از سنگ آهن چه چیزی تهیه می کنند

کاربرد های سنگ آهن

در صنایع مختلف امروزی از انواع فلزات استفاده می‌شود. اما بدون شک یکی از مهم‌ترین اقسام فلزات مورد استفاده، آهن است. سنگ آهن را از معادن شناسایی شده استخراج کرده و پس از فرآوری و خالص سازی، برای تولید انواع سازه‌های فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. صنایع و تمدن‌های پیشرفته‌ی امروزی تا حدود زیادی به سازه‌های فولادی و چدن حاصل از این سنگ نیازمندند. در این مقاله ما برایتان شرح می‌دهیم که سنگ آهن اساسا چیست و بشر چگونه از آن بهره‌مند می‌شوند.

هم چنین در نهایت متوجه خواهید شد که چرا استفاده از برای تولید فولاد، بر بکارگیری سنگ های معدنی اولویت دارد. سنگ آهن ، منبع آهن اولیه صنایع آهن و جهان است. بنابراین برای تولید فولاد و همچنین حفظ یک پایگاه صنعتی قوی ضروری است. تقریباً تمام (98٪) سنگ آهن در فولادسازی استفاده می شود. سنگ آهن در حدود 50 کشور استخراج می شود. هفت کشور بزرگ تولیدکننده ، حدود سه چهارم کل تولید جهانی را تشکیل می دهند. استرالیا و برزیل با هم بر صادرات سنگ آهن جهان مسلط هستند و هر کدام حدود یک سوم کل صادرات را دارند.

کاربرد سنگ آهن در صنعت چیست؟

یکی از مهمترین کاربرد های سنگ آهن، تولید فولاد است که عمده ی سنگ آهن فرآوری شده سالانه را به خود اختصاص می دهد. سنگ معدن غنی از آهن، کاربرد های دیگر نیز دارد که برخی از آنها به معنای واقعی کلمه پرکاربرد هستند. به عنوان مثال سنگ آهن در لوازم آرایشی و بهداشتی و در تولید برخی رنگ ها و جوهرها استفاده می شود. تولیدکنندگان ، سنگ‌ های با عیار بالا و پایین را که حاوی ناخالصی‌ های مختلف مخلوط با آهن هستند، تشخیص می‌ دهند و مصارف نهایی سنگ آهن را تعیین می‌ کنند. آهن خام را می توان در آلیاژها استفاده کرد و به روش های مختلفی برای ساخت محصولات فولادی مختلف و همچنین سایر مواد حاوی آهن فرآوری کرد.

دیگر کاربرد های سنگ آهن در صنایع دیگر کاربرد های سنگ آهن در صنایع ، استفاده به عنوان کاتالیزور برای واکنش های شیمیایی است و همچنین در فرآیند هایی مانند توسعه عکاسی استفاده می شود. ممکن است به عنوان یک جزء در ساینده ها و رنگ های خاص، مانند مواردی که در سازه های بیرونی استفاده می شود که باید بسیار مقاوم در برابر آب و هوا باشند، گنجانده شود. آهنرباها، پودرهای مغناطیسی و محصولات مرتبط با استفاده از سنگ آهن و همچنین برخی از قطعات صنعتی و قطعات خودرو، برخی از کاربردها را به خود اختصاص می دهند.

سنگ آهن رادیواکتیو ، کاربرد هایی به عنوان یک ماده ردیاب دارد، به طوری که این عنصر می تواند به عنوان برچسب با ردیابی انتشارات رادیواکتیو مورد استفاده قرار گیرد و همچنین در برخی از قارچ کش ها نیز به کار می رود. همانطور که این موارد استفاده از سنگ آهن نشان می دهد، سنگ های حاوی درصدی از آهن ، کاربرد های صنعتی گسترده ای دارند. استخراج سنگ آهن در سرتاسر جهان یک صنعت بسیار بزرگ است و به دلیل کاربرد های بی شمار و تقاضای زیاد برای محصولاتی مانند فولاد سازه، یکی از با ارزش ترین کالا های است. خلاصه کاربرد های سنگ آهن

1. تولید فولاد
2. تولید بلوک های جامد آهن
3. استفاده در آلیاژها
4. استفاده به عنوان کاتالیزور
5. استفاده در تولید لوازم آرایشی و بهداشتی ، برخی رنگ ها و جوهر ها
6. ردیابی (توسط رادیو اکتیو)
7. تولید قارچ کش ها

و…. سنگ آهن (Iron ore) نوعی سنگ معدنی حاوی رگه‌هایی از آهن (Fe) است که برای مورد استفاده قرار گرفتن، باید خالص سازی شود. برای خالص کردن این سنگ، باید فرایند ذوب و احیا در کوره‌ها به شکل متداول امروزی، انجام شود. این سنگ از فراوان‌ترین سنگ‌های فلزات در زمین است، بصورتی که می‌توان گفت حدود 5 درصد از کل را اکسید آهن تشکیل داده است. ترکیبات موجود در سنگ آهن دو کانی رایج در ترکیب سنگ آهن با نام‌های هماتیت و مگنتیت مشخص می‌شوند. هماتیت، نوعی کانی با فرمول شیمیایی Fe₂O₃ و نام‌های معادل حدید و شادنه است. این کانی حاوی حدود 70 درصد (Fe) و 30 درصد اکسیژن است. از این کانی در رنگ سازی و تولید ضد زنگ‌ها استفاده می‌کنند.

کانی دیگر با نام مگنتیت، برگرفته از واژه‌ی یونانی به معنای آهنربا است. فرمول شیمیایی کانی مگنتیت به صورت Fe₃O₄ بوده و حاوی 72 درصد Fe است. البته انواع دیگری از سنگ آهن وجود دارند که با نام کانی‌های سازنده‌ی آن‌ها، زئولیت، لیمونیت، سیدریت، گرینالیت، مارکالیت و… مشخص می‌شوند. قدم اول در بدست آوردن منابع خام سنگ آهن، شناسایی معادن غنی از این سنگ است که توسط مهندسان و کارشناسان حرفه‌ای معدن صورت می‌گیرد. پس از شناسایی معادن بالقوه، سنگ آهن را استخراج و برای جدا کردن ناخالصی‌ها و بدست آوردن فلز خالص آماده می‌کنند. آهنی که خالص شده به صورت پودری تیره رنگ حاصل می‌شود که در برابر اکسایش و ضربه بسیار آسیب پذیر است.

در حقیقت برای اینکه جهت استفاده در سازه‌های فلزی مستحکم در صنایع مختلف مانند ساختمان سازی مناسب شود، ابتدا می‌بایست با عناصر دیگر ترکیب شود. به ترکیب آهن با عناصر دیگر که عموما کربن، نیکل و کروم هستند، آلیاژ می‌گویند. کشور چین بزرگترین وارد کننده و مصرف کننده‌ی این سنگ در بین بقیه‌ی کشورهاست. کشورهای استرالیا و برزیل نیز بزرگترین تولید کنندگان آن در کل جهان به شمار می‌روند.

فرایند خالص سازی

همانطور که گفتیم، سنگ آهنی که از معادن به دست می‌آید، عیار پایینی داشته و باید خالص شود. پس از استخراج سنگ آهن، ابتدا طی چندین مرحله آن را آماده‌ی فراوری و وارد سازی به کوره می‌کنند. این مراحل شامل خرد کردن، آسیاب کردن، سرند کردن و سپس شست‌وشو هستند. در نهایت با استفاده از روش فلوتاسیون یا بهره‌گیری از جدا کننده‌های مغناطیسی عیار آن را تا حدود 65-60 درصد بالاتر می‌برند. سپس سنگ‌های حاصل را به ابعاد 6 تا 25 میلیمتری در میاورند تا برای بارگزاری در کوره مناسب شود. در کوره‌هایی با نام کوره‌های وزشی، سنگ آهن تغلیظ شده را همراه با سنگ آهک و زغال کک در معرض گرما‌ی فراوان قرار می‌دهند. در ادامه، فلز مورد نظر بر اثر حرارت و جریان گازهای حاصل از سوخت کک، ذوب می‌شود.

آهن مذاب و تفاله‌ی حاصل از ناخالصی‌های سنگ آن، به مرور از کوره تخلیه می‌شود. در این سیستم، کوره بطور مداوم از قطعات جدید سنگ فلز شارژ شده و آهن مذاب از آن به وجود می‌آید. محصول فراوری در این کوره، چدن است که در برخی صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما اکثر سازه‌های فلزی و صنایع وابسته به فراوری فلزات، نیاز به فرمی بسیار مقاوم به نام فولاد دارند. به همین دلیل، چدن را مجددا فراوری کرده و از آن فولاد مورد نیاز را به دست می‌آورند. دمای کوره به 1925 درجه‌ی سانتیگراد نیز می‌رسد و خروجی کوره آهن مذاب همراه با گازهای مونوکسید کربن است. واکنش درون این کوره‌ها به احیای مستقیم نیز معروف است. منظور، واکنشی است که طی آن سنگ آهن اولیه توسط مواد احیا کننده‌ی جامد یا گازی، احیا می‌شود.

در نهایت، محصول حاصل از این واکنش، بسته به درصد کربن موجود در آن، چدن یا فولاد نامیده می‌شود. تصویر 2- استفاده از سنگ آهن برای خالص سازی و ساخت فراورده‌های آهنی آینسنگ آهن یا Iron Ore سنگی است که از فلز گران‌بها و پرکاربرد آهن بدست می‌آید. سنگ آهن یکی از سنگ‌های معدنی است که حدود 5 درصد پوسته‌ی زمین از این فلز تشکیل شده است و به دلیل مقاومت بالا، سهولت درفرآوری، فراوانی معادن استخراج آن و … کاربرد و استفاده از این فلز رایج و بسیار با اهمیت بوده. در این مقاله ما به چیستی سنگ آهن، مراحل استخراج، کاربردهای آن و … اشاره خواهیم کرد پس تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

معرفی سنگ آهن

سنگ آهن چیست؟ یکی از مواد اولیه برای تولید محصولات فولادی است. پس از استخراج آهن از معدن این عنصر به دلیل خالص بودن از استحکام کافی برخوردار نبوده و به همین دلیل به آن کروم و نیکل برای افزایش استحکام این فلز اضافه می‌شود و پس از آن می‌توان از عنصر نهایی برای تولید محصولات فولادی استفاده کرد. از آن جا که این فلز گرانبها در صنایع مختلفی از جمله تولید لوازم خانگی استفاده می‌شود؛ قیمت آهن امروز با افزایش تقاضا افزایش یافته و گران می‌شود و به همین دلیل قیمت بالای این فلز، عده‌ای از تولیدکنندگان از آلومینیوم برای تولید محصولات نهایی خود استفاده می‌کنند.

کاربردهای سنگ آهن

از جمله کاربردهای سنگ آهن می‌توان به تولید لوازم خانگی، خودروسازی، پروژه‌های ساختمان‌سازی، راه آهن و … اشاره کرد.  از سایر کاربردهای شناخته شده سنگ آهن می توان به موارد زیر اشاره کرد که عبارتند از: سولفات آهن: به عنوان قارچ کش، اگزالات آهن در توسعه‌ی عکاسی، لیمونیت، گوتیت، هماتیت به عنوان رنگدانه و ساینده، مگنتیت در تولید الکترودهای صنعتی و همچنین برای شستشوی زغال سنگ استفاده می‌شود. کلرید و نیترات آهن: به عنوان ماده خشک کننده و برای تولید انواع مختلف جوهر کربونیل آهن: به عنوان کاتالیزور بسیاری از واکنش‌های شیمیایی هماتیت میکاسی: به عنوان یک رنگ محافظ روی روبناهای فولادی

منابع جهانی سنگ آهن منابع جهانی سنگ آهن خام بیش از 800 میلیارد تن تخمین زده می‌شود که حاوی بیش از 230 میلیارد تن آهن است. تولید کنونی سنگ آهن در جهان عمدتاً از طریق ذخایر سنگ معدنی با عیار بالا است که متشکل از سنگ‌های هماتیت عظیم یا گوتیت پیزولیتی است. تولید جهانی سنگ آهن در سال 2013، 2.95 میلیارد تن بود که تولیدکنندگان عمده‌ی آن چین، استرالیا و برزیل بودند. تولید در استرالیا 530 میلیون تن بود. مجموع تولید استرالیای جنوبی در سال 2013 به ترتیب 12 میلیون تن، شامل 3.2 میلیون تن سنگ معدن بود.

مراحل استخراج آهن از سنگ معدن کدام است؟

برای استفاده آهن موجود در سنگ آهن ابتدا باید آن را خالص سازی کرد که طی فرآیند فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی خاص انجام می‌شود. برای خالص‌سازی سنگ آهن، ابتدا باید مراحلی مانند خرد کردن، آسیاب کردن، سرند کردن، شستشو با استفاده از جداکننده مغناطیسی یا روش فلوتاسیون انجام می‌شود. کوره بلند یکی از روش‌های جداسازی مدرن آهن از سنگ آهن است که برای فرآیند تولید و خالص کردن باید فرآیند ذوب و احیا در این کوره‌‌ها به شیوه‌ی امروزی صورت گیرد. پس از استخراج سنگ آهن خام از پوسته زمین و تفکیک ناخالصی‌‌ها، پودر تیره رنگ نقره‌ای – قهوه‌ای آهن به دست می‌آید. مراحل استخراج آهن از سنگ معدن .