1. معرفی معدن سنگ آهن سنگان
معدن سنگ آهن سنگان، یکی از معادن بزرگ سنگ آهن کشور ایران محسوب می‌شود. این معدن در استان خراسان رضوی واقع شده و دارای ذخیره‌ای بالغ بر ۵۰۰ میلیون تن سنگ آهن با درصد خالص بالای ۶۰ است. معدن سنگ آهن سنگان از سایر معادن سنگ آهن کشور، از نظر کیفیت و کمیت برتری دارد.
در مورد نحوه استخراج سنگ آهن از معدن سنگان باید گفت که به دلیل توده های بزرگ و همچنین غلظت خوب سنگ آهن در این معدن، از روشهای پایه‌ای اختلاط معدن، حک و حفاری و فرآوری سنگ استفاده می‌شود. همچنین این معدن دارای مراحل رو به رشد خاص خود است که با استفاده از تجهیزات دقیق معدن‌کاری، امکان بهره‌برداری بهینه از ذخایر موجود فراهم شده است.
بخشی از تولید سنگ آهن تولیدی در معدن سنگان، در داخل کشور ایران مورد استفاده قرار می‌گیرد و بخش دیگری نیز برای صادرات به کشورهای دیگر به کار می‌رود. علاوه بر تولید سنگ آهن، معادن نفلینوایر و کلمنتیت نیز در این منطقه واقعیت دارند که در کنار هم باعث رشد اقتصادی منطقه شده‌اند.
بدیهی است که معدن سنگ آهن سنگان، با توجه به تولید بالای خود از سنگ آهن، یکی از مهمترین منابع درآمدزایی در استان خراسان رضوی است و سازمانهای خود را برای بهره‌برداری بهینه و استخراج بیشتر دارد. به علاوه قوانین و مقررات منطقه، به منظور حفظ محیط زیست و بهبود شرایط ارتقای ایمنی معدن‌کاری، به وضوح تعریف شده است. این مسئله، علاوه بر مزایای اقتصادی و اشتغال‌زایی، موجب افزایش رعایت مسائل محیط زیستی و بهبود نیز خواهد شد.
2. روند استخراج سنگ آهن در معدن سنگان
معادن سنگان به عنوان یکی از بزرگترین معادن سنگ آهن ایران، دارای فرآیند پیچیده‌ای در استخراج سنگ آهن می‌باشد. برای استخراج سنگ آهن در معدن سنگان از روشهای دستی، مکانیزه و ترکیبی استفاده می‌شود.
در روش استخراج دستی، کارگران با استفاده از ابزارهای سنتی و به کمک تک تک بارهای خود، با استفاده از آزاد کردن سنگ‌ها و افزایش نیروی دافعه، سنگ‌های آهنی را باز کرده و وارد فرآیند استخراج می‌کنند. در این روش، نیازمندی به اشتغال دستی زیاد و نیروی کار قوی است و به علت شرایط دشوار و خطرناکی که در آن وجود دارد، امروزه کاربرد کمتری دارد.
در روشهای مکانیزه، برای استخراج از معدن از دستگاه‌های کوچکتر و بیشتر گشت‌زن ایستاده استفاده می‌شود و سنگ‌ها بصورت کاملاً خودکار از معدن خارج می‌شوند. این روش کنترل پذیری بیشتری نسبت به روش دستی دارد و همچنین باعث افزایش کارایی و میزان استخراج معدن از آن نیز می‌شود.
در روشهای ترکیبی، دستگاه‌های مکانیزه در پایه‌های استخراج که دستی هستند تعبیه می‌شوند. این روش استفاده از دستگاه‌ها در محل کار، کنترل آن‌ها و استفاده بهینه از قابلیت‌های فرآیند انجام شده است.
در نهایت، پس از استخراج سنگ آهن، مراحل فرآوری شامل خرد کردن، آسیاب و غربال‌گری را انجام می‌دهند تا بتوانند از آن بهره‌برداری بهتری داشته باشند. سنگ‌های آهن پس از فرآوری به چدن یا فولاد تبدیل می‌شوند و در صنایع مختلف، از جمله خودروسازی، ساخت ساختمان‌ها و بسیاری دیگر استفاده می‌شوند.
در کل، استخراج سنگ آهن در معدن سنگان یک فرآیند قابل توجه و پیچیده است که از ابزارهای لازم و نیروی کار قوی برای اجرای بهینه‌ی آن استفاده می‌شود. این فرآیند باعث بهره‌برداری از منابع طبیعی جامعه شده و در کاهش وابستگی به مواد اولیه خارجی برای صنایع مختلف، تاثیرمثبتی داشته است.
3. فرایند ذوب سنگ آهن در کوره‌های ذوب
فرایند ذوب سنگ آهن یکی از مهمترین فرآیندهایی است که در کوره‌های ذوب صورت می‌گیرد. کوره‌های ذوب از یک شلخته‌ی آهنی به نام سنگ آهن استفاده می‌کنند. در این فرایند، سنگ آهن به همراه دیگر مواد اولیه، پس از ورود به کوره، در دمای بسیار بالا (بین ۱۶۰۰ - ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد) و در شرایط خنثی یا کنترل شده به فلز آهن تبدیل می‌شود.
در هنگام شروع فرایند ذوب، سنگ آهن به همراه کربن، سیلیکا و اکسیژن وارد کوره می‌شود. دمای بالای کوره باعث انجماد ماده‌ی ذوب شده‌ی بالایی می‌شود تا بتوان از آن استفاده کرد. سیکل‌های چرخان کوره از صفر شروع می‌شود و با افزایش وزن آهن آهنی یا درصد کربن در آهن، با بالابردن دما به مراحل مختلفی می‌رسد.
در طی فرایند ذوب، سنگ آهن به آهن و ضایعات (درصدی از کربن، سیلیسیم، منگنز و…) تبدیل شده و جامدات رسوب می‌کنند. برای تولید فولاد، علاوه بر سنگ آهن، مواد غیرفلزی به نام سنگ آهن‌های نرم و گودال‌های فولادی به کوره اضافه می‌شوند.
بعد از پایان فرایند ذوب، محصول نهایی به شکل آهن‌آبی خام در می‌آید. سپس باید این آهن‌آبی را در نورد اولیه یا کوره‌ی نورد تبدیل به فولاد کرد. در کل، فرایند ذوب سنگ آهن یکی از مهمترین و روشی است که به کمک آن، امکان تولید فولاد به راحتی و با کیفیت بالا فراهم می‌شود.
4. محصولات بدست آمده از معدن سنگ آهن سنگان
معدن سنگ آهن سنگان در استان خراسان رضوی واقع شده و به عنوان یکی از مهمترین معادن سنگ‌آهن کشور در نظر گرفته می‌شود. در این معدن، ماده اولیه معدنی سنگ‌آهن به صورت سنگ‌های خام استخراج می‌شود و سپس با استفاده از فرآیندهای تولید و فراوری، به محصولاتی همچون آهن آلوده، کنسانتره سنگ‌آهن و آهن آگلومره تبدیل می‌شود.
آهن آلوده یکی از محصولاتی است که به عنوان ماده پایه در فرآیند تولید فولاد و آلیاژهای آهنی به کار می‌رود. به عبارت دیگر، آهن آلوده در واقع یکی از مواد اولیه اصلی تولید فولاد است. برای تولید این محصول، سنگ آهن از معدن به واحد تولید فرآوری می‌شود و بعد از سنگ‌شکنی و غربال‌گری، به مرحله خردایش و خرده‌نمودن منتقل می‌شود. سپس با استفاده از فرآیندهای شستشو و جداسازی، آهن با مشخصات خاص به دست می‌آید.
کنسانتره سنگ‌آهن نیز به عنوان محصولی دیگری از معدن سنگ آهن سنگان به‌شمار می‌رود. در این محصول، سنگ‌آهن به همراه مواد معدنی دیگر، مانند تیتانیوم و فسفر، درصد بیشتری دارند و با نحوه فرآوری خاصی تبدیل به کنسانتره می‌شوند. این محصول در مقایسه با آهن آلوده، غنی‌تر از سنگ‌آهن است و به عنوان ماده اولیه اصلی در تولید فولاد، آلیاژهای سبک و سنگ نیز به کار می‌رود.
آهن آگلومره نیز به عنوان محصولی دیگری از معدن سنگ آهن سنگان به‌شمار می‌رود. این محصول، با استفاده از فرآیند آگلومراسیون، که یک روش تولید فولاد است، در مرحله نهایی تولید فولاد به‌کار می‌رود. آهن آگلومره از آهن آلوده و کنسانتره سنگ‌آهن تولید شده و دارای صفاتی همچون سختی بالا و مقاومت در برابر خوردگی است. همچنین، به عنوان ماده اولیه در تولید لوله‌های فولادی، قطعات خودرو و محصولات صنعتی دیگر به‌کار می‌رود.
5. تاثیرات معدن سنگ آهن بر محیط زیست
معدن سنگ آهن غیر قابل انکار است که یکی از اهمیت بخش هایی است که برای اقتصاد بسیاری از کشورها و به ویژه در کشورهایی که دارای منابع غنی زیرزمینی هستند، مهم است. با این حال، استخراج سنگ آهن از زمین، تاثیر قابل توجهی بر محیط زیست دارد.
یکی از اصلی ترین تاثیرات استخراج سنگ آهن بر محیط زیست، آلایندگی هوا است. به عنوان مثال، هنگامی که برخی از مراحل استخراج سنگ آهن مانند حفاری و شستشوی سنگ آهن انجام می‌شود، دی پرتیکول‌ها و غلظت غیرطبیعی مواد مضری مانند سولفات و شیمیایی‌های سنگین از دستگاه‌های استخراجی به بیرون از معدن دفع می‌شوند.
معادن سنگ آهن به دلیل این که در مناطق دور افتاده و بیابانی واقع شده‌اند، نیز مستعدیت برای تخریب آرامسته زمین‌های بوم شناخته شده‌اند. ارتشای کارگری به طور پیوسته برای مناطق اطراف، جاده‌ها، و مسکن‌های جدید به دنبال تسمه‌های نقاله و جاده هایی می‌گردند که علیه قانون حفاظت از مناطق ضعیف اجرا می‌شوند.
از طرفی، جایگزین شدن استخراج سنگ آهن با استفاده از فناوری‌های مدرن نیز هنوز زمان دارد. با این حال در برخی معادن با استفاده از روشهای جدید مانند کاوش و استخراج معدن با استفاده از تکنولوژی های نوین و مدرن، تاثیرات منفی بر محیط زیست می‌تواند کاهش یابد. در کل، مسولین باید به روش‌هایی جهت بهینه سازی استخراج سنگ آهن به دلیل آثار زیان برای محیط زیست، توجه کنند و از روشهای بهینه تری در زمینه استخراج آن استفاده کنند.
6. انتقال محصولات از معدن سنگ آهن سنگان به بازار
معدن سنگ آهن سنگان یکی از معادن مهم استان خراسان شمالی در شمال شرقی ایران است. این معدن دارای ذخایری بسیار قابل توجه از سنگ آهن است و از آن به عنوان یکی از مهمترین منابع درآمدزایی برای استان خراسان شمالی و همچنین کل کشور استفاده می‌شود. برای انتقال محصولات استخراج شده از این معدن، از روشهای مختلف حمل و نقل مانند حمل با کامیون، راه‌آهن و یا حتی لوله خط استفاده می‌شود.
یکی از روشهای مهم برای انتقال محصولات سنگ آهن به بازار، حمل و نقل از طریق راه‌آهن است. در این روش، محصولاتی که از معدن سنگ آهن سنگان استخراج شده‌اند، به صورت توده‌ای و با استفاده از وسایل سنگینی مانند لودر و بیلدوزر به ترمینال حمل و نقل راه‌آهن منتقل می‌شوند. سپس با استفاده از قطار، این محصولات به بازارهای داخلی و خارجی صادر می‌شوند.
راه دیگر برای حمل و نقل سنگ آهن، حمل با کامیون است. در این روش، محصولات سنگ آهن از معدن به ترمینال حمل و نقل به وسیله کامیون‌های سنگین منتقل می‌شوند و سپس با استفاده از کامیون‌های بزرگتر، به بازارهای مختلف صادر می‌شوند. این روش، با وجود پرهزینه بودن حمل و نقل با کامیون نسبت به حمل و نقل با راه‌آهن، همچنان جایگاه خود را در بازار حمل و نقل محصولات سنگ آهن حفظ کرده است.
همچنین، روشی دیگر برای انتقال محصولات سنگ آهن، حمل و نقل با استفاده از لوله‌خط است. در این روش، محصولات به صورت محلول با استفاده از لوله‌های خاصی به بازارهای داخلی و خارجی صادر می‌شوند. این روش، علاوه بر کاهش هزینه‌های حمل و نقل، به دلیل عدم نیاز به ظرفیت بسیار بالا در وسایل حمل و نقل، از نظر محیط زیستی نیز بسیار مطلوب تلقی می‌شود.
در نتیجه، حمل و نقل محصولات سنگ آهن سنگان به بازارهای داخلی و خارجی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و برای انتقال بهینه این محصولات، روشهای مختلف حمل و نقل مانند حمل با راه‌آهن، کامیون و لوله‌خط به کار برده می‌شوند.