تکنولوژی تولید سنگ آهن

0 خواندن این مطلب 5 دقیقه زمان میبرد

كانی‌های طبيعی آهن، شامل طيف گستردهای از تركيبات مختلف هستندt فرايند احياء مستقيم سنگ آهن كه از قديمیترين روش‌های توليد آهن بشمار میرود از سنگ با عيار بالاتر و درجه خلوص بيشتر استفاده می‌نماید. در فرآيندهای ذوب كوره بلند می‌توانند از كانه‌های كم عيارتر نیز استفاده نمود. مهم‌ترين شاخص در درجه بندی سنگ آهن، عيار آهن و میزان و نوع عناصر مضر آن است. به همین سبب سنگ آهن پس از استخراج و خردایش جهت ارتقا کیفیت به كنسانتره با عيار آهن بالا تبدیل شده و فاقد ناخالصی‌های نامطلوب می‌شود. روش‌های متداول برای فرآوری سنگ آهن عبارتند از جداسازی ثقلی و جداسازی مغناطيسی و روش فلوتاسيون که از آن‌ها جهت پر عيار سازی كمک گرفته می‌شود. در ادامه دو تکنولوژی تولید سنگ آهن را شرح داده‌ایم.

برای دریافت مشاوره کسب و کار در زمینه تولید در ایران و دیگر کشورها می‌توانید با کارشناسان مرکز کاردوک از طریق شماره 02166418908 تماس بگیرید.

تکنولوژی تولید سنگ آهن | استخراج معدنی

عملیات معدنکاری و استخراج سنگ آهن از معادن، با خرید تجهیزات و ماشین آلات و تجهیز معادن متناسب با سنگ آهن مورد نیاز برای کارخانه فرآوری برنامه ریزی می‌شود. در استخراج معدن کارشناسان طراحی و تهیه نقشه‌ها و نظارت بر استخراج را برعهده دارند. سنگ آهن پر عیار که بخش کمی از تولیدات معدن است را می‌توان به صورت دانه‌بندی به فروش رساند و بقیه تولیدات معدن جهت تامین خوراک کارخانه توسط کامیون به منطقه خوراک کارخانه منتقل می‌شود. برای مشاهده طرح تولید کنسانتره سنگ آهن کلیک کنید.

تکنولوژی تولید سنگ آهن | روش های فرآوری و تولید کنسانتره

به طوركلی هر كارخانه فرآوری شامل سه مرحله است كه عبارتند از:

سنگ شكن و خردايش سنگ آهن
پرعیار سازی سنگ آهن
فیلتراسیون و خشک کردن

در بخش سنگ‌شكنی و خردايش سنگ‌آهن جهت دستيابی به ابعاد در حد مطلوب ماده معدنی خردايش می‌شود. عمليات بعدی كانه‌آرائی است که بيش از 70درصد انرژی مصرفی در كارخانه را دربرمی‌گیرد. برای انجام عمليات خردايش از طريق سنگ‌شكن می‌توان از سنگ‌شكن‌های مختلف استفاده كرد. در كانه‌آرائی سنگ‌آهن از خردايش در آسياهای خودشكن سنگ‌های استخراجی استفاده می‌شود.

پس از سنگ‌شكن مرحله اول ماده معدنی مستقيماً وارد آسيـای خودشكن شده و دانه‌‌های درشت ضمن آن كه خرد می‌شوند، سـاير ذرات را نيز خرد می‌كنند؛ بدين ‌ترتيب اين آسياها می‌توانند جايگزين سنگ ‌شكن‌های مرحله دوم و سوم كه عملاً در بخش سنگ ‌شكنی ناگزير به استفاده از آن می‌باشيم، گردند. اين آسياها دارای ضريب خردايش بسيار بالا بوده و ظرفیت ورود سنگ‌های درشت با ابعاد 300 تا 500 ميليمتر را دارد و قادر است محصولی با سایز یک ميلي‌متر را توليدكند. آسياب‌های خردایش به دو روش تر يا خشك عمليات خردايش را انجام می‌دهند.

اندازه خردایش بر اساس کاربرد

فرایند كانه آرایی و خردايش سنگ‌آهن اغلب به منظور توليد گندله در واحد‌های گندله‌سازی است و در نتيجه محصول خروجی از آسياب خودشكن يا نيمه خودشكن از نظر ابعاد بزرگ‌تر از حد مطلوب برای گندله ‌سازی (حدود 40 تا 50ميكرون) می‌باشد.

‌بنابراين جهت خردايش بيشتر و رسيدن به ابعاد مورد نظر جهت تهيه گندله محصول خروجی از اين نوع آسياب‌ها وارد آسياب گلوله‌ای می‌شود. از آنجایی كه اكثر سنگ‌های آهن مورد مصرف واحدهای توليد فولاد مگنتيتی است، لذا آسياب گلوله‌ای به منظور خردايش نرم با پوشش داخلی مغناطيسی برای خردايش بکار می رود. در این روش بين پوشش فولادی خارجی آسيا و آستر لاستيكی يك لايه مغناطيس دائم ايجاد می‌شود. اين امر باعث می‌شود كه آستر لاستيكی به جدار چسبيده و وجود مغناطيس در پوشش داخلی آسيا باعث جذب ذرات نرم مغناطيسی (مگنتيتی) بر روی پوشش شده و آن را از فرسايش و خوردگی محافظت نمايد. كاربرد آسترهای مغناطيسی باعث كاهش وزن آسيا و ضخامت آستر می‌شود و بدين روش حجم مفيد آسيا افزايش يافته و مصرف انرژی آن نيز نسبت به واحد وزن محصول توليدی كاهش می‌يابد.

تکنولوژی تولید سنگ آهن | پرعيار سازی سنگ ‌آهن

پرعيارسازی با هدف افزايش عيار سنگ آهن در حد مطلوب و قابل كاربرد در صنعت متالورژی آهن و فولاد (كوره بلند – احياء مستقيم) و حذف ناخالصی‌های نامطلوب در آن می‌باشد. اين عمليات با توجه به نوع كانی آهن‌دار و ناخالصی‌ها نامطلوب آن به روش‌های فيزيكی يا فيزيكی و شيميایی انجام می‌گیرد.

مهم‌ترين روش‌های عمليات پرعيار سازی سنگ آهن عبارتند از:

1_روش‌های فيزيكی كه براساس اختلاف وزن مخصوص كانه‌ آهن‌دار با کانسنگ‌های همراه قرار دارد.

2_ روش‌های مغناطيسی كه براساس خاصيت مغناطيسی سنگ معدنی آهن‌دار انجام می‌گيرد.

3_ فلوتاسيون آنيونيك و كاتيونيك (فلوتاسيون مستقيم و غير مستقيم)

4_روش‌های الكترواستاتيكی كه براساس هدايت الكتريكی متفاوت تركيبات تشكيل دهنده سنگ معدن قرار دارد.

روش های فيزيكی پرعيار سازی

روش‌های فيزيكی پرعيار‌ سازی براساس اختلاف وزن مخصوص كانه‌ آهن دار و گانگ مواد همراه به روش‌های زیر انجام می‌گیرد.

پرعيار سازی از طريق ‌دانه‌بندی
پرعيار سازی از طريق مالش
پرعيار سازی از طريق جيگ
پرعيار سازی از طريق اسپيرال‌ها
پرعيار سازی از طريق‌واسطه سنگين

پر عيار سازی به روش جدا كننده مغناطيسی

جدا كننده‌های مغناطيسی در مورد اكسيدهای آهن از نوع مگنتيت كه دارای خاصيت مغناطيسی قوی هستند، بکار می‌رود. از اين روش كه اقتصادی و دارای كارآيی بالایی جهت پر عيار كردن و حذف ناخالصی‌ها است، استفاده می‌شود.

در اين دستگاه‌ها يك ميدان دائم ايجاد می‌شود و يا از طريق عبور جريان از داخل يك سيم پيچ باعث جذب و جدايش سنگ‌هایی كه دارای خاصيت مغناطيسی می‌باشند از موادی كه فاقد اين خاصيت‌اند می‌شوند. اكثر ناخالصي‌ها مانند فسفات و تركيبات گوگرد دار (به استثنای پيروتيت) فاقد اين خاصيت بوده و در صورتی كه درجه آزادی مناسبی داشته باشند جدا و حذف می‌گردند.

پر عيار سازی از طريق فلوتاسيون

فلوتاسيون مهم‌ترين روش جهت پر عيار سازی كانی‌ها محسوب می‌شود، برخی از مزايای اين روش عبارتند از: ‌

قابليت پر عيار سازی سنگ‌های كم عيار و سنگ‌های معدنی كه توزيع كاني‌ها در آن بسيار ريز می‌باشد.
قابليت پر عيار سازی ذرات ميكرونيزه
قابليت كاربرد در مورد تمامی كانی‌ها و سنگ‌های معدنی
قابليت جدايش چند كانی با مشخصات فيزيكی يكسان
قابليت پر عيار سازی با بازيابی بالا در عيار كنسانتره
قابليت پر عيار سازی كانی‌های محلول در آب

اساس كار فلوتاسيون بر خاصيت سطحی ذرات می‌باشد. برای پر عيار سازی سنگ آهن از روش‌های مختلف فلوتاسيون بصورت مستقيم می‌توان استفاده كرد. در روش مستقيم معمولاً از كلكتورهای آنيونی برای شناورسازی هماتيت و جداسازی آن از گانگ سيليسی يا چرت استفاده می‌شود. در روش غيرمستقيم فلوتاسيون هدف شناور سازی مواد سيليسی و كوارتز می‌باشد و اكسيدهای آهن در اين شرايط شناور نشده و جدا می‌شوند.

پر عيار سازی از طريق فلوتاسيون

تکنولوژی تولید سنگ آهن | جدايش فاز مايع از جامد

اكثر روش‌های پر عيار سازی سنگ آهن به روش تر می‌باشد. اصولاً كاربرد روش‌های خشك پر عيار سازی دارای بهره وری بالا نیست و فقط گاهی اوقات بصورت محدود از جدا كننده‌های مغناطيسی خشك در مورد ذرات نسبتاً درشت سنگ آهن استفاده می‌شود. در بقيه موارد روش‌های تر جهت پر عيار سازی بكار برده می‌شود. در اين روش‌ها محصول پر عيار شده نهائی با مقدار قابل توجهی آب همراه هست كه بايد از طريق روش‌های بی‌آب كردن در چند مرحله متوالی رطوبت آن‌ها را به حد مطلوب كاهش داد كه برای حمل و نقل و يا عمليات صنعتی متناسب باشد.

به طور كلی بی‌آب كردن و كاهش رطوبت به سه مرحله تقسيم می‌شود كه عبارتند از:

مرحله اول – ته نشين كردن (تيكنرها)

مرحله دوم – فيلتر كردن

مرحله سوم – خشك كردن

در این روش باطله‌های فرایند طی دو مرحله مورد عمل ته نشين كردن قرار می‌گيرند. در مرحله اول در تيكنر‌ها مقداری از آب بازيابی شده و سپس باطله به سد باطله حمل و در آنجا پس از ته نشين شدن نهائی مقداری دیگر از آب بازيابی می‌شود.