در حال فراخوانی آگهی های بیشتر ...
مشتریان عزیز؛ نظرات، پیشنهادات و انتقادات خود را از طریق شماره همراه 09223895628 با تیم بانکی آگهی در میان بگذارید. با تشکر

بانکی آگهی

آگهی های گروه آهن آلات

حفاظ روديواري آهن آلات

آگهی رایگان

توليد كننده:حفاظ شاخ گوزني آهن آلات

آگهی رایگان

خریدار ضایعات آهن آهن آلات

آگهی رایگان

حفاظ روديواري آهن آلات

آگهی رایگان

توليد كننده:حفاظ شاخ گوزني آهن آلات

آگهی رایگان

حفاظ ديواري آهن آلات

آگهی رایگان

حفاظ روديواري آهن آلات

آگهی رایگان

حفاظ ديواري آهن آلات

آگهی رایگان

حفاظ ديوار آهن آلات

آگهی رایگان

حفاظ سرنيزه آهن آلات

آگهی رایگان

آهن الات صداقت آهن آلات

آگهی رایگان

حفاظ روديواري آهن آلات

آگهی رایگان

صنایع فلزی کاوه آهن آلات

آگهی رایگان

آهن آلات زنجان آهن آلات

آگهی رایگان

مهارت پدیده ایران آهن آلات

آگهی رایگان

فروش آهن آلات طاها آهن آلات

آگهی رایگان

بهترین خریدار ضایعات آهن آهن آلات

آگهی رایگان

خرید ضایعات آهن آلات

آگهی رایگان

بهترین خریدار ضایعات آهن آهن آلات

آگهی رایگان

اصول کلی استخراج آهن آلات

مقدمه

هر فلز از کانه ی مربوط به خود استخراج می‌گردد. پس باید ابتدا کانه مربوط به هر فلز را شناسایی نمود و سپس از معادن استخراج کرد. پس از آن با انجام یک سری فعالیت های شیمیایی و فیزیکی فلز مورد نظر را به حالت عنصری از سنگ معدن یا کانه آن درآورد. در این مقاله این مراحل را به اجمال بررسی می‌کنیم.

وجود طبیعی فلزات

کانه جسمی است که در طبیعت یافت شده و می‌توان از آن یک یا چند فلز را آنچنان که مقرون به صرفه باشد استخراج نمود. اندکی از فلزاتی که واکنش پذیری آنها محدود است به شکل عنصر خود در طبیعت یافت می‌شوند و برای چند تا از آنها "کانه خالص طبیعی" مهمترین منبع فلز را تشکیل می‌دهد. بیشترین تناژ فلزات از اکسیدها - خواه کانه‌های اکسیدی ، خواه اکسیدهای فلزی که از برشته کردن کانه‌های کربنات یا سولفید تولید می‌شوند، بدست می‌آیند.

کانه‌های سیلیکات در طبیعت به وفور یافت می شوند. ولی استخراج فلزات از سیلیکات ها دشوار است و هزینه‌های چنین فرآیندهایی مانع از انجام کار می گردد. در نتیجه فقط فلزات کمتر متداول بطور صنعتی از کانه‌های سیلیکات تهیه می شوند. کانی های فسفات بطور کلی کم یابند و در غلظت های پایین یافت می‌شوند. تعدادی از فلزات بصورت ناخالص در کانه‌های خالص طبیعی دیگر یافت می‌شوند، بطوری که هر دو فلز از یک عمل صنعتی فراهم می آیند. برای مثال، فلز کادمیم به عنوان محصولی فرعی در تولید فلز روی است.

کانه‌ها به هنگام استخراج معمولا مقادیر متغیری مواد نامطلوب (مثل سیلیس ، خاک رس و گرانیت) که "هرزه سنگ" نام دارند، به همراه دارند. غلظت فلز مورد نظر باید به اندازه کافی بالا باشد تا استخراج آن، از نظر شیمیایی امکان پذیر و از نظر اقتصادی رقابتی باشد. بر روی کانه‌های دارای غلظت پایین فلز در صورتی کار می‌شود که بتوان آنها را بوسیله فرآیندهایی به نسبت آسان و ارزان هستند فرآوری کرد، مگر اینکه محصول فلز نایاب و پرارزش باشد. غلظت لازم از یک فلز به فلز دیگر تغییر زیادی می کند. برای آلومینیوم یا آهن این غلظت باید 30% یا بیشتر و برای مس ممکن است 1% یا کمتر باشد.

متالوژی، عملیات مقدماتی بر روی کانه‌ها

متالوژی، علم استخراج فلزات از کانه‌های آنها و آماده سازی آنها برای مصرف تعریف می شود. فرآیندهای متالوژی را می‌توان براحتی در قالب سه عملیات اصلی تقسیم نمود:

    عملیات مقدماتی: که در آن جز مورد نظر در کانی تغلیظ و ناخالصیهای معین جدا می‌شود و یا کانی برای عملیات بعدی به شکل مناسبی در می‌آید.

    کاهش: در این مرحله ، ترکیب فلز به فلز آزاد کاهیده می‌شود.

    پالایش: در این مرحله ، فلز تخلیص و در مواردی اجسامی به آن اضافه می‌شوند تا خواص مورد نظر محصول نهایی بدهند.

 

عملیات مقدماتی

بهره برداری از بسیاری از کانه‌ها مستلزم آن است که در مرحله اول، قسمت عدیده هرزه سنگ از آنها زدوده شود. چنین روش های تغلیظی که معمولا بر روی کانه‌های خرد و ساییده شده انجام می پذیرد ممکن است بر اساس خواص فیزیکی یا شیمیایی باشد.
 

جداسازی فیزیکی

این جداسازی بر اساس اختلاف بین خواص فیزیکی کانی و هرزه سنگ خواهد بود. مثلا از طریق شستشو با آب، اغلب می‌توان ذرات ناخالصی های خاکی را از ذرات سنیگن تر کانی جدا کرد. این جداسازی را می‌توان به وسیله تکان دادن کانه خرد شده در جریانی از آب بر روی یک سطح شیب‌دار انجام داد. ذرات سنگین تر کانی، ته‌نشین شده و جمع‌آوری می‌شوند.
 

شناورسازی

شناورسازی یک روش تغلیظ است که در مورد بسیاری از کانه‌ها بویژه کانه‌های مس، سرب و روی بکار گرفته می شود. کانه کاملا نرم را با یک روغن مناسب و آب در شبکه‌های بزرگ مخلوط می‌کنند. ذرات کانی بوسیله روغن چرب شده، در حالی که ذرات هرزه سنگ بوسیله آب مرطوب می‌شوند. بهم زدن این مخلوط بوسیله هوا کفی ایجاد می‌کند که دارای روغن و ذرات کانی است. این کف بر روی آب شنار شده که آن را جدا می‌کند.
 

ملغمه

جیوه، نقره و طلا را در خود حل می‌کند و مغلمه می‌دهد. از این رو، کانه‌های نقره و طلای طبیعی را با جیوه مجاورت می دهند و مغلمه حاصل را که مایع است، جمع آوری و پس از تقطیر جیوه، نقره یا طلای آزاد را بازیابی می‌کنند.
 

کاهش

تا بحال بالاترین مقدار آهن آلات و همچنین بیشترین تعداد آنها بوسیله عملیات ذوب کاری یعنی فرآیندهای کاهش در دمای بالا که فلز معمولا به حالت مذاب بدست می‌آید، فراهم آمده است. در بیشتر این فرآیندها یک گدازآور (مانند سنگ آهن CaCO3) استفاده می شود تا هرزه سنگی را که پس از تغلیظ کانه برجای می‌ماند، جدا کند. این گدازآور با سیلیس و ناخالصی های سیلیکات تشکیل سرباره می‌دهد. واکنش های ساده شده سنگ آهک و سیلیس به قرار زیرند:

(CaCO3(s) → CaO(s)+CO2(g

(CaO(s)+SiO2(s) → CaSiO3(l

سرباره که در دمای ذوب کاری بصورت مایع است، معمولا بر روی فلز مذاب شناور شده و به سهولت از آن جدا می شود. عامل کاهنده‌ای را که برای یک عمل ذوب کاری معین بکار می‌برند، از ارزانترین ماده‌ای انتخاب می‌کنند که بتواند محصول با درجه خلوص لازم بدهد. برای کانه‌های فلزاتی که واکنش پذیری شیمیایی آنها کم است، برای مثال کانه‌های سولفید جیوه، مس و سرب، هیچ عامل شیمیایی نیاز نیست. جیوه از برشته کردن شنگرف (HgS) در هوا تولید می‌گردد:

(HgS(s)+O2(g) → Hg(g)+SO2(g

بخار جیوه را در جمع کننده متراکم می‌کنند و احتیاجی به تخلیص بیشتر نخواهد بود. روش های دیگری نیز برای کاهش وجود دارد. مثلا کوره بلند آهن.
 

پالایش

اکثر فلزاتی که ازعملیات کاهش فراهم می‌آیند، به پالایش نیاز دارند تا از ناخالصی های مزاحم و نامطلوب زدوده شوند. فرآیندهای پالایش از فلزی به فلز دیگر بطور وسیعی تغییر کرده و برای یک فلز معین روشی که بکار می‌رود، ممکن است با مورد مصرف محصول نهایی فرق کند. همراه با حذف موادی که به فلز نامطلوب می‌دهند، مرحله پالایش ممکن است شامل افزایش اجسامی باشد که به محصول ویژگی های خالص می‌بخشند. پاره‌ای از فرآیندهای پالایش برای بازیابی ناخالصی های فلزی پرارزش مانند طلا، نقره و پلاتین طرح‌ریزی شده‌اند.
 

گداز جزئی

قلع، سرب و بیسموت ناخالص بوسیله گداز خالص می‌گردند. شمش های فلز ناخالص را در بالای یک کوره سراشیب که دمای آن اندکی بالاتر از نقطه ذوب فلز باشد قرار می‌دهند. این فلز ذوب شده و به سمت پایین این کوره سر ریز شده و به درون چاله‌ای جریان پیدا می‌کند و ناخالصی های جامد را پشت سر هم برجای گذارد.
 

تقطیر

بعضی از فلزات مانند روی و جیوه که نقطه جوش آنها پایین است بوسیله تقطیر خالص می گردند.
 

فرانید پارکز

برای پالایش سرب بکار می‌روند که همچنین یک روش تغلیظ برای نقره است، بر انحلال گزینشی نقره در روی مذاب تکیه دارد. مقدار کمی روی، 1 تا 2 درصد به سرب مذاب که دارای نقره به عنوان ناخالص است، اضافه می‌کنند. نقره در روی خیلی بیشتر انحلال پذیر است تا در سرب. سرب و روی در یکدیگر انحلال ناپذیرند. از اینرو قسمت عمده نقره در فلز روی جمع می‌شود که بالای سرب مذاب قرار می‌گیرد. در اثر سرد کردن، اول لایه رویی منجمد شده که آن را جدا می نمایند. نقره را بوسیله ذوب مجدد لایه روی و تقطیر روی بدست می‌آورند. روی بازیابی شده را از نو بکار می‌برند.
 

فرآیند وان آرکل

این فرآیند بر اساس تجزیه گرمایی یک ترکیب فلز قرار دارد. این روش که برای تخلیص تیتانیوم، هافنیم و زیرکونیوم بکار می‌رود ، شامل تجزیه یدید فلز بر روی یک رشته فلزی داغ است. برای مثال، زیرکونیوم تترایدید گازی در اثر تماس با یک رشته فلزی داغ ، تجزیه گشته و فلز خالص زیرکونیوم بر روی این رشته می‌نشیند.

(ZrI4(g) → Zr(s)+2I2(G

ید آزاد شده با مقدار دیگری از زیرکونیوم ترکیب می گردد، این فرآیند بسیار گران بوده و برای تهیه مقادیر محدود فلزات بسیار خالص برای مصارف ویژه بکار می‌رود.
 

پالایش منطقه‌ای

فرآیند دیگری که بوسیله آن می‌توان آهن آلات را در قالب فلز با درجه خلوص خیلی بالا تولید نمود، پالایش منطقه‌ای است. یک گرمکن مدور را در اطراف میله‌ای از یک فلز ناخالص مثل ژرمانیوم قرار می‌دهند. این گرمکن که به آهستگی به سمت انتهای دیگر میله حرکت داده می‌شود، نواری از فلز را ذوب می‌کند. به تدریج تا این گرمکن حرکت می‌کند، فلز خالص از این مذاب مجددا متبلور شده و ناخالصی ها همراه منطقه مذاب به سمت انتهای دیگر میله جارو می‌شوند، که بعدا آن را دور می ریزند. این گرمکن را ممکن است بیش از یک بار از روی همان میله عبور دهند.


استخراج آهن

مقدمه

امروزه یکی از مهمترین بنیان های اقتصادی و اجتماعی کشورهای جهان را آهن آلات و فولاد تشکیل داده است و این موضوع به سبب نیازاست که انسان جهت پیشبرد مقاصد خود در زندگی دارد. با نگاه اجمالی به کارآیی این عنصر حیاتی، می‌توان به نقش سازنده آن پی‌برد؛ زیرا علاوه بر کاربرد آن در امر ساختمان سازی، پل سازی و غیره یکی از کالاهای اساسی در صنایع اتومبیل سازی، کشتی سازی و لوکوموتیو سازی است و به‌صورت آلیاژهای مختلف، اساس تکنولوژی ماشین‌آلات را تشکیل می‌دهد. در کل می توان بیان داشت که آهن آلات به بخش جدایی ناپذیر زندگی بشر مبدل شده اند.

تاریخچه

با توجه به کشف یک تبر آهنی متعلق به 3000 سال پیش از میلاد در داخل یکی از قبرهای سومریان واقع در شهر اور که در جنوب بین‌النهرین واقع بود، مشخص است که استفاده از آهن آلات توسط انسان از حدود 3000 سال پیش از میلاد مسیح آغاز و عمدتاً در کشورهای مصر، آشور، چین و هندوستان رواج داشت. در آغاز انسان از آهن طبیعی که به‌صورت سنگ معدن آهن با درجات خلوص متفاوت بدست می‌آمد، استفاده می‌کرد.

با این حال ، نظر دیگری وجود دارد که انسان های آن روزگاران از شهاب سنگ‌ها به‌عنوان آهن خالص‌تر استفاده می‌کردند. استفاده از آهن خالص درحدود 1300 سال پیش از میلاد امکان‌پذیر شد که به احتمال زیاد بطور تصادفی بر اثر گرما دادن شدید صخره‌های کانی ، آهن خالص توسط ذغال صورت گرفت با حرارت دادن گل اخری و ذغال نیز آهن استخراج می‌کردند.
 

سیر تحولی و رشد

روند استخراج آهن از ترکیب های طبیعی آهن با گذشت زمان، راه تکامل می‌پیمود تا اینکه نخستین کوره استخراج آهن به سبک امروزی که به کوره کانالانی معروف بود، اختراع شد. این کوره دارای آتش‌دانی به ابعاد 75×60×60 سانتی‌متر بود. سیر تکاملی این روند به آنجایی رسید که در حال حاضر، کارخانه‌های عظیم استخراج و ذوب آهن و فولاد با ظرفیت چندین میلیون تن به وجود آمده است.
 

سنگ معدن‌های آهن

سنگ معدن‌هایی که آهن از آن استخراج می گردد، اغلب به‌صورت اکسیدهای آهن، مانند مگنتیت یا هماتیت است که با 2 تا 20 درصد ناخالصی (نظیر سیلیکات‌ها و آلومینات‌ها) همراه است. این ناخالصی‌ها در کوره از آهن جدا شده به‌صورت تفاله خارج می گردند. سنگ معدن تصفیه شده و تغلیظ شده به‌صورت پودر یا دانه‌های ریز در کوره وارد می‌شود. مناسب‌ترین اندازه ذرات آن بین 6 تا 25 میلی‌متر است. یادآوری می‌شود که امروزه از سولفید طبیعی آهن (پیریت) در استخراج آهن استفاده نمی‌شود، بلکه مصرف عمده آن در اسید سولفوریک سازی است.
 

فرآیند‌های اولیه استخراج آهن

استخراج آهن از سنگ معدن‌های آن طی فرایند‌های فیزیکی و مکانیکی و شیمیایی تحت شرایط خاصی صورت می پذیرد.

در مرحله نخست، سنگ معدن باید طی مراحلی از جمله خرد کردن، آسیاب کردن، سرند کردن، شستشو، استفاده از جدا کننده مغناطیسی و یا به روش فلوتاسیون تغلیظ شود. محلول غلیظ شده معمولاً دارای 60 تا 65 درصد آهن و 8 تا 12 درصد سیلیس خواهد بود. پس از تلغیظ سنگ معدن آن را باید به اندازه‌هایی به ابعاد 6 تا 25 میلی‌متر که مناسب برای تغذیه کوره‌های وزشی است، تبدیل کرد که این عمل را اصطلاحاً آگلومریزه شدن می‌نامند.

استخراج آهن از سنگ معدنهای آن عمدتاً با استفاده از کوره‌های وزشی صورت می‌گیرد که در حقیقت یک رآکتور بزرگ شیمیایی است که در آن مخلوطی از سنگ آهک ، سنگ معدن آهن و زغال کک گرما داده می‌شود.
 

مواد اولیه مورد نیاز استخراج آهن

سنگ معدن آهن

در مجاورت ذغال بر اثر گرما در کوره احیا می‌شود و سپس بر اثر جریانی از گازهای احیا کننده داغ که از سوختن کک در هوای گرم پایین کوره تولید می‌شود و در جهت عکس مسیر آهن حرکت می‌کند، ذوب می‌شود. آهن مذاب و تفاله حاصل از سنگ معدن به ازای هر دو تا چهار ساعت از آتشدان کوره تخلیه می‌شود. اگر مواد اولیه بطور پیوسته از بالای کوره وارد شود، در این صورت ، کوره می‌تواند بطور پیوسته کار کند. محصول کوره وزشی همان چدن است که برای تبدیل آن به دیگر مشتقات آهن ، بویژه فولاد ، باید در آن تغییراتی داد.
 

زغال کک

مشخصات ساختاری آن عبارت است از : کربن ثابت 85 تا 90 درصد ، خاکستر 5 تا 13 درصد ، رطوبت تا 8 درصد ، مواد فرّار 1.6 تا 11 درصد ، و گوگرد 0.5 تا 1.2 درصد. نقش کک در فرآیند کوره‌های وزشی تولید گازهای احیا کننده است و در اثر سوختن در پایین کوره انجام می‌پذیرد و مقاومت مکانیکی آن نیز در عمل مهم است. اندازه کک مورد مصرف ، باید بین 1.5 تا 75 میلی‌متر باشد.

 

سنگ آهک

به منظور کمک کردن ذوب و پایین آوردن دمای ذوب ناخالصی‌ها به سنگ معدن افزوده می‌شود. نسبت تشکیل دهنده‌های بازی در مخلوط یعنی (CaO) و (MgO) به تشکیل دهنده‌های اسیدی یعنی (SiO2) باید در حد ثابتی حفظ شود تا تفاله‌های کف مانند و سبک (سیلیکات‌های کاسیم و منیزیم ) بطور کامل تشکیل شود و سایر ناخالصی‌های همراه با خود را از آهن جدا کند. برای این منظور ، سنگ آهک و دولومیت بکار گرفته می‌شود.

گاهی برای کنترل ترکیب تفاله‌های جاری ، مقداری سیلیکات نیز بدان اضافه می‌شود. مناسب‌ترین اندازه این دسته از مواد برای کوره‌های وزشی بین 70 تا 75 میلیمتر است.
 

واکنش‌های کوره استخراج آهن

پس از اینکه کک در قسمت پایین کوره بارگیری شده ، آن را تا حدود گرم می‌کنند تا بر اثر وزش هوای گرم شروع به سوختن کرده ، دما را در دهانه قسمت سوخت کوره تا افزایش دهد. دی‌اکسید کربن حاصل در این دما ناپایدار بوده ، بوسیله کک موجود در محیط به منوکسید کربن تبدیل می‌شود. بخار آب همراه با هوای داغ در واکنش با کک نیز خود تولید منوکسید کربن می‌کند.

واکنش‌های انجام شده در دهانه سوخت که در حد بین مخزن سوخت و سنگ معدن آهن قرار دارد، در قسمت بالاتر کوره که دما زیر است، اکسیدهای آهن بوسیله منوکسید کربن و هیدروژن حاصل احیا می‌شوند. در قسمت بالاتر کوره وقتی که دما به تا رسید، سنگ آهک نیز تجزیه می‌شود. در قسمت پایین کوره دربالاتر از اکسیدهای آهن بوسیله کربن احیا شده ، دی‌اکسید کربن حاصل بطور همزمان با کک واکنش داده و به منوکسید کربن تبدیل می‌شود.

این احیا به احیای مستقیم معروف است که نیازی به انرژی زیاد دارد. بیشتر گوگرد که همراه کک وارد کوره می‌شود، در داخل آن به تبدیل می‌شود. حاصل با ترکیب شده آنها را به تبدیل می کند. حاصل ضمن واکنش ، آهن آزاد می‌کند. میزان و چگونگی حذف گوگرد به دمای تفاله و نسبت بستگی دارد.
 

احیای مستقیم

احیایی است که در آن ، سنگ معدن آهن، توسط عوامل احیا کننده جامد یا گازی احیا می گردد. با توجه به مقدار کربن موجود در آهن، این عنصر به‌صورت دو نوع محصول آهن یعنی چدن و فولاد عرضه خواهد گشت.

  ثبت آگهی رایگان