کنسانتره آهن چیست؟

كانی هایی  موجود در سنگ آهن دارای ترکیبات آهن دار هستند. سنگ آهن با استفاده از فرایندهای فیزیكی و شیمیایی در كارخانه فرآوری می شوند و آهن آن از دیگر مواد و تركیبات جداسازی می‌شود. یکی از مهمترین فرآیندهای زنجیره ساخت فولاد، فرآوری سنگ ‌آهن است. پس از استخراج سنگ آهن از معدن، برای فرآوری آن، نخستین گام تبدیل شدن آن به کنسانتره آهن است.  

انواع فرآوری سنگ آهن

فرآوری سنگ ‌آهن معمولا به دو صورت، یکی به روش تولید سنگ‌ آهن دانه ‌بندی شده و دیگری به صورت تولید کنسانتره سنگ‌ آهن انجام می‌گیرد.

تولید سنگ آهن دانه بندی شده

سنگ ‌آهن دانه ‌بندی شده به‌ صورت خشک و بدون آب تولید می‌شود. سپس با استفاده از روش‌ های مغناطیسی، سنگ‌ آهن پرعیار از باطله کم عیار جداسازی می‌شود؛ این محصول  «سنگ‌آهن دانه ‌بندی» نامیده می‌شود. این نوع سنگ آهن به علت پایین بودن عیار، در سیستم احیای مستقیم قابل استفاده نیست، ولی در سیستم ‌های کوره بلند می ‌توان از آن استفاده کرد.

تولید کنسانتره آهن

در کانسارهایی که عیار سنگ ‌آهن آن‌ها در سطح پایینی قرار دارد، برای برای پرعیارسازی آن‌ها از روش ‌های پیشرفته اقدام به تولید کنسانتره می کنند. برای پرعیاری سازی و تبدیل سنگ آهن به کنسانتره چندین واحد مدار فرآوری از جمله واحدهای خردایش، سنگ شکن، آسیاب‌ کنی، پرعیارسازی و آبگیری وجود دارد. 

خردایش

نخستین مرحله کنسانتره سازی، مرحله خردایش است. در کارخانه کنسانتره با ورود ماده معدنی، سنگ‌ شکن کار خود را آغاز می‌کند. در این بخش قطعات سنگ آهن بین ۲۵ تا ۱۰۰ سانتیمتر و پس از آن به ابعاد کوچکتر از ۲۰ تا ۲۵ سانتیمتر خرد می‌شوند. البته در ورودی سنگ ‌شکن سرند ثابت قرار دارد که معمولا روزنه ‌های آن برابر با ابعاد محصول خروجی از سنگ ‌شکن است و به این ترتیب ابعاد ریزتر وارد سنگ‌ شکن نمی‌شوند تا مبادا خردتر شوند. 

سنگ شکن

در دومین مرحله برای ساخت کنسانتره آهن، مواد معدنی خرد شده با نوار نقاله وارد مرحله بعدی یعنی سنگ‌ شکن و سرند می ‌شوند. در این بخش بسته به ابعاد و ویژگی ‌های مواد معدنی، امکان دارد که از دو مرحله سنگ ‌شکن خشک و سنگ ‌شکن مخروطی استفاده شود تا ابعاد مواد معدنی به اندازه ۳۰ میلیمتر کاهش یابد. خردایش چند مرحله ‌ای به منظور کنترل دانه ‌بندی و پیشگیری از خردایش بیش از حد ماده معدنی انجام می‌شود. 

آسیاب کنی

مرحله بعدی کنسانتره آهن، آسیاب‌کنی است، مواد معدنی با ابعاد کمتر از ۳۰ میلیمتر، به منظور خردایش بیشتر وارد مرحله آسیاب ‌کنی می‌شوند که این مرحله به‌ صورت«تر» انجام می‌شود. در این مرحله، مواد به وسیله آسیاب خودشکن یا نیمه خودشکن یا غلتکی فشاری به اندازه یک تا ۰/۵ میلیمتر آسیاب می‌شوند تا سپس به مرحله بعدی هدایت شوند و در آنجا نیز توسط آسیاب‌ های گلوله ‌ای مورد خردایش بیشتر قرار گیرند. در این بخش خردایش در محیط «تر» انجام می‌شود، ابعاد خردایش به وسیله هیدروسیکلون‌ها کنترل شده و هدایت مواد در آب شناور هستند و ترکیب دوغاب را ایجاد کرده‌اند.

پرعیارسازی

  مرحله بعدی کنسانتره آهن، پرعیارسازی است؛ در این مرحله ذرات پس از عبور از مرحله آسیاب کنی به ابعاد بسیار ریز درآمده و ضروری است برای جدا کردن مواد باارزش از ترکیبات باطله داخل اسلاری، وارد مرحله بعدی شوند. اسلاری توسط پمپ به مرحله جدایش مغناطیسی هدایت می ‌شود. جداکننده‌های مغناطیسی تر، جداکننده‌های نوع درام به شمار می روند. اسلاری از روی این درام‌ها که دارای ویژگی مغناطیسی هستند، عبور داده می ‌شود. کانی ‌های آهن ‌دار به درام می ‌چسبند. در انتهای درام توسط یک تیغه از روی درام جمع ‌آوری می ‌شوند. سایر کانی‌های موجود در دوغاب نیز از ته ریز تجهیز خارج می‌ شوند.

آبگیری

مرحله پایانی برای ساخت کنسانتره آهن مرحله آبگیری است که در این مرحله سنگ ‌آهن های پرعیار شده حاوی مقادیری آب هستند که باید آبگیری و خشک شوند تا رطوبت آنها به ۹ تا ۱۰ درصد برسد. بدین منظور از فیلترهایی برای جدایش آب کنسانتره به‌ دست آمده، استفاده می کنند. پس از آن کنسانتره آبگیری شده به انبار محصول انتقال داده شده و در آنجا دپو می‌شود.

 باطله نیز برای آبگیری به سمت تجهیزاتی به نام «تیکنر» هدایت می ‌شود. در آنجا مواد جامد ته ‌نشین شده و آب به صورت سرریز از بالای تیکنر خارج می ‌شود. ذرات جامد ته ‌نشین شده نیز توسط بازوی جمع‌ کننده کف تیکنر به سمت مرکز و با پمپ به سمت سد باطله هدایت می ‌شوند.

در کل فرآوری سنگ آهن از لحاظ مراحل عنوان شده دارای تفاوت هستند، برای نمونه، چند شیوه برای خردکردن سنگ آهن وجود دارد که باید براساس نوع و اندازه سنگ آهن، روش و دستگاه مناسب انتخاب شوند تا بهره وری تولید بیشترین میزان خود را به ثبت برساند.

نیاز زنجیره فولاد به کنسانتره آهن در افق چشم انداز ۱۴۰۴

براساس آمار وزارت صنعت، معدن و تجارت در سال جاری، در ارتباط با زنجیره فولاد در افق چشم انداز سال ۱۴۰۴ که باید ۵۵ میلیون تن فولاد تولید شود، نیاز به ۸۰ میلیون کنسانتره آهن است. 

 تعداد ۲۶ واحد فعال هم اکنون در زمینه کنسانتره سنگ آهن در کشور فعالیت هستند که ظرفیت واحدهای فعال ۵۸.۳ میلیون تن است، ظرفیت طرح های قابل تحقق در این بخش ۲۲.۸ میلیون تن و ظرفیت طرح های محتمل نیز ۹.۲ میلیون تن است.

همچنین ظرفیت طرح های راکد  نیز ۲۱.۳ میلیون تن برآورد شده‌اند و در مجموع واحدهای فعال و طرح های قابل تحقق و محتمل نیز ۹۰.۵ میلیون تن قید شده اند. 

براساس آمارهای موجود، مازاد کنسانتره تا افق ۱۴۰۴ با محاسبه واحدهای فعال و طرح های قابل تحقق و محتمل در زمینه کنسانتره آهن ۱۰.۵ میلیون تن برآورد شده است.

مطالب مرتبط

 سنگ آهن چیست و چه کاربردهایی دارد؟

سنگ آهن مهمترین ماده مورد استفاده در صنعت فولاد

فلز چیست؟ فلزات آهنی و غیر آهنی کدام اند؟