فراوری سنگ آهن و تولید کنسانتره

فراوری سنگ آهن یکی از مهمترین فرایندهای زنجیره تولید فولاد است. در فرایند آهن سازی به سبب محدودیت هایی در خصوص کیفیت و میزان دانه بندی خوراک و تأثیر پارامترهایی اعم از عیار سنگ آهن، میزان عناصر مضر مانند گوگرد و فسفر، می‌بایست به منظور تغلیظ (فراوری) موراد فوق رعایت گردد تا کنسانتره به مشخصات مورد نظر دست یابد.

خرد کردن سنگ آهن

سنگ آهن خام به سنگ‌شکن‌های دوار بزرگ منتقل می‌شوند که در آن‌جا قطعات بزرگ به اندازه‌ی ۵ فوت به قطعات کوچک به اندازه‌ی ۶ اینچ یا کم‌تر تبدیل می‌شوند. بیش‌تر از ۶۰۰۰ تن از سنگ آهن خام در کم‌تر از یک ساعت با استفاده از این دستگاه خرد می‌شود.

سنگ آهن خام با استفاده از تسمه به یک ساختمان که جهت ذخیره‌سازی سنگ آهن تعبیه شده است انتقال داده می‌شود. یک آپرون فیدر[۱](وسیله‌ای که نرخ انتقال مواد جهت فراوری را کنترل می‌کند) سنگ معدن را به ساختمان گندله‌سازی برای آسیاب کردن، جداسازی و تبدیل به گندله می‌فرستد.

1

تولید کنسانتره

سنگ آهن خام حالا به اندازه یک توپ فوتبال یا کوچک‌تر است. یک مجموعه از تسمه نقاله به صورت پیوسته سنگ معدن را به آسیاب‌ها منتقل می‌کند. در این مرحله، آب برای انتقال اضافه می‌شود (قسمت اعظم آب در چرخه مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرد و مقدار اندکی از آن از طریق تبخیر اتلاف می‌شود).

هر آسیاب اوّلیّه شامل چندین گوی فلزی است که سنگ معدن را وقتی آسیاب شروع به چرخیدن کرد آسیاب می‌کنند. وقتی که اندازه‌ی سنگ معدن به مقدار قابل توجهی کاهش یافت، از آسیاب به یک محلول دوغابی منتقل می‌شود. مواد تخلیه‌شده از آسیاب در یک غربال سیمی استوانه شکل که متصل به آسیاب است غربال می‌شوند. سنگ معدن‌هایی که اندازه‌ای کوچک‌تر از اندازه‌ی سوراخ‌های غربال مذکور داشته باشند، در محلول دوغابی به جداکننده مغناطیسی جفتی مرطوب که فرایند جداسازی آهن از ماده‌ی غیرآهنی را شروع می‌کند، پمپ می‌شوند. سپس سنگ آهن مغناطیسی در دو مخزن تعادل دوغاب شسستشو می‌شوند در حالی که مواد غیرمغناطیسی به منطقه‌ی ضایعات فرستاده می‌شوند.

2

اکثر مواد برای آسیاب شدن به آسیاب‌های توپی نوع دوم منتقل می‌شوند که در آن‌جا با استفاده از موتورهای الکتریکی توان بخشیده می‌شوند و با گوی‌های آسیاب‌کن کروم[۲] باردار می‌شوند. یک عملیات آسیاب کردن مناسب با استفاده از این آسیاب‌های کوچک‌تر حاصل می‌شود که سنگ معدن را به حالت آسیاب‌شده‌ی مشابه آن‌چه که در پودر صورت دیده می‌شود تبدیل می‌کند. مواد اندازه کوتاه[۳] غربال به جداکننده‌های آبی انتقال داده می‌شوند، جایی که سیلیکا شناور می‌شود.

جریان زیری جداکننده‌ی آبی به جداکننده‌های مغناطیس کامل کننده پمپ می‌شوند. دوباره جداکننده‌های مغناطیسی آهن را می‌ربایند و سیلیکا و ماسه را پس می‌زنند. بنابراین سنگ معدن با حذف ضایعات تبدیل به کنسانتره می‌شود. حالت کنسانتره از جداکننده‌ها برای غربال کردن پمپ می‌شوند.

مواد اندازه بزرگ که قابلیت رد شدن از غربال را ندارند به آسیاب‌های گلوله‌ای بازگردانده می‌شوند، در حالی که مواد اندازه کوتاه (با بیشترین ناخالصی‌ها حذف می‌شوند) تبدیل به کنسانتره نهایی می‌شوند. ضایعات از مدار به منطقه‌ی ضایعات می‌روند و کنسانتره نهایی به ضخیم‌سازهای واحد گندله‌سازی منتقل می‌شود. جریان زیری از ضخیم‌ساز به یک مخزن ذخیره و پس از آن به فیلترهای دیسکی جهت آب‌گیری فرستاده می‌شوند.

محصول “filter cake” نامیده می‌شود و حالا برای مخلوط شدن با عامل اتصال آماده می‌شود.

3

اختلاط با عامل اتصال

زمانی که filter cake کامل شد، به یک انبار تعادل[۴] منتقل می‌شود. پس از آن به یک تسمه انتقال خوراک[۵] و از آن‌جا به یک نقاله جایی که بنتونیت به عنوان عامل اتصال اضافه می‌شود، انتقال می‌یابد. بنتونیت یک نوع خاک رس است که به کسانتره سنگ آهن کمک می‌کند تا وقتی که داخل گلوله‌ها غلتیده می‌شوند، راحت‌تر به هم بچسبند.

مقادیر کم سنگ آهک نیز در این مرحله به کنسانتره اضافه و با آن مخلوط می‌شوند. سنگ آهک برای تأمین نیاز مصرف‌کنندگان فولاد در فرایند کوره‌ی ذوب آهن اضافه می‌شود.

کنسانتره سنگ آهن حالا مخلوط شده است و برای فرایند گندله سازی آماده است.

4

[۱] Apron feeder

[۲] chrome

[۳] undersize

[۴] Surge bin

[۵] Feeder belt