سنگ آهن چیست و چه انواع و کاربردی دارد؟

سنگ آهن استخراج شده از معادن، پس از فرآوری به عنوان ماده اولیه تولید آهن آلات مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عبارتی تولید هر مقطع فولادی و آهنی از استخراج سنگ‌های آهنی از معادن شروع می‌شود. این سنگ معدنی آهن‌دار از جمله فراوان‌ترین مواد معدنی کره زمین می‌باشد. براساس آمارها حدود ۵ درصد از سطح زمین از اکسید آهن تشکیل شده است. در ادامه این مقاله با این ماده معدنی و کاربردهای آن بیشتر آشنا خواهید شد.

سنگ آهن چیست؟

به سنگی که بخش عمده آن از آهن تشکیل شده باشد، سنگ آهن گفته می‌شود. در حقیقت بهتر است بگوییم این سنگ از اکسید آهن تشکیل شده است. علاوه‌بر این اکسید، عناصر دیگری مثل کربن و مس نیز در ترکیب شیمیایی سنگ وجود دارد. لازم به ذکر است که عنصر آهن به صورت خالص در طبیعت پیدا نمی‌شود. این عنصر با عدد اتمی ۲۶، نقطه ذوب و جوش آن به ترتیب ۱۵۳۵ و ۳۰۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌باشد. میل به ترکیب شدن فلز آهن با اکسیژن بسیار بالا است. به همین دلیل امکان پیدا کردن آهن در طبیعت وجود ندارد. سنگ آهن، مهم‌ترین ماده اولیه تولید فولاد و مقاطع فولادی است که بر قیمت آهن نیز اثر مستقیم و مهمی دارد.

استخراج سنگ از معادن و انتقال آن به کارخانه‌ها به کمک کامیون صورت می‌گیرد. شما می‌توانید برای آشنایی با انواع کامیون معدن بر روی لینک کلیک کنید.

ساختار سنگ آهن از اکسید آهن و عناصر دیگری مثل مس تشکیل شده است.

انواع سنگ آهن

با تغییر مقدار آهن و ترکیبات آن، انواع سنگ آهن در طبیعت پیدا می‌شود. نام هر کدام از انواع سنگ‌های آهن شناخته شده، برگرفته از نام کانی آن‌ها است. کانی‌های آهنی بسیاری در طبیعت وجود دارد. در ادامه پنج کانی آهنی که بیشترین مقدار آهن را دارند، معرفی شده‌اند:

مگنتیت

Magnetite یا مگنتیت، یکی از انواع کانی‌های آهن با فرمول شیمیایی Fe3O4 است. این نوع سنگ با ۷۲.۴ درصد آهن بیشترین مقدار آهن را در میان انواع سنگ آهن دارد. نام این کانی از یک واژه یونانی به معنی آهن‌ربا گرفته شده است. در حقیقت این کانی یک آهن ربای طبیعی می‌باشد و در ساخت آهنربا کاربرد دارد. با وجود زیاد بودن عنصر فلزی، غلظت آهن در سنگ بسیار کم است. این بدان معنا است که برای استفاده از آن، سنگ را باید تغلیظ کرد.

مگنتیت، یکی از کانی‌های مشهور سنگ آهن است.

هماتیت

Hematite یا هماتیت دارای فرمول شیمیایی به صورت Fe_۲O_۳ می‌باشد. ۶۹.۹ درصد ساختار این کانی از آهن تشکیل شده است. نام این سنگ برگرفته از یک واژه یونانی به معنای خون قرمز می‌باشد. گرچه این کانی در مقایسه با مگنتیت درصد آهن کمتری در ساختار خود داشته باشد، اما برعکس آن غلظت هماتیت در سنگ آهن بیشتر است.

گوتیت

Goethite یا گوتیت نام گروه دیگری از کانی‌های آهن‌دار است. این کانی با فرمول شیمیایی FeO(OH) دارای ۶۲.۹ درصد عنصر آهن می‌باشد. این کانی که اولین بار در معدنی در آلمان کشف شد به نام گوته نام گذاری شده است. این سنگ آهن از اکسیداسیون و هیدراتاسیون سولفید آهن به وجود می‌آید.

لیمونیت

لیمونیت با نام لاتین Limonite از جمله کانی‌های آهنی است که در سطح زمین یافت می‌شود. فرمول شیمیایی این ماده معدنی به صورت FeO(OH)·n(H_۲O) می‌باشد. این کانی در ساختار خود دارای ۵۵ درصد عنصر آهن است.

سیدریت

با کانی آهنی که دارای فرمول شیمیایی به صورت FeCO_۳ بوده و دارای ۴۸.۲ درصد آهن است، سیدریت یا siderite می‌گویند. این کانی که نام آن برگرفته از یک واژه یونانی به نام آهن است، کمترین مقدار آهن را در میان کانی‌های نام برده دارد.

کاربردهای سنگ آهن

همانطور که در ابتدای این مقاله مطرح شد، سنگ آهن برای تولید فولاد و مقاطع فولادی، از معادن استخراج می‌شود. اما چون در سنگ‌های استخراج شده آهن خالص وجود ندارد و همچنین مقادیری ناخالصی دارد، ابتدا باید آن را آماده سازی کرد. آهن فرآوری شده در کارخانه‌های فولاد سازی به شمش فولادی تبدیل می‌شود تا در ادامه از آن مقاطع مختلف تولید گردد. معمولا سنگ آهن به سه شکل در فولاد سازی کاربرد دارد:

تولید گرانول

سنگ آهن دانه‌بندی شده یا گرانول به دو صورت دانه ریز و دانه درشت تولید می‌گردد. برای تولید گرانول، سنگ طی چند مرحله خرد می‌شود. دانه‌های سنگ آهن تا ۱۰ میلیمتر دانه ریز و ۱۰ تا ۳۰ میلیمتر دانه درشت هستند. عیار آهن دانه‌بندی شده در محدوده ۵۷ الی ۶۳ درصد می‌باشد. از آهن به شکل دانه بندی شده برای تغذیه کوره بلند استفاده می‌کنند.

تولید کنسانتره

شکل دیگری از آهن که در فولادسازی کاربرد دارد، کنسانتره است. کنسانتره به ماده متراکم می‌گویند و ابعاد آن در حد میکرون می‌باشد. برای تولید کنسانتره، سنگ آهن مراحل مختلفی را طی می‌کند. این مراحل به ترتیب شامل خردایش، آسیاب کنی، پرعیار سازی و آبگیری می‌شود. در حقیقت سنگ آهن کم عیار را کنسانتره می‌کنند تا بتوانند از آن در تولید گندله استفاده کنند.

تولید گندله

به گلوله‌های تولید شده از سنگ آهن و مواد افزودنی دیگر، گندله گفته می‌شود. به عبارتی به کمک فرآیند آگلومراسیون کنسانتره و کانی‌های ریز دانه، گندله تولید می‌گردد. ابعاد این گلوله‌های آهنی در محدوده ۹ تا ۱۶ میلیمتر می‌باشد و ساختار متخلخلی دارد. در گندله سازی پس از آماده کردن کنسانتره، آن را با مواد مختلفی مثل بنتونیت، آهک، آب و سیمان مخلوط می‌کنند. در نهایت گلوله‌ها آماده شده خام را می‌پزند. پس از پخت گندله‌ها باید به صورت کنترل شده خنک شوند تا ترک ایجاد نشود. برای آشنایی بیشتر دیدن فیلم گندله سازی و کنسانتره آهن را به شما پیشنهاد می‌کنیم.

یکی از کاربردهای سنگ آهن تولید گندله است.

معادن سنگ آهن ایران

در ایران معادن سنگ آهن مختلفی وجود دارد که در حال حاضر فعال هستند و از آن‌ها استخراج صورت می‌گیرد. معدن چغارت در بافق یزد به عنوان اولین معدن سنگ آهنی ایران شناخته می‌شود. این معدن با اختیار داشتن یک سوم ذخیره آهن ایران، بزرگترین و مهم‌ترین منطقه آهنی کشور محسوب می‌شود. شرکت ذوب آهن از جمله کارخانه‌هایی است که در ابتدای راه خود از این معدن تغذیه می‌کرده است. در حال حاضر این معدن رو به تمام شدن می‌باشد.

دومین معدن سنگ آهن کشور که در حال حاضر بیشترین استخراج آهن از آن صورت می‌گیرد، معدن چادرملو است. معادن گل گهر، فولاد صبا نور و سنگان از دیگر معادن آهنی کشور هستند.

در زندگی روزمره با بسیاری از محصولاتی آهنی سر و کار داریم که تولید آن‌ها ریشه در استخراج سنگ آهن دارد. کدام کاربرد آهن به نظر شما از همه جالب‌تر است؟