پر عیار کردن سنگ آهن با تبدیل اکسیدهای آهن به مگنتیت

پر عیار کردن سنگ آهن با تبدیل اکسیدهای آهن به مگنتیت

تعداد بازدید: 9584
چهارشنبه 03 دي 1393

تبدیل انواع اکسیدهای آهن به مگنتیت

پر عیار کردن سنگ آهن با تبدیل اکسیدهای آهن به مگنتیت (Upgrading Iron Ore by Convertion of Iron Oxides to Magnetite) از دیدگاه اقتصادی حائز اهمیت است. به علت خاصیت مغناطیسی بسیار بالای مگنتیت این کانی به آسانی و با مصرف انرژی کمتر نسبت به سایر روش های پر عیار کردن و به خصوص با سرمایه گذاری نسبتا پایین قابلیت پر عیار شدن و حذف ناخالصی ها را توسط کاربرد جدا کننده مغناطیسی با میدان ضعیف دارد، لذا تبدیل سایر اکسیدهای آهن به مگنتیت می تواند در اقتصاد پر عیار کردن سایر اکسیدها موثر باشد. تبدیل سایر ترکیبات آهن به مگنتیت به خصوص در موارد زیر می توان راه حل مناسبی برای پر عیار کردن سنگ معدن باشد.

- هوازدگی سنگ معدن

اگر سنگ معدن مورد عمل هوازدگی شدید قرار گرفته باشد، از انواع مختلف اکسید های آهن سه ظرفیتی تشکیل خواهد شد که خواص کاملا متفاوتی با اکسید اولیه که از آن بوجود آمده اند، دارند. مثلا هوازدگی هماتیت می تواند به مارتیت و انواع هیدروکسید های آب دار تبدیل گردد. به طور معمول در یک سنگ هوازده انواع و اقسام کانی ها وجود دارد که هر یک خواص متفاوتی را از نظر پر عیار شدن داشته و بازیابی هر یک از آن ها روش خاصی را برای پر عیار کردن لازم دارد و با یک روش تنها نمی توان این سنگ ها را مورد عمل کانه آرایی قرار داد. در این مورد تبدیل همگی این کانی ها به مگنتیت می تواند از پیچیدگی روش کانه آرایی جلوگیری و با کاربرد تنها یک روش (جدا کننده مغناطیسی با میدان ضعیف) این سنگ هوازده را پر عیار کرد.

- توزیع دانه ریز ناخالصی ها با هماتیت

توزیع بسیار ریز ناخالصی ها در هماتیت و یا توزیع دانه ریز هماتیت در گانگ سنگ معدن باعث می شود که نیاز به خردایش پیشرفته باشد و در این صورت بسیاری از روش های کانه آرایی فیزیکی و یا فلوتاسیون کارآیی خود را از دست می دهند و یا آنکه راندمان بازیابی در این روش ها کاهش شدید می یابد، لذا تبدیل کانی اکسیده به مگنتیت و کاربرد جدا کننده مغناطیسی میدان ضعیف به روش تر، می تواند پاسخ گوی مسئله باشد.

- کانی سیدریت

سیدریت به صورت کربنات آهن است و گاهی اوقات در صنعت برای کاربرد آن باید قبلا آن را تکلیس کرد، تکلیس کانی در محیط اکسید کننده سیدریت ضمن تکلیس به مگنتیت تبدیل می شود و بدین ترتیب کانه آرایی بعدی آن تسهیل می شود.

روش های تبدیل کانی های اکسید آهن به مگنتیت

در کلیه روش های تبدیل کانی های اکسید آهن به مگنتیت، سنگ معدن به ابعاد 3 تا 10 میلیمتر خرد شده و بیشتر در یک کوره دوار مورد عمل قرا می گیرد. مقدار مصرف انرژی نسبتا بالا بوده و اغلب قیمت انرژی و مقدار مصرف آن عامل اصلی در اقتصادی بودن روش می باشد.

- تبدیل هماتیت به مگنتیت

تبدیل هماتیت به مگنتیت یک عمل احیا است. واکنش اصلی در این روش عبارت است از:

6Fe2O3+2C(2CO)=4Fe2O3+2CO(2CO2)

ΔHo=122.3 (کیلوکالری به ازای کیلوگرم مگنتیت)        

عمل احیا می تواند هم توسط کربن و هم توسط گاز اکسید کربن و یا هر گاز احیا کننده دیگری انجام شود. معمولا برای این منظور از یک کوره دوار استفاده می کنند. دما حدود 400 تا 600 درجه سانتی گراد بوده و مدت زمان توقف بار در کوره نسبتا کم و از حدود 15 تا 20 دقیقه تجاوز نمی کند. شکل زیر طرح کار را نشان می دهد.

روند کار تبدیل هماتیت به مگنتیت

سنگ معدن هماتیتی که تا حدود 3 تا 10 میلیمتر خرد شده است، همراه با مواد احیا کننده به کوره دوار وارد شده و در سر دیگر کوره مشعل ها قرار دارند. شعله مشعل ها کم و بیش احیا کننده است. هماتیت در داخل کوره، به طور جزئی احیا و از کوره خارج می شود. گازهای خروجی کوره نیز پس از غبارگیری در یک سیکلون، خارج می گردند. محصول خارج شده از کوره همراه با غبار بازیابی شده در سیکلون مورد عمل خردایش قرار گرفته و سپس توسط جدا کننده مغناطیسی میدان ضعیف پرعیار می شوند.

مقدار مواد احیا کننده باید به دقت کنترل شود و چنانچه مقدار آن از حد لازم تجاوز کند ممکن است عمل احیا ادامه پیدا کرده و منجر به تشکیل اکسید آهن دو ظرفیتی ( Fe1-xO) شودکه عملا فاقد خاصیت مغناطیسی است. محصول خروجی از کوره باید به سرعت سرد شود و یا آنکه سرد شدن آن در غیاب هوا انجام گیرد تا از اکسایش مجدد مگنتیت و تبدیل آن به هماتیت جلوگیری گردد.

چنانچه به جای هماتیت از کانی لیمونیتی و یا سایر اکسیدهای آهن آبدار استفاده شود حداقل دما در کوره باید کمی بالاتر و در حدود 500 تا 550 درجه باشد. مصرف انرژی برای احیای هماتیت نسبتا بالا بوده و در حدود 250000 تا 300000 کیلوکالری به ازای هر تن بار است.

- تبدیل سیدریت به مگنتیت

در مورد سیدریت بر عکس هماتیت باید عمل اکسایش صورت گیرد تا کانی تبدیل به مگنتیت شود. واکنش سیدریت در جریان کار عملا شامل دو مرحله است. در مرحله اول سیدریت باید تکلیس و در مرحله دوم اکسیده گردد.

     FeO+1/2 O2=Fe3O4    ΔHo=257.63     کیلو کالری به ازای کیلوگرم کربنات

3FeO+1/2 O2=Fe3O4   ΔHo= -322.3   کیلوکالری به ازای کیلو گرم وستیت

روش کار مانند هماتیت بوده و در یک کوره دوار انجام می گیرد ولی به جای افزودن مواد احیا کننده به داخل کوره دوار هوا تزریق می شود.

بار 3 تا 10 میلیمتر خرد شده از یک طرف وارد کوره دوار شده و از سر دیگر خارج می گردد. هوا توسط یک لوله در طول کوره به داخل آن تزریق می شود. گازهای خروجی پس از غبار زدایی خارج شده و غبار همراه با محصول خروجی پس از خردایش توسط یک جدا کننده مغناطیسی میدان ضعیف پر عیار می شوند.

مقدار هوای تزریق شده باید به دقت کنترل شود و چنانچه مقدار آن بیش از حد لازم باشد عمل اکسایش می تواند تا تشکیل هماتیت ادامه یابد. درجه حرارت در این روش بیشتر از احیای هماتیت است. تکلیس سیدریت در دمای 650 تا 700 درجه سانتی گراد به طور کامل انجام می شود لذا درجه حرارت کوره برای اکسایش اکسید آهن دو ظرفیتی معمولا 700 تا 775 درجه سانتی گراد است با آنکه اکسایش وستیت خود گرما زا است و گرمای حاصل از آن بیش از انرژی حرارتی لازم برای تکلیس سیدریت می باشد، به علت آنکه عمل در درجه حرارت بالاتری انجام می شود لذا مصرف انرژی برای اکسایش سیدریت کمی بیشتر از انرژی لازم برای احیای هماتیت است. مقدار مصرف انرژی 275000 تا 325000 کیلوکالری به ازای هر تن بار می باشد. در این مورد نیز محصول حاصل باید به سرعت و در غیاب هوا سر شود، در غیر این صورت مگنتیت حاصل در مجاورت هوا مجددا اکسید شده و تبدیل به هماتیت می گردند.

روند کار تبدیل سیدریت به مگنتیت

- تبدیل پیریت به مگنتیت

با کنترل دقیق مقدار هوا که برای تشویه پیریت لازم است می توان عمل را طوری انجام داد که آهن تا مرحله مگنتیت اکسیده شود.

(کیلوکالری به ازای کبلوگرم مگنتیت) 3FeS2+8O2=6SO2+Fe3O4   ΔHo=-1748.3

این واکنش گرما زا بوده و در درجه حرارت 500 تا 600 درجه سانتی گراد انجام می شود. عملا راکتور تشویه نیاز به انرژی خارجی نداشته و انرژی حاصل از تشویه بیش از مقدار لازم بوده و باعث گرم شدن راکتور می شود که بایستی به نحوی سرد شود.

لزوم کنترل دقیق مقدار اکسیژن باعث می شود که تمامی گوگرد اکسیده نشده و مقدار گوگرد باقیمانده در اکسید آهن خروجی بالا باشد که این امر کیفیت محصول را کاهش می دهد. در هر حال در این مورد نیز محصول باید به سرعت و در غیاب هوا سرد شود.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

ناصر توحیدی و رامز وقار، آماده سازی بار کوره های تولید آهن و فولاد، دانشگاه تهران، 1376.

 

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

 

تبدیل اکسیدهای آهن به مگنتیت
پر عیار سازی سنگ آهن با تبدیل اکسیدهای آهن به مگنتیت
روند تبدیل اکسیدهای آهن به مگنتیت
برچسب ها: اکسیدپرعیار کردن سنگ آهنآهن
نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیست و یکمین دوره
عنوان : نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیس ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان :نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره شهر : تهران ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره ...بیشتر
نمایشگاه های سال 1401
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان شرکت پاکمن بنا به ارزیابی های انجام ش ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر تهران 1401 نوزدهمین دوره
عنوان: نوزدهمین نمایشگاه صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر شهر: ...بیشتر
برندینگ شرکت پاکمن
درباره گروه تاسیساتی شرکت پاکمن شرکت پاکمن در سال 1354تاسیس شد و در ادامه فعا ...بیشتر
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه ...بیشتر
نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره-شهریور 1400
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره شهر ...بیشتر
بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400
عنوان: بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400 شهر: تهران ...بیشتر
تقویم نمایشگاهی 1400
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ها ...بیشتر