کنسانتره سنگ آهن چیست؟
کنسانتره سنگ آهن (Iron Ore Concentrate)، شکل پرعیار شده و فرآوری‌شده‌ی سنگ آهن است. سنگ آهنی که از معدن استخراج می‌شود، همواره با حجم قابل توجهی از مواد زائد و ناخالصی‌های نامطلوب (که در اصطلاح فنی “گَنگ” یا Gangue نامیده می‌شوند) همراه است. این ناخالصی‌ها، عمدتاً شامل سیلیس و آلومینا ارزشی در فرآیند فولادسازی ندارند، بلکه معایب زیر را نیز به همراه دارند:
- افزایش هزینه‌های حمل و نقل: چرا باید برای حمل سنگ و خاک هزینه کنید؟
- اتلاف عظیم انرژی در کوره: ذوب کردن این مواد زائد، انرژی ارزشمندی را هدر می‌دهد.
- افزایش حجم سرباره: تولید سرباره‌ی بیشتر به معنای فرسایش بیشتر تجهیزات و کاهش بازده تولید است.
“پرعیارسازی” یا “تغلیظ”، راه‌حل مهندسی برای این مشکل است. در این فرآیند، با استفاده از روش‌های فیزیکی و شیمیایی پیشرفته، ذرات ارزشمند آهن از مواد گنگ جدا شده و محصولی خالص و یکدست به نام کنسانتره به دست می‌آید.
- افزایش هزینه‌های حمل‌ونقل: چرا باید برای حمل سنگ و خاک هزینه کنید؟
- اتلاف عظیم انرژی در کوره: ذوب کردن این مواد زائد، انرژی ارزشمندی را هدر می‌دهد.
- افزایش حجم سرباره: تولید سرباره‌ی بیشتر به معنای فرسایش بیشتر تجهیزات و کاهش بازده تولید است.
فرآیند “پرعیارسازی” یا “تغلیظ” (Beneficiation)، راه‌حل مهندسی برای این مشکل است. در این فرآیند، با استفاده از روش‌های فیزیکی و شیمیایی پیشرفته، ذرات ارزشمند آهن از مواد گنگ جدا شده و محصولی خالص و یکدست به نام کنسانتره به دست می‌آید.
فرآیند تولید کنسانتره
دستیابی به کیفیت استاندارد ماه هرمس اتفاقی نیست؛ بلکه حاصل یک فرآیند چندمرحله‌ای و کاملاً کنترل‌شده است. هر مرحله برای اطمینان از حداکثر خلوص و بهترین خواص فیزیکی طراحی شده است:
مرحله اول: خردایش و آزادسازی
اولین قدم، آزادسازی ذرات آهن از دل سنگ‌های باطله است. سنگ آهن خام وارد سنگ‌شکن‌های غول‌پیکر شده و سپس در آسیاب‌های بزرگ به پودری بسیار نرم تبدیل می‌شود. اندازه این ذرات (که به آن “درجه آزادسازی” می‌گویند) حیاتی است؛ باید آنقدر ریز باشد که ذرات آهن کاملاً از ناخالصی‌ها جدا شوند، اما نه آنقدر که در مراحل بعدی مشکل‌ساز شود.
مرحله دوم: جداسازی هوشمندانه
جداسازی مغناطیسی
برای سنگ های مگنتیتی، این روش ایده آل است. پودر سنگ آهن از روی درام های مغناطیسی قوی عبور داده می شود. ذرات مغناطیسی آهن به درام می چسبند و در نقطه ای دیگر جمع آوری می شوند، در حالی که مواد غیرمغناطیسی (گنگ) به سادگی به پایین ریخته و از فرآیند خارج می شوند.
شناورسازی کف یا فلوتاسیون
در این فرآیند: ۱. پودر سنگ آهن با آب و مواد شیمیایی خاصی مخلوط می شود. این مواد، سطح ذرات آهن را آب گریز و سطح ناخالصی ها را آب دوست می کنند.
۲. با دمیدن حباب های هوا به داخل این مخلوط، ذرات آب‌گریز آهن به حباب‌ها چسبیده و به سطح می آیند و کفی غنی از آهن را تشکیل می‌دهند. این کف سرشار از آهن جمع آوری می شود، در حالی که ناخالصی های آب دوست در کف مخزن باقی می مانند.
جداسازی بر اساس وزن مخصوص
با استفاده از این حقیقت که آهن از ناخالصی های سیلیسی سنگین تر است، می توان آنها را جدا کرد. تجهیزاتی مانند “مارپیچ‌ها” (Spirals) و “میزهای لرزان” (Shaking Tables) با استفاده از جریان آب و نیروی گرانش، ذرات سنگین تر آهن را از ذرات سبک تر گنگ جدا می کنند.
مشخصات فنی کنسانتره استاندارد
- عیار آهن (Fe Total): بالاتر از ۶۷٪ (افزایش راندمان و کاهش سرباره)
- سیلیس (SiO₂): بسیار پایین و کنترل‌شده (کاهش مصرف انرژی و بهبود کیفیت فولاد)
- فسفر و گوگرد (P & S): در حداقل میزان ممکن (جلوگیری از تردی و مشکلات کیفی در فولاد نهایی)
- دانه‌بندی (Sizing): یکنواخت و بهینه برای فرآیندهای گندله‌سازی و آگلومراسیون
کاربردهای کلیدی:
کنسانتره با کیفیت، ماده اولیه اصلی و استراتژیک برای فرآیندهای زیر است:
- تولید گندله (Pelletizing): کنسانتره ما به دلیل دانه‌بندی یکنواخت و خلوص بالا، بهترین خوراک برای واحدهای گندله‌سازی است که محصول آن در کوره‌های احیای مستقیم (DRI) و کوره بلند (BF) استفاده می‌شود.
- تولید آگلومره (Sintering): به عنوان بخشی از ترکیب در فرآیند زینترینگ برای آماده‌سازی خوراک کوره بلند، کیفیت کنسانتره به طور مستقیم بر کیفیت آگلومره و عملکرد کوره تأثیر می‌گذارد.