آهن یکی از پرکاربردترین فلزها در جهان است و در ۹۵ درصد از کل تناژهای فلزی که در دنیا وجود دارند، حضور دارد. نکته بسیار حائز اهمیت آن است که به جرات می‌توان ادعا کرد که بیشترین مقدار سنگ آهن که در جهان استخراج می‌شود، برای ساخت آهن خام مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آهن خام ماده اصلی و اولیه برای ساخت و تولید فولاد است. مقدار بسیار کمی از سنگ معدن آهن نیز باقی می‌ماند که کاربردهای بسیار متنوعی دارد.
ای ماده یکی از مهم‌ترین مواد معدنی موجود در کره زمین است که به عنوان ماده اولیه ساخت فولاد شناخته می‌شود. آیا درباره خواص و ترکیبات آن اطلاعاتی دارید؟ آیا نحوه استخراج این ماده را می‌دانید؟ آیا با کاربردهای این ماده آشنایی دارید؟ برای اینکه با ماده معدنی، خواص و کاربردهای آن بیشتر آشنا شوید در ادامه با ما همراه باشید.
سنگ آهن چیست و در کجا یافت می‌شود؟
آهن یک عنصر فلزی است که حدود ۵ درصد از پوسته زمین از این عنصر تشکیل شده و چهارمین عنصر فراوان در پوسته است. مهم‌ترین ذخایر این عنصر در زمین، در سنگ‌های رسوبی که در معدن سنگ آهن وجود دارد. سنگ معدن آهن سنگی است که می‌توان آهن فلزی را از آن به روش‌های اقتصادی استخراج کرد. این سنگ معدن از واکنش‌های شیمیایی که ترکیب آهن و اکسیژن موجود شکل گرفته‌اند. دو ماده معدنی مهم در این ذخایر مهم، اکسیدهای آهن هستند: هماتیت و مگنتیت.
نحوه تشکیل سنگ‌های آهن
از آنجا که این ماده معدنی جزو مهم‌ترین و پرکاربردترین سنگ‌های معدنی موجود جهان است، این سوال پیش می‌آید که سنگ آهن چیست؟ چگونه تشکیل می‌شود و ماده اولیه آن چیست. در پاسخ به این سوال باید گفت تقریبا همه آنچه به عنوان معدن آهن در جهان وجود دارد، حدود ۱.۸ میلیارد سال پیش شکل گرفته و ذخیره شده‌اند.
در آن زمان اقیانوس‌های کره زمین دارای آهن محلول بسیار زیادی بوده‌اند و در عین حال اکسیژن محلول در این اقیانوس‌ها به هیچ وجه وجود نداشته است. با آغاز فتوسنتز توسط ارگانیسم‌های نخستین موجود در جهان، اکسیژن در آب‌های اقیانوس ها به وجود آمد و در نتیجه ذخایر آهن نیز در مجاورت اکسیژن، شروع به شکل‌گیری کرده‌اند.
مشخصات سنگ آهن هماتیت چیست و چه کاربردی دارند؟
هماتیت یکی از مواد معدنی اکسید آهن است. این کانی دارای فرمول شیمیایی Fe2O3 است. یکی از مشخصات سنگ آهن هماتیت این است که این کانی غیرمغناطیسی است و تغییرات رنگی این ماده معدنی از نقره استیل تا قهوه‌ای مایل به قرمز است. هماتیت معدنی خالص، حاوی ۶۹٫۹ درصد آهن است. از این کانی در رنگ‌سازی و تولید ضد‌زنگ‌ها استفاده می‌شود. این ماده از اوایل دهه ۱۹۶۰ میلادی در کشور استرالیا به عنوان سنگ آهن غالب استخراج شده و تقریباً ۹۶ درصد صادرات سنگ معدن آهن استرالیا هماتیت درجه بالایی است که بیشتر آن از ذخایر ایالت همرسلی در غرب استرالیا استخراج می‌شود.
مشخصات سنگ آهن مگنتیت
یکی از کانی‌هایی که درصد آهن بیشتری دارد، کانی مگنتیت نام دارد که از واژه‌ای یونانی به معنای آهنربا گرفته شده است. فرمول شیمیای این کانی سنگ‌آهن به صورت Fe3O4 است و حداکثر خلوص آن شامل ۷۰ درصد آهن Fe است. البته انواع دیگری از سنگ معدن آهن وجود دارند که با نام کانی‌های سازنده آنها، زئولیت، لیمونیت، سیدریت، گرینالیت و مارکالیت مشخص و شناخته می‌شوند.
مراحل استخراج و فرآوری سنگ آهن چگونه است؟
استخراج و فرآوری این ماده معدنی مراحل متعددی دارد که در ادامه به طور مختصر به آنها می‌پردازیم:
کشف و شناسایی معادن
اولین قدمی که معمولا برای استخراج برمی‌دارند، این است که معادنی را که گمان می‌رود سنگ آهن در آنها وجود دارد، شناسایی کنند. روش‌های گوناگونی برای شناسایی این معادن وجود دارد، که از جمله می‌توان به عکسبرداری هوایی، ژئوشیمی، برداشت زمین‌شناسی، حفر گمانه، برداشت الکتریکی و برداشت ژئوفیزیک اشاره کرد.
نمونه‌برداری از معادن
بعد از کشف معدن، نمونه‌برداری از آنها باید انجام بگیرد. این کار به صورت جزئی و کلی باید انجام شود و نمونه‌های به دست آمده به آزمایشگاه منتقل می‌شوند تا مورد بررسی دقیق قرار بگیرند.
ثبت قانونی معدن سنگ آهن
پس از نمونه‌برداری نوبت به مرحله ثبت قانونی معدن می‌رسد که طی آن وزارت صنعت، معدن و تجارت به بررسی محدوده مورد نظر می‌پردازد و اگر مشکلی وجود نداشته باشد، بعد از گذراندن مراحل اداری و ارائه مدارک لازم، معدن به نام متقاضی ثبت می‌شود.
حفاری معدن سنگ آهن
حفاری معدن مرحله بعدی در این مسیر است. برای انجا حفاری باید بررسی کرد که روش مناسب برای حفاری و استخراج سنگ آهن کدام است. برای تصمیم‌گیری در این مورد و اجرای آن، باید موارد متعددی مورد بررسی قرار بگیرند و در نهایت بعد از گرفتن تصمیم نهایی و مناسب، مرحله حفاری انجام شود.
مرحله انفجار معادن
عملیات انفجار معادن بلافاصله بعد از انجام حفاری و حفر چال‌های مناسب اتفاق می‌افتد. در طی این مرحله سنگ‌ها خرد شده و به این ترتیب استخراج وارد مرحله بعدی می‌شود.
بارگیری سنگ‌های آهن
آخرین مرحله آن است که سنگ‌های خرد شده، در کامیون‌های مناسب بارگیری و راهی کارخانه منتقل شوند.
مشخصات و اشکال مختلف سنگ آهن
این ماده به اشکال مختلفی در بازار وجود دارد تا تمام صنایع بتوانند مطابق با نیاز خود این ماده را تهیه کرده و مورد استفاده قرار دهند.
سنگ آهن دانهبندی شده
یکی از انواع این ماده، سنگ آهن دانهبندی شده است که به دلیل خاصیت احیاپذیری کم در سال‌های اخیر استفاده از آن کمتر شده است.
کلوخه
کلوخه یکی متداول‌ترین روش‌های استفاده از سنگ‌آهن است. هر سال معادل ۷۰۰ میلیون تن کلوخه تولید می‌شود و آن را در صنایع تولید آهن و فولاد به کار می‌برند.
گندله
در هر سال حدود ۳۰۰ میلیون تن گندله تولید می‌شود که ۸۰ درصد از آن در کوره‌های بلند مورد استفاده قرار می‌گیرد و ۲۰ درصد باقی مانده آن برای احیای مستقیم استفاده می‌شود.
کلام آخر
همان طور که گفتیم سنگ آهن، ماده اولیه برای تولید فولاد است. ۹۸ درصد از این ماده استخراج شده در سطح جهان برای تولید فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. صنایع خودروسازی و ساخت و ساز بخش‌های اصلی مصرف‌کننده فولاد هستند و به همین دلیل میزان تقاضای فولاد در این بخش‌ها بر تقاضا و قیمت این ماده تاثیرگذار است. کاربردهای متفرقه و پراکنده‌ای نیز از این ماده معدنی گزارش می‌شود. در تولید بتن و سیمان، گل حفاری، شست و شوی ذغال سنگ و برخی رنگدانه‌ها ممکن است از این ماده معدنی استفاده شود. جهت دریافت اطلاعات بیشتر و خرید می‌توانید فرم تماس را در سایت kaladasht.com پر کنید تا اطلاعات درخواستی در اختیارتان قرار بگیرد.
سوالات متداول
یک عنصر فلزی است که در حدود ۵ درصد از پوسته زمین را به خود اختصاص داده است. زمانی که این ماده خام از زمین استخراج شود و ناخالصی‌های آن جدا شود، یک پودر تیره رنگ نقره‌ای مخلوط با قهوه‌ای به وجود می‌آید. این عنصر به سادگی اکسیده می‌شود و به طور کلی می‌توان گفت که به صورت تنها و خالص خیلی محکم و قابل استفاده نیست.
پودر سنگ آهن در واقع برای افزایش استحکام بخش‌هایی مانند ساختمان‌سازی و ساخت آلیاژ استفاده می‌شود و بیشترین استفاده آن در زنجیره تولید فولاد است.
متداول‌ترین عناصری که در ساخت آلیاژ استفاده می‌شوند، نیکل و کروم هستند.
چین بزرگترین مصرف‌کننده در صنعت فولاد دنیا است. در بخش تولید نیز، استرالیا تولیدکننده اصلی این ماده در جهان است و چین و برزیل در رده‌های بعدی قرار دارند.
