سنگ آهن

با سلام خدمت همراهان و دوستان همیشگی پارس بوته. امروز هم با یک مطلب آموزشی دیگر در خدمت شما هستیم. تصور کنید دنیایی بدون فلز!  نه اتومبیلی، نه ساختمانی، نه حتی یک سوزن! در این دنیای خیالی، سنگ آهن (Iron ore)، عنصری حیاتی که در قلب تپنده صنعت قرار دارد، غایب است.

سنگ آهن چیست؟ این سنگ معدنی، گنجی نهفته در دل زمین است که با سختی و استحکام خود، پایه و اساس تمدن مدرن را تشکیل می‌دهد.  از آسمان‌خراش‌های سر به فلک کشیده تا ریل‌های راه آهن، ردپای این عنصر ارزشمند به وضوح مشاهده می‌شود.

اما سفر این گوهر سیاه از دل زمین تا قلب صنعت چگونه است؟ در این مقاله، با هم به اعماق زمین سفر می‌کنیم، فرآیند استخراج و فرآوری سنگ آهن را دنبال می‌کنیم و با کاربردهای شگفت‌انگیز این عنصر حیاتی آشنا می‌شویم.

سنگ آهن چیست

سنگ آهن، سنگی معدنی است که از اکسیدهای آهن تشکیل شده و به عنوان ماده اولیه تولید فولاد شناخته می‌شود.  این سنگ، حدود 5 درصد از پوسته زمین را تشکیل می‌دهد و در رنگ‌های مختلفی مانند قهوه‌ای، خاکستری، قرمز و سیاه یافت می‌شود.

اهمیت سنگ آهن

سنگ آهن به دلیل نقش حیاتی در تولید فولاد، از اهمیت بالایی در اقتصاد جهانی برخوردار است. فولاد به عنوان یکی از پرمصرف‌ترین مواد در جهان، در ساخت و ساز، صنایع خودروسازی، کشتی‌سازی، تولید لوازم خانگی و بسیاری از دیگر صنایع کاربرد دارد.

استخراج و فرآوری سنگ آهن

سنگ آهن از معادن روباز یا زیرزمینی استخراج می‌شود.  پس از استخراج، سنگ‌ها خرد شده و به منظور جداسازی ناخالصی‌ها، فرآوری می‌شوند.  فرآوری آن به روش‌های مختلفی مانند ثقلی، مغناطیسی و شیمیایی انجام می‌شود.

کاربرد های سنگ آهن

• تولید فولاد: حدود 98 درصد از سنگ آهن استخراج شده در جهان برای تولید فولاد به کار می‌رود. فولاد به عنوان یکی از پرمصرف‌ترین مواد در جهان، در ساخت و ساز، صنایع خودروسازی، کشتی‌سازی، تولید لوازم خانگی و بسیاری از دیگر صنایع کاربرد دارد.
• تصفیه آب: می‌توان برای تصفیه آب و حذف آلاینده‌ها استفاده کرد.
• تولید سیمان: در کوره‌های سیمان برای تولید سیمان استفاده می‌شود.
• رنگدانه: در تولید رنگدانه‌های قهوه‌ای و قرمز به کار می‌رود.
• سرامیک: در تولید برخی از انواع سرامیک استفاده می‌شود.
• مواد شیمیایی: در تولید برخی از مواد شیمیایی مانند سولفات آهن کاربرد دارد.
• ساخت الکترود: می‌توان برای ساخت الکترود در صنعت جوشکاری استفاده کرد.
• تولید بتن:به عنوان سنگدانه در تولید بتن به کار می‌رود.
• شستشوی زغال سنگ: می‌توان برای شستشوی زغال سنگ و جداسازی ناخالصی‌ها استفاده کرد.

تعیین کاربرد سنگ آهن

• کاربردهای آن به نوع و کیفیت آن بستگی دارد.
• سنگ آهن با عیار بالا (حداقل 50 درصد آهن) برای تولید فولاد مناسب است.
• سنگ آهن با عیار پایین (کمتر از 50 درصد آهن) در سایر کاربردها مانند تصفیه آب و تولید سیمان استفاده می‌شود.

انواع سنگ آهن

اما در ادامه مطلب به انواع این ماده پرارزش میرسیم.

به طور کلی چهار نوع اصلی سنگ آهن وجود دارد:

• هماتیت:  این رایج ترین نوع است. این ماده معدنی به رنگ قرمز تا قهوه ای است و حاوی حدود 50 تا 60 درصد آهن است.
• مگنتیت:  این نوع به رنگ سیاه است و به دلیل خاصیت مغناطیسی آن نامگذاری شده است. . حاوی حدود 60 تا 70 درصد آهن است.
• لیمونیت:  این نوع به رنگ قهوه ای یا زرد است و از اکسید آهن هیدراته تشکیل شده است. حاوی حدود 30 تا 40 درصد آهن است.
• سیدریت:  این نوع به رنگ خاکستری یا سفید است و از کربنات آهن تشکیل شده است. حاوی حدود 40 تا 50 درصد آهن است.

انواع دیگری از آن نیز وجود دارد، اما اینها چهار نوع اصلی هستند که به صورت سنگ معدن یا به صورت کنسانتره که عیار آهن آن بالاتر است به بازار عرضه می شود.

مراحل فرآوری سنگ آهن

سنگ آهن پس از استخراج از معدن، به منظور افزایش عیار و جداسازی ناخالصی ها، فرآوری می شود. مراحل فرآوری ه طور کلی شامل موارد زیر است:

1. خردایش:

• سنگ آهن استخراج شده به قطعات کوچکتر شکسته می شود.
• این کار با استفاده از دستگاه های مختلفی مانند سنگ شکن فکی، ژیراتوری و مخروطی انجام می شود.

2. آسیاب کردن:

• قطعات خرد شده به پودر تبدیل می شوند.
• آسیاب های مختلفی مانند آسیاب گلوله ای، آسیاب میله ای و آسیاب چکشی برای این کار استفاده می شوند.

3. پرعیارسازی:

• مواد با ارزش (ماده معدنی) از مواد بی ارزش (باطله) جدا می شوند.
• روش های مختلفی برای پرعیارسازی وجود دارد که شامل:
  • غربالگری: ذرات بر اساس اندازه جدا می شوند.
  • جداایش ثقلی: ذرات بر اساس وزن مخصوص جدا می شوند.
  • جداایش مغناطیسی: ذرات مغناطیسی از ذرات غیر مغناطیسی جدا می شوند.
  • جداایش فلوتیشن: ذرات با استفاده از حباب های هوا جدا می شوند.

4. آبگیری:

• آب اضافی از کنسانتره جدا می شود.
• این کار با استفاده از فیلترها و خشک کن ها انجام می شود.

5. pelletizing:

• کنسانتره به گلوله های کوچک تبدیل می شود.
• این کار برای سهولت در حمل و نقل و استفاده در کوره بلند انجام می شود.

6. Sintering:

•  دانه بندی شده به همراه مواد افزودنی مانند سنگ آهک و کک در کوره های مخصوص و توسط بوته گرافیتی بزرگ پخته می شوند.

محصول نهایی فرآوری سنگ آهن، کنسانتره سنگ آهن یا دانه بندی شده است که به عنوان خوراک در کوره بلند برای تولید آهن استفاده می شود.

قیمت سنگ آهن

قیمت سنگ آهن به عوامل مختلفی بستگی دارد که می‌توان آنها را به دو دسته کلی تقسیم کرد:

• عرضه و تقاضا:  مانند هر کالای دیگری، قیمت این ماده نیز تحت تاثیر عرضه و تقاضا در بازار جهانی است.
• تولید و مصرف:  میزان تولید و مصرف آن در کشورهای مختلف، بر قیمت آن تاثیرگذار است.
• کیفیت: عیار بالا (حداقل 50 درصد آهن) قیمت بالاتری نسبت به عیار پایین دارد.
• هزینه های تولید:  هزینه های استخراج، فرآوری و حمل و نقل بر قیمت آن تاثیرگذار است..

جمع بندی

در این مطلب با انواع سنگ آهن و کاربردهای آن آشنا شدیم. از قدیم الایام تا به امروز آهن به یکی از عناصر پرمصرف در تمامی صنایع و ماشین آلات استفاده می شود و به وسیله آن یکی از محبوب ترین فلزات یعنی فولاد را تشکیل می دهند. امیدواریم از مطالعه این مطلب لذت برده باشید.