سنگ آهن

سنگ آهن

سنگ آهن (Iron Ore) یکی از مواد اولیه اکثر محصولاتی فلزی است. آهن عنصری است با عدد اتمی ۲۶ و وزن اتمی ۵۵. ۸۵ نقطه ذوب آن ۱۵۳۵ و نقطه جوش آن ۳۰۰۰ درجه سانتی گراد است. از نظر فراوانی، آهن چهارمین عنصر تشکیل دهنده پوسته جامد زمین بوده و ۴. ۲ درصد پوسته از این عنصر تشکیل شده است. سنگ‌آهن یکی از فراوان‌ترین عناصر فلزی موجود در زمین است. اکسید آن حدود ۵ درصد از پوسته زمین را شامل می‌شود.

معروف‌ترین کانی‌های سنگ آهن، ترکیبات اکسیدی به ویژه مگنتیت (Fe۳o۴ (Magnetite)) که ۷۲ درصد آهن و هماتیت (Fe۲o۳ (Hematite) ) که ۷۰ درصد آهن دارد، می‌باشند. آهن دارای رنگ خاکستری تا زرد و قرمز می‌باشد. کانی‌های عمومی دیگر مانند گوتیت و لیمونیت و کربناته مانند FeCo۳ می‌باشند.

بزرگ‌ترین معادن سنگ آهن در جهان در کشورهای برزیل، استرالیا، چین، هند و آمریکا قرار دارند. میزان موجود سنگ آهن در کل معادن جهان بالغ بر ۸۰۰ میلیارد تن تخمین زده می‌شود که حاوی ۲۳۰ میلیارد تن آهن است. میزان کنونی ذخایر سنگ آهن در جهان که آماده بهره‌برداری هستند بالغ بر ۱۶۰ میلیارد تن است. سنگ آهن بر حسب میزان عیار آهن و مقدار مواد تشکیل‌دهنده مطلوب یا زائد آن صرف‌نظر از آهن، در کیفیت‌های مختلف در بازار به فروش می‌رسد. از سال۲۰۰۳ به بعد میزان تقاضای جهانی برای سنگ آهن با نرخ سالانه بیش از ۱۲ درصد افزایش یافت که از دلایل عمده آن افزایش در میزان مصرف سنگ آهن چین است، در حالی‌که نرخ افزایش تقاضا در دیگر کشورها روند آهسته‌تری را داشت.

سنگ‌های آهن از نقطه نظر ساختار و ترکیب شیمیایی

سنگ‌های آهن از نقطه نظر ساختار و ترکیب شیمیایی متفاوت و متنوع هستند. نظر به اینکه کوره‌های تولید آهن و فولاد، حداکثر بازده را با ترکیب ثابت مواد اولیه می‌توانند داشته باشند لذا ضروری است که انواع مختلف سنگ‌های آهن تامین شده و نیز مواد جنبی به‌گونه‌ای وارد کوره شوند که خوراک از خواص فیزیکی ـ شیمیایی و مکانیکی ثابت برخوردار باشد. تولید و دانه بندی سنگ آهن یکی از فرآیند‌های آماده‌سازی است که طی آن ذرات نرمه کانی آهن با عیار بالا تبدیل می‌شوند.
به‌طور کلی هدف از دانه بندی سنگ آهن در صنعت آهن و فولاد در کوره‌های بلند عبارتند از:

• استفاده بهینه از سنگ آهن با عیار بالا برای مصرف در کوره‌های بلند احیا.
• تهیه خوراکی مناسب برای کوره‌های بلند احیا با خواص فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و متالورژیکی مطلوب.
• کاهش سرباره‌سازی، افزایش راندمان تولید.
• کاهش هزینه‌های تصفیه در مراحل بعدی تولید آهن و فولاد (ذوب و تصفیه).

سنگ آهن باید دارای درصد نسبتا بالایی از فلز باشد تا به عنوان منبع آهن در نظر گرفته شود. به عنوان مثال امروزه ذخایری با عیارکمتر از ۲۵% به عنوان منبع آهن در نظر گرفته نمی‌شود مگر اینکه گسترش ذخیره در حجم وسیعی بوده و یا از فرآوری ارزان قیمتی برخوردار باشد. بنابراین ارزش سنگ آهن به چهار عامل زیر وابسته است:

1. عیار
2. سهولت فرآوری
3. هزینه استخراج
4. حمل سنگ به بازار

سنگ آهنی که در مجتمع‌های فولاد سازی و ذوب آهن برای تولید آهن خام و فولاد به کار برده می‌شود باید دارای مشخصات معینی از نظر درصد آهن و سایر عناصر موجود در آن باشد تا بتوان آن را در کوره‌های ذوب مصرف نمود. از این رو در اکثر موارد برای دستیابی به مشخصات سنگ آهن مورد نیاز صنایع فولاد سازی باید سنگ آهن استخراج شده از معادن را فرآوری نمود.

هدف از فرآوری سنگ آهن، افزایش عیار آهن و کاهش عیار عناصر مضر و مزاحم در آن است. علاوه بر عناصر مضر تعدادی از عناصر نیز وجود دارند که اگر مقدار آن‌ها از حد معینی فراتر نرود سبب بهبود کیفیت فولاد و یا بهبود وضعیت تولید آن می‌شوند. از این رو شرکت مهرآفرینان دنیای فردا با توجه به نیاز کارخانجات و بازرگانان آمادگی این را دارد تا میزان ۵۰۰٫۰۰۰ تن انواع سنگ آهن بصورت دانه‌بندی و خام با عیارهای متفاوت تأمین نماید.