معرفی فرایند استخراج فلز آهن
آهن یکی از مهمترین عناصر شیمیایی است که در انواع مختلف صنایع استفاده می‌شود. برای استخراج این فلز، از مواد معدنی آهنی مانند هماتیت، مگنتیت و سیدریت استفاده می‌شود. فرایند استخراج آهن با استفاده از مواد معدنی دارای سه مرحله اساسی است: استخراج، تفکیک و تصفیه
مرحله اول، استخراج آهن از معدن از طریق عملیات انفجار، حفاری یا قطعات شکسته شده ایجاد می‌شود. پس از این کار، معدن در سنگ‌شکن‌ها شکسته شده و به سایزهای کوچکتر تقسیم می‌شود. پس از آن، مواد به عنوان "سرباره" و "کنسانتره" مجزا می‌شوند.
مرحله دوم، تفکیک مواد است. در این مرحله، سرباره از کنسانتره جدا می‌شود. در بیشتر فرایندهای تفکیک، از فرایند مغناطیسی برای جداسازی آهن از دیگر مواد استفاده می‌شود. از آنجا که آهن مغناطیسی است، در این مرحله از فرایند، مواد مغناطیسی بومی در معدن به محصول انتقال می‌یابند.
مرحله سوم، تصفیه، شامل گرفتن آهن از کنسانتره است. در پردازش به ضرورت برس معین برای آهن، کارخانه‌های استخراج می‌توانند بوسیله روش‌های کنترل سختی آب آهن، کنترل اسیدیته و رسیدن به سرباره بخش نمایی مطلوب از غلتک‌های درشت با کمک اصلاح زدایی آهن، هرچند برای انجام این کار هزینه بسیار زیادی می‌خواهد. پس از این مراحل، آهن در مواد خام مورد استفاده قرار می‌گیرد و در صنایعی مانند ساخت و ساز، تولید خودرو و تاسیسات صنعتی بکار می‌رود.
مراحل استخراج فلز آهن
استخراج فلز آهن از سنگ‌های معدنی در واقع یکی از مهمترین فرآیندهای دنیای صنعتی است و امروزه بیشتر مواد قابل استخراج از آنها بدون فلز آهن می‌باشد. در این مطلب به بررسی مراحل استخراج فلز آهن از معدن‌ها پرداخته می‌شود.
مراحل استخراج فلز آهن درون سه فرآیند اصلی و اساسی تقسیم‌بندی می‌شوند: هموارسازی، جداسازی و پالایش. در فرآیند هموارسازی، ابتدا معدن‌های سنگ آهن از زمین حفر می‌شوند و سپس با استفاده از دستگاه‌های سنگ‌شکن، سنگ آهن شکسته می‌شود. سپس، آنها از طریق کانوایرها و یا پیکاپ‌ها به نقاط دیگری منتقل می‌شوند.
در مرحله جداسازی، مواد زاویه‌دار، همچون سنگ‌ها، مانند زغال سنگ مانع از فرایند جداسازی فلز آهن هستند. برای این منظور دستگاه‌های خاصی، مانند غربال‌گری و مغناطیسی کردن، برای جداسازی این مواد از فلز آهن استفاده می‌شود.
در مرحله پالایش، فلز آهن با استفاده از دستگاه‌هایی همچون کوره‌های نیمه صنعتی و صنعتی، در دما و فشار بالا پالایش می‌شود و به شکل نهایی به دست می‌آید. پالایش فلز آهن می‌تواند شامل پالایش حرارتی و یا شیمیایی باشد.
بنابراین، استخراج فلز آهن یک فرآیند پیچیده و طویل است که برای رسیدن به نتیجه مطلوب نیازمند صرف هزینه های زیادی است. با این حال، دوره های کوتاه تر و فناوری های جدید در آینده می توانند هزینه های مورد نیاز برای استخراج فلز آهن را کاهش دهند و این شاهد پیشرفت و توسعه در عرصه صنعت سنگین خواهیم بود.
خصوصیات و ویژگی‌های فلز آهن
فلز آهن به عنوان یکی از مهمترین فلزات در جهان شناخته شده است. آهن در واقع فلزی است که اکثراً در خاک و سنگ‌های زمین وجود دارد. این فلز به دلیل خواص و ویژگی‌های منحصر به فردی که دارد، به طور گسترده در صنایع مختلف مانند ساختمان‌سازی، صنایع فلزی، خودروسازی و ... استفاده شده است.
ویژگی های فیزیکی فلز آهن شامل گرانروی، ضعف الکتریکی، هادی شدن، سختی و مقاومت سایشی می باشند. این فلز خاصیت قابلیت پایداری در برابر خوردگی و همچنین مقاومت بسیار خوب در برابر حرارت دارد. این ویژگی ها باعث شده‌اند که فلز آهن به راحتی در صنعت ساختمان سازی به کار گرفته شود.
لذا برای استفاده در صنایع مختلف، این فلز به صورت خام یا فولاد به کار می‌رود. فولاد بهترین راه حل برای تقویت خصوصیات ویژگی‌های فلز آهن است، زیرا با افزایش مقدار کربن، سختی و مقاومت این فلز به‌طور قابل توجهی بالاتر خواهد رفت.
از ویژگی‌های بسیار مهم دیگر این فلز این است که در واکنش با دیگر فلزات، به راحتی اکسید شده و خوردگی بر روی سطح آن ایجاد می‌شود. به همین دلیل، برای حفظ کیفیت و طول عمر فلز آهن، انواع مختلف تقویت کننده‌های شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در کل، فلز آهن با داشتن ویژگی‌های فیزیکی مناسب، خواص شیمیایی و مقاومت خود در برابر حرارت، به یکی از مهمترین و پرکاربردترین فلزات در جهان تبدیل شده است. با توجه به این ویژگی‌های منحصر به فرد، استفاده از این فلز در صنایع مختلفی مانند صنایع فلزی، خودروسازی، ساختمان‌سازی و ... باعث شده است که پراستفاده‌ترین فلز در جهان باشد.
روش‌های مختلف نمک زدایی در استخراج آهن
استخراج آهن یکی از مهمترین فرآیندهای صنعتی در جهان است که برای آن از تکنولوژی‌های مختلفی استفاده می‌شود. یکی از این تکنولوژی‌ها، نمک‌زدایی است. در این روش، از نمک‌هایی که به عنوان بازاریابی برای استخراج آهن استفاده می‌شود، استفاده می‌شود. هدف این روش، جداسازی آهن از مواد دیگری است که به همراه آن وجود دارند.
روش نمک‌زدایی از دو شیوه اصلی تشکیل شده است: روش مغناطیسی و روش فیزیکی. در روش مغناطیسی، از دستگاه‌هایی استفاده می‌شود که با تولید قوی‌ترین مغناطیس از نوع دائمی، آهن را از مواد دیگر جدا می‌کند. در روش فیزیکی، از هوا و تفکیک زیدی استفاده می‌شود تا آهن را از مواد دیگر خالص کند.
انواع دیگری از روش نمک‌زدایی مشتمل بر روش فراصوت، روش جداسازی دینامیکی، روش تقریبی، روش الکتریکی و روش پلاسما، همگی توسط شرکت‌های فناوری استخراج آهن در سراسر جهان اجرا شده است.
در پایان، واضح است که روش نمک‌زدایی به عنوان یکی از روش‌های مهم در استخراج آهن، بسیار شایسته توجه و مورد مطالعه قرار گرفته است. انواع مختلف آن در این مقاله بیان شدند که همگی برای جداسازی آهن از مواد دیگر بسیار مؤثر بوده‌اند.
معرفی خرده فلزات و ضایعات دیگر استخراج
خرده فلزات و ضایعات دیگر استخراج، به مجموعه فعالیت‌هایی گفته می‌شود که در آن از ضایعات صنعتی مختلف برای بازیافت و استخراج فلزات استفاده می‌شود. این فعالیت به منظور کاهش میزان آلاینده‌های محیطی ایجاد شده از طریق انباشته شدن سطح زباله‌های صنعتی و همچنین خلأهای شده از نظر فلزات موجود در آنها انجام می‌شود. در این فعالیت می‌توان از مواد کشته شده یا دفن شده در زباله‌های عمومی، محصولات بازیافت شده از سطوح وسیع صنعتی، باقی‌مانده‌های ساختمانی، گرد وغبار صنعتی، قطعات الکترونیکی، خودروهای دوست‌دار محیط زیست و... استفاده کرد.
قطعات خرده فلزات، حاوی آهن، مس، آلومینیوم و سایر فلزات ارزشمند هستند که قادر به بازیافت و جداسازی می‌باشند. به علاوه، این قطعات معمولاً شامل کلیپس‌ها، لوله‌های فلزی، گوشتی‌ها، سیم‌های الکتریکی، قطعات خودروها و موارد دیگر هستند. بازیافت این قطعات نه تنها به محیط زیست کمک می‌کند، بلکه در کاهش مقدار زباله‌های شهری و افزایش فروش فلزات از طریق بازیافت، سودآوری نیز برای مردم و شرکت‌های بازیافت به دنبال دارد.
ضایعات صنایع دیگر مشابه قطعات فلزی نیز می‌توانند بازیافت شوند. برای مثال، بازیافت زغال‌سنگ استفاده شده، شیشه، پلاستیک و مواد شیمیایی نیز بهبود محیط زیست را تضمین می‌کنند. همچنین، بازیافت این مواد، فرصت شغلی برای کسانی که آنها را بازیافت می‌کنند، ایجاد می‌کند. بازار جهانی برای صادرات دوباره شدن مواد خرده و کاهش هزینه های تولید نیز دلیلی برای استفاده از این فرایند است. به طور کلی، استفاده از خرده فلزات و ضایعات دیگر استخراج، به علاوه‌های اقتصادی وبستری جدید برای حفظ محیط زیست، برای جامعه و فرد دارد.
اهمیت فلز آهن در صنعت و اقتصاد
فلز آهن یکی از پرکاربردترین فلزات در جهان و از جمله عوامل مهم توسعه صنعت و اقتصاد می‌باشد. این فلز در ساخت سازه‌ها، خودروها، ماشین‌آلات، ابزارهای کشاورزی و بسیاری موارد دیگر بکار می‌رود. به علاوه از آن برای تولید فولاد استفاده می‌شود که در صنایع راهسازی، ساختمانی و لوله‌های گاز و نفت بسیار مهم است.
در صنعت شمش فولاد آهن، این فلز به عنوان مهمترین ماده اولیه استفاده می‌شود. تقریبا 90 درصد از فولاد تولید شده در جهان از طریق روش اکسیداسیون خشک آهن تولید می‌شود. علاوه بر این، آهن ناخالص از فرآیند دگرگونی خاک‌های آهنی به دست می‌آید که از آن می‌توان به عنوان ماده اولیه برای تولید فولاد استفاده کرد.
فولاد به یکی از پرکاربردترین مواد در تمام دنیا تبدیل شده است. به دلیل روند رشد جمعیت و توسعه صنعت، تقاضای بسیاری برای فلز آهن و فولاد وجود دارد. همچنین فلز آهن به روش‌های جانبی مانند مغناطیس، ناخالصی‌زدایی، رنگ‌های صنعتی و پاک‌سازی روغن کاربرد دارد.
همچنین، بسته به زمینه‌ی کاربرد، فلز آهن می‌تواند به صورت اسپری هم بکار رفته و در ساخت شیشه، فریته‌ها، رنگ‌های صنعتی، نانوذرات و پایتختی مورد استفاده قرار گیرد. در کل می‌توان گفت که فلز آهن به عنوان یکی از اجزای اصلی صنعت و اقتصاد جهان بسیار حائز اهمیت است و بدون آن به کار کردن در بسیاری از صنایع و شاخه‌های اقتصادی کوتاهی می‌شود.