مقدمه:
کانیهاي موجود در پوسته زمین به جهت اهمیت و ارزشی که براي انسانها به همراه داشته اند همـــواره مورد توجه انسان بوده است و تلاش براي یافتن کانسارهاي جدید و یا گسترش و استفاده هر چه بیشتر از کانســـارهاي موجود همچنان ادامه دارد.با توجه به پیشـــرفت روز افزون تکنولوژي و استفاده از این مواد در صنایع مختلف به عنوان ماده اولیه یا مواد مورد نیاز هماکنون کانیهاي اقتصادي یکی از ارکان اصلی در اقتصاد هر مملکت محسوب میشوند. یکی از مهمترین موادي که در صنعت و رشد اقتصادي یک کشور نقش بسزایی دارد، آهن میباشد. کانیهاي آهندار جز لاینفک و مهمترین ماده در صنایع فولادسازي هر کشور است، صنعت فولاد هماکنون جز صنایع مهم و استراتژیک کشورها میباشد که بی شک در توسعه و پیشرفت آن کشور نقش بسزایی دارد. همچنین قابل ذکر است که صنعت فولاد از چنان اهمیتی برخوردار است که آن را صنعت مــادر نیز مینامند.
فراوانی مواد آهندار در طبیعت به حدي است که این عنصر در ردهبندي فراوانی فلزات چهارمین فلز موجود در پوسته زمین به شمار میرود . پراکندگی کانسارهاي آهن به صور مختلف ماگمایی و گرمابی و رسوبی است که از نظر ارزش اقتصادي نوع ماگمایی و رسوبی اهمیت زیادي دارند
بعلت فراوانی مواد آهندار در پوسته زمین تقریباً در تمام قارههاي کره زمین کانسارهاي آهن یافت میشود و به همین جهت این کانسارها کم و بیش در هر کشوري اکتشاف و بهرهبرداري میگردد. ترکیبات مختلف آهن به صورتهاي بسیار مختلفی وجود دارند که از میان این ترکیبات بیشمار تنها کانیهاي معدودي از نظر اقتصادي حائز اهمیت میباشند بعضی از این ترکیبات عبارتند از :
– مگنتیت : با فرمول (۴Fe۳O): این کانی یک ترکیب اکسیدي آهن است که داراي وزن مخصوص 7/5 و به رنگ سیاه می باشد. در سیستم بلور شناسی به صورت کوبیک متبلور می شود و داراي بیشترین ارزش اقتصادي در بین کانیهاي آهن است. این کانی داراي خصوصیت مغناطیسی بسیار بالایی میباشد و به شدت خاصیت مغناطیسی از خود نشان میدهد.
– هماتیت : با فرمول (۳Fe۲O): این کانی نیز یک ترکیب اکسیدي آهن است که داراي وزن مخصوص 2/5 و به رنگ قهوهاي میباشد. در سیستم بلورشناسی به صورت تتراهدرال متبلور میشود و بعد از مگنتیت از ارزش اقتصادي بیشتري برخوردار است متاسفانه بازیابی و فرآوري آهن از این کانی در کشورما تاکنون انجام نمیشد، هر چندتحقیقاتی در این زمینه در حال شکلگیري است که بهترین مثال آن استفاده از کنسانتره هماتیتی در طرح گندلهسازي شرکت گلگهر است که جهت بازیافت و فرآوري آهن از باطله هماتیتی، طی فرایند خاصی کنسانتره هماتیتی تولید میشود.
شاید به جرات بتوان گفت که دو کانی فوق مهمترین و اقتصادي ترین کانی هاي آهن میباشند هر چند که کانیهاي دیگري نیز از آهن در طبیعت وجود دارند که از لحاظ اقتصادي چندان مهم نیستند مثل سیدریت، لیمونیت، گوتیت، شاموزیت و…
عیار کانسارهاي آهن ایران را بین 50 تا 60 درصد برآورد مینمایند. از نظر میزان عیار آهن معادن آهن ایران از وضعیت مطلوبی در سطح جهان برخوردار هستند. مهمترین کانیهایی که همراه کانیهاي آهن یافت میشوند کانیهاي ایلمنیت و آپاتیت و گاهی سولفیدها و کانیهاي مختلف مس میباشد که بسته به نوع کانسار (ماگمایی یا رسوبی یا…) کانیهاي پاراژنز همراه کانۀ آهن تغیر میکند .
در حال حاضر پنج سازند آهنی در ایران شناخته شده است این سازندها عبارتند از :
الف) مگنتیت
ب ) مگنتیت – هماتیت ج ) هماتیت – سیدریت
‌د ) لیمونیت
‌ه ) هماتیت قهوهاي
قطعاً ذخایر مگنتیتی ارزش اقتصادي بیشتري نسبت به سایر سازندهاي گفته شده دارند. ذخایر عمده مگنتیتی در ایران مرکزي قرار دارند، مشابه این سازندها یا ذخیره کمتري در نواحی دیگر کشور نظیر سمنان و سیرجان و … نیز وجود دارد.

چند دیسک گندلهسازي )ب( نمائی از روبروي یک دیسک به همراه اجزا]

چند دیسک گندلهسازي )ب( نمائی از روبروي یک دیسک به همراه اجزا]

فهرست مطالب

چکیده ………………………………………………………………………………………………………….1
مقدمه ………………………………………………………………………………………………………….2

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل نخست : کلیاتی در مورد سنگ آهن

نام آهن Iron از واژه آنگلاساکسون (iron & iren) به معنی فلز مقدس گرفته شده و نماد Fe از واژه لاتین (Ferrum)به معناي آهن اقتباس شده است. آهن به عنوان چهارمین عنصر فراوان در پوسته زمین با فراوانی 5% و اولین فلز سنگین محسوب میشود. همچنین دهمین عنصر فراوان در جهان میباشد. کلارك عنصر آهن 65/4 است که در سنگهاي مافیک و اولترامافیک تا 2 برابر افزایش مییابد. یک اتم آهن معمولی 56 برابر جرم یک هیدروژن معمولی است[2،1]. (سه عنصر دیگر که فراوانی آنها بیش از آهن است عبارتنداز : اکسیژن با 6/46 درصد، سیلیسیم با 72/27 درصد، و آلومینیم با 13/8 درصد).آهن به صورت خالص فلزي نقرهاي رنگ، نرم و چکش خوار میباشد. به علت میل ترکیبی شدید آن با اکسیژن در طبیعت به صورت خالص یافت نمیشود (فقط در بعضی از سنگهاي آسمانی که وارد جو زمین شدهاند به صورت فلزي و آلیاژ مشاهده میگردد[1]) بلکه به صورت ترکیبات مختلفی در اکثر نقاط دنیا وجود دارد. آهن در طبیعت به شکلهاي ترکیبی مانند اکسید، سولفور، کربنات، سیلیکات و غیره یافت میشود و عملاً تمامی سنگهاي پوستۀ زمین به استثناي بعضی از سنگهاي آهکی حاوي مقداري آهن در ترکیب خود میباشند. همچنین مقدار کمی آهن در آب دریاها وجود دارد[3].به طور کلی کانی هاي آهندار در طبیعت فراوان بوده و تعداد آنها بالغ بر 300 نوع میباشد[2،1]، که از این تعداد اکثر آنها به دلیل موقعیت جغرافیایی در دسترس نمیباشند و یا ترکیب شیمیایی، عیار آهن و ناخالصیهاي همراه آن به صورتی است که از دید اقتصادي اکنون قابلیت استخراج و استفاده در کارخانههاي تولید فولاد و به تکنولوژي-هاي متداول امروزي را ندارند. سنگ آهن یا کانۀ آهن اصطلاحاً به موادي اطلاق می شود که در مکان و زمان خاص بطور اقتصادي قابل استفاده براي تولید فولاد باشند. همچنین عیار آهن، نوع و مقدار ناخالصیهاي آن باید در حدي باشد که استحصال آهن و تبدیل آن به محصولات فولادي به صورت اقتصادي و با مصرف انرژي کمی امکانپذیر باشد. عوامل متعددي در اقتصادي بودن یک کانسار مؤثر است و این موضوع عمدتاً به شرایط محلی و دانش فنی که براي استخراج بکار میرود، وابسته است. مثلاً در فرانسه تا اواسط دهۀ 1980 میلادي سنگ آهن با عیار کمتر از 35-30 درصد آهن استخراج و بهرهبرداري میشد و یا در آلاباما از کانی هاي با 37 درصد آهن استخراج میشد.حال آنکه در نقاط دیگر دنیا کانیهاي با کمتر از 50% آهن را اقتصادي نمیدانند. چنین کانیهایی را ابتدا تغلیظ می-کنند تا عیار آنها به بیش از 50% برسد. کانساري که در حال حاضر غیر اقتصادي میباشد ممکن است در آینده مورد بهرهبرداري قرار گیرد [2]. فراوانی آهن در طبیعت و قیمت نسبتاً کم این عنصر نسبت به سایر عناصر فلزي باعث شده است که کانیهاي آهن فقط در عیارهاي نسبتاً بالا به عنون سنگ معدن مورد استفاده قرار گیرد. عملاً سنگهاي آهن حداقل باید حدود 40% آهن داشته باشد و در شرایط خاص سنگهاي با عیاري حدود 30% نیز به علت ذخایر زیاد آهن و یا شرایط ویژه سنگ از نظر ترکیب کانیشناسی و به خصوص خاصیت پرعیار کردن آن با هزینه کم آن کانی در صنعت مورد استفاده قرار میگیرند (مانند چین).اقتصادي بودن استخراج به عوامل بسیاري بستگی دارد که میتوان آنها را به چند دسته تقسیم کرد [1]:
عوامل جغرافیایی شامل
– دسترسی به معدن و شرایط جغرافیایی آن
– آب و هوا ، دسترسی به آب و مسائل مربوط به اسکان و زندگی
– امکانات حمل و نقل
– مقدار ذخیره
عوامل مربوط به خود سنگ شامل
– جنس گانگ سنگ معدنی و نیاز آن به مواد گداز آور
– سختی سنگ و امکان خردایش
– عیار ماده معدنی در سنگ
– عناصر مفید همراه با ماده مورد نظر
– عناصر نامطلوب همراه با ماده مورد نظرعوامل مربوط به تکنولوژي
– قابلیت پرعیار شدن و قابلیت تصفیه و حذف مواد نامطلوب و هزینه آن
– نوسانات قیمت فلز در بازار (که بستگی به شرایط سیاسی و اقتصادي جهان دارد).

1-1- آهن و مشخصات آن …………………………………………………………………………………… 7
1-2- طرز تشکیل سنگهاي معدنی آهندار در طبیعت …………………………………………………… 12
1-2-1 کانسارهاي رسوبی …………………………………………………………………………………. 12
1-2-1-1 تاکونیتها و نیمه تاکونیتها …………………………………………………………………………. 13
1-2-1-2 ژاسپیلیتها …………………………………………………………………………………………. 13
1-2-1-3 ایتابریتها ……………………………………………………………………………………………. 13
1-2-1-4 لاتریتها ……………………………………………………………………………………………… 14
1-2-1-5 االیتیکها ……………………………………………………………………………………………. 14
1-2-1-6 سیدریتها ………………………………………………………………………………………….. 14
1-2-1-7 معادن شنی ………………………………………………………………………………………. 14
1-2-1-8 کانسارهاي کنگلومرا ……………………………………………………………………………… 14
1-2-2 کانسارهاي آتشفشانی یا هیدروترمال ……………………………………………………………. 14
1-2-3 کانسارهاي پرعیارشده در اثر حلالیت ناخالصیها و خروج آنها از سنگ………………………….. 15
1-2-4 کانسارهاي با منشاء سولفوري …………………………………………………………………….. 15
1-3- کانیشناسی کانههاي آهن ……………………………………………………………………………. 15
1-3-1 ساختمان ترکیب اکسیدهاي آهن …………………………………………………………………… 16
1-3-1-1 وستیت ………………………………………………………………………………………………. 16
1-3-1-2 مگنتیت ………………………………………………………………………………………………. 16
1-3-1-3 هماتیت ………………………………………………………………………………………………. 17
1-3-1-4 ایلمنیت ………………………………………………………………………………………………. 18
1-3-1-5 کانههاي آبدار آهن ………………………………………………………………………………….. 18
1-3-1-5-1 گوتیت ……………………………………………………………………………………………… 19
1-3-1-5-2 لیمونیت …………………………………………………………………………………………… 19
1-3-2 ساختمان کانههاي کربناتی ………………………………………………………………………….. 20
1-3-3 کانههاي سیلیکاتی …………………………………………………………………………………… 21
1-3-4 گروه کانیهاي سولفوره ……………………………………………………………………………….. 21
1-3-4-1 پیریت ………………………………………………………………………………………………… 21
1-3-4-2 پیروتیت ………………………………………………………………………………………………. 22
1-3-4-3 مارکاسیت ……………………………………………………………………………………………. 22
1-4- ترکیب شیمیایی کانههاي آهندار ……………………………………………………………………… 24
1-4-1 بررسی ترکیب شیمیایی سنگ آهن ………………………………………………………………… 25
1-4-1-1 عیار سنگ آهن ……………………………………………………………………………………… 25
1-4-1-2 سیلیس و آهک ………………………………………………………………………………………. 26
1-4-1-3 آلومین– اکسید منیزیم ……………………………………………………………………………… 27
1-4-2 ناخالصیهاي سنگ آهن ………………………………………………………………………………… 27
1-4-2-1 ناخالصیهاي مفید …………………………………………………………………………………….. 28
1-4-2-1-1 آهک (CaO) ………ا……………………………………………………………………………….. 28
1-4-2-1-2 ترکیبات منگنزدار ………………………………………………………………………………….. 28
1-4-2-2 ناخالصیهاي نامطلوب ………………………………………………………………………………… 29
1-5- ارزشیابی کانههاي آهن ………………………………………………………………………………….. 30
1-5-1 رطوبت و آب تبلور ………………………………………………………………………………………… 30
1-5-2 عیار آهن …………………………………………………………………………………………………… 30
1-5-3 بازیسیته ………………………………………………………………………………………………….. 31
1-5-4 ناخالصیها ………………………………………………………………………………………………….. 31
1-5-5 ابعاد ………………………………………………………………………………………………………… 32
1-5-6 قابلیت پرعیار شدن ………………………………………………………………………………………. 33
1-5-7 قابلیت خردایش …………………………………………………………………………………………… 33
1-5-8 چگونگی عملیات انجامشده برروي سنگ معدن ………………………………………………………. 34
1-6- آنالیز شیمیایی کانههاي آهن و روش بیان ………………………………………………………………. 35
1-7- مصارف عمده سنگ آهن …………………………………………………………………………………… 36

نمائی از یک سلول فلوتاسیون

نمائی از یک سلول فلوتاسیون

فصل دوم : فرآوري سنگ آهن

صنعت ذوب و تولید آهن و فولاد پیوسته خواهان مواد اولیه و بخصوص سنگ آهن با کیفیت بهتر میباشد. ازآنجایی که اغلب سنگهاي معدنی استخراج شده شرایط مورد نیاز صنعت را برآورده نمیکنند، لذا فرآوري سنگهايآهن اهمیت فراوان داشته و بطور پیوسته مورد بررسی و تحقیق به منظور توسعه و پیشرفت تکنولوژي مربوط به آن قرار دارد[1]. بطور کلی تمام سنگهاي معدنی استخراج شده حداقل مورد عمل خردایش که یکی از عملیات اصلی فرآوري است قرار میگیرند. عملاً بر روي بیش از 80 درصد سنگهاي معدنی استخراج شده عملیات فرآوري کم و بیش پیشرفته انجام میشود. فرآوري سنگهاي معدنی بطور معمول در چند مرحلۀ متوالی و همچنین اغلب با کاربرد چند روش متفاوت پرعیار کردن و حذف ناخالصیها صورت میگیرد.

مراحل فرآوري :
بطور کلی هر مجتمع فرآوري شامل سه مرحله مجزا از یکدیگر است[27،1] که عبارتنداز :
– سنگ شکنی و خردایش سنگ آهن
– پرعیار کردن سنگ آهن
– خشک کردن سنگ آهن
در هریک از این مراحل روشهاي متفاوتی را می توان بکار برد که بطور اختصار بیان می شود.
2-1- سنگ شکنی و خردایش سنگ آهن:
سنگ شکنی و خردایش با هدف رساندن ابعاد بار به حد مطلوب و مورد نیاز براي عملیات بعدي، اولین قسمت از کارگاه فرآوري و عملاً پر هزینهترین قسمت میباشد. بطور کلی بیش از نیمی از هزینۀ فرآوري و بیش از 70 درصد انرژي مصرفی در کارگاه مربوط به این قسمت است، لذا بررسی و کاربرد روشهایی که بتواند در کاهش مصرف انرژي و هزینه اثر بگذارد، میتواند در اقتصاد کارگاه نقش مهمی را ایفا کند. یکی از مهمترین اهداف خردایش، آزادسازي کانیهاي باارزش از مواد باطلۀ همراه در درشتترین ابعاد ممکن است. بنابراین با کاهش میزان خردایش، مصرف انرژي، میزان نرمه و هزینههاي جدایش کمتر و فرایند نیز سادهتر میشود. در حقیقت تولید یک محصول پرعیار (پرعیارسازي کانسنگهاي اکسیدي آهن) و یا یک محصول آرایش و یا پیرایش یافته (پیرایش کائولن با حذف ناخالصیهاي آهن ) در گروي مطالعۀ دقیق تعیین درجۀ آزادي است. در مورد خردایش کانسنگ هاي آهن،فرایندهاي متفاوتی وجود دارد که که میتوان به سیستم فکی و یا ژیراتوري براي تولید موادي با ابعاد درشت،ژیراتوري ثانویه و مخروطی براي تولید موادي با ابعاد متوسط و آسیاهاي میلهاي و گلولهاي- قلوه سنگی براي موادي با ابعاد بسیار ریز اشاره کرد. در شکل (2-1) نمائی از سنگ شکنهاي فکی و ژیراتوري نشان داده شده است.خردایش امروزه بیشتر در کارگاههاي فرآوري سنگ آهن و در آسیاهاي خودشکن و نیمه خودشکن به جاي آسیاهاي کلاسیک (میلهاي – گلولهاي) انجام میشود که این عمل ضمن صرفهجویی در فضا، نیروي کار، هزینه و تجهیزات اضافی، ساییدگی آهن را نیز به دنبال ندارد. شایان ذکر است که در معدن آهن چادرملو، کانسنگ استخراج شده قبل از ورود به کارخانۀ کانهآرایی مربوطه وارد یک سنگ شکن از نوع ژیراتوري میشود[28،27].

2-1- سنگشکنی و خردایش سنگ آهن ………………………………………………………………………… 41
2-2- پرعیار کردن سنگ آهن ………………………………………………………………………………………. 45
2-2-1 روشهاي فیزیکی پرعیار کردن ……………………………………………………………………………… 45
2-2-1-1 پرعیار کردن از طریق دانهبندي ………………………………………………………………………….. 45
2-2-1-2 پرعیار کردن از طریق مالش ……………………………………………………………………………… 46
2-2-1-3 پرعیار سازي از طریق جیگ …………………………………………………………………………….. 46
2-2-1-4 پرعیار کردن از طریق اسپیرالها ………………………………………………………………………….. 47
2-2-2 پرعیار کردن از طریق جداکنندة مغناطیسی ……………………………………………………………… 48
2-2-2-1 جداکنندههاي مغناطیسی خشک با میدان ضعیف …………………………………………………… 50
2-2-2-2 جداکنندههاي مغناطیسی خشک با میدان قوي ……………………………………………………… 52
2-2-2-3 جداکنندههاي مغناطیسی تر با میدان ضعیف …………………………………………………………. 53
2-2-2-4 جداکنندههاي مغناطیسی تر با میدان قوي ……………………………………………………………. 54
2-2-3 تبدیل انواع اکسیدهاي آهن به مگنتیت …………………………………………………………………… 56
2-2-4 پرعیار کردن از طریق فلوتاسیون …………………………………………………………………………… 56
2-3- جداسازي فاز مایع از جامد …………………………………………………………………………………… 58
2-3-1 جداسازي از طریق تهنشین کردن …………………………………………………………………………. 58
2-3-2 جداسازي از طریق فیلتر کردن ……………………………………………………………………………… 60
2-3-3 خشک کردن ………………………………………………………………………………………………….. 62

فصل سوم : آگلومراسیون و روشهاي آن

پیشرفت سریع صنایع تولید آهن و فولاد بخصوص افزایش ظرفیت تولید که از اوایل قرن بیستم میلادي شروعشد، نیاز به آمادهسازي مواد اولیه مورد مصرف این صنایع را تشدید نمود و بالعکس شناخت روشهاي جدید آماده سازي بار و استفاده از این روشها خود باعث پیشرفت و بالا رفتن بازده تولید این صنایع گردید. مواد اولیه استخراج شده از معدن به دو علت نمی توانند مستقیماً در کوره هاي تولید و استخراج فلزات مصرف شوند:
اول اینکه به دلایل فیزیکی یعنی مناسب نبودن ابعاد و دانه بندي مواد و حالت فیزیکی سنگ معدن (عمدتاً به علت نرمه بودن و ریز بودن دانه ها) مانند کنسانتره سنگ آهن که بعلت نرم بودن قابل استفاده در کوره بلند نیست و باید با روشهاي مشخص و معین به صورت قابل مصرف در صنعت فلز سازي (آهن و فولاد) درآید. دوم به علت شیمیایی یعنی مناسب نبودن ترکیبات شیمیایی مواد براي عملیات استخراجی که در این مورد تشویۀ سولفیدها (عملیات حرارت دادن سنگهاي سولفیدي در هوا براي تبدیل آنها به مواد اکسیدي را گویند. این عملیات براي ترکیبات داراي آنتیموان و آرسنیک نیز بکار میرود) و تکلیس کربناتها (حرارت دادن مواد معدنی جهت جدا کردن دي اکسید کربن از مواد معدنی کربناته می باشد) را میتوان نام برد.
معمولاً هر سنگ معدن یا کانه قبل از اینکه به منظور تبدیل به فلز در اختیار مصرف کننده قرار گیرد تحت یکسري عملیات مقدماتی که مجموعه آنها را آرایش و تغلیظ (جداسازي کانیهاي باطله از کانیهاي مفید و پرعیار کردن کانیهاي مفید میباشد) مینامند قرار میگیرد. منظور از این عملیات عموماً این است که یا کانی به شکل مخصوصی درآید یا اینکه تغلیظ شده و یا ترکیب شیمیایی آن شود که بر حسب مورد میتوان آن را به دو بخش آرایش فیزیکی و آرایش شیمیایی تقسیم نمود[2]:
1- آرایش شیمیایی شامل تکلیس و تشویه
2- آرایش فیزیکی، هنگام آرایش فیزیکی ممکن است مقدار درصد عناصر مورد نظر بطور عمدي افزایش یابد یا ثابت بماند بنابراین شامل دو حالت زیر خواهد بود :
الف) عیار کانه تغییر قابل توجهی نمیکند یا به عبارت دیگر هدف از این کار پرعیار کردن نیست . این عملیات بشرح زیر است :
1- کاهش ابعاد کانه شامل شکستن، نرم کردن و پودر کردن
2- تنظیم ابعاد کانه شامل الک کردن یا سرند کردن
3- افزایش ابعاد کانه شامل کلوخه سازي، گندله سازي و خشته سازي
ب) عیار کانه افزایش قابل توجهی پیدا میکند. عملیاتی که در این حالت انجام میشود به قرار زیر است:
1- معلق نمودن ذرات کانه در داخل یک سیال و جدا کردن اجزاء در اثر اختلاف وزن مخصوص،
2- استفاده از خاصیت مغناطیسی کانه و جدا کردن اجزاء به وسیله دستگاههاي مغناطیسی،
3- استفاده از خواص فیزیکی و شیمیایی کانه و جدا کردن اجزاء آن به وسیله عملیات فلوتاسیون.
در مباحث بعدي تحت عنوان آرایش فیزیکی تنها عملیات آگلومراسیون کانیهاي آهن توضیح داده خواهد شد.

3-1- مروري بر تاریخچه آگلومراسیون ……………………………………………………………………………….. 67
3-2- روشهاي آگلومراسیون ………………………………………………………………………………………….. 68
3-2-1 خشته سازي …………………………………………………………………………………………………… 68
3-2-2 کروي کردن ……………………………………………………………………………………………………… 70
3-2-3 اکستروژن در خلأ ………………………………………………………………………………………………. 71
3-3- روشهاي پیشرفته آگلومراسیون ………………………………………………………………………………. 72
3-3-1 کلوخهسازي ………………………………………………………………………………………………….. 74
3-3-1-1 مواد خام مورد مصرف در کلوخهسازي …………………………………………………………………… 79
3-3-1-1-1 مواد آهندار ………………………………………………………………………………………………. 79
3-3-1-1-2 مواد گدازآور ……………………………………………………………………………………………… 82
3-3-1-1-3 سوخت جامد …………………………………………………………………………………………… 85
3-3-1-1-4 مواد برگشتی کلوخه ………………………………………………………………………………….. 86
3-3-1-1-5 اثر آب در کلوخهسازي ………………………………………………………………………………….. 87
3-3-1-2 آماده کردن اجزاء بار کلوخه و شارژ به دستگاه …………………………………………………………. 87
3-3-1-3 دستگاههاي کلوخهسازي ………………………………………………………………………………… 89
3-3-1-4 مشتعلکردن کلوخه ………………………………………………………………………………………… 91
3-3-1-5 روشهاي صرفهجویی در سوخت جامد ………………………………………………………………….. 92
3-3-1-6 دانهبندي و تفکیک محصولات کلوخهسازي …………………………………………………………….. 93
3-3-1-7 خصوصیات مؤثر در کیفیت کلوخه ………………………………………………………………………. 100
3-3-1-8 محدودیتهاي موجود در گسترش استفاده از کلوخه ………………………………………………….. 100
3-3-2 گندله سازي …………………………………………………………………………………………………. 102
3-4- آگلومراسیون مخلوطهاي سوختی ………………………………………………………………………….. 103
3-5- آگلومرة مرکب ………………………………………………………………………………………………….. 104
3-6- جمعبندي نهایی فرآیندهاي آگلومراسیون ………………………………………………………………….. 105

فصل چهارم : گندله و فرایند گندلهسازي

در ایران در مجتمعهاي بزرگ تولید آهن و فولاد اهواز و فولاد مبارکه واحدهاي آمادهسازي مواد خام و تولیدگندله وجود دارد که در حال تولید میباشند. تجهیزات این واحدها به اختصار تشریح می شوند. 5-1- مجتمع گندلهسازي فولاد اهواز:
شرکت فولاد خوزستان با نام اولیه فولاد اهواز در سال 1353 با خرید هر سه تکنولوژي روز احیاي مستقیم فولاد تأسیس شد که در ادامه تکنولوژي میدرکس به عنوان تکنولوژي بومی شده در کارخانه مورد استفاده قرار گرفت. شرکت در سال 1367 تولید خود را آغاز کرد. این شرکت در سال 66 به نام فولاد خوزستان تغییر نام داده و در سال 1370 در اداره ثبت شرکت هاي اهواز به ثبت نهایی رسید. فرایند تولید شرکت: طراحی اولیه شرکت براي تولید یک میلیون و550 هزار تن فولاد خام در سال طراحی شده است که فاز اول در سال هاي بعد به دو فاز توسعه یافت. در طراحی اولیه شرکت، ساختار آن به صورت زیر طراحی شد.
1- واحد انباشت و برداشت سنگ آهن به ظرفیت 6 میلیون تن در سال، وظیفه این واحد دریافت سنگ آهن، آهن و دیگر واحدهاي مورد نیاز تولید است.
2- واحد گندله سازي شامل دو واحد 5 میلیون تنی، در این واحد سنگ آهن به همراه بریکت و آب به گندله تبدیل می شود.
3- واحد احیاء شامل یک واحد ا چواي ال به ظرفیت یک میلیون تن و سه مدول ديآر آي (میدرکس) هر یک به ظرفیت چهارصد هزار تن. همچنین یک واحد پروفر به ظرفیت 300 هزار تن بود. ظرفیت کلی آن معادل 5/2میلیون تن بود. هدف در این بخش تبدیل گندله به آهن اسفنجی بوده است. در طراحی اولیه همانطور که گفته شد هر سه تکنولوژي روز تبدیل گندله به آهن اسفنجی خریداري شد، ولی در ادامه تنها تکنولوژي میدرکس بومی شد.
4- واحد فولاد سازي در این بخش 6 واحد احیاي مستقیم نصب شد، در این بخش آهن اسفنجی به فولاد تبدیل می شود. مجموع ظرفیت این واحد در ابتدا بالغ بر 62/1 میلیون تن تعیین گردید.

4-1- گندله سازي، کمکی در امر آماده سازي کانه ……………………………………………………………….. 109
4-2- مواد اولیه براي تولید گندله ……………………………………………………………………………………… 111
4-2-1 سنگهاي آهن …………………………………………………………………………………………………… 112
4-2-2 مواد افزودنی …………………………………………………………………………………………………….. 112
4-2-3 آب …………………………………………………………………………………………………………………. 115
4-3- مکانیسم ساخت گندله ………………………………………………………………………………………… 116
4-3-1 عوامل مؤثر در تشکیل گندله …………………………………………………………………………………. 118
4-3-2 جریان مواد در خط آماده سازي ………………………………………………………………………………. 119
4-4- مراحل تولید گندله ………………………………………………………………………………………………. 120
4-4-1 تولید صنعتی گندلۀ خام ……………………………………………………………………………………… 121
4-4-2 تولید گندلۀ خام در استوانۀ دوار ……………………………………………………………………………… 121
4-4-3 تولید گندلۀ خام در دیسک …………………………………………………………………………………….. 123
4-5- خشک کردن گندلۀ خام …………………………………………………………………………………………. 129
4-6- پخت گندلۀ خام …………………………………………………………………………………………………. 132
4-6-1 مراحل پخت گندلۀ خام ……………………………………………………………………………………….. 133
4-6-2 دستگاههاي پخت گندله …………………………………………………………………………………….. 134
4-6-2-1 کورة تنورهاي ……………………………………………………………………………………………….. 136
4-6-2-2 روش زنجیر متحرك یا روش لورگی ………………………………………………………………………… 139
4-6-2-3 روش کورة دوار و شبکۀ متحرك یا روش آلیسچالمرز …………………………………………………….. 144
4-7- خنک کردن گندلۀهاي سخت شده ……………………………………………………………………………… 148
4-8- مقایسه سیستمهاي تولید گندله ……………………………………………………………………………….. 149
4-9- اهمیت راه اندازي واحدهاي گندله سازي ………………………………………………………………………. 150

نمائی از یک جداکنندة مغناطیسی خشک با میدان ضعیف

نمائی از یک جداکنندة مغناطیسی خشک با میدان ضعیف

فصل پنجم : واحدهاي گندلهسازي در ایران

5-1- مجتمع گندلهسازي فولاد اهواز …………………………………………………………………………………… 154
5-1-1 ویژگیهاي دانهبندي سنگ آهن در فولاد اهواز ………………………………………………………………….. 159
5-1-2 آمادهسازي مخلوط بار گندله در فولاد اهواز …………………………………………………………………… 161
5-1-3 تولید گندلۀ خام در دیسکهاي گندلهساز فولاد اهواز ………………………………………………………….. 162
5-1-4 کورة پخت گندلۀ خام فولاد اهواز …………………………………………………………………………………. 164
5-1-5 عملیات پخت گندلۀ خام در فولاد اهواز ………………………………………………………………………….. 168
5-2- مجتمع گندلهسازي فولاد مبارکۀ اصفهان ………………………………………………………………………… 170
5-2-1 ویژگیهاي دانهبندي سنگ آهن در فولاد مبارکه …………………………………………………………………. 173
5-2-2 آماده سازي مخلوط بار گندله در فولاد مبارکه ……………………………………………………………………. 174
5-2-3 تولید گندله خام در دیسکهاي گندلهسازي فولاد مبارکه ………………………………………………………… 174
5-2-4 کورة پخت گندله خام در فولاد مبارکه ………………………………………………………………………………. 175
5-2-5 سایر تجهیزات واحد آمادهسازي و گندلهسازي فولاد مبارکه ……………………………………………………. 176
5-3- مجتمع گندلهسازي اردکان یزد ……………………………………………………………………………………….. 177
5-4- مجتمع گندلهسازي گلگهر سیرجان ………………………………………………………………………………….. 180

فصل ششم : نتیجهگیري و پیشنهادات

6-1- نتیجهگیري ……………………………………………………………………………………………………………. 189
6-1-1 سیستم Grat Kiln (روش آلیسچالمرز) ………………………………………………………………………….. 189
6-2- پیشنهادات ……………………………………………………………………………………………………………. 192

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فهرست جدولها

ذخایر سنگ آهن شناخته شده در کشورهاي مختلف در سال 2008 …………………………………………………… 10
مناطق متمرکز و پراکندة ذخایر آهن در ایران ………………………………………………………………………………… 11
مشخصات فیزیکی و شیمیایی مهمترین کانههاي آهن …………………………………………………………………… 23
مشخصات سنگ آهن براي مصرف در فولادسازي …………………………………………………………………………. 25
حد مجاز ناخالصیهایی که وارد فولاد شده و کیفیت آنرا کاهش میدهد …………………………………………………… 29
ترکیبات نامطلوب سنگ آهن از نظر تکنولوژي تولید آهن ………………………………………………………………….. 29
خصوصیات مهم انواع فولاد …………………………………………………………………………………………………… 37
ترکیب شیمیایی نمونهاي از پوستههاي اکسیدي نورد …………………………………………………………………… 81
ترکیب شمیایی گازهاي متصاعد شده از کوره بلند ذوب آهن اصفهان …………………………………………………… 81
توزیع درصد اندازه ذرات درون گاز خروجی کوره بلند ………………………………………………………………………… 82
مقادیر مجاز گرد و غبار در هواي خروجی فرایند تولید زینتر ……………………………………………………………….. 102
میزان مصرف انرژي در واحدهاي مختلف شرکت فولاد اهواز ………………………………………………………………. 157
قطر و وزن گلولههاي آسیاي مورد استفاده در فولاد اهواز …………………………………………………………………. 160
جعبههاي مستقر در ماشین پخت گندلۀ خام نوارزنجیري فولاد اهواز ……………………………………………………. 166
ویژگی برخی دمندههاي دستگاه پخت بهروش لورگی در فولاد اهواز …………………………………………………… 168

فهرست شکلها

شکل (2-1): نمائی از سنگشکن فکی و ژیراتوري ……………………………………………………………………… 42
شکل (2-2): نمائی از یک آسیاي گلولهاي ………………………………………………………………………………. 44
شکل (2-3): نمائی از یک جیگ پرعیارسازي ……………………………………………………………………………..47
شکل (2-4): نمائی از یک اسپیرال …………………………………………………………………………………………48
شکل (2-5): نمائی از یک جداکنندة مغناطیسی …………………………………………………………………………49
شکل (2-6): نمائی از یک جداکنندة مغناطیسی خشک ………………………………………………………………… 51
شکل (2-7): نمائی از یک جداکنندة مغناطیسی خشک با میدان ضعیف …………………………………………….. 51
شکل (2-8): نمائی از یک جداکننده مغناطیسی شدت بالا …………………………………………………………….. 55
شکل (2-9): نمائی از یک سلول فلوتاسیون ……………………………………………………………………………… 57
شکل (2-10): نمائی از یک فیلتر دیسکی ………………………………………………………………………………….60
شکل (2-11): نمائی دیگر از یک فیلتر دیسکی ……………………………………………………………………………61
شکل (3-1): نمونههایی از خشتۀ تولید شده از کانیهاي آهن ………………………………………………………….. 69
شکل (3-2): نمونهاي از چند محصول آگلومراسیون ……………………………………………………………………… 71
شکل (3-3): نمونهاي از آرایش سنگ آهن پس از استخراج از معدن ………………………………………………….. 80
شکل (3-4): نمائی از اولین دستگاه کلوخهسازي ………………………………………………………………………..89
شکل (3-5): نمائی از دستگاه کلوخهسازي به روش گرینوالت ………………………………………………………….90
شکل (3-6): نمائی از ماشین دوایتلوید …………………………………………………………………………………….91
شکل (5-1): طرح تجهیزات یک سیستم گندلهساز دیسکی در فولاد اهواز ………………………………………….. 162
شکل (5-2): تصویر دیسک گندلهساز آزمایشگاهی ………………………………………………………………………164
شکل (5-3): طرح یک پالت متحرك در ماشین نوارزنجیري در فولاد اهواز ……………………………………………….165
شکل (5-4): طرح تجهیزات انتقال گندله خام برروي پالتها ……………………………………………………………….166
شکل (5-5): طرح کلی روند جریان گاز در فرایند پخت بهروش لورگی ………………………………………………….167
شکل (5-6): نمائی از احداث کارخانه گندلهسازي اردکان ……………………………………………………………….178
شکل (5-7): نمائی کامل از مجتمع گندلهسازي اردکان ………………………………………………………………….179
شکل (5-8): نمائی از احداث کارخانه گندلهسازي گلگهر …………………………………………………………………183
شکل (5-9): نمائی دیگر از احداث کارخانه گندلهسازي سیرجان ………………………………………………………..184
شکل (5-10): نمائی دیگر از احداث کارخانه تولید گندله گلگهر …………………………………………………………..184
شکل (5-11): نمائی کامل از مجتمع گندلهسازي گلگهر سیرجان ……………………………………………………….185

 

Abstract

There might appear some undersized pieces of minerals containing iron of which particles cannot be used in Steel Producing industries easily, through mineral condense industries and transportation of these products. Materials and minerals containing iron – used for increasing fineness of iron – should be inevitably broken to the size of ۶۰ microns are so valuable that these concentrates cannot be consumed neither in long furnaces directly nor direct reduction. Hence, through an especial process, these concentrates are changed to pellet. They make ball-like sticky pieces out of these particle materials which are called crude pelletIn order to produce crude pellet, iron ore powder, including added materials of which %۹۰ out of the whole are below ۴۵ micron, is orbited in pellet making machine with wetter liquids for transforming to the shape of sphere. Then, for hardening crude pellet, it is carefully heated in oxidizing atmosphere and below the temperature iron ore started to melt. It is dried and then fired in a way that porosity level is not decreased.
Following debates will describe generalities about iron ore including of the general specifications and the related mineralogy, processing iron minerals, traditional and modern methods of agglomeration, different methods for pellet producing and firing, and thorough comparing the methods through technical and economic views



 مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان