جدید در حجم تولید است. تولید امریکا و اروپا رشد بالایی داشته چرا که از رکود 2009 تا حدی رهایی یافتند. نرخ بهره وری نیز با 1/1 درصد رشد به 8/73 درصد رسید. تولید فولاد چین 3/9 درصد بالا رفت ولی سهم این کشور در کل تولید دنیا را از 7/46 درصد به 3/44 درصد کاهش داد. هند همچنان پنجمین تولید کننده بزرگ فولاد دنیا باقی ماند و 8/66 میلیون تن تولید داشت .

قیمت گذاری:  معمولا در گذشته قیمت سنگ آهن در نتیجه مذاکرت میان شرکت های معدنی بزرگ و فولاسازان تعیین می شده و قیمت تعیین شده در این مذاکرات به نوعی شاخص قیمتی برای کل صنعت فولاد بود. ولی اخیرا این مکانیزم سالانه جای خود را به سیستم قیمت گذاری کوتاه مدت داده و سه شرکت معدنی بزرگ دنیا دیگر قرارداد سالانه منعقد نمی کنند. بسیاری از شرکت های معدنی استرالیا و برزیل به قراردادهای کوتاه مدت روی آورده اند. در هند قیمت ها بیشتر نقدی است و برخی عرضه کنندگان بزرگ به استفاده از شاخص قیمت های متال بولتین و یا پلاتس تمایل نشان داده اند. نوسانات قیمت: از ژانویه 2009 تاکنون قیمت سنگ آهن صعودی بوده و شاخص قیمت استیل ایندکس برای سنگ آهن خلوص 62 درصد از 70 دلار هر تن خشک سی اف آر چین به 190 دلار رسیده. کاهش عرضه در کنار افزایش تقاضا عوامل تاثیر گذار بر این روند صعودی بوده اند. از آنجایی که قیمت سنگ آهن بر پایه شاخص قیمت های بین المللی است در نتیجه به دلار امریکا تعیین می گردد از این رو تغییرات نرخ دلار امریکا نیز بر قیمت سنگ آهن تاثیر می گذارد. اگر نرخ روپیه هند نسبت به دلار امریکا بالا برود قیمت سنگ آهن به روپیه کاهش می یابد و بر عکس اگر ارزش روپیه کاهش یابد در آن صورت قیمت سنگ آهن به روپیه بالا تر می رود .

چشم انداز آینده:چین در ماه دسامبر 58 میلیون و 80 هزار تن سنگ آهن وارد نمود که بالاترین آمار در 9 ماه قبل آن بود. از طرفی صادرات سنگ آهن هند از ایالت کارناتاکا ممنوع شده، در ایالت اوریسا فعالیت 23 معدن غیر قانونی متوقف شد و افزایش کرایه حمل نیز بر هزینه ها افزود. در کل انتظار می رود قیمت سنگ آهن بالاتر برود چرا که در بخش های عرضه و تقاضا نشانه های مثبتی دیده شده است. در بخش عرضه، عوامل جوی و در بخش تقاضا نیز چین تاثیر گذار است. البته افزایش قیمت ریسک هایی نیز در پی دارد. اگر افزایش قیمت محصولات فولادی تقاضا را کاهش دهد، آن زمان بر قیمت سنگ آهن نیز تاثیرگذار خواهد بود.

 

فرآیند تولید کنسانتره از سنگ آهن

الف) معدن سنگ آهن

معدن سنگ آهن حاوي سنگها و كاني هايي مي‌باشد كه داراي تركيبات آهندار هستند. سنگ آهن طي فرايندهاي فيزيكي و شيميايي در كارخانجات فولادسازي، فراوري شده و آهن آن از ساير مواد و تركيبات ديگر جدا مي‌شود. عيار سنگ آهن موجود در معادن متفاوت و اغلب زير 50% است كه در محصول فولادي به بالاي 90% مي رسد.

سنگ آهن داراي هماتيت و يا مگنتيت (بالاي 60% آهن) بعنوان كانه طبيعي شناخته شده و مي توان از آنها مستقيماً‌در كوره ذوب فولاد استفاده نمود. 98% سنگ آهن استخراج شده در دنيا در توليد فولاد مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

شكل 2 - نمودار فراوري سنگ آهن و توليد فولاد

 

مروری بر روش های فرآوری سنگ آهن

فراوري سنگ آهن يكي از مهمترين فرايندهاي زنجيره توليد فولاد است. در فرايند آهن سازي به سبب محدوديت هايي در خصوص كيفيت و ميزان دانه بندي خوراك و تأثير پارامترهايي اعم از عيار سنگ آهن، ميزان عناصر مضر مانند گوگرد و فسفر، مي‌بايست به منظور تغليظ (فراوري) موراد فوق رعايت گردد تا كنسانتره به مشخصات مورد نظر دست يابد.

فراوري سنگ آهن براساس محصول توليدي به دو دسته تقسيم مي شود:

  • توليد سنگ آهن دانه بندي شده
  • توليد كنسانتره سنگ آهن


الف) توليد سنگ آهن دانه بندي

اين روش عموماً بصورت خشك و بدون آب انجام مي شود.

خوراك: سنگ آهن با عيار حدود 50%

محصول: سنگ آهن با عيار 68 – 60% در دو يا سه كلاس ابعادي

در كارخانه خوراك در دو يا سه مرحله خرد و توسط سرند به كلاس دانه بندي مختلف تقسيم مي شود. (شكل2)


سپس با استفاده از روشهاي جدايش فيزيكي (عمدتاً به روش مغناطيسي) سنگ آهن پرعيار از باطله كم عيار جدا مي شود. (اين محصول که سنگ آهن دانه بندی نامیده می شود، به علت پايين بودن عيار، قابل استفاده در سيستم احياء مستقيم نمي باشد لیکن قابل استفاده در کوره بلند می باشد.

شكل 3- فرايند كلي تهيه كنسانتره از سنگ آهن.

 

در كارخانجات مختلف، با توجه به خصوصيات سنگ آهن خوراك كارخانه، مراحلي از اين فرايند حذف و يا به آن اضافه مي گردد و يا تقدم و تأخر مراحل تغيير مي يابد.

 

  ب) واحد توليد كنسانتره سنگ آهن

در كانسارها عيار متوسط سنگ آهن پايين است و مقدار عناصر بيش از حد مورد قبول است. به همين دليل براي پرعيارسازي از روشهاي پيشرفته تر و مدار پيچيده تري اقدام به توليد كنسانتره مي شود. مدار فرآوري بطور كلي از واحدهاي خردايش - آسيا كني – پرعيارسازي و آبگيري تشكيل شده است. در كنار اين واحدها، واحدهاي حمل و نقل، تأمين آب، تأسيسات و ... بعنوان واحدهاي جانبي ذكر مي‌شود.

  • مرحله اول خردايش:

اولين مرحله در كارخانه با ورود ماده معدني به سنگ شكن (كلي يا ژيراتوري) آغاز مي شود. در اين بخش قطعات بين 20-25 الي 100 سانتي متر به ابعاد كوچكتر از 25-20 سانتيمتر خرد مي شوند.

البته در ورودي سنگ شكن سرند ثابت گريزلي نصب مي شود كه روزنه هاي آن برابر با ابعاد محصول خروجي از سنگ شكن هستند. به اين ترتيب ابعاد ريزتر وارد سنگ شكن نمي شوند تا مبادا خردتر شوند.

سپس مواد معدني خرد شده با نوار نقاله وارد مرحله بعدي سنگ شكن و سرند مي شوند. در اين بخش كه بسته به ابعاد و خصوصيات مواد معدني ممكن است از 2 مرحله سنگ شكني خشك تشكيل شده باشد، از سنگ شكن مخروطي استفاده مي شود و ابعاد مواد معدني تا اندازه 30 ميلي متر كاهش مي يابد.

لازم به ذكر است خردايش چند مرحله‌اي به منظور كنترل دانه بندي و جلوگيري از خردايش بيش از حد ماده معدني انجام مي‌شود.

  • مرحله دوم آسيا كني:

سپس اين مواد معدني با ابعاد كمتر از 30 ميلي متر، به منظور خردايش بيشتر وارد مرحله آسياكني مي شود كه بصورت تر انجام مي پذيرد. در اين مرحله، مواد توسط آسياي خودشكن يا نيمه خودشكن و يا آسياي غلتكي فشاري تا اندازه 1-5/0 ميلي متر آسيا مي شوند.

اين ماده با ابعاد 1-5/0 سپس به مرحله بعدي هدايت مي شود و در آنجا توسط آسياهاي گلوله اي مورد خردايش بيشتر قرار مي گيرد.

در اين قسمت ها كه خردايش در محيط تر انجام مي پذيرد، ابعاد خردايش توسط هيدروسيكلون ها كنترل مي گردد. و هدايت مواد كه در آب شناور هستند و تركيب دوغاب (اسلاري) را ايجاد كرده اند، توسط پمپ‌ها انجام مي شود.

  • مرحله سوم پرعيارسازي:

ذرات پس از عبور از مرحله آسيا كني به ابعاد بسيار ريز مورد نظر رسيده اند و لازم است به منظور جدا كردن مواد باارزش از تركيبات باطله داخل اسلاري، وارد مرحله بعدي شوند. اسلاري توسط پمپ به مرحله جدايش مغناطيسي هدايت مي شود. جداكننده هاي مغناطيسي تر، عموماً جداكننده هاي نوع درام هستند. اسلاري از روي اين درام ها كه داراي خاصيت مغناطيسي هستند عبور داده مي شود. كاني هاي آهن دار به درام مي چسبند. و در انتهاي درام توسط يك تيغه از روي درام جمع آوري مي شوند. ساير كاني هاي موجود در دوغاب نيز از ته ريز تجهيز خارج مي شوند.

اين جداكننده هاي مغناطيسي داراي انواع شدت پايين، شدت متوسط، شدت بالا و گراديان بالا هستند كه انتخاب آنها براساس خواص مواد معدني و تست فراوري كه قبلاً روي ماده معدني به انجام رسيده است، صورت مي پذيرد. و در صورتيكه عناصري مانند فسفر و گوگرد در كنسانتره وجود داشته باشد، از روش فلوتاسيون براي جدايش مواد مزاحم از كنسانتره استفاده مي شود.

  • فلوتاسيون:

در اين روش از اختلاف خواص شيمي فيزيكي سطح مواد براي جدايش آنها از يكديگر استفاده مي شود. سطح كاني باارزش توسط كلكتور آبران مي شود. براي تنظيم آبران كردن سطوح كاني باارزش، خصوصيات محيط از جمله PHمحيط آبي به دقت تنظيم مي گردد. كاني مذكور در محيط آبي قرار داده مي شود و در اين محيط حباب هاي هوا ايجاد مي گردد. از آنجاييكه سطح كاني آبران شده است، براحتي به حباب هوا چسبيده و در سطح سيال شناور مي گردد. براي پايدار نمودن حباب هوا و جلوگيري از تركيدن آنها و نيز جلوگيري از الحاق حباب هاي هوا با يكديگر از موادي به نام كف ساز استفاه مي شود.

  • مرحله چهارم آبگيري:

سنگ آهن پرعيار شده حاوي مقاديري آب است كه بايد آبگيري و خشك گردد و رطوبت آن به 10-9 درصد برسد. بدين منظور از فيلترها براي جدايش آب كنسانتره بدست آمده، استفاده مي شود. سپس كنسانتره آبگيري شده به انبار محصول منتقل و در آنجا دپو مي‌گردد.

باطله نيز براي آبگيري به سمت تجهيزاتي بنام تيكنر هدايت مي شود. در آنجا مواد جامد تهنشين شده و آب بصورت سرريز از بالاي تيكنرخارج مي شود. ذرات جامد تهنشين شده نيز توسط بازوي جمع كننده كف تيكنر به سمت مركز هدايت و توسط پمپ به سمت سد باطله هدايت مي شوند. براي افزايش سرعت تهنشيني اين مواد از مواد شيميايي پليمري بنام فلوكولانت استفاده مي شود كه باعث چسبيدن ذرات باطله به يكديگر و افزايش سرعت سقوط آنها مي شود.

سنگ آهن داراي هماتيت و يا مگنتيت (بالاي 60% آهن) بعنوان كانه طبيعي شناخته شده و مي توان از آنها مستقيماً‌در كوره ذوب فولاد استفاده نمود. 98% سنگ آهن استخراج شده در دنيا در توليد فولاد مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

 

 

خواندن 1942 دفعه آخرین ویرایش در سه شنبه, 15 بهمن 1392 ساعت 16:15
برای ارسال نظر وارد سایت شوید