مقدمه:
کانیهای موجود در پوسته زمین به جهت اهمیت و ارزشی که برای انسانها به همراه داشته اند همـــواره مورد توجه انسان بوده است و تلاش برای یافتن کانسارهای جدید و یا گسترش و استفاده هر چه بیشتر از کانســـارهای موجود همچنان ادامه دارد.با توجه به پیشـــرفت روز افزون تکنولوژی و استفاده از این مواد در صنایع مختلف به عنوان ماده اولیه یا مواد مورد نیاز هماکنون کانیهای اقتصادی یکی از ارکان اصلی در اقتصاد هر مملکت محسوب میشوند. یکی از مهمترین موادی که در صنعت و رشد اقتصادی یک کشور نقش بسزایی دارد، آهن میباشد. کانیهای آهندار جز لاینفک و مهمترین ماده در صنایع فولادسازی 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 حدی است که این عنصر در ردهبندی فراوانی فلزات چهارمین فلز موجود در پوسته زمین به شمار میرود . پراکندگی کانسارهای آهن به صور مختلف ماگمایی و گرمابی و رسوبی است که از نظر ارزش اقتصادی نوع ماگمایی و رسوبی اهمیت زیادی دارند
بعلت فراوانی مواد آهندار در پوسته زمین تقریباً در تمام قارههای کره زمین کانسارهای آهن یافت میشود و به همین جهت این کانسارها کم و بیش در هر کشوری اکتشاف و بهرهبرداری میگردد. ترکیبات مختلف آهن به صورتهای بسیار مختلفی وجود دارند که از میان این ترکیبات بیشمار تنها کانیهای معدودی از نظر اقتصادی حائز اهمیت میباشند بعضی از این ترکیبات عبارتند از :
– مگنتیت : با فرمول (۴Fe۳O): این کانی یک ترکیب اکسیدی آهن است که دارای وزن مخصوص 7/5 و به رنگ سیاه می باشد. در سیستم بلور شناسی به صورت کوبیک متبلور می شود و دارای بیشترین ارزش اقتصادی در بین کانیهای آهن است. این کانی دارای خصوصیت مغناطیسی بسیار بالایی میباشد و به شدت خاصیت مغناطیسی از خود نشان میدهد.
– هماتیت : با فرمول (۳Fe۲O): این کانی نیز یک ترکیب اکسیدی آهن است که دارای وزن مخصوص 2/5 و به رنگ قهوهای میباشد. در سیستم بلورشناسی به صورت تتراهدرال متبلور میشود و بعد از مگنتیت از ارزش اقتصادی بیشتری برخوردار است متاسفانه بازیابی و فرآوری آهن از این کانی در کشورما تاکنون انجام نمیشد، هر چندتحقیقاتی در این زمینه در حال شکلگیری است که بهترین مثال آن استفاده از کنسانتره هماتیتی در طرح گندلهسازی شرکت گلگهر است که جهت بازیافت و فرآوری آهن از باطله هماتیتی، طی فرایند خاصی کنسانتره هماتیتی تولید میشود.
شاید به جرات بتوان گفت که دو کانی فوق مهمترین و اقتصادی ترین کانی های آهن میباشند هر چند که کانیهای دیگری نیز از آهن در طبیعت وجود دارند که از لحاظ اقتصادی چندان مهم نیستند مثل سیدریت، لیمونیت، گوتیت، شاموزیت و…
عیار کانسارهای 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 کانیهای آهن یافت میشوند کانیهای ایلمنیت و آپاتیت و گاهی سولفیدها و کانیهای مختلف مس میباشد که بسته به نوع کانسار (ماگمایی یا رسوبی یا…) کانیهای 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 قهوهای
قطعاً ذخایر مگنتیتی ارزش اقتصادی بیشتری نسبت به سایر سازندهای گفته شده دارند. ذخایر عمده مگنتیتی در ایران مرکزی قرار دارند، مشابه این سازندها یا ذخیره کمتری در نواحی دیگر کشور نظیر سمنان و سیرجان و … نیز وجود دارد.

چند دیسک گندلهسازی )ب( نمائی از روبروی یک دیسک به همراه اجزا]

چند دیسک گندلهسازی )ب( نمائی از روبروی 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 معنای 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. کلارک عنصر آهن 65/4 است که در سنگهای 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 فلزی نقرهای 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 سنگهای آسمانی که وارد جو زمین شدهاند به صورت فلزی و آلیاژ مشاهده میگردد[1]) بلکه به صورت ترکیبات مختلفی در اکثر نقاط دنیا وجود دارد. آهن در طبیعت به شکلهای ترکیبی مانند اکسید، سولفور، کربنات، سیلیکات و غیره یافت میشود و عملاً تمامی سنگهای پوستۀ زمین به استثنای بعضی از سنگهای آهکی حاوی مقداری آهن در ترکیب خود میباشند. همچنین مقدار کمی آهن در آب دریاها وجود دارد[3].به طور کلی کانی های 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 ناخالصیهای همراه آن به صورتی است که از دید اقتصادی اکنون قابلیت استخراج و استفاده در کارخانههای تولید فولاد و به تکنولوژی-های متداول امروزی را ندارند. سنگ آهن یا کانۀ آهن اصطلاحاً به موادی اطلاق می شود که در مکان و زمان خاص بطور اقتصادی قابل استفاده برای تولید فولاد باشند. همچنین عیار آهن، نوع و مقدار ناخالصیهای آن باید در حدی باشد که استحصال آهن و تبدیل آن به محصولات فولادی به صورت اقتصادی و با مصرف انرژی کمی امکانپذیر باشد. عوامل متعددی در اقتصادی بودن یک کانسار مؤثر است و این موضوع عمدتاً به شرایط محلی و دانش فنی که برای استخراج بکار میرود، وابسته است. مثلاً در فرانسه تا اواسط دهۀ 1980 میلادی سنگ آهن با عیار کمتر از 35-30 درصد آهن استخراج و بهرهبرداری میشد و یا در آلاباما از کانی های با 37 درصد آهن استخراج میشد.حال آنکه در نقاط دیگر دنیا کانیهای با کمتر از 50% آهن را اقتصادی نمیدانند. چنین کانیهایی را ابتدا تغلیظ می-کنند تا عیار آنها به بیش از 50% برسد. کانساری که در حال حاضر غیر اقتصادی میباشد ممکن است در آینده مورد بهرهبرداری قرار گیرد [2]. فراوانی آهن در طبیعت و قیمت نسبتاً کم این عنصر نسبت به سایر عناصر فلزی باعث شده است که کانیهای آهن فقط در عیارهای نسبتاً بالا به عنون سنگ معدن مورد استفاده قرار گیرد. عملاً سنگهای آهن حداقل باید حدود 40% آهن داشته باشد و در شرایط خاص سنگهای با عیاری 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).اقتصادی بودن استخراج به عوامل بسیاری 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 تکنولوژی
– قابلیت پرعیار شدن و قابلیت تصفیه و حذف مواد نامطلوب و هزینه آن
– نوسانات قیمت فلز در بازار (که بستگی به شرایط سیاسی و اقتصادی جهان دارد).

1-1- آهن و مشخصات آن …………………………………………………………………………………… 7
1-2- طرز تشکیل سنگهای معدنی آهندار در طبیعت …………………………………………………… 12
1-2-1 کانسارهای 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 کانسارهای کنگلومرا ……………………………………………………………………………… 14
1-2-2 کانسارهای آتشفشانی یا هیدروترمال ……………………………………………………………. 14
1-2-3 کانسارهای پرعیارشده در اثر حلالیت ناخالصیها و خروج آنها از سنگ………………………….. 15
1-2-4 کانسارهای با منشاء سولفوری …………………………………………………………………….. 15
1-3- کانیشناسی کانههای آهن ……………………………………………………………………………. 15
1-3-1 ساختمان ترکیب اکسیدهای 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 کانههای آبدار آهن ………………………………………………………………………………….. 18
1-3-1-5-1 گوتیت ……………………………………………………………………………………………… 19
1-3-1-5-2 لیمونیت …………………………………………………………………………………………… 19
1-3-2 ساختمان کانههای کربناتی ………………………………………………………………………….. 20
1-3-3 کانههای سیلیکاتی …………………………………………………………………………………… 21
1-3-4 گروه کانیهای سولفوره ……………………………………………………………………………….. 21
1-3-4-1 پیریت ………………………………………………………………………………………………… 21
1-3-4-2 پیروتیت ………………………………………………………………………………………………. 22
1-3-4-3 مارکاسیت ……………………………………………………………………………………………. 22
1-4- ترکیب شیمیایی کانههای 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 ناخالصیهای سنگ آهن ………………………………………………………………………………… 27
1-4-2-1 ناخالصیهای مفید …………………………………………………………………………………….. 28
1-4-2-1-1 آهک (CaO) ………ا……………………………………………………………………………….. 28
1-4-2-1-2 ترکیبات منگنزدار ………………………………………………………………………………….. 28
1-4-2-2 ناخالصیهای نامطلوب ………………………………………………………………………………… 29
1-5- ارزشیابی کانههای 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 برروی سنگ معدن ………………………………………………………. 34
1-6- آنالیز شیمیایی کانههای آهن و روش بیان ………………………………………………………………. 35
1-7- مصارف عمده سنگ آهن …………………………………………………………………………………… 36

نمائی از یک سلول فلوتاسیون

نمائی از یک سلول فلوتاسیون

فصل دوم : فرآوری سنگ آهن

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

مراحل فرآوری :
بطور کلی هر مجتمع فرآوری 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 روشهای 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 برای عملیات بعدی، اولین قسمت از کارگاه فرآوری و عملاً پر هزینهترین قسمت میباشد. بطور کلی بیش از نیمی از هزینۀ فرآوری و بیش از 70 درصد انرژی مصرفی در کارگاه مربوط به این قسمت است، لذا بررسی و کاربرد روشهایی که بتواند در کاهش مصرف انرژی و هزینه اثر بگذارد، میتواند در اقتصاد کارگاه نقش مهمی را ایفا کند. یکی از مهمترین اهداف خردایش، آزادسازی کانیهای باارزش از مواد باطلۀ همراه در درشتترین ابعاد ممکن است. بنابراین با کاهش میزان خردایش، مصرف انرژی، میزان نرمه و هزینههای جدایش کمتر و فرایند نیز سادهتر میشود. در حقیقت تولید یک محصول پرعیار (پرعیارسازی کانسنگهای اکسیدی آهن) و یا یک محصول آرایش و یا پیرایش یافته (پیرایش کائولن با حذف ناخالصیهای آهن ) در گروی مطالعۀ دقیق تعیین درجۀ آزادی است. در مورد خردایش کانسنگ های آهن،فرایندهای متفاوتی وجود دارد که که میتوان به سیستم فکی و یا ژیراتوری برای تولید موادی با ابعاد درشت،ژیراتوری ثانویه و مخروطی برای تولید موادی با ابعاد متوسط و آسیاهای میلهای و گلولهای- قلوه سنگی برای موادی با ابعاد بسیار ریز اشاره کرد. در شکل (2-1) نمائی از سنگ شکنهای فکی و ژیراتوری نشان داده شده است.خردایش امروزه بیشتر در کارگاههای فرآوری سنگ آهن و در آسیاهای خودشکن و نیمه خودشکن به جای آسیاهای کلاسیک (میلهای – گلولهای) انجام میشود که این عمل ضمن صرفهجویی در فضا، نیروی 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 ژیراتوری میشود[28،27].

2-1- سنگشکنی و خردایش سنگ آهن ………………………………………………………………………… 41
2-2- پرعیار کردن سنگ آهن ………………………………………………………………………………………. 45
2-2-1 روشهای فیزیکی پرعیار کردن ……………………………………………………………………………… 45
2-2-1-1 پرعیار کردن از طریق دانهبندی ………………………………………………………………………….. 45
2-2-1-2 پرعیار کردن از طریق مالش ……………………………………………………………………………… 46
2-2-1-3 پرعیار سازی از طریق جیگ …………………………………………………………………………….. 46
2-2-1-4 پرعیار کردن از طریق اسپیرالها ………………………………………………………………………….. 47
2-2-2 پرعیار کردن از طریق جداکننده مغناطیسی ……………………………………………………………… 48
2-2-2-1 جداکنندههای مغناطیسی خشک با میدان ضعیف …………………………………………………… 50
2-2-2-2 جداکنندههای مغناطیسی خشک با میدان قوی ……………………………………………………… 52
2-2-2-3 جداکنندههای مغناطیسی تر با میدان ضعیف …………………………………………………………. 53
2-2-2-4 جداکنندههای مغناطیسی تر با میدان قوی ……………………………………………………………. 54
2-2-3 تبدیل انواع اکسیدهای آهن به مگنتیت …………………………………………………………………… 56
2-2-4 پرعیار کردن از طریق فلوتاسیون …………………………………………………………………………… 56
2-3- جداسازی فاز مایع از جامد …………………………………………………………………………………… 58
2-3-1 جداسازی از طریق تهنشین کردن …………………………………………………………………………. 58
2-3-2 جداسازی از طریق فیلتر کردن ……………………………………………………………………………… 60
2-3-3 خشک کردن ………………………………………………………………………………………………….. 62

فصل سوم : آگلومراسیون و روشهای آن

پیشرفت سریع صنایع تولید آهن و فولاد بخصوص افزایش ظرفیت تولید که از اوایل قرن بیستم میلادی شروعشد، نیاز به آمادهسازی مواد اولیه مورد مصرف این صنایع را تشدید نمود و بالعکس شناخت روشهای جدید آماده سازی 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 های تولید و استخراج فلزات مصرف شوند:
اول اینکه به دلایل فیزیکی یعنی مناسب نبودن ابعاد و دانه بندی 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 روشهای مشخص و معین به صورت قابل مصرف در صنعت فلز سازی (آهن و فولاد) درآید. دوم به علت شیمیایی یعنی مناسب نبودن ترکیبات شیمیایی مواد برای عملیات استخراجی که در این مورد تشویۀ سولفیدها (عملیات حرارت دادن سنگهای سولفیدی در هوا برای تبدیل آنها به مواد اکسیدی را گویند. این عملیات برای ترکیبات دارای آنتیموان و آرسنیک نیز بکار میرود) و تکلیس کربناتها (حرارت دادن مواد معدنی جهت جدا کردن دی 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 یکسری عملیات مقدماتی که مجموعه آنها را آرایش و تغلیظ (جداسازی کانیهای باطله از کانیهای مفید و پرعیار کردن کانیهای 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 عمدی 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 سازی، گندله سازی و خشته سازی
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 دستگاههای مغناطیسی،
3- استفاده از خواص فیزیکی و شیمیایی کانه و جدا کردن اجزاء آن به وسیله عملیات فلوتاسیون.
در مباحث بعدی تحت عنوان آرایش فیزیکی تنها عملیات آگلومراسیون کانیهای آهن توضیح داده خواهد شد.

3-1- مروری بر تاریخچه آگلومراسیون ……………………………………………………………………………….. 67
3-2- روشهای آگلومراسیون ………………………………………………………………………………………….. 68
3-2-1 خشته سازی …………………………………………………………………………………………………… 68
3-2-2 کروی کردن ……………………………………………………………………………………………………… 70
3-2-3 اکستروژن در خلأ ………………………………………………………………………………………………. 71
3-3- روشهای پیشرفته آگلومراسیون ………………………………………………………………………………. 72
3-3-1 کلوخهسازی ………………………………………………………………………………………………….. 74
3-3-1-1 مواد خام مورد مصرف در کلوخهسازی …………………………………………………………………… 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 کلوخهسازی ………………………………………………………………………………….. 87
3-3-1-2 آماده کردن اجزاء بار کلوخه و شارژ به دستگاه …………………………………………………………. 87
3-3-1-3 دستگاههای کلوخهسازی ………………………………………………………………………………… 89
3-3-1-4 مشتعلکردن کلوخه ………………………………………………………………………………………… 91
3-3-1-5 روشهای صرفهجویی در سوخت جامد ………………………………………………………………….. 92
3-3-1-6 دانهبندی و تفکیک محصولات کلوخهسازی …………………………………………………………….. 93
3-3-1-7 خصوصیات مؤثر در کیفیت کلوخه ………………………………………………………………………. 100
3-3-1-8 محدودیتهای موجود در گسترش استفاده از کلوخه ………………………………………………….. 100
3-3-2 گندله سازی …………………………………………………………………………………………………. 102
3-4- آگلومراسیون مخلوطهای سوختی ………………………………………………………………………….. 103
3-5- آگلومره مرکب ………………………………………………………………………………………………….. 104
3-6- جمعبندی نهایی فرآیندهای آگلومراسیون ………………………………………………………………….. 105

فصل چهارم : گندله و فرایند گندلهسازی

در ایران در مجتمعهای بزرگ تولید آهن و فولاد اهواز و فولاد مبارکه واحدهای آمادهسازی مواد خام و تولیدگندله وجود دارد که در حال تولید میباشند. تجهیزات این واحدها به اختصار تشریح می شوند. 5-1- مجتمع گندلهسازی فولاد اهواز:
شرکت فولاد خوزستان با نام اولیه فولاد اهواز در سال 1353 با خرید هر سه تکنولوژی روز احیای مستقیم فولاد تأسیس شد که در ادامه تکنولوژی میدرکس به عنوان تکنولوژی 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 های اهواز به ثبت نهایی رسید. فرایند تولید شرکت: طراحی اولیه شرکت برای تولید یک میلیون و550 هزار تن فولاد خام در سال طراحی شده است که فاز اول در سال های 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 واحدهای مورد نیاز تولید است.
2- واحد گندله سازی 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 چوای ال به ظرفیت یک میلیون تن و سه مدول دیآر آی (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 تکنولوژی روز تبدیل گندله به آهن اسفنجی خریداری شد، ولی در ادامه تنها تکنولوژی میدرکس بومی شد.
4- واحد فولاد سازی در این بخش 6 واحد احیای 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 سازی، کمکی در امر آماده سازی کانه ……………………………………………………………….. 109
4-2- مواد اولیه برای تولید گندله ……………………………………………………………………………………… 111
4-2-1 سنگهای 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 سازی ………………………………………………………………………………. 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 دستگاههای پخت گندله …………………………………………………………………………………….. 134
4-6-2-1 کوره تنورهای ……………………………………………………………………………………………….. 136
4-6-2-2 روش زنجیر متحرک یا روش لورگی ………………………………………………………………………… 139
4-6-2-3 روش کوره دوار و شبکۀ متحرک یا روش آلیسچالمرز …………………………………………………….. 144
4-7- خنک کردن گندلۀهای سخت شده ……………………………………………………………………………… 148
4-8- مقایسه سیستمهای تولید گندله ……………………………………………………………………………….. 149
4-9- اهمیت راه اندازی واحدهای گندله سازی ………………………………………………………………………. 150

نمائی از یک جداکننده مغناطیسی خشک با میدان ضعیف

نمائی از یک جداکننده مغناطیسی خشک با میدان ضعیف

فصل پنجم : واحدهای گندلهسازی در ایران

5-1- مجتمع گندلهسازی فولاد اهواز …………………………………………………………………………………… 154
5-1-1 ویژگیهای دانهبندی سنگ آهن در فولاد اهواز ………………………………………………………………….. 159
5-1-2 آمادهسازی مخلوط بار گندله در فولاد اهواز …………………………………………………………………… 161
5-1-3 تولید گندلۀ خام در دیسکهای گندلهساز فولاد اهواز ………………………………………………………….. 162
5-1-4 کوره پخت گندلۀ خام فولاد اهواز …………………………………………………………………………………. 164
5-1-5 عملیات پخت گندلۀ خام در فولاد اهواز ………………………………………………………………………….. 168
5-2- مجتمع گندلهسازی فولاد مبارکۀ اصفهان ………………………………………………………………………… 170
5-2-1 ویژگیهای دانهبندی سنگ آهن در فولاد مبارکه …………………………………………………………………. 173
5-2-2 آماده سازی مخلوط بار گندله در فولاد مبارکه ……………………………………………………………………. 174
5-2-3 تولید گندله خام در دیسکهای گندلهسازی فولاد مبارکه ………………………………………………………… 174
5-2-4 کوره پخت گندله خام در فولاد مبارکه ………………………………………………………………………………. 175
5-2-5 سایر تجهیزات واحد آمادهسازی و گندلهسازی فولاد مبارکه ……………………………………………………. 176
5-3- مجتمع گندلهسازی اردکان یزد ……………………………………………………………………………………….. 177
5-4- مجتمع گندلهسازی گلگهر سیرجان ………………………………………………………………………………….. 180

فصل ششم : نتیجهگیری و پیشنهادات

6-1- نتیجهگیری ……………………………………………………………………………………………………………. 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 کشورهای مختلف در سال 2008 …………………………………………………… 10
مناطق متمرکز و پراکنده ذخایر آهن در ایران ………………………………………………………………………………… 11
مشخصات فیزیکی و شیمیایی مهمترین کانههای آهن …………………………………………………………………… 23
مشخصات سنگ آهن برای مصرف در فولادسازی …………………………………………………………………………. 25
حد مجاز ناخالصیهایی که وارد فولاد شده و کیفیت آنرا کاهش میدهد …………………………………………………… 29
ترکیبات نامطلوب سنگ آهن از نظر تکنولوژی تولید آهن ………………………………………………………………….. 29
خصوصیات مهم انواع فولاد …………………………………………………………………………………………………… 37
ترکیب شیمیایی نمونهای از پوستههای اکسیدی نورد …………………………………………………………………… 81
ترکیب شمیایی گازهای 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 هوای خروجی فرایند تولید زینتر ……………………………………………………………….. 102
میزان مصرف انرژی در واحدهای مختلف شرکت فولاد اهواز ………………………………………………………………. 157
قطر و وزن گلولههای آسیای مورد استفاده در فولاد اهواز …………………………………………………………………. 160
جعبههای مستقر در ماشین پخت گندلۀ خام نوارزنجیری فولاد اهواز ……………………………………………………. 166
ویژگی برخی دمندههای دستگاه پخت بهروش لورگی در فولاد اهواز …………………………………………………… 168

فهرست شکلها

شکل (2-1): نمائی از سنگشکن فکی و ژیراتوری ……………………………………………………………………… 42
شکل (2-2): نمائی از یک آسیای گلولهای ………………………………………………………………………………. 44
شکل (2-3): نمائی از یک جیگ پرعیارسازی ……………………………………………………………………………..47
شکل (2-4): نمائی از یک اسپیرال …………………………………………………………………………………………48
شکل (2-5): نمائی از یک جداکننده مغناطیسی …………………………………………………………………………49
شکل (2-6): نمائی از یک جداکننده مغناطیسی خشک ………………………………………………………………… 51
شکل (2-7): نمائی از یک جداکننده 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 کانیهای آهن ………………………………………………………….. 69
شکل (3-2): نمونهای از چند محصول آگلومراسیون ……………………………………………………………………… 71
شکل (3-3): نمونهای از آرایش سنگ آهن پس از استخراج از معدن ………………………………………………….. 80
شکل (3-4): نمائی از اولین دستگاه کلوخهسازی ………………………………………………………………………..89
شکل (3-5): نمائی از دستگاه کلوخهسازی 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 متحرک در ماشین نوارزنجیری در فولاد اهواز ……………………………………………….165
شکل (5-4): طرح تجهیزات انتقال گندله خام برروی پالتها ……………………………………………………………….166
شکل (5-5): طرح کلی روند جریان گاز در فرایند پخت بهروش لورگی ………………………………………………….167
شکل (5-6): نمائی از احداث کارخانه گندلهسازی اردکان ……………………………………………………………….178
شکل (5-7): نمائی کامل از مجتمع گندلهسازی اردکان ………………………………………………………………….179
شکل (5-8): نمائی از احداث کارخانه گندلهسازی گلگهر …………………………………………………………………183
شکل (5-9): نمائی دیگر از احداث کارخانه گندلهسازی سیرجان ………………………………………………………..184
شکل (5-10): نمائی دیگر از احداث کارخانه تولید گندله گلگهر …………………………………………………………..184
شکل (5-11): نمائی کامل از مجتمع گندلهسازی 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