کاربرد سنگ آهن در صنعت
امروزه استفاده از انواع آهن و فولاد به حدی افزایش پیدا کرده است که تصور دنیایی بدون آنها امکان پذیر نمی‌باشد. یکی از مواد اصلی برای ساخت انواع آهن، سنگ آهن میباشد. البته کاربرد سنگ آهن فقط محدود به تولید آهن نمی‌شود و در صنایع دیگر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین برای آن که کشوری بتواند پایگاه صنعتی خود را حفظ نماید نیازمند کاربرد سنگ آهن در انواع مختلف میباشد. با توجه به اهمیت این ماده، در این مقاله به بررسی انواع سنگ آهن و کاربرد سنگ آهن در سایت پیوان خواهیم پرداخت.
سنگ آهن چیست؟
سنگ آهن یکی از اقسام سنگهای معدنی است که حاوی رگههای آهن میباشد. به سنگهای معدنی که بیش از ۲۰ درصد آنها را آهن تشکیل داده باشد، سنگ آهن یا Iron Ore گفته میشود. این نوع سنگ در پوسته زمین به مقدار زیادی یافت میشود. در واقع حدود 5 درصد پوسته‌ی زمین از این فلز تشکیل شده است. به همین جهت کشورهای زیادی در جهان از جمله استرالیا و بزریل سنگ آهن را استخراج نموده و به سایر کشورها صادر می‌کنند. فراوانی وجود معادن سنگ آهن در کنار مقاومت بالا، سهولت فرآوری این نوع فلز، باعث کاربرد سنگ آهن در صنایع مختلف شده است.
از آنجایی خاصیت ترکیب پذیری آهن خالص بسیار بالا میباشد، آهن موجود در سنگ آهن به صورت ترکیب با سایر عناصر به خصوص اکسیژن میباشد. به همین جهت استفاده از آن نیازمند انجام فرآیند خالص سازی بر روی این نوع سنگ معدنی میباشد. برای خالص سازی لازم است فرآیندهای فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی خاصی انجام میشود. ابتدا انواع سنگ اهن طی چند مرحله خرد و آسیاب می‌شوند. سپس فرآیندهای سرند کردن، شست‌وشو، استفاده از جداکننده مغناطیسی و یا روش فلوتاسیون (جداسازی مواد آب‌گریز از آب دوست) بر روی سنگ آهن انجام میشود. سپس در مراحل آخر، ذوب و احیا بر روی سنگ آهن انجام شود. با ذوب کردن سنگ آهن، مقادیر زیادی آهن (Fe) بدست می‌آید. این آهن خالص شده شکلی پودری دارد که برای آن که بتوان از سنگ آهن برای ساخت آهن و فولاد استفاده نمود، لازم است که با عناصر دیگر مانند کربن، نیکل و کروم ترکیب شود.
توجه داشته باشید که سنگ آهن انواع مختلفی دارد و به طور معمول به دو روش بر مبنای نوع کانی و شکل ظاهری طبقه بندی میشود. با توجه به متفاوت بودن کاربرد سنگ آهن در انواع مختلف در ادامه به بررسی هر یک از دسته بندی‌های انواع سنگ اهن خواهیم پرداخت.
کانیهای مختلف سنگ‌آهن
کانیهای سنگ آهن دارای درصدهای متفاوتی از آهن (Fe) و سایر عناصر در ساختار خود هستند. بنابراین کاربردهای متفاوتی هم دارند. کانی آهن در طبیعت بسیار متنوع هستند اما مهم‌ترین آنها عبارتند از:
سنگ آهن مگنتیت
این ماده با فرمول شیمیایی Fe3O4 از جمله اکسیدهای آهن است که به رنگ سیاه میباشد. این کانی دارای خاصیت مغناطیسی است و نام آن از واژه لاتین Magnetite به معنای آهن ربا گرفته شده اشت. لازم به ذکر است، کانی مگنتیت در تولید آهنربا کاربرد دارد. کانی سنگ آهن مگنتیت دارای 70 درصد آهن میباشد اما به دلیل وجود ناخالصی در آن، عیار سنگ آهن مگنتیت کم است. این نوع سنگ آهن به دلیل معادن زیاد و هزینه ی کم بهره برداری، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سنگ آهن هماتیت
هماتیت با فرمول شیمیایی Fe2O3 یکی از پرکاربردترین کانیهای سنگ آهن است و حدود 69.9 درصد این کانی از آهن تشکیل شده است. نام این کانی در انگلیسی به معنی خون قرمز میباشد و دلیل نامگذاری آن رنگ قرمز مایل به قهوه‌ای سنگ هماتیت می باشد. این کانی سنگ آهن دارای ظاهری دانه دانه میباشد و ویژگی منحصر بالفرد آن ضد زنگ بودن است. درصد آهن در ترکیب هماتیت کمتر است اما از آنجایی که آهن از غلظت مطلوبی برخوردار است،، استفاده از سنگ آهن هماتیت نسبت به سنگ آهن مگنتیت بیشتر است. البته لازم است توجه داشته باشید هماتیت برای فرآوری، هزینه بیشتری به کارخانه‌های ذوب آهن تحمیل میکند و برای تمیز کردن آن آب و اسید کلریک به کار برده می‌شوند.
سنگ آهن اولوژیست چیست؟
الوژیست (Fe2O3) نیز یکی از کانیهای آهن از دسته هماتیت است و دارای 70 درصد آهن میباشد. رنگ این سنگ آهن خاکستری تا سیاه است البته قطعات نازک آن به رنگ قرمز خونی سیر می‌باشند. اولوژیست دارای چگالی 5 و میزان سختی 26.5 میباشد. اگر الوژیست در کوره‌ای با دمای بالا قرار گیرد، خاصیت مگنتی پیدا میکند. الوژیست مانند بلورهای کانی هماتیت به ورقه نازک تا ضخیم می‌تواند تبدیل شود و در ماده اسید کلریدریک حل میشود. سنگ آهن الوژیست دارای سطحس درخشان و با جلای فلزی است به همین سبب قطعاتی از آن به صورت بلوهای جواهر کاربرد دارند. سنگ اولوژیست در محیط‌های اکسیدان و بسترهای مختلف مانند سنگهای آذرین و دگرگون ، سنگهای آتشفشانی و سنگهای رسوبی پیدا میشود.
بیشتر بخوانید: دیوار حائل چیست؟
سنگ آهن لیمونیت
این کانی سنگ آهن با فرمول شیمیایی Fe(OH).n(H2O) دارای 55.5 درصد آهن میباشد و همواره قابلیت استخراج از پوسته زمین را دارد. سنگ آهن لیمونیت اغلب قهوه‌ای و خاکی رنگ است و نام آن از واژه یونانی لیموس limus به معنی گل و لجن گرفته شده است.
سنگ آهن سیدریت
نام سنگ آهن سیدریت برگرفته از یک واژه یونانی به نام آهن است. با این حال سیدریت با فرمول شیمیایی FeCO3 یکی از کانیهای سنگ آهن با کمترین درصد آهن است. میزان آهن در سیدریت حدود 48 درصد میباشد. به همین دلیل فقط در کشورهایی که کمبود منابع سنگ آهن وجود دارد؛ در شرایط خاص برای استخراج آهن استفاده میشود.
از میان کانیهای فوق کاربردی ترین و با ارزش ترین آنها هماتیت و مگنتیت هستند.
بیشتر بخوانید: آهن اسفنجی چیست؟
انواع سنگ آهن بر اساس شکل ظاهری
در یک طبقه بندی دیگر، انواع سنگ آهن از لحاظ شکل ظاهری شامل سنگهای کلوخه، کنسانتره، گندله و گرانول هستند. در اینجا به بررسی روش تولید این سنگهای آهن می‌پردازیم.
روش تولید کنسانتره
کنسانتره ماده‌ای متراکم با ابعاد میکرون است که در فولاد سازی بکار می‌رود. برای تولید کنسانتره از سنگ آهن کم عیار استفاده میشود اما درنهایت عیار سنگ آهن کنسانتره برای مصارف صنعتی بسیار مطلوب است. مراحل تولید کنسانتره شامل خرد کردن، آسیاب، پرعیارسازی و در نهایت آبگیری است. درواقع هدف اصلی کنسانتره تولید سنگ آهن با عیار بالاتر جهت مصارف مختلف است. به عنوان مثال سنگ آهن کم عیار را کنسانتره می‌کنند تا بتوانند از آن در تولید گندله استفاده کنند.
روش تولید گندله
گندله گلوله‌هایی هستند که از سنگ آهن و مقداری مواد افزودنی تشکیل شده‌اند. گندله عمدتا ساختاری متخلخل دارند و ضخامت آنها حدود 9 تا 16 میلیمتر میباشد. اولین فرآیند تولید گندله، آماده کردن کنسانتره است، سپس مخلوطی از آب، سیمان و آهک به کنسانتره افزوده میشود. حاصل این ترکیب گندله خام است که به عنوان آخرین مرحله باید پخته شود. لازم به ذکر است، پس از پخت گندله‌ها فرآیند خشک سازی آنها باید با دقت بسیار زیادی انجام شود تا سطح گلوله‌ها دچار ترک و شکستگی نشود. حدود ۸۰ درصد گندله تولید شده برای ساخت سازه‌های فلزی مختلف از جنس چدن و فولاد و حدود ۲۰ درصد در احیای مستقیم به کار برده میشود.
روش تولید گرانول
گرانول‌ها از انواع سنگ آهن با روش خشک و بدون آب ایجاد شده و به صورت دانه درشت و دانه ریز عرضه می‌شوند. دانه‌های سنگ آهن تا ۱۰ میلیمتر دانه ریز و ۱۰ تا ۳۰ میلیمتر دانه درشت هستند برای تولید گرانول باید سنگ آهن در ابعاد مورد نظر توسط دستگاه‌های مخصوص خرد شود. عیار سنگ آهن مورد استفاده برای تولید گرانول حدود 60 درصد است. با توجه به کاربرد گسترده سنگ آهن، این نوع فرآورده سنگ آهن به عنوان مواد اولیه کوره‌های بلند مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بیشتر بخوانید:شمش فولادی
کاربرد سنگ آهن
سنگ آهن یک سنگ معدنی و بسیار کاربردی است. 98 درصد از سنگ اهن استخراج شده صرف تولید فولاد در جهان میشود که کاربرد سنگ آهن را به اندازه کاربرد فولاد گسترده میکند. اما کاربرد سنگ اهن فقط به تولید فولاد محدود نمی‌شود و در مصارف دیگر نیز کاربرد گسترده ای دارد و دارای نقش سازنده‌ای میباشد؛ مهم ترین کاربرد سنگ آهن عبارتند از:
- ساخت ماشین آلات صنعتی
- کاربرد در خودروسازی برای ساخت قطعات
- ساخت موشک و هواپیما
- کاربرد فولاد در راه آهن
- انواعی از سنگ آهن مانند آهن پودر شده در تولید مبدل‌های زیستی یا کاتالیست‌ها
- استفاده از سولفات آهن به عنوان قارچ کش
- کاربرد آهن رادیواکتیو در صنعت داروسازی و بیوشیمی
- استفاده از آهن قرمز برای تولید لوازم آرایشی و انواع پلاستیک‌ها
- کاربرد اکسید آهن سیاه به عنوان رنگدانه، در صنعت داروسازی و الکترونیک
اطلاعات بیشتر در انواع مختلف شمش فولادی را بشناسید!
عوامل تاثیرگذار بر قیمت سنگ آهن
قیمت سنگ آهن به عنوان ماده اولیه ساخت فولاد، تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد. برای خرید سنگ آهن بهتر است با این عوامل آشنا شوید. از جمله مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر قیمت جهانی سنگ آهن می‌توان به مواردی از جمله نوسانات بازار ارز، میزان تولید آهن و فولاد در کشور، قیمت نفت خام و نرخ تورم اشاره کرد. در حال حاضر تولید فولاد و آهن با استفاده از سنگ آهن در ایران درحال گسترش است. آن‌چه قیمت سنگ آهن در بازار ایران را تحت تاثیر قرار می‌دهد، میزان عرضه و تقاضا و همچنین نوسانات ارز میباشد. برای کمک به مشتریان جهت خرید سنگ آهن با قیمتی مقرون به صرفه تر در ادامه مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر قیمت سنگ اهن را بررسی خواهیم نمود:
عرضه و تقاضا
مهم ترین عامل تاثیرگذار بر قیمت سنگ آهن میزان عرضه و تقاضای آن است. برای درک بهتر تاثیر تقاضا بهتر است به تاثیر همه گیری کرونا بر قیمت سنگ آهن توجه داشته باشید. با گسترش کرونا، میزان کاربرد سنگ آهن در صنایع مختلف روندی کاهشی داشت. این موضوع منجر به کاهش تقاضا و پایین آمدن قیمت سنگ آهن شد.
قیمت فولاد
سنگ آهن ماده‌ی اولیۀ تولید فولاد است و تغییرات در قیمت آن بر روی قیمت مقاطع فولادی نیز تاثیر می‌گذارد. به همین جهت در گذشته قیمت سنگ آهن توسط مذاکره بین شرکت‌های معدنی بزرگ و فولاسازان تعیین می‌شد. البته توجه داشته باشید که رابطه بین فولاد و سنگ آهن رابطه دو سویه میباشد و تغییر قیمت فولاد نیز بر قیمت سنگ آهن تاثیرگذار است.
قیمت دلار
قیمت سنگ آهن با توجه به بازارهای جهانی و به صورت دلاری تعیین میشود. به همین دلیل نوسانات قیمت ارز بر روی قیمت سنگ آهن تاثیرگذار هستند.
میزان تولید و قیمت گذاری شرکت‌های معدنی بزرگ
میزان تولید، صادرات و قیمت گذاری کشورهای تولیدکننده در تعیین قیمت سنگ آهن نقش دارد. در حال حاضر استرالیا، چین ، برزیل و علاوه بر آن روسیه و آمریکا از تولیدکنندگان بزرگ در این عرصه محسوب می‌شوند. البته در ایران بخش زیادی از خرید سنگ آهن به صورت داخلی و از معادن داخلی صورت می‌گیرد.
جمع بندی نهایی در مورد کاربرد سنگ آهن
سنگ آهن از فراوان ترین مواد در کره زمین است که می‌توان با روش‌های ویژه آهن آن را جهت تولید فولاد و مصارف صنعتی، استخراج کرد. سنگ آهن عمدتا از اکسیدهای آهن و به فرم مگنتیت و هماتیت تشکیل شده اند. همانطور که گفتیم انواع سنگ آهن از لحاظ شکل ظاهری و کانی سازنده در دسته بندی‌هایی قرار می‌گیرند. باتوجه به عیار سنگ آهن هر یک از کانیهای آن، دارای خواص متفاوتی هستند و در صنعت نیز کاربردهای متنوعی دارند.
با توجه به کاربرد سنگ آهن به صورت گسترده در صنایع مختلف، لازم است که با عوامل تاثیرگذار بر روی قیمت آن بیشتر آشنا شوید. مهم عوامل تاثیرگذار بر روی قیمت این نوع سنگ معدنی عبارتند از: عرضه و تقاضا، قیمت ارز، قیمت فولاد، میزان تولید سنگ آهن توسط تولیدکنندگان بزرگ.
نظرات