استخراج آهن Iron ore

یکشنبه, 15 فروردین,1400

استخراج آهن Iron ore

سنگ معدن آهن سنگها و مواد معدنی است که می توان آهن فلزی را از آنها به طور اقتصادی استخراج کرد. سنگ معدن ها معمولاً غنی از اکسیدهای آهن هستند و رنگ آنها از خاکستری تیره ، زرد روشن یا بنفش عمیق تا قرمز زنگ زده متفاوت است. آهن معمولاً به شکل مگنتیت یافت می شود

72.4٪ Fe) ، هماتیت (Fe

69.9٪ Fe) ، گوتیت (FeO (OH)

62.9٪ Fe) ، لیمونیت (FeO (OH) · n (H2O)

55٪ Fe) یا سیدیریت (FeCO3 ،

روش های استخراج سنگ آهن با توجه به نوع سنگ معدن متفاوت است. چهار نوع اصلی از کانسارهای سنگ آهن وجود دارد که در حال حاضر کار می کنند ، بسته به کانی شناسی و زمین شناسی کانسارهای سنگ معدن. اینها رسوبات مگنتیت ، تیتانومگنیتیت ، هماتیت عظیم و سنگ آهن پیزولیتیک هستند.

سازندهای آهن باند منحصراً در سنگ های پرکامبرین وجود ،.

استخراج شامل انتقال مقدار عظیمی از سنگ معدن و زباله است. این زباله ها به دو صورت سنگ بستر غیر معدنی در معدن (بار سنگین یا بین سنگین محلی که به آن ملاک می گویند) و مواد معدنی ناخواسته که بخشی ذاتی از سنگ سنگ معدن هستند (گانگو) وجود دارد. ملاک استخراج و در زباله دانها انباشته می شود و گانگ در طی فرآیند بهره جویی از هم جدا شده و به عنوان باطله برداشته می شود. باطله تاکونیت عمدتا کوارتز معدنی است که از نظر شیمیایی بی اثر است. این ماده در استخرهای بزرگ و تنظیم شده برای حل و فصل آب ذخیره می شود.

برخی از ذخایر اسکارن و هیدروترمال مگنتیت در گذشته به عنوان ذخایر استخراج سنگ آهن درجه بالا که نیاز به سود کمی دارند ، کار شده است.

برای هر 1 تن کنسانتره سنگ آهن تولید شده تقریباً 5/2 - 3/1 تن باطله سنگ آهن تخلیه می شود. آمارها نشان می دهد سالانه 130 میلیون تن سنگ آهن تخلیه می شود. اگر به عنوان مثال ، باطله های معدن به طور متوسط تقریباً 11 درصد آهن داشته باشند ، تقریباً 41/1 میلیون تن آهن سالانه هدر می رود. این باطله ها همچنین در سایر فلزات مفید مانند مس ، نیکل و کبالت نیز زیاد است و می توانند برای مصالح راه سازی مانند روسازی و پرکننده و مصالح ساختمانی مانند سیمان ، شیشه کم عیار و مواد دیواری مورد استفاده قرار گیرند. . در حالی که باطله ها سنگ معدنی نسبتاً کم عیار هستند ، اما جمع آوری آنها نیز ارزان است زیرا نیازی به استخراج آنها نیست. به همین دلیل شرکت هایی مانند Magnetation ، Inc پروژه های احیا را آغاز کرده اند که در آن از باطله سنگ آهن به عنوان منبع آهن فلزی استفاده می کنند.

دو روش اصلی بازیافت آهن از باطله سنگ آهن ، ذوب مغناطیسی و کاهش مستقیم است. برشته سازی مغناطیسی برای تولید کنسانتره آهن (Fe3O4) برای استفاده در ذوب آهن از دمای بین 700 تا 900 درجه سانتی گراد برای مدت زمان کمتر از 1 ساعت استفاده می کند. برای برشته سازی مغناطیسی داشتن یک جو احیا کننده برای جلوگیری از اکسیداسیون و تشکیل Fe2O3 مهم است زیرا جداسازی آن سخت تر است زیرا مغناطیسی کمتری دارد. کاهش مستقیم از دمای گرمتر از 1000 درجه سانتیگراد و مدت زمان طولانی تر از 2 تا 5 ساعت استفاده می کند. کاهش مستقیم برای تولید آهن اسفنجی (Fe) استفاده می شود که برای ساخت فولاد استفاده می شود. کاهش مستقیم به دلیل افزایش دما و زمان بیشتر به انرژی بیشتری احتیاج دارد و به نسبت کباب مغناطیسی به ماده احتیاج دهنده احتیاج دارد.

منابع کم عیار سنگ آهن معمولاً به سودآوری نیاز دارند ، با استفاده از روشهایی مانند خرد کردن ، آسیاب کردن ، جداسازی جاذبه یا محیط سنگین ، غربالگری و شناور سازی کف سیلیس برای بهبود غلظت سنگ معدن و حذف ناخالصی ها. نتایج ، پودرهای خوب سنگ معدن با کیفیت بالا ، به عنوان جریمه شناخته می شوند.

استخراج سازه های آهن نواری شامل خرد کردن و غربالگری درشت ، به دنبال خرد شدن و خرد کردن خوب برای خرد کردن سنگ معدن تا جایی است که مگنتیت متبلور و کوارتز به اندازه کافی ریز باشند تا وقتی که پودر حاصل از یک جدا کننده مغناطیسی عبور می کند ، کوارتز پشت سر بگذارد .

با توجه به تراکم زیاد هماتیت نسبت به گانگ سیلیکات همراه ، غنی سازی هماتیت برای استخراج آهن معمولاً ترکیبی از تکنیک های سوددهی را شامل می شود.

یک روش متکی بر عبور سنگ معدن خرد شده از دوغاب حاوی مگنتیت یا عامل دیگری مانند فروسیلیس است که تراکم آن را افزایش می دهد. هنگامی که چگالی دوغاب به درستی کالیبره شود ، هماتیت غرق می شود و قطعات معدنی سیلیکات شناور می شوند و می توان آنها را از بین برد.

آهن معمول ترین فلز مورد استفاده در جهان است - فولاد ، که سنگ آهن ماده اصلی آن است و تقریباً 95٪ کل فلزات مورد استفاده در سال را نشان می دهد. این ماده در درجه اول در سازه ها ، کشتی ها ، اتومبیل ها و ماشین آلات مورد استفاده قرار می گیرد.

محدودیت عمده در اقتصاد برای ذخایر سنگ آهن لزوماً درجه یا اندازه کانسارها نیست ، زیرا اثبات وجود تناژ کافی سنگها از نظر زمین شناسی کار چندان سختی نیست. محدودیت اصلی موقعیت سنگ آهن نسبت به بازار ، هزینه زیرساخت های ریلی برای رسیدن به بازار و هزینه انرژی مورد نیاز برای این کار است.

استخراج سنگ آهن یک کار با حجم بالا و حاشیه کم است ، زیرا ارزش آهن به طور قابل توجهی پایین تر از فلزات پایه است. این سرمایه بسیار بالایی است و به سرمایه گذاری قابل توجهی در زیرساخت ها مانند راه آهن برای انتقال سنگ معدن از معدن به یک کشتی باری نیاز دارد. به همین دلایل ، تولید سنگ آهن در دست چند بازیگر اصلی متمرکز شده است.

تولید جهانی سالانه به طور متوسط دو میلیارد تن سنگ خام است. بزرگترین تولید کننده سنگ آهن در جهان شرکت معدنکاری برزیل Vale است و شرکتهای انگلیسی-استرالیایی Rio Tinto Group و سپس BHP دنبال می شوند. یک تامین کننده استرالیایی دیگر ، Fortescue Metals Group Ltd ، کمک کرده است تا تولید استرالیا در رتبه اول جهانی قرار گیرد.

تجارت دریایی سنگ آهن - یعنی سنگ آهن برای حمل به کشورهای دیگر - 849 میلیون تن در سال 2004 بود. استرالیا و برزیل با 72٪ بازار در تجارت دریایی تسلط دارند.

در حال حاضر چین بزرگترین مصرف کننده سنگ آهن است که به معنی بزرگترین کشور تولید کننده فولاد در جهان است. این کشور همچنین بزرگترین وارد کننده است که 52 درصد از تجارت دریایی سنگ آهن را در سال 2004 خریداری کرده است. پس از چین ژاپن و کره قرار دارند که مقدار قابل توجهی سنگ آهن خام و زغال سنگ متالورژی مصرف می کنند. در سال 2006 ، چین 588 میلیون تن سنگ آهن تولید کرد که رشد سالانه آن 38 درصد است.

آهن فراوان ترین عنصر روی زمین است اما در پوسته نیست.