سنگ آهن دانه بندی

آیا سنگ آهن دانه‌بندی شده می‌تواند جایگزین کنسانتره باشد؟

سنگ آهن به‌عنوان ماده اولیه اصلی در تولید فولاد، نقش حیاتی در صنایع معدنی و فلزی دارد. این ماده معدنی عمدتاً از اکسیدهای آهن مانند هماتیت (Fe₂O₃) و مگنتیت (Fe₃O₄) تشکیل شده است. به‌ دلیل ناخالصی‌های موجود در سنگ آهن استخراج‌ شده، روندهای مختلفی مانند خردایش، دانه‌بندی و پرعیار‌سازی برای بهبود کیفیت آن انجام می‌شود.

سنگ آهن دانه بندی برای دستیابی به ذرات با اندازه یکنواخت و افزایش بازدهی فرآیندهای بعدی مانند گندله‌سازی و احیا صورت می‌گیرد. البته باید در نظر داشت که سنگ آهن دانه بندی در قیاس با کنسانتره که یکی از مهم‌ترین رقیب‌های آن به شمار می‌آید از کارکردی کمتری برخوردار است، اما با احتساب همین نکته این ماده همچنان در پیوند با سنگ خامی که از معادن استخراج می‌شود مزایای بیشتری دارد و با استفاده از عیار بالاتری که داراست، بخش زیادی از فرآیندهای تولید را در حوزه‌های متفاوت را تحت حمایت قرار دهد.

چیستی و روش‌های تولید

این ماده یک محصول میانی در روند ساخت سنگ آهن در حوزه صنعت فولاد به شمار می‌آید؛ کانی‌های عیار این ماده تقریباً ۵۰ درصد است که با هزینه‌‌ی پایین می‌توان آن را از استخراج کرد. اندازه‌ی عیار این ماده برای تولیدکنندگان در حوزه ترکیبات آهنی مناسب نیست و برای آنکه بتوان این ماده را بدل به یک محصول کابردی در صنعت کرد باید طی مراحلی عیار آن افزایش یابد. خروجی این فرآیند موجب می‌شود تا عیار این ماده به ۶۰ الی ۶۸ درصد بالا رود که با این میزان از عیار می‌تواند در صنایع کابرد داشته باشد. البته لازم به ذکر است که باز هم در نسبت با کنسانتره سنگ آهن از کارکرد کمتری برخوردار است اما از آنجایی که هزینه‌ی ساخت و آماده‌سازی پایین می‌آورد می‌تواند ماده‌ای کارآمد در این شرایط اقتصادی بحرانی به حساب آید.

روش‌ تولید این ماده همچون رقیب آن کنسانتره سنگ آهن است؛ اگرچه برخلاف آن متولوژی‌هایی را که از سطح مناسب‌‌تری برخوردارند مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع برای ساخت این محصول امکانات کمتری را برای تولید نسبت به کنسانتره به کار می‌گیرند. روش‌های گوناگونی برای تولید این ماده وجود دارد که مهم‌ترین آن به شرح ذیل است:

• خردایش

قطعات به دست آمده از معدن در وهله اول به قطعات ریزتر(میان ۵ الی ۱۰ سانتی‌متر) خرد می‌شوند. این عملیات از طریق دستگاه‌هایی مانند فک‌های سنگینی، آسیاب‌های چکشی یا آسیاب‌های غلتکی صورت می‌گیرد.

• سرند کردن (Screening)

سنگ‌های خردشده در این مرحله از طریق سرندهای ارتعاشی یا ثابت بر اساس اندازه ذرات جدا می‌شوند. ذرات درشت‌تر برای خردایش مجدد بازگردانده می‌شوند، در حالی که ذرات ریزتر برای فرآیندهای بعدی مانند جدایش مغناطیسی یا فلوتاسیون استفاده می‌شوند. این مرحله علاوه‌بر آنکه ذرات ریز و درشت را جدا می‌کند می‌تواند موجب یکسان‌سازی ذرات شود.

• جدایش هیدرولیکی (Hydrocycloning)

در این روش، از نیروی گریز از مرکز و جریان آب برای جداسازی ذرات ریز و درشت استفاده می‌شود. این روش برای دانه‌بندی مواد بسیار ریز (زیر ۱۰۰ میکرون) مناسب است. لازم به ذکر است که این مرحله اجباری نیست و برای زمان‌های خاصی به کار می‌رود.

• هواویزی (Air Classification)

در این تکنیک، از جریان هوا برای جداسازی ذرات بر اساس اندازه و چگالی استفاده می‌شود. این روش برای مواد خشک و بسیار نرم کاربرد دارد.

• جدایش مغناطیسی

این روش مهم‌ترین بخش در تولید سنگ آهن دانه‌بندی شده است؛ از ویژگی مغناطیسی کانی‌های آهن در جهت جداسازی آن‌ها از باطله به کار گرفته می‌شود. دستگاه‌‌هایی که این عملیات را انجام می‌دهند جداکننده‌های مغناطیسی می‌نامند.

• دانه‌بندی

پس از اتمام مرحله‌ی قبلی، این ماده به دست آمده پر عیار به دسته‌های گوناگون دانه‌بندی صورت می‌گیرد. در این تکنیک هم از الک‌ کردن استفاده می‌شود که در آن دانه‌هایی با ضخامت پایین‌تر از ۱۰ میلی‌متر در سنگ‌ریزها و دانه‌هایی با ضخامت میان ۱۰ الی ۳۰ میلی‌متر در سنگ درشت‌ها به شمار می‌آیند.

• کنترل کیفیت

این بخش که آخرین مرحله از فرآیند تولید این محصول را به حساب می‌آید؛ فرآورده نهایی را از حیث عیار پایین، دانه‌بندی و سایر پارامترهای مربوط به کیفیت مورد بررسی قرار می‌گیرد. نام دیگر این روش QC است؛ در شرکت‌ها و کارخانه‌های فراوانی این بخش به‌عنوان مهم و تعیین‌کننده به شمار می‌آید و با تکیه بر این مرحله است که می‌توان پی برد که این محصول مناسب عرضه در بازار است یا احتیاج به بازنگری در روند تولید دارد.

اهمیت و کاربردها

دانه‌بندی مناسب سنگ آهن تأثیر مستقیمی بر کیفیت محصول نهایی و بازدهی فرآیندهای متالورژیکی دارد. برخی از مزایای دانه‌بندی بهینه عبارتند از:

• بهبود راندمان کوره بلند: ذرات با اندازه یکنواخت، تخلخل مناسب را در بار کوره ایجاد می‌کنند و باعث بهبود احیای آهن می‌شوند.
• کاهش مصرف انرژی: دانه‌بندی مناسب، نیاز به انرژی برای خردایش و آسیاب‌های اضافی را کاهش می‌دهد.
• بهبود کیفیت گندله: سنگ آهن دانه‌بندی شده به‌عنوان ماده اولیه در تولید گندله، استحکام و کیفیت گندله را افزایش می‌دهد.

همچنین سنگ آهن دانه‌بندی شده عمدتاً در دو بخش اصلی صنعت فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد:

کوره بلند (Blast Furnace)

در کوره‌های بلند، سنگ آهن دانه‌بندی شده به همراه کک و مواد گدازآور استفاده می‌شود. اندازه مناسب دانه‌ها باعث بهبود تخلخل و افزایش بازدهی احیای آهن می‌شود.

احیای مستقیم (Direct Reduction)

در فرآیند احیای مستقیم (مانند روش میدرکس)، سنگ آهن دانه بندی شده به صورت گندله یا کلوخه مورد استفاده قرار می‌گیرد تا آهن اسفنجی تولید شود.

دستیابی به سنگ آهن دانه‌بندی مناسب

دانه‌بندی سنگ آهن به‌عنوان یک فرآیند کلیدی در زنجیره تولید فولاد، نه ‌تنها بر کیفیت محصول نهایی تأثیرگذار است، بلکه نقش تعیین‌کننده‌ای در بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های تولید دارد. با پیشرفت فناوری‌های جدید در حوزه خردایش و جدایش، امکان دستیابی به دانه‌بندی دقیق‌تر و کارآمدتر فراهم شده است. انتخاب روش مناسب دانه‌بندی با توجه به ویژگی‌های سنگ معدن و نیازهای فرآیندی، می‌تواند منجر به کاهش هزینه‌ها و افزایش راندمان تولید شود. توسعه فناوری‌های جدید در زمینه دانه‌بندی و پر عیار‌سازی سنگ آهن، می‌تواند نقش مهمی در آینده صنعت فولاد ایفا کند.

استفاده از روش‌های ترکیبی مانند سرند کردن و هیدروسیکلون می‌تواند بازدهی فرآیند را افزایش دهد، در حالی که توسعه نرم‌افزارهای کنترل هوشمند، دقت عملیات دانه‌بندی را بهبود بخشیده است. در آینده، با گسترش فناوری‌های سبز و بازیافت ضایعات معدنی، انتظار می‌رود فرآیند دانه‌بندی سنگ آهن به سمت کاهش مصرف آب و انرژی حرکت کند. همچنین، تحقیقات در زمینه نانوفناوری می‌تواند منجر به تولید ذرات فوق‌ریز با کاربردهای نوین در متالورژی شود. در نهایت، سرمایه‌گذاری در بهینه‌سازی دانه‌بندی سنگ آهن نه‌تنها بهره‌وری صنعت فولاد را افزایش می‌دهد، بلکه گامی مهم در جهت توسعه پایدار و کاهش آلایندگی‌های محیطی محسوب می‌شود.

شما می‌توانید برای دسترسی به قیمت سنگ آهن‌ دانه‌بندی و سایر قیمت سنگ آهن‌ها به سایت آهن معدن مراجعه کنید؛ همچنین می‌توانید از طریق تماس با کارشناسان با مشاوره درست و کاربردی با توجه به بودجه و نوع کسب‌وکارتان مناسب‌ترین سنگ آهن دانه‌بندی شده را دریافت کنید.