
مواد معدنی و مواد اولیه
فلزی و غیر فلزی
کاربرد مواد معدنی در صنعت فولادسازی
مواد اولیه تولید فولاد
هدف از نگارش این متن آشنایی مخاطب گرامی این صفحه با کاربرد مواد معدنی در فولادسازی است. مواد و کانی های مختلفی در صنعت فولادسازی مورد استفاده قرار می گیرند که بخشی از آنها مواد اولیه این صنعت به شمار می روند. کائولن و سیلیکون کارباید، سیلیکات سدیم خنثی از جمله این موارد هستند. شما با خواندن این متن با مواد خامی که در حوزه فولاد سازی نقش دارند، آشنا خواهید شد.
کائولن چیست؟ کاربرد کائولن در صنعت
کرومیت چیست و چگونه به ساخت فولاد کمک می کند؟
کاربرد مواد معدنی در فولادسازی تنها به یک یا دو ماده اصلی محدود نمی شود. صنعتگران علاوه بر سنگ آهن به مواد خام بسیار دیگری نیز نیاز دارند تا فولاد محکم و پایدار بسازند. یکی از این مواد کرومیت است. این کانی از جمله فلزات سخت اما شکننده است که به رنگ سفید نقره گون در طبیعت یافت می شود. این کانی در سال 1789میلادی توسط واکلین کشف و معرفی شد. هفتاد درصد این کانیسنگ به شکل فروکروم در ساخت فولاد ضد زنگ مورد استفاده قرار می گیرد. متاسفانه برای این عنصر هیچ جانشینی در صنعت فولادسازی وجود ندارد. این فلز همچنین در سه حوزه قابل تقسیم است: متالوژی، صنایع شیمیایی و دیرگدازها.
دیاتومیت و کاربرد مواد معدنی در فولادسازی
یکی از منابع ثروت ساز در هر کشوری دانش کانی شناسی و اطلاعات مربوط به معادن است. وقتی از کاربرد مواد معدنی در فولادسازی اطلاع داشته باشیم، به نجات کشور از اقتصاد تک بعدی کمک کردهایم. خوشبختانه کشور ما سرشار از عناصر معدنی با ارزش اقتصادی بالا است. چنانچه با شیوههای فنی و مهندسی و فناوریهای نوین به فرآوری این عناصر بپردازیم ضمن اشتغالزایی، درآمد سرانه ایران نیز افزایش مییابد.
سرمایههای بیهدف و رهایی که در بازارها، صرف دلال بازی و احتکار میشود در حوزه تولید به کار گرفته و نرخ تورم کاهش مییابد. یکی از عناصر معدنی که در فولادسازی مشارکت دارد و میتواند در حوزه تولیدات صنعتی در این هدف گام بردارد، استخراج و فرآوری ماده معدنی دیاتومیت است. این کانی ارزشمند، در صنایع دیرگداز مورد استفاده قرار گرفته و از آن به عنوان جرم کوره در قالب سازی و عایق کردن جداره های کوره های ذوب به کار می رود.
کربنات منیزیم در فولادسازی
درباره کاربرد مواد معدنی در فولادسازی خوب است به کربنات منیزیم نیز اشاره ای داشته باشیم. این عنصر ارزشمند معدنی به صورت پودر کربنات منیزیم و فرآوری شده مورد استفاده قرار می گیرد. این عنصر پس از اکتشاف و استخراج لازم است در کوره های پخت قرار گیرد. طی این فرایند، به اکسید منیزیم تبدیل می شود. در واقع آن چه که در فولادسازی مورد استفاده قرار می گیرد، محصول پخته شده و فرآوری شده آن است. این کانی نیز به عنوان ماده ای دیرگداز و نسوز در فولادسازی ایفای نقش می کند. در حال حاضر کارخانه های فولادسازی وابستگی زیادی به دیرگدازهای منیزیمی با کیفیت مطلوب دارند.
کاربرد دولومیت در فولادسازی
درباره کاربرد دولومیت در فولادسازی باید گفت، این ماده نیز مانند موادی چون اکسید آلومینیوم و … در صنعت فولادسازی نقش مهمی بر عهده گرفته است. نحوه شکل گیری دولومیت در طبیعت به این صورت است که وقتی منیزیم حل و ته نشین می شود، دولومیت به وجود می آید. رنگ این ماده سفید، قرمز و حتی سبز می باشد. رنگبندی در دولومیت ناشی از نوع و میزان ناخالصی در آن است. این ماده که ساختاری کربناتی داشته اما مانند آهک عمل نمی کند، در دمای بالا به جوش نمی آید. از روی همین ویژگی دولومیت را ما بین سنگ آهک و منیزیت قرار داده اند. این مینرال، کیفیت فولادسازی را افزایش داده و به طور گسترده در این صنعت از آن استفاده می کنند. پیشهاد می کنیم مقاله دولومیت چیست؟ کاربرد دولومیت در صنعت را مطالعه کنید
کاربرد آهک در صنعت فولادسازی
عدم کاربرد آهک در صنعت فولادسازی غیر قابل تصور است. سنگ آهک در تمامی پروسه های تولید فولاد حضور داشته و حذف آن عملا یعنی به تعطیلی کشاندن مجموعه عظیم فولادسازی. این عنصر به عنوان یک تصفیه کننده و از بین برنده تمامی ناخالصی ها به ویژه گوگرد، فسفر عمل می کند. این کانی حتی در خنثی سازی نیز مشارکت داده می شود. کمک گرفتن از کربنات کلسیم یا همان سنگ آهک باعث می شود تا کوره ها دارای پوششی نسوز و ضد حریق شوند. این محصول بر مبنای دولومیت پخته شده و با پایداری بالا در مقابل هیدراتاسیون می باشد. تمامی محصولاتی که در صنعت فولادسازی به کار گرفته می شوند همراه با آهک به ویژه آهک زنده معنی پیدا می کنند.
سیلیکات سدیم و کاربرد مواد معدنی در فولادسازی
کاربرد مواد معدنی در فولادسازی را با بررسی نقش سدیم سیلیکات ادامه می دهیم. این مینرال نیز در شمار قدیمی ترین کانی های معدنی می باشد که در صنایع مختلف به ویژه فولادسازی استفاده می شود. از این ماده برای پوشش دادن قالب های ریخته گری کمک می گیرند. نقش این کانی در صنایع ریخته گری و ذوب فلزات انکار ناپذیر است. این ماده باعث می شود تا قالب های مخصوص ریخته گری بر اثر داغی مواد و محیطی که در آن قرار گرفته است، نسوزد. چهار تا شش درصد از سیلیکات سدیم را به ماسه اضافه می کنند.
سیلیکات مانند چسب عمل کرده و ماسه را به شکل قالب در می آورد و پروسه قالب گیری صورت می گیرد. در قالبی که ساخته می شود، حفره هایی وجود دارد که به آن مقداری گاز دی اکسید کربن تزریق می کنند. وقتی این گاز به سیلیکات برسد، خاصیت پلیمری به خود می گیرد و ماسه چسبنده می شود. حالا نوبت آن است که فولاد مذاب را داخل قالب بریزند. فولاد مذاب پس از سرد شدن آماده جدا شدن از قطعات است.

سنگ آهن چیست؟
بسیاری از موادی که در اطرافمان میبینیم از معدن یا منبعی اولیه استخراج شده و طی مراحل مختلف به مادهی نهایی تبدیل شدهاند. به طور مثال به کاغذهایتان نگاه کنید. این کاغذها در ابتدا درختی زنده بودهاند. پس از تهیه چوب از تنه درخت و اجرای مراحل مختلف روی چوب، کاغذ پدید آمده است. آهن هم از این ماجرا مستثنا نیست و از منبع اولیهای به نام سنگ آهن به دست میآید. سنگ آهن در واقع یک کانی یا سنگ طبیعی است که حاوی درصد بالایی از ترکیبات آهن است. البته این آهن قابل استفاده نبوده و پس از خالصسازی سنگ معدنی است که قابل استفاده میشود.
سنگ آهن (به انگلیسی Iron ore) که یکی از سنگهای معدنی است حدود 5 درصد کل پوسته زمین را تشکیل داده است. این سنگها پس از استخراج و خالصسازی به آهن تبدیل شده و علاوه بر استفادههای بیشماری که دارد به یک ماده خام حیاتی برای تولید فولاد نیز تبدیل میشود. فولادی که در صنایع و برنامههای بیشماری از توسعه زیرساختها گرفته تا تولید و حمل و نقل کاربرد دارد.
این سنگهای ارزشمند در اشکال مختلفی مثل هماتیت، مگنتیت، لیمونیت و سیدریت وجود دارند و اغلب با ناخالصیهایی مانند سیلیس، آلومینا، فسفر و گوگرد مخلوط شدهاند که در مراحل استخراج و خالصسازی باید آنها را حذف کرد. میزان آهن موجود در سنگ آهن معمولاً به صورت درصدی بیان میشود که این پارامتر به عنوان عیار آهن شناخته میشود. مشخصاً سنگهای با عیار بالاتر به دلیل محتوای آهن بیشتر از ارزش بالاتری برخوردارند
سنگ آهن چیست
فلزات به عنوان یکی از مهمترین و پرکابردترین عناصر جهان شناخته میشوند و امروزه جزئی از زندگی هر انسانی شدهاند. شاید کمتر جایی را بتوان پیدا کرد که ردپای فلزات در آنجا نبوده باشد. از آسمان خراشها گرفته تا خودروها و وسایل آشپزی. قیمت فلزات و روند رو به رشد آنها بیانگر اهمیت روزافزون آنها میباشد. فلزات شامل انواع و اقسام زیادی میشوند که هرکدام کاربردهای مهمی دارند. اما یکی از مهمترین و پرکاربردترین انواع آنها آهن است. آهنی که مبنای ساخته شدن فولاد و مقاطع فولادی مهم از جمله قوطی آهن و پروفیل سبک میباشد. این مادهی بینظیر که از سنگهایی به نام سنگ آهن به دست میآیند دارای قدرت بسیار زیادی هستند و به نوعی نیروی محرکه صنایع مختلف میباشند. در ادامه با ما همراه باشید تا سنگهای آهن را بهتر بشناسیم.
فهرست مطالب
سنگ آهن چیست؟
سنگ آهن چه نوع سنگی است؟
سنگ آهن در کجا یافت می شود؟
عیار سنگ آهن چیست؟
چگونه سنگ آهن را تشخیص دهیم؟
سنگ آهن چند نوع است؟
سنگ آهن هماتیت چیست؟
سنگ آهن مگنتیت چیست؟
سنگ آهن لیمونیت چیست؟
سنگ آهن سیدریت چیست؟
سنگ آهن چگونه تشکیل میشود؟
فرایند خالصسازی و فرآوری سنگ آهن چگونه است؟
سنگ آهن چه کاربردی دارد؟
کاربردهای سنگ آهن
کاربردهای آهن خام
جمعبندی
پرسش و پاسخ
چگالی سنگ آهن چقدر است؟
کلوخه سنگ آهن چیست؟
کنسانتره سنگ آهن چیست؟
سنگ آهن چیست؟
بسیاری از موادی که در اطرافمان میبینیم از معدن یا منبعی اولیه استخراج شده و طی مراحل مختلف به مادهی نهایی تبدیل شدهاند. به طور مثال به کاغذهایتان نگاه کنید. این کاغذها در ابتدا درختی زنده بودهاند. پس از تهیه چوب از تنه درخت و اجرای مراحل مختلف روی چوب، کاغذ پدید آمده است. آهن هم از این ماجرا مستثنا نیست و از منبع اولیهای به نام سنگ آهن به دست میآید. سنگ آهن در واقع یک کانی یا سنگ طبیعی است که حاوی درصد بالایی از ترکیبات آهن است. البته این آهن قابل استفاده نبوده و پس از خالصسازی سنگ معدنی است که قابل استفاده میشود.
سنگ آهن (به انگلیسی Iron ore) که یکی از سنگهای معدنی است حدود 5 درصد کل پوسته زمین را تشکیل داده است. این سنگها پس از استخراج و خالصسازی به آهن تبدیل شده و علاوه بر استفادههای بیشماری که دارد به یک ماده خام حیاتی برای تولید فولاد نیز تبدیل میشود. فولادی که در صنایع و برنامههای بیشماری از توسعه زیرساختها گرفته تا تولید و حمل و نقل کاربرد دارد.
این سنگهای ارزشمند در اشکال مختلفی مثل هماتیت، مگنتیت، لیمونیت و سیدریت وجود دارند و اغلب با ناخالصیهایی مانند سیلیس، آلومینا، فسفر و گوگرد مخلوط شدهاند که در مراحل استخراج و خالصسازی باید آنها را حذف کرد. میزان آهن موجود در سنگ آهن معمولاً به صورت درصدی بیان میشود که این پارامتر به عنوان عیار آهن شناخته میشود. مشخصاً سنگهای با عیار بالاتر به دلیل محتوای آهن بیشتر از ارزش بالاتری برخوردارند.
سنگ آهن چه نوع سنگی است؟
سنگ آهن که یک سنگ معدنی است، مجموعهای از مواد مختلفی مثل مواد معدنی و ترکیبات آهن را در خود جای داده است. این سنگ که یکی از حیاتیترین مواد زندگی بشر یعنی آهن را درون خود نگه میدارد سفری بسیار طولانی را طی میکند تا برای استخراج آماده شود. همچنین این سنگها نوعی سنگ کانی هستند و از خاصیتها و ویژگیهای این نوع از سنگها برخوردار میباشند. بنابراین سنگ آهن مستحکم و سخت بوده و برای جداسازی آهن از آن نیاز به صرف انرژی و زمان زیادی میباشد.
سنگ آهن در کجا یافت می شود؟
شاید نتوان به طور دقیقی به این سوال که سنگ آهن در کجا پیدا میشود پاسخ داد اما به طور کلی میتوان گفت این سنگ را در مناطق مختلفی در سراسر جهان میتوان یافت. این سنگ در چندین کشور مثل برزیل، چین، هند، روسیه و آفریقای جنوبی ذخایر قابل توجهتری نسبت به مناطق دیگر جهان دارد و به نوعی میتوان این کشورها را ثروتمندان حوزه آهن دانست. استرالیا که بزرگترین تولید کننده سنگ آهن در جهان است ذخایر وسیعی را به خود اختصاص داده است. برزیل هم از تولید بالایی در حوزه سنگ آهن برخوردار است و معادن زیادی را در خود جای داده است.
هند و روسیه و آفریقای جنوبی هم از جمله کشورهایی هستند که معادن زیادی دارند و این معادن پاسخ نیازهای داخلی خودشان را به صورت تقریبی داده است. اما چین با این که ذخایر سنگ آهن قابل توجهی دارد بزرگترین مصرفکننده سنگ آهن در جهان هم میباشد. به همین دلیل این ذخایر در مقایسه با مصرف آنها کافی نبوده و آنها را مجبور کرده تا در کنار تولید، واردات هم داشته باشند.
اگر بخواهیم معادن ایران را هم بررسی کنیم مناطقی مثل کرمان، یزد، اصفهان، خراسان و هرمزگان سنگ آهن زیادی داشته و استخراج سنگ آهن در این مناطق نیاز داخلی کشور را تامین میکند.
عیار سنگ آهن چیست؟
به میزان آهن موجود در سنگ معدن، عیار سنگ آهن گفته شده و معمولاً به صورت درصدی بیان میشود. این درصد بیانگر ارزش و کیفیت سنگ آهن است و هرچه عیار سنگ آهن بالاتر باشد قیمت آن هم بالاتر میرود. سنگ آهن عیار بالا به دلیل داشتن آهن بیشتر به فرایندهای فولادسازی کارامدتر و بهبود کیفیت محصول نهایی منجر میشوند. به همین دلیل است که به طور معمول این سنگها مورد توجه تولیدکنندگان فولاد قرار میگیرند.
طبقهبندی عیار سنگآهن میتواند در بین کشورها و سازمانهای مختلف متفاوت باشد اما اغلب از یک مقیاس استاندارد پیروی میکنند. یکی از این طبقهبندیها طبقهبندی درجه استاندارد صنعتی بر اساس نسبت آهن است و به چهار دسته زیر تقسیم میشود:
سنگ آهن با عیار بالا: سنگ آهن عیار بالا معمولا حاوی بیش از 60 درصد آهن است. این عیار از سنگ آهن میتواند مستقیماً در کورههای بلند استفاده شود.
سنگ آهن با عیار متوسط: در این دسته از عیار معمولاً سنگ آهنی با محتوای 58 الی 60 درصد از آهن داریم. ممکن است برای حذف ناخالصی سنگ آهنهای عیار متوسط نیاز باشد تا قبل از استفاده در فرایندهای فولادسازی، پردازش یا فراوری انجام شود.
سنگ آهن عیار پایین: سنگ آهنهای عیار پایین به سنگهایی گفته میشود که میزان آهن آنها کمتر از 58 درصد باشد. این دسته از سنگ معدنها قبل از استفاده در تولید فولاد نیاز به فراوری زیادی برای حذف ناخالصیها دارند.
سنگ معدن فرعی یا حاشیهای: این دسته از سنگ آهنها به این دلیل که از آهن بسیار کمی برخوردار هستند، برای استخراج و فراوری با فناوریهای فعلی مقرون به صرفه نیستند.
عیار سنگ آهن از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. چرا که سنگ معدنهای با عیار بالا برای استخراج و فراوری مقرون به صرفهتر بوده و تولیدکنندگان فولاد الزامات خاصی را با توجه به کیفیت و کارایی محصول مورد نظر برای عیار سنگ آهن در نظر میگیرند.
چگونه سنگ آهن را تشخیص دهیم؟
شناسایی سنگ آهن میتواند فرایندی جالب و جذاب باشد که شامل مشاهده ویژگیهای مختلف فیزیکی و انجام آزمایشهای ساده میشود. هرچند که زمین شناسان و کانی شناسان حرفهای از تکنیکهای پیشرفتهای استفاده میکنند اما برخی روشهای ساده و اساسی هم وجود دارد که به تشخیص سنگ آهن به صورت حدس و گمان کمک میکنند. در ادامه با انواع این روشها آشنا خواهیم شد.
تشخیص از طریق شکل سنگ
پاسخ این سوال که سنگ آهن چه شکلی است بسته به ترکیبات معدنی آن میتواند متفاوت باشد. این سنگها در حالت خام و طبیعی خود اغلب به صورت سنگها یا کانیهایی ظاهر میشوند که رنگها، بافتها و ویژگیهای فیزیکی مشخصی از خود نشان میدهند. اما بسته به ترکیباتی که دارند ظاهری متفاوت از خود نشان میدهند. به طور مثال مگنتیت که یکی از انواع سنگ آهن است اغلب به صورت کریستالهای هشت وجهی بوده و درخشندگی منحصر به فردی دارد. اما ممکن است این سنگ را به صورت تیره و زبر هم ببینیم. یا هماتیت که بسته به ترکیباتش میتواند صاف و صیقلی بوده و یا زبر و زمخت باشد.
بنابراین شاید بتوان با دیدن ظاهر سنگها به صورت حدودی به ماهیت آنها پی برد اما هیچگاه نمیتوان به صورت قطعی نوع آن را مشخص کرد. بنابراین برای تشخیص قطعی نوع سنگ حتما باید از محیطهای آزمایشگاهی و تکنیکهای حرفهای استفاده کرد.
تشخیص از طریق رنگ
یکی از شاخص های بصری اولیه سنگ آهن، رنگ آن است. بسته به اینکه سنگ آهن از چه نوعی است میتواند قرمز، سیاه، قهوهای و یا خاکستری باشد. مثلا هماتیت که یکی از رایجترین کانیهای سنگ آهن است اغلب به صورت قهوهای مایل به قرمز به نظر میرسد. در حالی که مگنتیت معمولا سیاه یا خاکستری بوده، لیمونیت قهوهای مایل به زرد است و سیدریت قهوهای مایل به خردلی میباشد. بنابراین شاید مشاهده رنگ یک سنگ بتواند سرنخی درمورد میزان آهن آن ارائه دهد اما نمیتواند به صورت قطعی نوع آن را مشخص کند.به عبارت دیگر در پاسخ به اینکه سنگ آهن چه رنگی است نمیتوان پاسخ دقیقی داد و بسته به شرایط مختلف جوابهای متفاوتی وجود دارد.
سنگ آهن چند نوع است؟
سنگهای آهن بسته به ترکیباتی که دارند به انواع مختلفی تقسیم میشوند. هر کدام از این سنگها رنگ و شکل خاصی از خود نشان داده و به ویژگیهای خاص خودش شناخته شده است. به طور کلی 4 نوع سنگ آهن داریم که به هماتیت، مگنتیت، لیمونیت و سیدریت معروف شدهاند. اما هر کدام از این سنگها چه ویژگیها و کاربردهایی دارند؟ در ادامه هر کدام از آنها را به صورت جداگانه بررسی خواهیم کرد.
سنگ آهن هماتیت چیست؟
هماتیت که یکی از رایجترین و مهمترین کانیهای سنگ آهن است اکسید آهن (Fe2O3) بوده و معمولا به رنگ قهوهای مایل به قرمز ظاهر میشود. این سنگ معمولا ساختاری تودهای داشته و به دلیل محتوای آهن بالای خود شناخته شده است. از این سنگها معمولا در تولید آهن و فولاد استفاده میشود.
سنگ آهن مگنتیت چیست؟
یکی دیگر از انواع سنگ آهن مگنتیت است که دارای فرمول شیمیایی Fe3O4 میباشد. این نوع از سنگ آهن معمولا به رنگ سیاه یا خاکستری بوده و اغلب درخشندگی خاصی را از خود نشان میدهد. مگنتیت مغناطیسی بوده و میتواند اجسام آهنی را به خود جذب کند. این سنگ هم به دلیل محتوای بالای آهنی که دارد شناخته شده است و اغلب برای تولید فولاد از آن استفاده میشود.
سنگ آهن لیمونیت چیست؟
لیمونیت یک کانی سنگ آهن است که از مخلوطی از مواد معدنی تشکیل شده و اغلب به رنگ قهوهای مایل به زرد دیده میشود. این سنگها معمولا در رسوبات لاتریت یافت میشوند و برای استفاده در صنایعی مثل خودروسازی و پوشاک کابرد دارد.
سنگ آهن سیدریت چیست؟
سیدریت یک کانی کربنات آهن (FeCO3) است و در مقایسه با هماتیت و مگنتیت نسبتا کمتر استفاده میشود. این سنگ معمولا به رنگ قهوهای مایل به خردلی بوده و ممکن است درخشندگی خاصی از خود نشان دهد. این نوع از سنگ معمولا منبع مهم آهن است و با اینکه میزان آهن آن در مقایسه با هماتیت و مگنتیت کمتر است اما در موارد زیادی از آن استفاده میشود
سنگ آهن چیست
فلزات به عنوان یکی از مهمترین و پرکابردترین عناصر جهان شناخته میشوند و امروزه جزئی از زندگی هر انسانی شدهاند. شاید کمتر جایی را بتوان پیدا کرد که ردپای فلزات در آنجا نبوده باشد. از آسمان خراشها گرفته تا خودروها و وسایل آشپزی. قیمت فلزات و روند رو به رشد آنها بیانگر اهمیت روزافزون آنها میباشد. فلزات شامل انواع و اقسام زیادی میشوند که هرکدام کاربردهای مهمی دارند. اما یکی از مهمترین و پرکاربردترین انواع آنها آهن است. آهنی که مبنای ساخته شدن فولاد و مقاطع فولادی مهم از جمله قوطی آهن و پروفیل سبک میباشد. این مادهی بینظیر که از سنگهایی به نام سنگ آهن به دست میآیند دارای قدرت بسیار زیادی هستند و به نوعی نیروی محرکه صنایع مختلف میباشند. در ادامه با ما همراه باشید تا سنگهای آهن را بهتر بشناسیم.
فهرست مطالب
سنگ آهن چیست؟
سنگ آهن چه نوع سنگی است؟
سنگ آهن در کجا یافت می شود؟
عیار سنگ آهن چیست؟
چگونه سنگ آهن را تشخیص دهیم؟
سنگ آهن چند نوع است؟
سنگ آهن هماتیت چیست؟
سنگ آهن مگنتیت چیست؟
سنگ آهن لیمونیت چیست؟
سنگ آهن سیدریت چیست؟
سنگ آهن چگونه تشکیل میشود؟
فرایند خالصسازی و فرآوری سنگ آهن چگونه است؟
سنگ آهن چه کاربردی دارد؟
کاربردهای سنگ آهن
کاربردهای آهن خام
جمعبندی
پرسش و پاسخ
چگالی سنگ آهن چقدر است؟
کلوخه سنگ آهن چیست؟
کنسانتره سنگ آهن چیست؟
سنگ آهن چیست؟
بسیاری از موادی که در اطرافمان میبینیم از معدن یا منبعی اولیه استخراج شده و طی مراحل مختلف به مادهی نهایی تبدیل شدهاند. به طور مثال به کاغذهایتان نگاه کنید. این کاغذها در ابتدا درختی زنده بودهاند. پس از تهیه چوب از تنه درخت و اجرای مراحل مختلف روی چوب، کاغذ پدید آمده است. آهن هم از این ماجرا مستثنا نیست و از منبع اولیهای به نام سنگ آهن به دست میآید. سنگ آهن در واقع یک کانی یا سنگ طبیعی است که حاوی درصد بالایی از ترکیبات آهن است. البته این آهن قابل استفاده نبوده و پس از خالصسازی سنگ معدنی است که قابل استفاده میشود.
سنگ آهن (به انگلیسی Iron ore) که یکی از سنگهای معدنی است حدود 5 درصد کل پوسته زمین را تشکیل داده است. این سنگها پس از استخراج و خالصسازی به آهن تبدیل شده و علاوه بر استفادههای بیشماری که دارد به یک ماده خام حیاتی برای تولید فولاد نیز تبدیل میشود. فولادی که در صنایع و برنامههای بیشماری از توسعه زیرساختها گرفته تا تولید و حمل و نقل کاربرد دارد.
این سنگهای ارزشمند در اشکال مختلفی مثل هماتیت، مگنتیت، لیمونیت و سیدریت وجود دارند و اغلب با ناخالصیهایی مانند سیلیس، آلومینا، فسفر و گوگرد مخلوط شدهاند که در مراحل استخراج و خالصسازی باید آنها را حذف کرد. میزان آهن موجود در سنگ آهن معمولاً به صورت درصدی بیان میشود که این پارامتر به عنوان عیار آهن شناخته میشود. مشخصاً سنگهای با عیار بالاتر به دلیل محتوای آهن بیشتر از ارزش بالاتری برخوردارند.
سنگ آهن چه نوع سنگی است؟
سنگ آهن که یک سنگ معدنی است، مجموعهای از مواد مختلفی مثل مواد معدنی و ترکیبات آهن را در خود جای داده است. این سنگ که یکی از حیاتیترین مواد زندگی بشر یعنی آهن را درون خود نگه میدارد سفری بسیار طولانی را طی میکند تا برای استخراج آماده شود. همچنین این سنگها نوعی سنگ کانی هستند و از خاصیتها و ویژگیهای این نوع از سنگها برخوردار میباشند. بنابراین سنگ آهن مستحکم و سخت بوده و برای جداسازی آهن از آن نیاز به صرف انرژی و زمان زیادی میباشد.
سنگ آهن در کجا یافت می شود؟
شاید نتوان به طور دقیقی به این سوال که سنگ آهن در کجا پیدا میشود پاسخ داد اما به طور کلی میتوان گفت این سنگ را در مناطق مختلفی در سراسر جهان میتوان یافت. این سنگ در چندین کشور مثل برزیل، چین، هند، روسیه و آفریقای جنوبی ذخایر قابل توجهتری نسبت به مناطق دیگر جهان دارد و به نوعی میتوان این کشورها را ثروتمندان حوزه آهن دانست. استرالیا که بزرگترین تولید کننده سنگ آهن در جهان است ذخایر وسیعی را به خود اختصاص داده است. برزیل هم از تولید بالایی در حوزه سنگ آهن برخوردار است و معادن زیادی را در خود جای داده است.
هند و روسیه و آفریقای جنوبی هم از جمله کشورهایی هستند که معادن زیادی دارند و این معادن پاسخ نیازهای داخلی خودشان را به صورت تقریبی داده است. اما چین با این که ذخایر سنگ آهن قابل توجهی دارد بزرگترین مصرفکننده سنگ آهن در جهان هم میباشد. به همین دلیل این ذخایر در مقایسه با مصرف آنها کافی نبوده و آنها را مجبور کرده تا در کنار تولید، واردات هم داشته باشند.
اگر بخواهیم معادن ایران را هم بررسی کنیم مناطقی مثل کرمان، یزد، اصفهان، خراسان و هرمزگان سنگ آهن زیادی داشته و استخراج سنگ آهن در این مناطق نیاز داخلی کشور را تامین میکند.
عیار سنگ آهن چیست؟
به میزان آهن موجود در سنگ معدن، عیار سنگ آهن گفته شده و معمولاً به صورت درصدی بیان میشود. این درصد بیانگر ارزش و کیفیت سنگ آهن است و هرچه عیار سنگ آهن بالاتر باشد قیمت آن هم بالاتر میرود. سنگ آهن عیار بالا به دلیل داشتن آهن بیشتر به فرایندهای فولادسازی کارامدتر و بهبود کیفیت محصول نهایی منجر میشوند. به همین دلیل است که به طور معمول این سنگها مورد توجه تولیدکنندگان فولاد قرار میگیرند.
طبقهبندی عیار سنگآهن میتواند در بین کشورها و سازمانهای مختلف متفاوت باشد اما اغلب از یک مقیاس استاندارد پیروی میکنند. یکی از این طبقهبندیها طبقهبندی درجه استاندارد صنعتی بر اساس نسبت آهن است و به چهار دسته زیر تقسیم میشود:
سنگ آهن با عیار بالا: سنگ آهن عیار بالا معمولا حاوی بیش از 60 درصد آهن است. این عیار از سنگ آهن میتواند مستقیماً در کورههای بلند استفاده شود.
سنگ آهن با عیار متوسط: در این دسته از عیار معمولاً سنگ آهنی با محتوای 58 الی 60 درصد از آهن داریم. ممکن است برای حذف ناخالصی سنگ آهنهای عیار متوسط نیاز باشد تا قبل از استفاده در فرایندهای فولادسازی، پردازش یا فراوری انجام شود.
سنگ آهن عیار پایین: سنگ آهنهای عیار پایین به سنگهایی گفته میشود که میزان آهن آنها کمتر از 58 درصد باشد. این دسته از سنگ معدنها قبل از استفاده در تولید فولاد نیاز به فراوری زیادی برای حذف ناخالصیها دارند.
سنگ معدن فرعی یا حاشیهای: این دسته از سنگ آهنها به این دلیل که از آهن بسیار کمی برخوردار هستند، برای استخراج و فراوری با فناوریهای فعلی مقرون به صرفه نیستند.
عیار سنگ آهن از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. چرا که سنگ معدنهای با عیار بالا برای استخراج و فراوری مقرون به صرفهتر بوده و تولیدکنندگان فولاد الزامات خاصی را با توجه به کیفیت و کارایی محصول مورد نظر برای عیار سنگ آهن در نظر میگیرند.
چگونه سنگ آهن را تشخیص دهیم؟
شناسایی سنگ آهن میتواند فرایندی جالب و جذاب باشد که شامل مشاهده ویژگیهای مختلف فیزیکی و انجام آزمایشهای ساده میشود. هرچند که زمین شناسان و کانی شناسان حرفهای از تکنیکهای پیشرفتهای استفاده میکنند اما برخی روشهای ساده و اساسی هم وجود دارد که به تشخیص سنگ آهن به صورت حدس و گمان کمک میکنند. در ادامه با انواع این روشها آشنا خواهیم شد.
تشخیص از طریق شکل سنگ
پاسخ این سوال که سنگ آهن چه شکلی است بسته به ترکیبات معدنی آن میتواند متفاوت باشد. این سنگها در حالت خام و طبیعی خود اغلب به صورت سنگها یا کانیهایی ظاهر میشوند که رنگها، بافتها و ویژگیهای فیزیکی مشخصی از خود نشان میدهند. اما بسته به ترکیباتی که دارند ظاهری متفاوت از خود نشان میدهند. به طور مثال مگنتیت که یکی از انواع سنگ آهن است اغلب به صورت کریستالهای هشت وجهی بوده و درخشندگی منحصر به فردی دارد. اما ممکن است این سنگ را به صورت تیره و زبر هم ببینیم. یا هماتیت که بسته به ترکیباتش میتواند صاف و صیقلی بوده و یا زبر و زمخت باشد. بنابراین شاید بتوان با دیدن ظاهر سنگها به صورت حدودی به ماهیت آنها پی برد اما هیچگاه نمیتوان به صورت قطعی نوع آن را مشخص کرد. بنابراین برای تشخیص قطعی نوع سنگ حتما باید از محیطهای آزمایشگاهی و تکنیکهای حرفهای استفاده کرد.
تشخیص از طریق رنگ
یکی از شاخص های بصری اولیه سنگ آهن، رنگ آن است. بسته به اینکه سنگ آهن از چه نوعی است میتواند قرمز، سیاه، قهوهای و یا خاکستری باشد. مثلا هماتیت که یکی از رایجترین کانیهای سنگ آهن است اغلب به صورت قهوهای مایل به قرمز به نظر میرسد. در حالی که مگنتیت معمولا سیاه یا خاکستری بوده، لیمونیت قهوهای مایل به زرد است و سیدریت قهوهای مایل به خردلی میباشد. بنابراین شاید مشاهده رنگ یک سنگ بتواند سرنخی درمورد میزان آهن آن ارائه دهد اما نمیتواند به صورت قطعی نوع آن را مشخص کند.به عبارت دیگر در پاسخ به اینکه سنگ آهن چه رنگی است نمیتوان پاسخ دقیقی داد و بسته به شرایط مختلف جوابهای متفاوتی وجود دارد.
سنگ آهن چند نوع است؟
سنگهای آهن بسته به ترکیباتی که دارند به انواع مختلفی تقسیم میشوند. هر کدام از این سنگها رنگ و شکل خاصی از خود نشان داده و به ویژگیهای خاص خودش شناخته شده است. به طور کلی 4 نوع سنگ آهن داریم که به هماتیت، مگنتیت، لیمونیت و سیدریت معروف شدهاند. اما هر کدام از این سنگها چه ویژگیها و کاربردهایی دارند؟ در ادامه هر کدام از آنها را به صورت جداگانه بررسی خواهیم کرد.
سنگ آهن هماتیت چیست؟
هماتیت که یکی از رایجترین و مهمترین کانیهای سنگ آهن است اکسید آهن (Fe2O3) بوده و معمولا به رنگ قهوهای مایل به قرمز ظاهر میشود. این سنگ معمولا ساختاری تودهای داشته و به دلیل محتوای آهن بالای خود شناخته شده است. از این سنگها معمولا در تولید آهن و فولاد استفاده میشود.
سنگ آهن مگنتیت چیست؟
یکی دیگر از انواع سنگ آهن مگنتیت است که دارای فرمول شیمیایی Fe3O4 میباشد. این نوع از سنگ آهن معمولا به رنگ سیاه یا خاکستری بوده و اغلب درخشندگی خاصی را از خود نشان میدهد. مگنتیت مغناطیسی بوده و میتواند اجسام آهنی را به خود جذب کند. این سنگ هم به دلیل محتوای بالای آهنی که دارد شناخته شده است و اغلب برای تولید فولاد از آن استفاده میشود.
سنگ آهن لیمونیت چیست؟
لیمونیت یک کانی سنگ آهن است که از مخلوطی از مواد معدنی تشکیل شده و اغلب به رنگ قهوهای مایل به زرد دیده میشود. این سنگها معمولا در رسوبات لاتریت یافت میشوند و برای استفاده در صنایعی مثل خودروسازی و پوشاک کابرد دارد.
سنگ آهن سیدریت چیست؟
سیدریت یک کانی کربنات آهن (FeCO3) است و در مقایسه با هماتیت و مگنتیت نسبتا کمتر استفاده میشود. این سنگ معمولا به رنگ قهوهای مایل به خردلی بوده و ممکن است درخشندگی خاصی از خود نشان دهد. این نوع از سنگ معمولا منبع مهم آهن است و با اینکه میزان آهن آن در مقایسه با هماتیت و مگنتیت کمتر است اما در موارد زیادی از آن استفاده میشود.
سنگ آهن چگونه تشکیل میشود؟
شاید برای شما هم سوال باشد که سنگ آهن چگونه به وجود می آید. سنگی که در معدنی که درون زمین است و آهن را در خود نگاه میدارد. درواقع سنگ آهن با یک فرایند پیچیده زمین شناسی که شامل تاثیر متقابل عوامل مختلف در طول میلیونها سال است تشکیل میشود. اما به طور کلی 5 مرحله دارد که به شرح زیر میباشد:
تشکیل اولیه سنگ معدن: هنگامی که شرایط مساعد باشد آهن محلول در آبهای زیرزمینی با عناصر یا ترکیبات دیگر واکنش داده و منجر به تشکیل مواد معدنی سنگ آهن میشود.
رسوبگذاری: ذرات غنی از آهن در تودههای آبی مانند دریاچهها، دریاها یا اقیانوسها ته نشین شده و تجمع مییابند. با گذشت زمان این ذرات به همراه سایر مواد رسوبی دچار رسوب شده و به تدریج در زیر لایههای رسوب مدفون میشوند.
تراکم و سنگسازی: وزن رسوب تشکیل شده باعث ایجاد فشار بر ذرات غنی از آهن شده و آنها را متراکم میکند. این فشردگی در گذر زمان منجر به سنگی شدن لایههای رسوبی و تبدیل شدن آنها به سنگهای رسوبی میشود.
دگرگونی: با گذشت میلیونها سال، سنگهای رسوبی حاوی مواد معدنی غنی از آهن دچار دگرگونی شده و تغییرات فیزیکی و شیمیایی ناشی از افزایش دما و فشار را تجربه میکنند. دگرگونی سنگهای رسوبی را به شکل فشردهتر و یکپارچهتری تبدیل میکند. حال اگر سنگها تحت فشار و گرمای بیشتری قرار بگیرند میتوانند دچار تغییرات ساختاری شده و سنگهای دگرگونی حاوی کانیهای آهن را تشکیل بدهند.
غنیسازی سنگ معدن: در برخی موارد ممکن است فرایندهایی اضافی برای غنیسازی محتوای آهن درون سنگها رخ بدهد. این میتواند در مواردی مثل آتشفشانها که مایعات داغ غنی از آهن از طریق شکستگیهای سنگها در گردش هستند و مواد آهنی اضافی را رسوب میدهند رخ دهد.
البته لازم است به این نکته هم توجه کنیم که فرایندها و شرایط تشکیل سنگ آهن میتواند با توجه به موقعیت زمینشناسی و نوع ذخایر سنگ آهن متفاوت باشد. به عبارت دیگر هماتیت و مگنتیت میتوانند مسیرهای تشکیل متمایزی از یکدیگر داشته باشند.
فرایند خالصسازی و فرآوری سنگ آهن چگونه است؟
فرآوری به معنای کار کردن روی یک ماده خام برای تبدیل آن به یک یا چند محصول خاص است. در مورد سنگ آهن هم عملیات فراوری به این صورت است که در چند مرحله سنگ معدن خام به محصولات قابل استفاده تبدیل میشود. این مراحل به شرح زیر هستند:
استخراج
در اولین مرحله باید سنگ آهن را از معادن آهن استخراج کنیم. اما سوال اصلی این است که سنگ آهن چگونه استخراج میشود؟ به طور کلی این عملیات به این صورت است که با استفاده از مواد منفجره سنگهای معدنی را شکسته و خاک و سنگ و پوششهای گیاهی روی آنها را کنار میزنیم. پس از آن سنگهای باقیمانده آماده خرد شدن میشوند.
خرد کردن
پس از اینکه استخراج انجام شد سنگهای آهن به دست آمده را با استفاده از سنگشکنها خرد میکنیم.
غربالگری
پس از خرد کردن سنگها برای جداسازی ذرات اضافی و ناخالصیهای سنگ آهن به غربالگری آن میپردازیم. این مرحله به این صورت است که سنگهای خرد شده از میان صفحات با اندازههای مختلف عبور میکنند. این صفحهها به ذرات کوچکتر اجازه عبور داده و جلوی ذرات بزرگتر را میگیرند.
خشک کردن
پس از غربال شدن سنگها آنها را خشک میکنیم تا میزان رطوبت کاهش یابد. این اتفاق برای فرایندهایی مثل گندلهسازی یا ذوب کردن بسیار مهم است.
گندلهسازی
در این مرحله ذرات ریزتر را با غلتاندن به شکل توپهای کروی بزرگتری تبدیل میکنیم. پس در پاسخ به این سوال که گندله سنگ آهن چیست باید گفت گندله، سنگهای کروی حاصل شده از ذرات ریز سنگ آهن است.
کنسانتره
به منظور افزایش میزان آهن و کاهش ناخالصیها پالایش بیشتری روی سنگ فراوری شده انجام میشود. به این پالایش بیشتر کنسانتره سازی گفته میشود.
ذوب و پالایش
مرحله نهایی در فراوری سنگ آهن شامل ذوب سنگ کنسانتره شده برای استخراج آهن خالص است. این کار معمولا در کوره بلند انجام میشود. جایی که سنگ آهن با کک و کربن ترکیب میشود. گرمای شدید کوره باعث ذوب شدن آهن و تشکیل چدن مذاب میشود. سپس آهن از طریق فرایندهای مختلف برای تولید فولاد و یا سایر محصولات مبتنی بر آهن تصفیه میشود.
سنگ آهن چه کاربردی دارد؟
امروزه آهن به جزئی جداناپذیر از زندگی ما انسانها تبدیل شده است. این عنصر شگفتانگیز در بسیاری از صنایع کاربرد داشته و بسیاری از نیازهای جوامع انسانی را پاسخ میگوید. همانطور که میدانید آهن از سنگ آهن به دست آمده و از آن به طور مستقیم یا غیر مستقیم استفادههای زیادی میشود. اما خود سنگآهن هم از کاربردهای زیادی برخوردار بوده و فقط منبعی برای آهن به شمار نمیرود. در ادامه به کاربردهای سنگ آهن و آهن خام به دست آمده از آن خواهیم پرداخت.
کاربردهای سنگ آهن
همانطور که گفتیم سنگهای آهنها رنگها و انواع خاصی دارند و جدا از آهنشان از خود سنگ هم استفادههای گوناگونی میشود. برخی از موادی که از سنگ اهن تهیه میشود عبارتند از:
رنگدانهها: برخی از انواع سنگآهن مثل هماتیت را میتوان به صورت پودر دراورده و به عنوان رنگدانه از آن استفاده کرد. این رنگدانهها در رنگها، سرامیکها، جوهرها و غیره استفاده میشوند.
اصلاح خاک: پودرها یا دانههای ریز سنگ آهن را میتوان به عنوان اصلاحکننده خاک و با هدف افزایش ساختار و حاصلخیزی آن استفاده کرد. این ریزدانهها میتوانند مواد مغذی ضروری را فراهم کرده و ظرفیت نگهداری آب در خاک را بهبود ببخشند.
تصفیهکنندهها: با تبدیل سنگ آهن به پودر و دانههای ریز میتوان از آن به عنوان تصفیهکننده در سیستمهای تصفیه آب استفاده کرد. این مواد به حذف ناخالصیها، مواد جامد معلق و آلایندههای آب کمک کنند.
سایندهها: سنگ آهن را میتوان برای کاربردهای مختلفی به سایندههایی مثل پولیش و کاغذ سنباده تبدیل کرد.
بتن سنگین: چگالی بالای ذرات سنگ آهن استحکام و چگالی بتن را بهبود بخشیده و آن را برای پروژههای تخصصی ساختمانی مناسب میکند.
محافظت در برابر تشعشع: انواع خاصی از سنگ آهن هستند که دارای خواص مغناطیسی و چگالی بالایی بوده و برای محافظت در برابر تشعشع مناسب میباشند. این سنگها میتوانند به عنوان مواد محافظ در نیروگاههای هستهای، تاسیسات تحقیقاتی و تجهیزات پزشکی استفاده شوند.
کاربردهای آهن خام
از آهن خام عمدتا به عنوان مواد اولیه در تولید آهن و فولاد استفاده میشود. اما کاربردهای آهن خام به همینجا ختم نشده و با پالایش بیشتر، از آن برای ایجاد مواد مختلف استفاده میکنند. برخی از کاربردهای آهن خام عبارتند از:
تولید فولاد:
شاید برای شما هم سوال باشد که چگونه سنگ آهن به فولاد تبدیل میشود. درواقع اصلیترین عنصر در تولید فولاد، آهن خامی است که از سنگ آهن به دست آمده است. فولاد به طور کلی آلیاژی از آهن و کربن است که برای افزایش خواص آن عناصر دیگری به آن اضافه میشود. همانطور که میدانید فولاد یکی از مهمترین مواد صنعتی است که در صنایع مهمی مثل ساخت و ساز، تولید خودرو، ماشین آلات، لوازم خانگی و بسیاری از صنایع دیگر استفاده میشود.
تولید چدن:
چدن نوع خاصی از آلیاژ آهن است که نسبت به فولاد از کربن بیشتری برخوردار است. چدن که به دلیل مقاومت در برابر سایش و حفظ حرارت شناخته شده است با ذوب آهن خام همراه با کربن و سایر عناصر آلیاژی تولید میشود. از چدن در ساخت موتور، لوله، ظروف پخت و پز و وسایل دکوری استفاده میشود.
آهن فرفورژه:
به آهنی که کربن آن کمتر از 0.08% باشد آهن فرفورژه میگویند. این فلز از طریق تصفیه آهن خام و فرایندی به نام پادلینگ تولید میشود. فرفورژه که چکشخوار، انعطافپذیر و مقاوم در برابر خوردگی میباشد در آهنکاریهای زینتی، دروازهها و معماریهای نوین استفاده میشود.
پودر آهن:
آهن خام از روشهای مختلفی مثل اتمیزه کردن یا رسوب الکترولیتی به پودر آهن تبدیل میشود. از پودر آهن در مواردی مثل کاتالیزورهای شیمیایی و مواد افزودنی استفاده میکنند.
جمعبندی
سنگ آهن که یکی از سنگهای معدنی است 5 درصد از کل پوسته زمین را تشکیل میدهد. این سنگها که کانی هم هستند در سراسر جهان در دسترس میباشند. اما در برخی از کشورها مثل برزیل، چین، هند، روسیه و آفریقای جنوبی مقادیر بیشتری از این ماده یافت میشود. سنگهای آهن با تاثیر عواملی مختلف و طی میلیونها سال تشکیل شده و آماده استخراج میشوند. پس از استخراج با عملیاتهایی مثل خرد کردن، غربالگری، خشک کردن، گندله سازی، کنسانتره و ذوب کردن آن را فراوری کرده و مواد مورد نیازی مثل آهن را از آن جدا میکنند. آهن به دست آمده در موارد زیادی مثل تولید فولاد، چدن، آهن فرفورژه و پودر آهن استفاده داشته و از خود سنگ هم در مواردی مثل رنگدانهها، اصلاح خاک، تصفیهکنندهها و سایندهها استفاده میشود.
این سنگها انواع گوناگونی مثل هماتیت، مگنتیت، لیمونیت و سیدریت داشته و به ازای میزان آهنی که دارند عیاربندی میشوند. هرچه عیار سنگ بالاتر باشد از آهن بیشتری برخوردار بوده و ارزش بیشتری خواهد داشت. بهترین سنگهای آهن آنهایی هستند که بیش از 60 درصد آهن داشته و به عبارت دیگر عیار بالا میباشند. به طور کلی سنگهای آهن یکی از با ارزشترین سنگهای معدنی هستند و برای تبدیل این سنگها به آهن مراحل زیادی را باید طی کرد. بنابراین شاید سنگ آهن بهایی به اندازه سنگ طلا نداشته باشد اما ارزشی بیش از آن را دارا میباشد.
گندله و آهن اسفنجی چه تفاوت هایی دارند؟
در صنایع فولادسازی ایران و جهان، مقاطع بسیار متنوعی تولید شده و مورد استفاده قرار می گیرند که هر یک، ویژگی و کاربردهای متفاوتی دارند. یکی از پرکاربردترین فرآورده ها در صنعت فولاد، گندله است که از سنگ آهن به دست می آید و در تولید آهن خام مصرف می شود. در واقع از این محصول، به عنوان ماده اولیه برای تولید فولاد در مراحل بعدی استفاده می شود.
آهن اسفنجی یکی دیگر از محصولات بسیار پرکاربرد در فولادسازی است که به آن گندله متخلخل نیز می گویند. این محصول از احیای مستقیم سنگ آهن به دست می آید که شباهت ها و تفاوت های زیادی با گندله دارد. در این مطلب از دانشنامه اصفهان آهن، قصد داریم به این سوال که گندله و آهن اسفنجی چه تفاوت هایی دارند، بپردازیم و موارد کاربرد هر کدام را بررسی کنیم
گندله چیست؟
ماده اولیه ای که به عنوان تغذیه کوره های احیای مستقیم سنگ آهن استفاده می شود، گندله نام دارد. این محصول گلوله ای شکل، برای تولید فولاد به روش کوره بلند و احیای مستقیم استفاده می شود. به عبارت دیگر گندله سازی، فرایندی واسطه است که بین معادن سنگ آهن و کارخانه تولید فولاد قرار می گیرد.
آهن اسفنجی چیست؟
آهن اسفنجی، محصولی است که از احیای مستقیم سنگ آهن به دست می آید و به نام های DRI یا آهن احیای مستقیم نیز شناخته می شود. دلیل نام گذاری این محصول (آهن اسفنجی)، شباهت زیاد به گندله و همچنین ظاهر اسفنجی شکل آن است.
تفاوت های گندله و آهن اسفنجی
در فرایند تولید محصولات فولادی، ترکیباتی مانند گندله، آهن اسفنجی و… به عنوان مواد اولیه مورد استفاده قرار می گیرند. در واقع گندله و آهن اسفنجی، دو محصول ابتدایی در زنجیره تولید فولاد هستند که شناخت تفاوت آنها و کاربرد هر کدام، مسئله ای بسیار ضروری است.
آهن اسفنجی و گندله از لحاظ کاربرد، تولید، قیمت، آنالیز و خواص با یکدیگر متفاوت هستند که در ادامه به بررسی هر کدام می پردازیم.
تفاوت گندله و آهن اسفنجی از لحاظ تولید
مراحل ساخت و تولید این دو محصول با یکدیگر متفاوت هستند. تولید گندله شامل چهار مرحله خشک سازی، پیش گرم کردن، سوزاندن و سرد شدن است. در واقع ذرات اولیه گندله ذوب نمی شوند؛ بلکه در کوره های ککی یا بلند گرم شده و ذرات گلوله ای شکل تشکیل خواهند شد.
آهن اسفنجی، توسط احیای مستقیم اکسید آهن تولید می شود. به عبارتی دیگر، آهن اسفنجی حاصل تغییر شکل گندله است. تولید این محصول به دو روش گاز طبیعی (میدرکس، HYL، Purofer) و زغال سنگ احیا شده (Jindal DRC SL/RN) انجام می شود. میدرکس رایج ترین روش، برای تولید آهن اسفنجی است.
از بررسی تفاوت این دو محصول در روش تولید، می توان نتیجه گرفت که ابتدا گندله تولید می شود؛ سپس از تغییر شکل آن، آهن اسفنجی و در نهایت محصولات فولادی ساخته خواهند شد.
تفاوت گندله و آهن اسفنجی از لحاظ کاربرد
کاربرد اصلی هر دو محصول، تولید انواع فولاد در صنایع فولادسازی است. اما اگر بخواهیم کمی دقیق تر به این مسئله نگاه کنیم متوجه می شویم که آهن اسفنجی، بهترین جایگزین برای آهن قراضه به شمار می رود. هم چنین برای ساخت آهن فرفوژه و بریکت به عنوان دو فولاد فرآوری شده نیز، از آهن اسفنجی به عنوان ماده اولیه استفاده می شود.
در یک تحلیل کلی، می توان این گونه نتیجه گرفت که ابتدا گندله تولید شده، سپس به آهن اسفنجی تبدیل می شود؛ در نهایت پس از فشرده شدن، بریکت مورد نیاز در صنایع فولاد تولید خواهد شد. البته تفاوت آهن اسفنجی و بریکت نیز جزو مسائل مهم دیگری بوده که پرداختن به آن از موضوع اصلی این مقاله خارج است.
تفاوت گندله و آهن اسفنجی از لحاظ آنالیز و ترکیبات
آنالیز دقیق گندله و آهن اسفنجی نشان می دهد که ترکیبات این دو محصول بسیار مشابه یکدیگر هستند؛ اما درصد و خلوص آنها متفاوت است. بر اساس آمار رسمی، درصد برخی از ترکیبات در آهن اسفنجی بیشتر گزارش شده است؛ زیرا این محصول از تغییر شکل گندله حاصل می شود.
درصد آهن موجود در گندله 65% است؛ در حالی که برای آهن اسفنجی حداقل 83% گزارش می شود. درصد و عیار عناصری مانند منیزیم، گوگرد، اکسید سیلیسیم و اکسید آلومینیوم نیز در این دو ماده متفاوت است.
تفاوت گندله و آهن اسفنجی از لحاظ قیمت
قیمت گذاری هر دو محصول تا حد زیادی به کارخانه تولید کننده و سیاست های هر کدام بستگی دارد. اما به طور کلی، با توجه به این که آهن اسفنجی در فرایند پیچیده تری از گندله تولید می شود، مسلما قیمت بیشتری هم دارد.
مهم ترین پارامتری که بر قیمت به روز آهن اسفنجی تاثیر می گذارد، مظنه آهن در جهان است. ساختار متخلخل، استفاده از مواد کربنی در روند تولید و تقاضای بیشتر از مهم ترین دلایلی است که موجب قیمت بالاتر آهن اسفنجی نسبت به گندله می شود.
گندله یا آهن اسفنجی؟ کدام یک برای تولید فولاد بهتر است؟
مسلما با وجود موارد گفته شده، پاسخ به این سوال چندان قطعی به نظر نمی رسد؛ زیرا هر دو محصول برای صنایع فولاد سازی ضروری هستند. در واقع وجود هیچکدام بدون دیگری، امکان پذیر نیست و در زنجیره تولید یکدیگر قرار دارند.
تولید فولاد مستلزم تولید آهن اسفنجی است و این محصول بدون ساخته شدن گندله تولید نخواهد شد. بنابراین، برای تولید فولاد و شمش، وجود آهن اسفنجی تولید شده از گندله بسیار ضروری و مهم است.
در این مقاله به بررسی گندله، آهن اسفنجی و تفاوت میان آنها پرداختیم. تفاوت میان این دو محصول از لحاظ پارامترهایی مانند کاربرد، قیمت، آنالیز و روش تولید بررسی می شود. در واقع به این سوال که گندله و آهن اسفنجی چه تفاوت هایی دارند با چهار دیدگاه می توان پاسخ داد. در نهایت راهکارهای انتخاب گندله یا آهن اسفنجی و اینکه کدامیک بهتر هستند، ارائه شد.
آیا آهن اسفنجی همان گندله است؟
گندله ماده اولیه برای تولید آهن اسفنجی است؛ بنابراین می توان گفت بله، زیرا آهن اسفنجی از گندله ساخته می شود.
گندله بهتر است یا آهن اسفنجی؟
اگر کاربرد مدنظر تولید فولاد باشد، آهن اسفنجی به دلیل تخلخل و واکنش پذیری بیشتر توصیه می شود.
قیمت گندله بیشتر است یا آهن اسفنجی؟
آهن اسفنجی حاصل تغییراتی است که بر روی گندله صورت می گیرد و بخاطر داشتن عیار بیشتر، گران تر است

نرمه آهن اسفنجی و کاربردهای آن
نرمه آهن اسفنجی
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
نرمه آهن اسفنجی چیست؟
کاربردهای نرمه آهن اسفنجی
زمان مطالعه: 3 دقیقه
اگر در بازار فولاد فعالیت داشته باشید، تابهحال سروکارتان به آهن اسفنجی افتاده است. از این محصول بهجای قراضه به این دلیل که عیار بالاتری دارد، برای تولید انواع محصولات فولادی استفاده میشود. در تولید آن، حدود 5 درصد از مواد اولیه به نرمه آهن اسفنجی تبدیل میشود و از آن برای مصارف داخلی استفاده میشود. در این مقاله میخواهیم کمی بیشتر در مورد آهن نرمه و کاربردهای آن صحبت کنیم. اگر میخواهید دراینباره چیزی بدانید، حتماً تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.
نرمه آهن اسفنجی چیست؟
قبل از اینکه در مورد نرمآهن اسفنجی صحبت کنیم؛ بهتر است نگاهی به آهن اسفنجی و دلائل استفاده از این محصول در صنایع فولادی داشته باشیم.
نرمه آهن اسفنجی
آهن اسفنجی یکی از مهمترین مواد اولیه در صنایع فولادی است که با روش احیا مستقیم از سنگآهن تولید میشود و عیار بالایی دارد. این محصول در کشور ما با دو روش زغالسنگ و ذخایر گازی انجام میشود که معمولاً روش گازی مرسومتر است. استفاده از آهن اسفنجی مزایای زیادی به همراه دارد که عبارتاند از:
هزینه راهاندازی کمتر
روش سریعتر
توجیه اقتصادی بالا
حملونقل آسان
عیار بسیار بالا
و…
در کشور ما کارخانههای مختلفی هستند که بهصورت تخصصی درزمینهٔ تولید آهن اسفنجی فعالیت دارند. نرمه آهن اسفنجی هم در اصل همان مواد اولیه تولید آهن اسفنجی است و به این دلیل که سایزهای بسیار کوچک دارند (کمتر از 6 میلیمتر) که بعد از جداسازی میتوان آن را با مقداری چسب سیلیکات و آهک ترکیب کرد و توسط دستگاه فشرده و درنهایت به بریکت تبدیل کرد.
کاربردهای نرمه آهن اسفنجی
نرمه آهن وزن بسیار کمی دارد و نمیتوان آن را در کورههای قوس الکتریکی شارژ کرد؛ به همین خرید این محصول بهتنهایی نمیتواند برای صاحبان صنایع مختلف سودی به همراه داشته باشد؛ به همین دلیل، با تبدیل نرمه به بریکت، میتوان با توجه به دلائل زیر از آن در کوره قوس الکتریکی استفاده کرد:
عدم امکان انبارش نرمه آهن اسفنجی
عدم امکان جابجایی مناسب تا محل مصرف
هدر رفت بالای آن به دلیل چگالی و وزن پایینی که دارد.
درصد بالای خلوص آهن آن( ۸۰% ) بهعنوان منبع غنی در تولید فولاد
بهطورکلی از مهمترین کاربردهای این محصول میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
استفاده بهعنوان ماده اولیه در تولید بریکت آهن
استفاده در تولید لنت ترمزمتالیک و نیمه متالیک خودرو
و …
کاربردهای نرمه آهن اسفنجی
حجم تولید نرمه آهن اسفنجی، محدود است و به همین دلیل هم از آن برای واحدهای فولادسازی مجاور واحد احیای مستقیم استفاده میشود و معمولا به تنهایی بهعنوان محصول تجاری کاربرد خاصی ندارد و در اکثر موارد باید آن را به بریکت تبدیل کرد و از آن استفاده کرد.
سخن پایانی
همانطور که در این مقاله گفتیم، نرمه آهن اسفنجی در اصل از حدود 5 درصد از مواد اولیه خود آهن اسفنجی تولید میشود و بهتنهایی نمیتوان از آن برای مصارف خاصی استفاده کرد و بهتر است که آن را به بریکت تبدیل کرد. یک نکته مهم این است که برای تعیین قیمت آهن اسفنجی لازم است که بهصورت روزانه قیمت مقاطع فولادی را بررسی کنید و درنهایت در زمان درست برای خرید این محصول تصمیم بگیرد.

بنتونیت چیست
در روند تولید فولاد علاوه بر سنگ آهن که یکی از مهم ترین مواد اولیه است؛ بنتونیت نیز از مواد مورد نیاز برای تولید فولاد محسوب می شود و این ماده در فرآیند ریخته گری و گندله سازی کاربرد مهمی دارد. بنتونیت ماده ی معدنی ای است که از دسته ی رس ها و کانی های متورم شونده محسوب شده و به سبب خاصیت جذب کنندگی، کاربرد های متفاوتی دارد:
بنتونیت چیست ؟
در روند تولید فولاد علاوه بر سنگ آهن که یکی از مهم ترین مواد اولیه است ؛ بنتونیت نیز از مواد مورد نیاز برای تولید فولاد محسوب می شود و این ماده در فرآیند ریخته گری و گندله سازی کاربرد مهمی دارد . بنتونیت ماده ی معدنی ای است که از دسته ی رس ها و کانی های متورم شونده محسوب شده و به سبب خاصیت جذب کنندگی ، کاربرد های متفاوتی دارد :
در حفاری ، لعاب سازی ، فولاد سازی ، کود های کشاورزی ، کاشی و سرامیک ، بتن ، ریخته گری و قالب سازی و تولید کود گوگرد کاربرد دارد.
خاک بنتونیت با دانه بندی متنوع و تنوع رنگ های سفید ، طوسی ، سبز و قهوه ای کاربرد های متفاوتی دارد و مرغوب ترین آن خاک سفیدرنگ است ؛ همچنین این خاک به دلیل چسبندگی ، جذب آب ، تورم پذیری و نرم بودن در صنایع ریخته گری ، حفاری چاه های نفت ، سد سازی و کشاورزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است . در خاصیت های این خاک می توان به اثر شفا بخش بودنش اشاره کرد که بیماری های گوارشی و زخمی را التیام می بخشد و سبب جذب فلزات سنگین ، باکتری ها و مواد ضد تغذیه ای می شود . نام دیگر این خاک گل سرشور و رس صابونی بوده و از زمان های قدیم ابن سینا این ماده ی معدنی را به عنوان ماده ی زودشکن معرفی کرده که در آب به خوبی حل می شود .
این کانی که از خانواده ی اسمکتیت است دارای خاصیت شکل پذیری و انبساط و انقباض یونی می باشد عمدتا بر دو نوع متورم یا بنتونیت های سدیم دار، بنتونیت غیرمتورم یا کلسیم دار است.
در کانی بنتونیت سدیم دار میزان جذب یونی ، شکل پذیری ، انبساط و انقباض از نوع کلسیم دار آن است ؛ بنتونیت کلسیم دار در ماسه ی ریخته گری به عنوان جذب کننده ی روغن و گریس ، فیلتر کردن و تصفیه کردن به کار می رود اما بنتونیت سدیم دار عموما در گل های حفاری ، گندله سازی کاربرد دارد .
انواع بنتونیت :
بنتونیت ( ریخته گری )
دونوع رس بنتونیتی معمولا استفاده می شود : بنتونیت کلسیمی – بنتونیت سدیمی
بنتونیت سدیمی : در جذب و نگهداری مقدار زیاد آب و این توانایی منحصر به فرد افزایش حجم بنتونیت ها بالا رفته است ماسه سبز در ریخته گری نیاز به استحکام حرارتی بالا دارد مثل ریخته گری فولاد و آهن ، از بنتونیت در این مخلوط استفاده می شود .
بنتونیت سدیمی قابل افزایش حجم تا 15 برابر حجم خشک دارد و در قالب شن و ماسه این قابلیت به ما کمک می کند تا قالب بندی خود را حفظ کرده و استحکام حرارتی به وجود بیاید .
بنتونیت در تهیه قالب ریخته گری به دلیل چسبندگی دانه های ماسه را بهم وصل می کند .
بنتونیت به عنوان یک ماده نگه دارنده در تهیه آهن ، آلیاژ ها ، چدن و استیل به کار می رود .
بنتونیت ( ساختمان سازی و صنعت عمران )
بنتونیت ها به دلیل تورم پذیری بالا برای جلوگیری از نفوذ آب کاربرد دارند .
بنتونیت بسیار تورم پذیر و متورم شده است و از حرکت آب یا دیگر مایعات جلوگیری می کند . کاربرد رایج این نوع بنتونیت ها شامل : پایه های سدها ، آب بندی استخر های آبیاری ، جلوگیری از نشت آب
بنتونیت ( تولید اسپری )
ترکیبات شیمیایی به عنوان آفت کش ، حشره کش ، علف کش استفاده می شوند که آنها بسیار غلیظ هستند و با افزودن بنتونیت آن ها رقیق می شوند
همچنین بنتونیت ها برای دفع حشرات ، اسپری ضد تعریق ، محلول های ضد عفونی کننده کاربرد دارد .
تاریخچه بنتونیت
5000 سال قبل از میلاد از بنتونیت برای شستشو و ضخیم کردن پارچه های پشمی در قبرس مورد استفاده قرار می گرفت ؛ همچنین در قرن های گذشته از بنتونیت برای سفید کرد روغن گیاهی ، رنگ زدایی ، نفت و .. استفاده می کردند .
اما در قرن 20 استفاده از بنتونیت در بین مردم رواج پیدا کرد و در گندله سازی کانه آهن ، ماسه های ریخته گری ، فضولات حیوانات ، ساختمان سازی استفاده می شد.
کاربرد ویژه استفاده از بنتونیت شامل : کاتالیزها ، آسفالت ، رنگ ها ، جوهرها ، گریس ها ، وسایل آرایشی ، دارو سازی ، پلاستیک سازی است .