معرفی فلز آهنربا
فلز آهنربا یا به اصطلاح آهن زرد (Iron Pyrite) یکی از مهمترین فلزات مورد استفاده در صنعت و مهندسی است. آهنربا ترکیب شیمیایی سولفید آهن (FeS2) میباشد. این فلز تقریباً همیشه در استخراج معادن آهن همراه با آهن بهصورت کمیاب یافت میشود و بیشتر از طریق عملیاتی به نام فلوتاسیون پاکسازی میگردد.
برای استفاده در صنعت، آهنربا بهصورت پودری و یا بلوری قوری بهمصارف خاص مورد استفاده قرار میگیرد. این فلز در توانایی پایداری و ایجاد پوشش مقاوم در برابر خوردگی و حرارت، بسیار قوی است. به همین دلیل در صنایع که از خاصیت مقاومت در برابر خوردگی و حرارت نیاز دارند (نظیر صنایع برق و الکترونیک، صنعت نظامی، ساخت و ساز، صنایع شیمیایی، پوشاک و سفالگری و...) استفاده میشود.
علاوه بر مصارف صنعتی، آهنربا در مهندسی معدن و بازیابی مواد معدنی نیز کاربرد دارد. این فلز در شکستن سنگهای سنگین کاربرد دارد و میتوان برای شناسایی گسلها، خطوط تکوانت، قالبهای بازیابی اطلاعات و غیره نیز به کار برد.
در کنار این مصارف، آهنربا بهعنوان یک شاخص در تشخیص معادن طلا، نقره، روی و سنگهای زینتی نیز بهکار میرود. به طورکلی میتوان گفت که آهنربا با توجه به خصوصیات و استفادههای متعددی که دارد، از اهمیت ویژهای در صنعت و مهندسی معادن برخوردار است.
خواص فیزیکی فلز آهنربا
فلز آهنربا (Magnetite) یکی از شناخته شدهترین مواد مغناطیسی در جهان است و در اغلب منابع طبیعی به صورت خالص یافت میشود. این ماده دارای خواص فیزیکی و شیمیایی خاصی است که ارزش زیادی در محیطهای صنعتی، فناوری و نیروگاهی دارد.
خواص فیزیکی فلز آهنربا به ترکیب آن با دیگر فلزات و فرمول های شیمیایی مربوط میشود. گرچه فلز آهنربا بسیار سخت و دارای سطح صیقلی است، اما تحمل گرما و شعلههای باز شیمیایی آن به خوبی بالا است.
افزایش خاصیت مغناطیسی ماده از دیگر خواص مهم فلز آهنربا است. این خاصیت به اثر کوانتومی به نام پارا- و دی-پارامغناطیسی برمیگردد که به تجزیه و تحلیل میدان مغناطیسی پایدار و شناور هستند. این ماده توانایی بازتابی نور و محافظت در برابر تابش UV را هم دارد.
به مرور زمان با توسعه فناوریهای مختلف، فایده استفاده از فلز آهنربا در ساخت مخازن آب، سرویسهای پسماند و نیروگاهها مشخص شده است. همچنین، به دلیل خاصیت مغناطیسی دارای کاربردهای فراوانی در صنایع متفاوتی همچون صنایع لوله و فولاد، الکترونیک و سمعک سازی دارد.
منابع طبیعی فلز آهنربا
فلز آهنربا به عنوان یکی از عناصر شیمیایی بسیار مهم در صنعت، در بسیاری از محصولاتی که از آنها استفاده می شود نقش مهمی ایفا می کند. فلز آهنربا در واقع از جمله منابع طبیعی است که به صورت کانی در معادن بسیاری از کشورهای دنیا یافت می شود. در واقع، فلز آهنربا به صورتی که امروزه به آن می پردازیم نه تنها که به عنوان یک منابع طبیعی مهم در صنعت دارای ارزش است، بلکه با توجه به ویژگی های آن، به عنوان یک ماده خاص و حیاتی نیز شناخته می شود.
یافتن فلز آهنربا در کانسارها همواره به دلیل اهمیت آن در صنعت، مورد توجه بسیاری از محققین و شرکت های معدنی قرار گرفته است. در واقع، فلز آهنربا به صورت کانی در بیشتر معادن آهنی یافت می شود که در رشته کوه هایی با ذخایر قابل توجه وجود دارند. برای بهترین استخراج فلز آهنربا، تجهیزات و علم معدنی ضروری است.
فلز آهنربا شامل خواص فیزیکی خاصی است که باعث شده به عنوان یک منابع منحصر به فرد در صنعت و محصولات پایدار استفاده شود. فلز آهنربا علاوه بر ویژگی های پایدار، به لحاظ مالی نیز ارزش دارد. برای تولید مواد دیگری از فلز آهنربا نیز استفاده می شود، به عنوان مثال، به عنوان ناخالصی در فولادها و کمک باعث آلایش ظرفیت سرعت نور. بدون شک، فلز آهنربا به عنوان یک منابع صنعتی شایستگی جایگاه بسیار مهمی از خود به خود برخوردار است و به عنوان یکی از اساسیترین منابع طبیعی شناخته می شود.
روشهای استخراج فلز آهنربا
فلز آهنربا یکی از مهمترین عناصر در صنعت است که برای تولید فولاد، آهن چدنی، آلیاژهای آهنی و مواد خام سیمان استفاده میشود. اما استخراج این فلز از معادن بسیاری از جمله معادن هماتیت، مگنتیت و لمپریت، نیاز به روشهای ویژهای دارد.
روشهای استخراج فلز آهنربا به دو دسته پردازش سطحی و پردازش عمیق تقسیم میشود. در روش پردازش سطحی، معدنها به زیر زمین شکسته و پردازش می شوند تا فلز آهنربا استخراج شود. در این روش، سطح ارتباط بین معدن و هوا مهمترین عامل است که آن را از دستگاههای مختلف مانند سنگشکن و آسیاب،، هیدروسایزر کلاسیفایر و ماشینآلات فراسایشی عبور میدهد.
در پردازش عمیق، به جای پردازش معدن باز، معادن باید ابتدا به دستگاههای حفاری سنگزنی داده شوند و سپس وسایل حفری برای به دست آوردن بخش های مختلف معدن استفاده می کنند. برای جداسازی فلز آهنربا از دیگر مواد، فرآیندهای مختلفی از جمله آسیاب کردن، سرند کردن، جداسازی مغناطیسی، جداسازی خودکار، چپاول، فلوتاسیون و استخراج میکرو اسکوپی به کار میروند.
هر یک از این روشهای استخراج، مزایا و معایب خود را دارد و در بسترهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. به طور کلی، روش پردازش سطحی به خاطر سادگی فرآیند و صرفه اقتصادی بالا، بیشتر در مناطق با صنعتی نیمه مرتفع مورد استفاده قرار میگیرد. در مقابل، روش پردازش عمیق برای استخراج معادن با کیفیت و بازدهی بالا در مناطقی که از سطح درون زمین استفاده می شود، استفاده می شود.
کاربردهای فلز آهنربا در صنعت
فلز آهنربا یکی از مهمترین فلزات در مجموعه اجزای مورد استفاده در صنایع است و به دلیل خواص منحصر به فرد خود، در بسیاری از زمینههای صنعتی، پرکاربرد است.
از جمله کاربردهای فلز آهنربا در صنعت، میتوان به استفاده در تولید خودرو، ساخت و ساز، ساخت قطعات الکترونیکی و دستگاههای برقی، حفاظت در برابر زنگ زدگی و سایر کاربردهای صنعتی مرتبط با آن اشاره کرد.
در صنعت تولید خودرو، فلز آهنربا به عنوان مادهای اصلی در تولید شاسی و قطعات داخلی و بیرونی خودروها مورد استفاده قرار میگیرد. این فلز به دلیل خواص مکانیکی خود شامل مقاومت بالا در برابر ضربه، کشش، سختی و مقاومت در برابر خوردگی است و بنابراین باعث ایجاد سطح ظاهری زیبا و مصون در برابر سایر فاکتورهای خارجی مانند آب و هوا و تغییرات دمایی میشود.
در زمینه ساخت و ساز، فلز آهنربا به عنوان عنصر اصلی در ساخت ابزارهای ساختمانی مانند نخ، چوب، سری و بر، پوسترهای زندگی، وسایل نورپردازی و سایر ابزارهای دیگر استفاده میشود.
علاوه بر این، فلز آهنربا در صنعت پیشرفته الکترونیک نیز کاربرد دارد. این فلز به عنوان مادهای اصلی در تولید قطعات الکترونیکی مانند تراشههای کامپیوتری، صفحات پرینتر، شاسی تلفن همراه و دستگاههای برقی مانند تلویزیون، پخش کنندههای DVD و سایر دستگاههای الکترونیکی همراه با خواص خود مورد استفاده قرار میگیرد.
در پایان، فلز آهنربا به دلیل خواص منحصر به فرد خود، جزء مهمی از صنعتهای پیشرفته است و در انجام اکثر فرایندهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.
آلیاژهای فلز آهنربا
آلیاژهای فلز آهنربا، مجموعهای از فلزات با مقدار قابل توجهی آهن هستند که به علت ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خوبی که دارند، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار میگیرند. در این محصول، آهن به عنوان شاخصترین عنصر نقش اساسی را ایفا میکند و سایر عناصر موجود، به عنوان افزودنیها، برای افزایش ویژگیهای این آلیاژها به کار رفتهاند.
یکی از اصلیترین ویژگیهای آلیاژهای فلز آهنربا، مقاومت بالای آنها در برابر خوردگی است که باعث شده تا در صنایعی مانند ساخت ابزار پزشکی و تجهیزات دریایی، آنها بسیار محبوب باشند. همچنین، این آلیاژها حاوی ویژگی قابل کشیدگی و شکلپذیری میباشند که آنها را به یکی از بهترین گزینهها برای تولید قطعات پیچیده در صنایع خودروسازی، صنایع هواپیمایی و ساختمانی تبدیل کرده است.
آلیاژهای فلز آهنربا همچنین، در برخی صنایع تعمیر و نگهداری قطعات دارای خوردگی نیز مورد استفاده قرار میگیرند. این آلیاژها به دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی و فرسایش، باعث افزایش عمر مفید قطعات و ماشینآلات در این صنایع میشود.
به طور خلاصه، آلیاژهای فلز آهنربا نوعی فلزات خاص هستند که با ترکیب آنها با یکدیگر و برخی عناصر دیگر، به ویژگیهای خاصی مانند مقاومت بالا در برابر خوردگی و فشار، کشیدگی و شکلپذیری خوبی دست مییابند. به علت این ویژگیهای منحصر به فرد، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار گرفتهاند و میتوان بهعنوان یکی از بهترین گزینههای قطعات پیچیده و مقاوم در این صنایع بهشمار روند.