صنعت ذوب آهن و فولاد پیوسته خواهان مواد اولیه و به خصوص سنگ آهن با کیفیت بهتر می باشد. از آنجایی که اغلب سنگ های معدنی استخراج شده شرایط مورد نیاز صنعت را برآورده نمی کنند، لذا فرآوری سنگ های آهن اهمیت فراوان داشته و به طور پیوسته مورد بررسی و تحقیق به منظور توسعه و پیشرفت تکنولوژی مربوط به آن قرار دارد که اثر بسیاری در کاهش هزینه ی ذوب و تصفیه و هزینه ی مصرف انرژی در کل تولید دارد. همچنین با انجام عملیات فرآوری، می توان بعضی از روش های حرارتی را حذف و یا شدت آلایندگی آن را کاهش داد.
مجموعه ی این اهداف باعث شده است که امروزه فرآوری در صنایع معدنی و متالوژی آهن از اهمیت فراوانی برخوردار بوده و در بسیاری از موارد نیز کاربرد آن شرط اصلی برای انجام پذیری و اقتصادی بودن روش صنعتی باشد. شایان ذکر است که دامنه ی فرآوری و مراحل آن بستگی به سنگ معدن و پیچیدگی آن دارد. پیچیدگی سنگ می تواند ناشی از عوامل متعددی همچون پیچیدگی ترکیب کانی شناسی، دانه بندی کانسنگ و پیچیدگی ناشی از هوازدگی باشد.
سنگ های استخراج شده طبیعی بدون خردایش قابل مصرف برای تولید آهن و فولاد نبوده و از طرف دیگر کاربرد کلوخه و گندله در کارآیی روش های تولید آهن و فولاد عملا غیر قابل اجتناب است و تولید این دو محصول واسطه نیز مستلزم خردایش سنگ معدن می باشد. لذا اولین قدم، آزادسازی ذرات آهن دار از ذرات باطله ی سنگ آهن است که در این راستا شکستن و خرد کردن کانسنگ های آهن یکی از مهم ترین عملیات فرآوری را تشکیل می دهد. مراحل بعدی، جدایش کانی های مفید آهن از کانیهای مضر است که غالب روش های جداسازی، بر پایه ی خصوصیات فیزیکی کانی های مزبور بنا شده است.
روش های فرآوری کانسنگ آهن:
به طور کلی هر کارگاه فرآوری کانسنگ آهن شامل سه مرحله ی مجزا از یکدیگر زیر می باشد:
- سنگ شکنی و خردایش
- پرعیار کردن
- جداسازی مایع از جامد
در هر یک از این مراحل، روش های متفاوتی را می توان به کار برد که در ادامه به طور مختصر مورد بررسی قرار می گیرد.
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 بیش از نیمی از هزینه ی فرآوری و بیش از 70 درصد انرژی مصرفی در کارگاه را به خود اختصاص می دهد، لذا بررسی و کاربرد روش هایی که بتوانند در کاهش مصرف انرژی و هزینه اثر بگذارند، می تواند در اقتصاد کارگاه نقش مهمی را ایفا نماید. یکی از مهم ترین اهداف خردایش، آزادسازی کانی های باارزش از مواد باطله ی همراه در درشت ترین ابعاد ممکن است. بنابراین با کاهش میزان خردایش، مصرف انرژی، میزان نرمه و هزینه های جدایش کمتر و فرآیند نیز ساده تر می شود. در حقیقت تولید یک محصول پرعیار ( پرعیارسازی کانسنگ های اکسیدی آهن ) ویا یک محصول آرایش ویا پیرایش یافته ( پیرایش کائولن با حذف ناخالصی های آهن ) در گروی مطالعه ی دقیق تعیین درجه ی آزادی است.
در مورد خردایش کانسنگ های آهن، فرآیند های متفاوتی وجود دارد که که می توان به سیستم فکی و یا ژیراتوری برای تولید موادی با ابعاد درشت، ژیراتوری ثانویه و مخروطی برای تولید موادی با ابعاد متوسط و آسیاهای میله ای و گلوله ای – قلوه سنگی برای موادی با ابعاد بسیار ریز اشاره کرد. فرآیند خردایش بیشتر در کارگاه های فرآوری سنگ آهن و در آسیاهای خودشکن و نیمه خودشکن به جای آسیاهای کلاسیک ( میله ای – گلوله ای ) انجام می شود که این عمل ضمن صرفه جویی در فضا، نیروی کار، هزینه و تجهیزات اضافی، ساییدگی آهن را نیز به دنبال ندارد.
سنگ های استخراجی پس از سنگ شکنی مرحله ی اول مستقیما وارد آسیای خردشکن شده و دانه های درشت ضمن آنکه خود خرد می شوند بقیه ی ذرات را نیز خرد می کنند. این آسیاها دارای ضریب خردایش بسیار بالا بوده و با پذیرش سنگ های بزرگ ( حدود 300 تا 500 میلی متر ) محصولی با ابعاد حدود 1 میلی متر تولید می کنند. آمار موجود نشان دهنده ی این مطلب است که یک آسیای خودشکن کار یک تا دو مرحله سنگ شکنی ( سنگ شکن های مرحله ی دوم وسوم ) و حداقل یک آسیای میله ای و حتی قسمتی از کار یک آسیای گلوله ای را تماما انجام می دهد و از این طریق می توان حداقل حدود 20 درصد از هزینه ی سرمایه گذاری کاهش داد. بدین ترتیب، وجود آسیای خودشکن باعث صرفه جویی 15 تا 20 درصدی در هزینه ی جاری خردایش می شود.
سنگ شکن
