سنگ آهن مگنتیتی
1. معرفی سنگ آهن مگنتیتی
سنگ آهن مگنتیتی یکی از مهمترین معادن آهن در دنیاست که در اکثر نقاط جهان پیدا می‌شود. این سنگ آهن بسیار خالص و قابلیت برداشت آن نیز بسیار آسان است و به همین دلیل بسیاری از کشورها آن را به عنوان معدن مهمی در نظر می‌گیرند.
مهمترین مهمترین خصوصیات سنگ آهن مگنتیتی، فرمول شیمیایی Fe3O4 است. این سنگ آهن در دو شکل مغناطیسی و غیر مغناطیسی وجود دارد. با توجه به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی این سنگ آهن، می‌توان آن را به راحتی تمایلات ذوب‌کنندگان صنعتی منتقل کرد.
از جمله عواملی که باعث شده است که سنگ آهن مگنتیتی مورد توجه صنعت و کشورهای مختلف قرار گیرد، قیمت آن است. آمار نشان می‌دهد که با توجه به ثبات و قیمت پایدار آن، می‌توان به راحتی بازار خوبی برای آن پیدا کرد.
به علاوه، توانایی معدن‌کاری و استخراج آن شامل حرارت بالا و آسیب‌های کم است و به همین دلیل می‌تواند هزینه‌های اصلی معدن‌کاری را به حداقل رساند. به همین دلیل، سنگ آهن مگنتیتی برای تولید فولاد، ذوب کشی و ساختمان‌سازی استفاده می‌شود.
2. شکل‌گیری سنگ آهن مگنتیتی
سنگ آهن مگنتیتی یا مگنتیت، یکی از انواع سنگهای آهن است که از مواد معدنی مگنتیت تشکیل شده است. مگنتیت یکی از عناصر شیمیایی است که در جیره زمینی در وجود دارد، با این حال، در مقایسه با بسیاری از عناصر دیگر در جیره زمینی، به میزان کمتری به صورت سنگ معدنی یافت می‌شود.
در طبیعت، مگنتیت معمولا به صورت رسوبی یافت می‌شود. در این فرآیند، ذرات معدنی مگنتیت در اثر فرآیندهای فیزیکی-شیمیایی مثل انحلال و نشت، به صورت نازکی در زمین وجود دارند. این ذرات به تدریج در شرایطی مثل خشک شدن و سایر تأثیرات سختی، به صورت رسوب در معادن سنگ‌آهن تغییر می‌کنند.
پس از تشکیل رسوب مگنتیت، برخی فرآیندهای شیمیایی مانند اکسیداسیون و نیز متابولیسم میکروبی، باعث اصلاح و تفاوت در ترکیبات شیمیایی مگنتیت می‌شود. به‌طور کلی، سنگ آهن مگنتیتی خالص مشتق از مگنتیت در بالاترین شرایط فشاری و دمایی ثابت تشکیل می‌شود. همچنین این سنگ معمولا به طور انحصاری در مناطقی با بالاترین فشار و دما نظیر فعالیت‌های آتشفشانی، پی در پی رخ داده است.
به‌طور کلی، سنگ آهن مگنتیت تولیدی ارزشمند و جذاب برای کارخانجات فولاد شناخته شده است. سنگهای آهن مگنتیتی فاقد آلومینیوم غیر معروف به عنوان منبع آلومینیوم است. این منبع نخستین بار در سال ۱۹۴۸ در جوامع دور از دسترس کشف شد و تا کنون مورد استفاده قرار گرفته است. برای بهره‌برداری از این معادن، باید با روش‌های معدنیابی و استخراجی و تکنولوژی‌هایی همچون مغناطیسی نمودن و سرباره‌زدایی از سنگ استفاده کرد.
3. محل‌های استخراج سنگ آهن مگنتیتی
سنگ آهن مگنتیتی یکی از انواع سنگهای آهن معدنی است که معمولا در معادن خاکی استخراج می‌شود. این سنگ آهن در بسیاری از نقاط جهان وجود دارد و به دلیل مقاومت و سختی بالای خود در ساختمان‌سازی، فلزکاری و تولید فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. معادن سنگ آهن مگنتیتی در بسیاری از نقاط جهان وجود دارند، اما بیشترین مقدار این سنگ در کشورهای آسترالیا، برزیل، چین و روسیه استخراج می‌شود.
معادن استخراج سنگ آهن مگنتیتی معمولا در مناطق کوهستانی و دشت‌های گسترده واقع شده‌اند. برای استخراج این سنگ آهن معمولا از روش‌های شن و ماسه به همراه استفاده از برخی دستگاه‌ها و تجهیزاتی مانند اکسکاواتور، بارگیر و تردمیل استفاده می‌شود. همچنین برای شستشوی سنگ آهن از روش ترکیبی از جداسازی مغناطیسی و جداسازی چگالی استفاده می‌شود.
بیشترین معادن سنگ آهن مگنتیتی در جنوب و شرق آسترالیا وجود دارد که به نام رود فلمینگو و گریندلرر معروف هستند. همچنین برزیل دارای بزرگترین معدن سنگ آهن مگنتیتی جهان تحت عنوان «سِرا دو لاژه» می‌باشد که در ایالت پارا به تعداد 20 واحد در حال فعالیت هستند و به عنوان برترین صادرکننده سنگ آهن مگنتیتی در جهان شناخته شده است. کشور چین نیز دومین کشوری است که بیشترین مقدار از این سنگ را تولید می‌کند. معدن سنگ آهن گن‌دوگ بزرگترین معدن سنگ آهن مگنتیتی چین است که در جنوب شرقی کشور قرار گرفته‌است. در کنار این معدن، معادن دیگری نیز در مناطق دیگر چین وجود دارند. در روسیه نیز معدن بزرگ استخراج سنگ آهن مگنتیتی، در منطقه کورا خودروستای فاندره‌ی جزیره پلدو گرینا واقع شده‌است که هر ساله بیش از 37 میلیون تن سنگ آهن استخراج می‌کند.
4. کاربردهای سنگ آهن مگنتیتی در صنعت
سنگ آهن مگنتیتی یکی از انواع سنگهای آهنی است و دارای خاصیت مگنتیک بوده و به همین دلیل در صنعت دارای کاربرد زیادی است. این سنگ به صورت اکسید آهن (Fe3O4) در طبیعت یافت می‌شود و معدن مهمی از آن در ایران، در استان هرمزگان وجود دارد که به نام چاه‌های آهن گل گهر شناخته می‌شود.
از کاربردهای سنگ آهن مگنتیتی در صنعت می‌توان به تولید فولاد اشاره کرد. پس از استخراج سنگ آهن مگنتیتی، با استفاده از روش‌های فرآوری در کوره‌های صنعتی فولادسازی به آهن تبدیل شده و در انواع مختلف فولاد، آلیاژها و فرآورده‌های دیگر استفاده می‌شود.
سنگ آهن مگنتیتی همچنین در صنعت چدنی نیز کاربرد دارد. به دلیل خاصیت مگنتیکی آن، بعد از فرآوری به صورت کنسانتره مورد استفاده قرار می‌گیرد که می‌تواند به عنوان عامل اصلی در تولید چدن به کار رود.
از مزیت‌های دیگر سنگ آهن مگنتیتی در صنعت می‌توان به قابلیت انبار کردن و حمل و نقل آسان آن اشاره کرد. این سنگ به دلیل خاصیت مغناطیسی خود، می‌تواند به آسانی جمع آوری شود و بعد از فرآیند فرآوری به صورت کنسانتره بسته‌بندی شود و برای حمل و نقل راحت استفاده شود.
در نهایت، مصرف سنگ آهن مگنتیتی در صنایع مختلف نشان دهنده اهمیت آن در اقتصاد کشور و صنعت جهانی است. با توجه به ذخایر کشور در این زمینه، می‌توان از پتانسیل بالایی برای تولید و فروش در بازار جهانی استفاده کرد.
5. تاثیرات محیطی استخراج سنگ آهن مگنتیتی
منابع طبیعی دارای تاثیرات مثبت و منفی بر روی محیط زیست هستند. عملیات استخراج سنگهای آهن مگنتیتی به‌طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و این عملیات دارای تاثیرات محیطی منفی می‌باشد. این عملیات نه تنها بر روی محیط زیست ضرر دارد، بلکه اثرات نامطلوب برای محیط بشری نیز دارد.
یکی از تاثیراتی که این عملیات در محیط زیست دارد، شیوع پدیده‌ی ارتعاش است. افزایش میزان ارتعاش سبب می‌شود تا نزدیکی معادن سنگهای آهن با معادن دیگر که در آن نوع تحرکی بوجود آمده‌است، آسیب دیده و شکسته شوند. علاوه بر ارتعاشات، نشت سموم از معادن نیز تاثیرات گسترده‌ای در منطقه دارد. برخی از این سموم شامل سرب، روی، مس، آرسنیک و زردآلومینیوم هستند.
همچنین در مناطقی که عملیات استخراج در آن‌ها صورت می‌گیرد، از آب و باد نیز استفاده می‌شود. حادثه‌ی بارش شدید باران در این مناطق به شدت می‌تواند زمین‌هایی ناپایدار را شناسایی کند که باعث عدم پاسخگویی کمربند معدن بهترین شکل می‌شود.
در نتیجه، با توجه به تاثیرات محیطی منفی برای این گونه فعالیت‌ها، تلاش باید برای بهبود وضعیت محیط زیست و حفظ محیط زندگی افراد در این مناطق انجام شود.
6. فرآیند استخراج سنگ آهن مگنتیتی
استخراج سنگ‌آهن مگنتیتی یکی از روش‌های مهم و اساسی برای بهره‌برداری از معادن سنگ‌آهن است.برای این کار ابتدا معدن‌ها برای بررسی و تحلیل منابع اکتشافی و نوع و میزان ذخایر مورد بررسی قرار می‌گیرند.بعد از صحت‌سنجی این اطلاعات،محاسبه‌های لازم برای تجهیزات، هزینه‌های نیروی کار و سایر فرایندهای مرتبط با بخش‌های مختلف معدن آغاز می‌شود.
در فرآیند استخراج سنگ‌آهن مگنتیتی، معادن در داخل یا خارج از روستاها یا شهرها پیدا می‌شوند و برای دستیابی به ذغال‌هایی با خالصی بالا، باید فرایند اطمینان از صحت ذغال‌ها در دست گرفته شود.
برای شروع فرایند استخراج تحت زمینی، از تونل‌کاوی استفاده می‌شود، از آنجا که نمی‌توان به طور مستقیم به محدوده‌های سنگی دسترسی داشت، لذا برای دستیابی به ذغال‌ها از ایجاد تونل با شیب بالا استفاده می‌شود.
بعد از رسیدن به ناحیه هدف، مواد زائدی نظیر سنگهای غیر ذغالی، شیب شیروانی و سایر مواد از مواد معدنی تفکیک می‌شوند. سپس با استفاده از ماشین‌هایی که به نام“ماشین سواری” معروف‌اند، کارخانه‌ای که برای پردازش اولیه به کار می‌رود، راه اندازی می‌شود.
در این مرحله معدن‌چیان برای جمع‌آوری سنگ‌آهن از معدن، با استفاده از معدن کاری لایه با لایه به سمت شاهراه هدایت می‌شوند. در تمام فرایند استخراج سنگ آهن مگنتیتی، تمیزکاری و ذغال‌های کنیسه‌ای نیز موردنیاز است. سپس با استفاده از مواد شیمیایی و پردازش سنگ‌آهن، آن‌ها را به ذغال‌های با خالصی بالا تبدیل می‌کنند.نهایتاً، سنگ آهن تقریباً آماده برای عرضه به بازار است.