کنسانتره آهن

کنسانتره آهن چیست؟

کنسانتره آهن به انگلیسی (Iron Concentrate)  ماده‌ای است که از معادن سنگ‌آهن استخراج شده که برای حذف ناخالصی‌ها و سایر عناصر ناخواسته فرآوری شده است. این یک ماده خام ضروری است که در تولید فولاد کاربرد دارد که در طیف گسترده‌ای از کاربردها از جمله ساخت و ساز، حمل و نقل و ساخت استفاده می‌شود. فرآیند تولید شامل مراحل استخراج سنگ‌آهن، خرد کردن، آسیاب کردن، پرعیارسازی  و آبگیری است. با انجام این مراحل، مواد معدنی دیگر از آهن جدا می‌شوند و کنسانتره آهن با غلظت بالا تولید می‌گردد که برای تولید فولاد و سایر محصولات فلزی استفاده می‌شود.

کنسانتره آهن با سایر فرآورده‌های آهنی متفاوت است زیرا محتوای آهن بیشتر و ناخالصی کمتری دارد. این ویژگی این ماده را برای استفاده در تولید فولاد ایده آل می‌کند زیرا می‌توان آن را به راحتی ذوب کرد و به اشکال مختلف درآورد. کنسانتره آهن نسبت به سایر انواع سنگ آهن نیز مقرون به صرفه‌تر است زیرا برای تولید همان مقدار مواد قابل استفاده به پردازش کمتری نیاز دارد.

قیمت کنسانتره آهن

قیمت کنسانتره آهن معمولاً بر اساس میزان درصد آهن موجود در آن تعیین می‌شود. علاوه بر این، عوامل متعددی نیز بر قیمت این ماده تأثیر می‌گذارند. به عنوان مثال، قیمت نفت و فولاد به‌طور مستقیم بر قیمت کنسانتره آهن تأثیر می‌گذارد. همچنین، نوسانات نرخ ارز نیز یکی از عوامل مهم در تعیین قیمت کنسانتره آهن است، زیرا بخش قابل ‌توجهی از واردات سنگ ‌آهن و کنسانتره از کشورهایی مانند چین، ترکیه به ایران انجام می‌شود و ارزش ریال نسبت به ارزهای خارجی تأثیر مستقیمی بر قیمت این ماده دارد.

در شرایطی که نرخ بازاری برای فلزات افزایش می‌یابد، معمولاً قیمت کنسانتره آهن نیز افزایش می‌یابد. همچنین، میزان غلظت و کیفیت آهن در کنسانتره نیز بر قیمت آن تأثیرگذار است، به عبارت دیگر، کنسانتره با غلظت بالاتر و کیفیت بهتر معمولاً با قیمت بیشتری عرضه می‌شود.

به طور کلی، قیمت کنسانتره آهن یکی از عوامل مهم در تعیین قیمت فلزات آهنی و صنایع مرتبط است و تحت تأثیر متغیرهای مختلف اقتصادی و بازاری قرار می‌گیرد که بررسی دقیق و تحلیل صحیح آن‌ها برای پیش‌بینی نوسانات بازار ضروری است.

فرآیند و نحوه تولید کنسانتره سنگ آهن

واحدهای تولید کنسانتره سنگ‌آهن معمولاً به عنوان کارخانه‌های فرآوری شناخته می‌شوند. این واحدها از روش‌های پیچیده ای که مجهز به تجهیزات و دستگاه‌های مختلفی هستند، استفاده می‌کنند. این روش‌ها شامل خردایش، آسیاب کردن، پرعیار سازی، آبگیری هستند. این واحدها عمدتا در نزدیکی معادن قرار می‌گیرند تا فرآیند حمل و نقل سنگ‌آهن از معدن به کارخانه‌ها و همچنین هزینه‌های تولید کاهش یابد.

مرحله خردایش

شروع مرحله خرد کردن و شکستن سنگ آهن از زمانی آغاز می‌شود که مواد معدنی به کارخانه وارد شده و به درون سنگ‌ شکن منتقل می‌شوند. در این مرحله، ابعاد تکه‌ های سنگ آهن حدوداً ۱۰۰ سانتیمتر است که برای فرآوری بعدی لازم است ابعاد آن‌ها به اندازه‌ های کوچکتری تبدیل شوند. فرایند شکستن سنگ آهن در این مرحله آغاز می‌شود تا در نهایت به تکه‌هایی با ابعاد حدود ۲۰ تا ۲۵ سانتیمتر تبدیل شوند.

در قسمت ورودی سنگ‌شکن، یک سرند ثابت گریزلی قرار دارد که دارای سوراخ‌هایی با ابعاد مشخص است. این سرند باعث می‌شود قطعات سنگ آهن بعد از ورود به سنگ ‌شکن با ابعاد و اندازه‌ های یکنواخت شکسته شوند و همه از نظر ابعاد، برابری داشته باشند. بعد از انجام این مرحله، قطعات شکسته شده آهن به مرحله بعدی سنگ ‌شکن و سرند منتقل می‌شوند که این انتقال با استفاده از نوار نقاله انجام می‌شود.

در این مرحله، اندازه و ابعاد قطعات سنگ اهمیت زیادی دارند زیرا با این اندازه‌ها، سنگ‌ها طی دو مرحله شکسته می‌شوند. در مرحله سنگ‌ شکن، از یک متد عادی به اسم سنگ ‌شکن مخروطی استفاده می‌شود که باعث کاهش اندازه مواد معدنی به حدود ۳۰ میلی‌متر می‌شود. با هدف کنترل دانه‌بندی و پیشگیری از خرد شدن افراطی، خردایش طی چندین مرحله انجام می‌شود.

مرحله آسیاب کردن

در ادامه، مواد معدنی با ابعاد کمتر از ۳۰ میلی‌متر، به منظور خردایش بیشتر وارد مرحله آسیاب کردن می‌شوند که به صورت تر انجام می‌پذیرد. در این مرحله، مواد توسط آسیاب خودشکن، نیمه خودشکن یا آسیاب غلتکی فشاری تا اندازه‌های ۰/۵ تا ۱ میلی‌متر خرد می‌شوند. سپس، این مواد با ابعاد ۰/۵ تا ۱ میلی‌متر به مرحله بعدی هدایت می‌شوند و در آنجا توسط آسیاب‌های گلوله‌ای مورد خردایش بیشتر قرار می‌گیرند.

در این بخش‌ها که خردایش در محیط تر انجام می‌شود، ابعاد خردایش توسط هیدروسیکلون‌ها کنترل می‌شود. همچنین، هدایت مواد خرد که در آب شناور هستند و ترکیب دوغاب (اسلاری) را ایجاد کرده اند، توسط پمپ‌ها انجام می‌شود.

مرحله پرعیارسازی

ذرات پس از عبور از مرحله آسياب کردن به ابعاد بسيار ريز مورد نظر رسيده اند و لازم است به منظور جدا كردن مواد با ارزش از تركيبات اضافی داخل اسلاري، وارد مرحله بعدي شوند مرحله پرعیارسازی پودر سنگ ‌آهن به منظور افزایش غلظت و غنایی آهن در ماده، از مراحل حیاتی در فرآیند تولید است. در این مرحله، پودر سنگ‌آهن خردشده، از طریق فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی به کنسانتره آهن تبدیل می‌شود.

یکی از روش‌های معمول برای پرعیارسازی پودر سنگ ‌آهن، فرآیند فلوتاسیون است. در این فرآیند، از خواص فیزیکی و شیمیایی مختلف مواد، به‌طور مخصوص از آهن و مواد معدنی دیگر تمایز قائل می‌شود و آهن به صورت کنسانتره جدا می‌شود. فرآیند فلوتاسیون شامل مراحلی مانند افزودن مواد شیمیایی مخصوص (مخلوط گری)، بلند کردن کنسانتره، و جداسازی آن از سایر مواد معدنی است.

هدف اصلی این مرحله، افزایش عیار آهن در ماده، حذف مواد غیر مورد نیاز و افزودنی، و تولید کنسانتره‌ای با غلظت بالا از آهن است که به عنوان ماده اولیه در فرآیندهای بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مرحله آبگیری

سنگ ‌آهن پرعیار شده که شامل مقادیری آب است، نیاز به آب‌گیری و خشک شدن دارد تا رطوبت آن به میزان ۹-۱۰ درصد برسد. برای این منظور از فیلترها برای جدا کردن آب از کنسانتره استفاده می‌شود. پس از آبگیری، کنسانتره به انبار محصول منتقل و در آنجا ذخیره می‌شود. برای جدا کردن مواد باطله از تینکر استفاده می‌شود و با استفاده از اصل ته‌ نشینی مواد سنگین، مواد سنگین باطله از آب جدا می‌شوند. سرعت ته‌نشینی با استفاده از ماده‌ای به نام فلوکولانت افزایش می‌یابد که منجر به چسبیدن سریع‌تر ذرات به هم می‌شود.

کنسانتره آهن چه تفاوتی با گندله دارد؟

گندله‌ها به توپ‌های کوچکی از سنگ‌ آهن اطلاق می‌شود که در فرآیند تولید فولاد به کار می‌روند. در گذشته، پودرهای حاصل از استخراج سنگ‌ آهن به عنوان مواد زائد محسوب می‌شدند و استفاده از آنها معمولاً صورت نمی‌گرفت، اما با ابداع فناوری گندله‌ سازی، این مواد به وسیله تکنولوژی گندله‌ سازی به گندله‌ها تبدیل می‌شوند که به عنوان ماده اولیه و خوراک برای کوره‌های احیای مستقیم و کوره‌های بلند کاربرد دارند.

ماده اصلی مورد استفاده در تهیه گندله آهن، کنسانتره سنگ‌آهن است که از طریق حذف ناخالصی‌های آهن و افزایش عیار آهن با خرد کردن و نرم کردن به دست می‌آید. اندازه ذرات کنسانتره مورد استفاده باید کمتر از 45 میکرومتر باشد. همچنین، برای تهیه گندله از مواد افزودنی و چسباننده مانند بتنتونیت، شیرآهک، مواد آلی، آهک، سیمان و آب نیز استفاده می‌شود.

تفاوت های اصلی گندله و کنسانتره آهن

• شکل و اندازه: گندله ها به شکل گرد و اندازه ای بین 5 تا 30 میلی متر دارند، در حالی که کنسانتره ها به شکل پودری هستند.
• درصد آهن: گندله ها دارای درصد آهنی بین 65 تا 70 درصد هستند، در حالی که کنسانتره ها دارای درصد آهنی بین 60 تا 70 درصد هستند.
• کاربرد: گندله ها به عنوان ماده اولیه در تولید فولاد در کوره های بلند استفاده می‌شوند، در حالی که کنسانتره ها به عنوان ماده اولیه در تولید گندله و آهن اسفنجی استفاده می‌شوند.

جدول مقایسه گندله و کنسانتره آهن به شرح زیر است:

خرید کنسانتره آهن

هنگام خرید کنسانتره آهن، عوامل مختلفی را باید در نظر بگیرید تا اطمینان حاصل شود که بهترین محصول با کیفیت را با قیمت منصفانه دریافت می‌کنید. نکات مهم در خرید کنسانتره آهن عبارت است از:

• عیار آهن: عیار آهن یکی از مهم‌ترین عوامل در تعیین کیفیت و ارزش کنسانتره است. عیار آهن نشان دهنده درصد آهن موجود در کنسانتره است. کنسانتره با عیار آهن بالاتر معمولاً ارزش بیشتری دارد.
• تأمین و تضمین کیفیت: قبل خرید این محصول، از دارا بودن نشان استاندارد بر روی آن اطمینان پیدا کنید. این نشان علاوه بر بالا بودن کیفیت، مواد تشکیل‌ دهنده آن را نیز برای شما بیان خواهد کرد.
• رطوبت : میزان رطوبت در کنسانتره نیز باید در نظر گرفته شود. رطوبت زیاد ممکن است باعث افزایش وزن و هزینه‌های حمل و نقل شود و همچنین ممکن است تأثیر منفی بر فرآیندهای تولیدی داشته باشد.
• مواد ناخالصی کنسانتره اهن: مواد ناخالصی مانند سیلیکا، سولفور، فسفر و آلومینا می‌توانند بر کیفیت و استفاده‌پذیری کنسانتره تأثیر بگذارند. بررسی میزان این مواد ناخالصی در کنسانتره اهمیت دارد.
• رنگ : هنگام خرید به رنگ آن نیز دقت کنید. کنسانتره آهن با کیفیت به رنگ سیاه است.
• وزن : مورد دیگری که به کمک آن می‌توان کنسانتره اصلی را تشخیص داد وزن محصول است. کنسانتره آهن اصلی وزن سبکی دارد.
• قیمت : قیمت کنسانتره نیز یکی از عوامل مهم در خرید آن است. مقایسه قیمت‌ها و انجام مذاکرات با تأمین‌کنندگان مختلف می‌تواند به انتخاب بهتری کمک کند.

کاربرد کنسانتره آهن

کنسانتره آهن به عنوان یک ماده اولیه مهم در صنایع مختلف استفاده می‌شود. برخی از کاربردهای کنسانتره آهن عبارتند از:

تولید فولاد

کنسانتره سنگ آهن به عنوان یکی از مواد اولیه اصلی در صنعت فولادسازی به کار می‌رود. فولاد، که یک آلیاژ از آهن و کربن است، نیازمند مقدار قابل توجهی آهن است که در کنسانتره سنگ آهن موجود است. این کنسانتره همراه با مواد افزودنی مانند سنگ آهک و کک مخلوط شده و در کوره ‌های بلند ذوب می‌شود. در این فرآیند، ناخالصی‌ها حذف شده و آهن مذاب تولید می‌شود که سپس از طریق فرآیندهای پالایشی مختلف، به فولاد تبدیل می‌شود. به طور کلی، کنسانتره سنگ آهن نقش بسیار مهمی در تولید فولاد با اختصاص و انطباق با فرآیندهای مختلف فولادسازی دارد.

تولید آهن

کنسانتره سنگ آهن همچنین می‌تواند در تولید آهن بدون فرآوری بیشتر به فولاد استفاده شود. این امر از طریق فرآیندهای کاهش مستقیم مانند فناوری‌های Midrex و HYL به دست می آید.

گندله سازی

کنسانتره سنگ آهن از طریق فرآیند گندله سازی به گلوله‌ هایی تبدیل می‌شود. در فرآیند گندله‌ سازی، کنسانتره به همراه چسب‌های مانند بنتونیت و مواد افزودنی دیگر آگلومره‌ بندی می‌شود، سپس آگلومره‌ های تولید شده در کوره پخته می‌شوند تا به گلوله‌ های سنگ آهن با دوامی تبدیل شوند. این گلوله ‌ها به عنوان ماده اولیه در فرآیند تولید فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرند. این فرآیند از مهمترین روش‌هایی است که در صنعت فولادسازی برای بهبود کیفیت و کارایی مواد اولیه به کار می‌رود.

تف جوشی

کنسانتره سنگ آهن می‌تواند از طریق روش تف جوشی مورد استفاده قرار بگیرد. در این روش، کنسانتره با سنگ آهک، کک و مواد افزودنی دیگر مخلوط می‌شود. سپس این مخلوط در یک کوره تحت حرارت قرار می‌گیرد تا یک توده متخلخل به نام زینتر ایجاد شود. زینتر به عنوان ماده اولیه در کوره‌ های بلند برای تولید آهن و فولاد استفاده می‌شود.

احیای مستقیم

کنسانتره سنگ آهن را می‌توان برای تولید آهن احیا شده مستقیم یا آهن اسفنجی استفاده کرد. در این فرآیندها، کنسانتره در یک کوره با استفاده از گاز طبیعی یا زغال سنگ به عنوان ماده احیا می‌شود. آهن احیا شده مستقیم یک محصول با کیفیت بالاست که می‌تواند به جای ضایعات فولادی در کوره‌های قوس الکتریکی یا به عنوان ماده اولیه در تولید فولاد مورد استفاده قرار گیرد.

سایر کاربردها

کنسانتره سنگ آهن نه تنها در صنعت فولاد، بلکه در صنایع دیگر هم کاربردهای متنوعی دارد. از آن می‌توان برای تولید رنگ‌های اکسید آهن استفاده کرد که در رنگ‌ها، پوشش‌ها و سرامیک‌ها استفاده می‌شود. همچنین، کنسانتره می‌تواند در تولید مواد شیمیایی مبتنی بر آهن مانند کلرید آهن و سولفات آهن استفاده شود که کاربردهای صنعتی مختلفی دارند.

کنسانتره‌های آهن یک ماده مهم است که برای تولید فولاد و ذوب مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما بسیاری از افراد با این ماده آشنایی ندارند.
این ماده از سنگ‌آهن خام به دست می‌آید و پس از یک فرآیند پیچیده و چند مرحله‌ای که در بخش‌های قبلی توضیح داده شد، به وجود می‌آید. بیشتر این ماده توسط کشورهای مانند چین، ترکیه تولید شده و به کشورهای دیگر صادر می‌شود.

عوامل مختلفی از جمله تغییرات قیمت ارز و نفت و هزینه حمل بر قیمت کنسانتره آهن تأثیر می‌گذارند. امیدواریم این مقاله به شما کمک کرده باشد تا اطلاعات کافی را درباره کنسانتره و کاربردهای آن به دست آورید.