تبلیغات
صنعت فولاد - فراوری سنگ آهن و فرآیند تولید کنسانتره آهن

فراوری سنگ آهن و فرآیند تولید کنسانتره آهن

دوشنبه 11 شهریور 1392 10:53 ق.ظ

نویسنده : علی فروزان
ارسال شده در: گندله سازی ،

الف) معدن سنگ آهن
معدن سنگ آهن حاوی سنگها و كانی هایی می‌باشد كه دارای تركیبات آهندار هستند. سنگ آهن طی فرایندهای فیزیكی و شیمیایی در كارخانجات فولادسازی، فراوری شده و آهن آن از سایر مواد و تركیبات دیگر جدا می‌شود. عیار سنگ آهن موجود در معادن متفاوت و اغلب زیر 50% است كه در محصول فولادی به بالای 90% می رسد. تركیبات آهندار در سنگ آهن عمدتاً عبارتند از مگنتیت (Fe3O4)، زئولیت ((OH)FeO)، لیمونیتFeO(OH)n(H2O) و سیدریت (FeCO3) می‌باشند.
سنگ آهن دارای هماتیت و یا مگنتیت (بالای 60% آهن) بعنوان كانه طبیعی شناخته شده و می توان از آنها مستقیماً‌در كوره ذوب فولاد استفاده نمود. 98% سنگ آهن استخراج شده در دنیا در تولید فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
 
شكل 1 - نمودار فراوری سنگ آهن و تولید فولاد:
 
مروری بر روشهای فراوری سنگ آهن
فراوری سنگ آهن یكی از مهمترین فرایندهای زنجیره تولید فولاد است. در فرایند آهن سازی به سبب محدودیت هایی در خصوص كیفیت و میزان دانه بندی خوراك و تأثیر پارامترهایی اعم از عیار سنگ آهن، میزان عناصر مضر مانند گوگرد و فسفر، می‌بایست به منظور تغلیظ (فراوری) موراد فوق رعایت گردد تا كنسانتره به مشخصات مورد نظر دست یابد.
فراوری سنگ آهن براساس محصول تولیدی به دو دسته تقسیم می شود:
  • تولید سنگ آهن دانه بندی شده
  • تولید كنسانتره سنگ آهن
 
الف) تولید سنگ آهن دانه بندی
این روش عموماً بصورت خشك و بدون آب انجام می شود.
خوراك: سنگ آهن با عیار حدود 50%
محصول: سنگ آهن با عیار 68 – 60% در دو یا سه كلاس ابعادی
در كارخانه خوراك در دو یا سه مرحله خرد و توسط سرند به كلاس دانه بندی مختلف تقسیم می شود. (شكل 2)
سپس با استفاده از روشهای جدایش فیزیكی (عمدتاً به روش مغناطیسی) سنگ آهن پرعیار از باطله كم عیار جدا می شود. (این محصول كه سنگ آهن دانه بندی نامیده می شود، به علت پایین بودن عیار، قابل استفاده در سیستم احیاء مستقیم نمی باشد لیكن قابل استفاده در كوره بلند می باشد.)
 


 
شكل 2 - فرایند كلی تهیه كنسانتره از سنگ آهن.
در كارخانجات مختلف، با توجه به خصوصیات سنگ آهن خوراك كارخانه، مراحلی از این فرایند حذف و یا به آن اضافه می گردد و یا تقدم و تأخر مراحل تغییر می یابد.
 
ب: واحد تولید كنسانتره سنگ آهن
در كانسارها عیار متوسط سنگ آهن پایین است و مقدار عناصر بیش از حد مورد قبول است. به همین دلیل برای پرعیارسازی از روشهای پیشرفته تر و مدار پیچیده تری اقدام به تولید كنسانتره می شود. مدار فرآوری بطور كلی از واحدهای خردایش - آسیا كنی  پرعیارسازی و آبگیری تشكیل شده است.
در كنار این واحدها، واحدهای حمل و نقل، تأمین آب، تأسیسات و ... بعنوان واحدهای جانبی ذكر می‌شود.
 
  • مرحله اول خردایش:
اولین مرحله در كارخانه با ورود ماده معدنی به سنگ شكن (كلی یا ژیراتوری) آغاز می شود. در این بخش قطعات بین 20-25 الی 100 سانتی متر به ابعاد كوچكتر از 25-20 سانتیمتر خرد می شوند.
البته در ورودی سنگ شكن سرند ثابت گریزلی نصب می شود كه روزنه های آن برابر با ابعاد محصول خروجی از سنگ شكن هستند. به این ترتیب ابعاد ریزتر وارد سنگ شكن نمی شوند تا مبادا خردتر شوند.
سپس مواد معدنی خرد شده با نوار نقاله وارد مرحله بعدی سنگ شكن و سرند می شوند. در این بخش كه بسته به ابعاد و خصوصیات مواد معدنی ممكن است از 2 مرحله سنگ شكنی خشك تشكیل شده باشد، از سنگ شكن مخروطی استفاده می شود و ابعاد مواد معدنی تا اندازه 30 میلی متر كاهش می یابد.
لازم به ذكر است خردایش چند مرحله‌ای به منظور كنترل دانه بندی و جلوگیری از خردایش بیش از حد ماده معدنی انجام می‌شود.
 
  • مرحله دوم آسیا كنی:
سپس این مواد معدنی با ابعاد كمتر از 30 میلی متر، به منظور خردایش بیشتر وارد مرحله آسیاكنی می شود كه بصورت تر انجام می پذیرد. در این مرحله، مواد توسط آسیای خودشكن یا نیمه خودشكن و یا آسیای غلتكی فشاری تا اندازه 1-5/0 میلی متر آسیا می شوند.
این ماده با ابعاد 1-5/0 سپس به مرحله بعدی هدایت می شود و در آنجا توسط آسیاهای گلوله ای مورد خردایش بیشتر قرار می گیرد.
در این قسمت ها كه خردایش در محیط تر انجام می پذیرد، ابعاد خردایش توسط هیدروسیكلون ها كنترل می گردد. و هدایت مواد كه در آب شناور هستند و تركیب دوغاب (اسلاری) را ایجاد كرده اند، توسط پمپ‌ها انجام می شود.
 
  • مرحله سوم پرعیارسازی:
ذرات پس از عبور از مرحله آسیا كنی به ابعاد بسیار ریز مورد نظر رسیده اند و لازم است به منظور جدا كردن مواد باارزش از تركیبات باطله داخل اسلاری، وارد مرحله بعدی شوند. اسلاری توسط پمپ به مرحله جدایش مغناطیسی هدایت می شود. جداكننده های مغناطیسی تر، عموماً جداكننده های نوع درام هستند. اسلاری از روی این درام ها كه دارای خاصیت مغناطیسی هستند عبور داده می شود. كانی های آهن دار به درام می چسبند. و در انتهای درام توسط یك تیغه از روی درام جمع آوری می شوند. سایر كانی های موجود در دوغاب نیز از ته ریز تجهیز خارج می شوند.
این جداكننده های مغناطیسی دارای انواع شدت پایین، شدت متوسط، شدت بالا و گرادیان بالا هستند كه انتخاب آنها براساس خواص مواد معدنی و تست فراوری كه قبلاً روی ماده معدنی به انجام رسیده است، صورت می پذیرد. و در صورتیكه عناصری مانند فسفر و گوگرد در كنسانتره وجود داشته باشد، از روش فلوتاسیون برای جدایش مواد مزاحم از كنسانتره استفاده می شود.
 
  • فلوتاسیون:
در این روش از اختلاف خواص شیمی فیزیكی سطح مواد برای جدایش آنها از یكدیگر استفاده می شود. سطح كانی باارزش توسط كلكتور آبران می شود. برای تنظیم آبران كردن سطوح كانی باارزش، خصوصیات محیط از جمله PH محیط آبی به دقت تنظیم می گردد. كانی مذكور در محیط آبی قرار داده می شود و در این محیط حباب های هوا ایجاد می گردد. از آنجاییكه سطح كانی آبران شده است، براحتی به حباب هوا چسبیده و در سطح سیال شناور می گردد. برای پایدار نمودن حباب هوا و جلوگیری از تركیدن آنها و نیز جلوگیری از الحاق حباب های هوا با یكدیگر از موادی به نام كف ساز استفاه می شود.
 
  • مرحله چهارم آبگیری:
سنگ آهن پرعیار شده حاوی مقادیری آب است كه باید آبگیری و خشك گردد و رطوبت آن به 10-9 درصد برسد. بدین منظور از فیلترها برای جدایش آب كنسانتره بدست آمده، استفاده می شود. سپس كنسانتره آبگیری شده به انبار محصول منتقل و در آنجا دپو می‌گردد.
باطله نیز برای آبگیری به سمت تجهیزاتی بنام تیكنر هدایت می شود. در آنجا مواد جامد تهنشین شده و آب بصورت سرریز از بالای تیكنرخارج می شود. ذرات جامد تهنشین شده نیز توسط بازوی جمع كننده كف تیكنر به سمت مركز هدایت و توسط پمپ به سمت سد باطله هدایت می شوند. برای افزایش سرعت تهنشینی این مواد از مواد شیمیایی پلیمری بنام فلوكولانت استفاده می شود كه باعث چسبیدن ذرات باطله به یكدیگر و افزایش سرعت سقوط آنها می شود.




دیدگاه ها : () 




آخرین ویرایش: - -



How do you get rid of Achilles tendonitis?
دوشنبه 16 مرداد 1396 12:58 ق.ظ
Your style is unique in comparison to other folks I've
read stuff from. Thanks for posting when you have the opportunity, Guess
I will just book mark this page.
Naomi
دوشنبه 25 اردیبهشت 1396 01:48 ق.ظ
Usually I do not learn article on blogs, however I would like to say that this write-up very compelled me to check out and do it!
Your writing taste has been surprised me. Thank you, very nice article.
jamshid daryani
دوشنبه 24 فروردین 1394 10:44 ق.ظ
اطلاعات مفید و قابل استفاده می باشد . متشكرم
یکشنبه 17 آذر 1392 04:27 ب.ظ
خیلی خوب بود ممنون
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر