ترجمه: محمدحسین نشاطی

گروه رسانه‌ای پردازش: در این مطالعه، تکنولوژی جدیدی برای استفاده همه‌جانبه از سنگ‌آهن کم‌عیار ارائه شده است. برای سنگ‌آهن با ۲۴/۹۱ درصد Fe، یک مطالعه در مقیاس پایلوت پیش‌تغلیظ، تشویه مغناطیسی تعلیقی، آسیاب کردن و جداسازی مغناطیسی کم‌شدت انجام شد و کنسانتره آهن با عیار۶۲/۲۱ درصد و بازیابی ۸۵/۷۲ درصد به‌دست آمد. محصولات با استفاده از آنالیز عناصر شیمیایی، آنالیز اندازه ذرات، پراش اشعه X، میکروسکوپ الکترونی روبشی و مغناطیس‌سنجی نمونه ارتعاشی، بررسی شدند. نتایج نشان دادند که هماتیت با مخلوط CO و H_۲ احیا می‌شود و در تشویه مغناطیسی تعلیقی به مگنتیت فری‌مغناطیسی تبدیل می‌شود که در جداسازی مغناطیسی بعدی به‌راحتی بازیابی می‌گردد. علاوه بر این، یک باطله پیش‌تغلیظ با ۸۱/۵۵ درصد SiO_۲ و یک باطله مغناطیسی سنگ معدن تشویه‌شده با ۷۹/۵۷ درصد SiO_۲ به‌دست آمد که می‌تواند به‌عنوان مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. این تکنولوژی نتایج قابل توجهی را برای استفاده همه‌جانبه از سنگ‌آهن کم‌عیار ارائه می‌دهد.

ماهنامه پردازش – فولاد به‌عنوان پرمصرف‌ترین مصالح اساسی ساختمانی و تخصصی، نقش بی‌مانندی در توسعه اقتصاد ملی، امنیت ملی و زندگی مردم ایفا می‌کند.

با توسعه سریع اقتصاد و جامعه چین، نیاز به آهن‌وفولاد برای مدت طولانی در آینده در سطح بالایی باقی خواهد ماند. اما، صنعت آهن‌وفولاد چین مدت‌هاست که با کمبود شدید سنگ‌آهن مواجه بوده است. به این معنا که سنگ‌آهن داخلی نمی‌تواند تقاضای صنعت آهن‌و‌فولاد در چین را برآورده سازد.

درحال‌حاضر، صنعت آهن‌وفولاد چین به‌شدت به سنگ‌آهن وارداتی از استرالیا و برزیل متکی است که بر عملکرد پایدار صنعت آهن‌وفولاد تأثیر گذاشته است.

چین دارای منابع فراوان سنگ‌آهن با ذخیره۸۵/۲۲ میلیارد تن است اما، عمده آن سنگ‌آهن کم‌عیار با ترکیب کانه پیچیده و پراکنش ریز است. اکنون، میانگین عیار سنگ‌آهن در چین تقریباً ۳۰ درصد است و بیش از ۹۰ درصد آنها قبل از استفاده در صنعت آهن‌وفولاد نیاز به فرآوری دارند. بنابراین، استفاده از منابع سنگ‌آهن کم‌عیار موجب کاهش وابستگی به منابع سنگ‌آهن وارداتی می‌شود و برای بهره‌برداری از سنگ‌آهن کم‌عیار در سطح جهانی نیز اهمیت دارد.

کانه‌آرایی مؤثر و اقتصادی سنگ هماتیتی کم‌عیار یک مشکل فنی ناشی از کم‌عیاری آهن، ترکیب کانی پیچیده و پراکنش ریز است. تحقیقات زیادی برای فرآوری سنگ معدن هماتیت کم‌عیار در سال‌های اخیر انجام شده است. روش‌های فرآوری معمولی شامل تغلیظ گرانشی، جداسازی مغناطیسی، فلوتاسیون کف، و موارد ترکیبی آنها مانند جداسازی مغناطیسی کم‌شدت، جداسازی مغناطیسی پرشدت، فلوتاسیون معکوس، جداسازی مغناطیسی، جداسازی گرانشی، فلوتاسیون معکوس، و آسیاب‌کردن مرحله‌ای، طبقه‌بندی (classification)، جداسازی گرانشی، فلوتاسیون معکوس آنیونی می‌باشند. گرچه شاخص تولید بر اساس این فرآیندها بهبود یافته است، اما هم‌چنان با مشکلات مسیرهای فرآوری پیچیده و سازگاری ضعیف با تغییرات سنگ خام مواجه است. علاوه بر این، مقادیر زیادی باطله در فرآیند کانه‌آرایی سنگ‌آهن کم‌عیار تولید شده که باعث ایجاد مشکلات زیست‌محیطی شدید، مانند اشغال اراضی، احیای اراضی، و آلودگی آب شده است. بنابراین، توسعه تکنولوژی‌های جدید برای دستیابی به استفاده همه‌جانبه از منابع سنگ‌آهن کم‌عیار ضروری است.

تشویه مغناطیسی روش موثری برای فرآوری سنگ معدن هماتیتی استکه در آن هماتیت به مگنتیت احیا گردیده و با جداسازی مغناطیسی کم‌شدت به‌راحتی بازیابی می‌شود. درحال‌حاضر، با توسعه تکنولوژی تشویه مغناطیسی و تجهیزات صنعتی مربوطه، تکنولوژی تشویه مغناطیسی تعلیقی به روشی نویدبخش برای فرآوری سنگ هماتیت کم‌عیار تبدیل شده است. از مزایای دمای تشویه پایین، ظرفیت تولید زیاد و مسیر فرآیند ساده است. علاوه بر این، به‌دلیل تخریباکولوژیکی محیط‌زیست مرتبط با استخراج شن و ماسه، بهره‌برداری از شن ‌و ماسه رودخانه توسط دولت محدود شده است که باعث نوسانات بازار در صنعت ساختمان گردیده است. نیاز بهمصالح ساختمانی جایگزین فرصت خوبی برای توسعه و استفاده همه‌جانبه از منابع باطله‌های معدنی را به ارمغان آورده است.

 به بیان Yellishetty و همکاران، ضایعات معدنی سنگ‌آهن را می‌توان در بتن، ساخت‌وساز و آجر به‌دلیل اندازه ذرات استفاده کرد. Xu و همکاران ماسه باطله کائولن (KTS) را به‌عنوان یک جایگزین سازگار با محیط‌زیست برای شن و ماسه رودخانه طبیعی به‌عنوان یک سنگدانه ریز در تولید ملات سیمان و بتن بازیافت کردند و دریافتند که عملکرد مکانیکی با جایگزینی ۶۰ درصد وزنی KTS بهترین بود.

 Vargas و همکاران اثرات زیست‌محیطی استفاده از باطله‌های فرآوری مس (TT) را به‌عنوان مواد مکمل سیمانی محاسبه کردند، که نشان می‌دهند مخلوط‌های TT شاخص‌های زیست‌محیطی بهتری را در عملکرد مکانیکی بالاتر ارائه می‌نمایند. Loginova و همکاران نیز دریافتند که خاکستر بستر زباله‌سوز پسماند جامد شهری یک ماده اضافی جزئی بالقوه برای سیمان است.

 در این مطالعه، تکنولوژی جدیدی برای استفاده همه‌جانبه از سنگ‌آهن کم‌عیار ارائه شده است. در این فرآیند، نمونه‌ها با استفاده از آنالیز عناصر شیمیایی، پراش اشعه ایکس (XRD)، مغناطیس‌سنجی نمونه ارتعاشی (VSM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد آنالیز قرار گرفتند. تغییر فاز، تغییرات مغناطیسی و میکرومورفولوژی در تشویه مغناطیسی تعلیقی (SMR) مشخص شدند. علاوه بر این، آنالیز ترکیب عناصر و آنالیز اندازه ذرات باطله‌ها برای کاربردهای آنها در مصالح ساختمانی نیز انجام شد.