4.5/5
12رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود

سنگ آهن (Iron Ore)، از فراوان ترین سنگ های فلزات در زمین و از محبوب ترین و کاربردی ترین مواد معدنی موجود است و حدود پنج درصد پوسته زمین را تشکیل می ‌دهد؛ به تعبیر دیگر، سنگ آهن یکی از انواع سنگ معدن، حاوی رگه هایی از آهن (Fe) است که در نقاط مختلف دنیا در دسترس است. در این رابطه، سنگ هایی که بیش از 20 درصد آهن داشته باشند، سنگ معدنی آهن نامیده می شوند. فراوانی منابع و معادن اولیه، استحکام، سهولت در فرآوری و ذوب و نیز برخورداری از قیمت مناسب، از دلایل رواج استفاده از سنگ آهن است و آن را به یک کالای با ارزش در تولیدات صنعتی و رونق اقتصادی تبدیل کرده است.

pdf سنگ آهن چیست و چه کاربردهایی در صنعت دارد؟

سنگ آهن چیست و چه کاربردهایی در صنعت دارد؟

سنگ آهن چیست ؟

سنگ آهن، ماده اولیه تولید فولاد است و 98 درصد استخراج این ماده در سطح جهان، به منظور تولید فولاد استفاده می شود. این عنصر که به راحتی اکسیده می ‌شود، چندان محکم نیست و آلیاژ آن، برای افزایش استحکام در صنعت ساختمان سازی و نظایر آن، با استفاده از عناصر مختلف به ویژه نیکل و کروم تهیه می شود. از آنجا که صنایع خودروسازی و ساخت و ساز، مصرف ‌کنندگان اصلی فولاد هستند، بنابراین میزان تقاضای فولاد در این صنایع، بر تقاضا و قیمت سنگ آهن موثر است.

هر چند سنگ آهن، جایگزین مستقیمی ندارد اما فولاد به عنوان مصرف‌ کننده اصلی آن، جایگزین‌ های مختلفی دارد و با فلزاتی مانند آلومینیوم به ویژه به دلیل رشد فزاینده آن در صنعت خودروسازی رقابت می کند. با این همه، از آنجا که تولید آلومینیوم نیازمند مصرف بالای برق است، مصرف فولاد همچنان رایج تر است. البته کانتینر، پلاستیک و شیشه در امر تولید نیز جایگزین ‌هایی برای فولاد هستند. نکته دیگر اینکه هر چند حجم محدودی از آهن قراضه بازیافت می‌ شود ولی بازیافت فولاد از فلزات دیگر بیشتر است و با اینکه از بازیافت قراضه، فولاد نیز تولید می‌ شود ولی حجم آن کافی نیست.

کاربرد سنگ آهن چیست ؟

عمده ترین کاربردها و موارد مصرف سنگ آهن در ساخت ماشین آلات، تجهیزات ساختمان سازی، راه آهن تجهیزات مختلف صنعتی است. همچنین کاربردهای متفرقه مانند به کارگیری تولید بتن و سیمان، گل حفاری، شست و شوی زغال سنگ و برخی رنگدانه ها برای آن ذکر شده است.

از سایر کاربردهای سنگ آهن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  •  آهن پودر شده (استفاده از انواع خاصی از فولادها، مگنت ها، قطعات اتومبیل و کاتالیست ها)
  • آهن رادیواکتیو (استفاده در داروسازی به عنوان عنصر ردیاب در تحقیقات بیوشیمی و فلزکاری)
  • اکسید آهن سیاه (به عنوان رنگدانه در ترکیبات پولیش، داروسازی، فلزکاری، ساخت جوهرهای مغناطیسی و…)
  • آهن قرمز (برای نقاشی ها، جوهر پرینت، لوازم آرایشی مانند سایه چشم، رنگ های هنری، پلاستیک ها، کود و مراحل نهایی صنعتی)

مراحل استخراج آهن از سنگ معدن

مراحل استخراج آهن از سنگ معدن

سنگ آهن برای استفاده، نیازمند خالص سازی است. استخراج آهن از سنگ معدن‌، طی فرایند‌های فیزیکی و مکانیکی و شیمیایی ویژه صورت می گیرد. در عمل شیمیایی، سنگ های اکسیدی آهن توسط کربن، احیا و عنصر آهن، آزاد می شود. برای خالص سازی، ابتدا سنگ معدن باید طی چندین مرحله عملیات مانند خرد کردن، آسیاب کردن، سرند کردن، شستشو، استفاده از جدا کننده مغناطیسی یا به روش فلوتاسیون تغلیظ شود. تولید یک تن آهن در یک کوره بلند، نیازمند 75.1 تن سنگ آهن، 750 کیلو زغال سنگ و 250 کیلو سنگ آهک بوده همچنین دمای هوا در مرکز کوره 1600 درجه سانتیگراد است.

برای فرآیند تولید و خالص کردن باید فرایند ذوب و احیا در کوره ها، به شیوه امروزی صورت گیرد. در این زمینه، روش های متفاوتی وجود دارد که کوره بلند، اصیل ‌ترین روش جداسازی آهن از سنگ آهن می باشد. کوره بلند، کوره عمودی است که در کارخانه ‌های ذوب فلز برای استخراج فلز، به ویژه آهن، از سنگ معدنی کاربرد دارد. با استخراج سنگ آهن خام از پوسته زمین و تفکیک ناخالصی ‌ها، پودر تیره رنگ نقره ای – قهوه ای آهن به دست می آید.

مراحل و روش های فرآوری سنگ آهن

فرآوری سنگ آهن به این خاطر است که سنگ آهن های استخراج شده از معادن، خالص نیستند و ترکیبات مضری دارند. همچنین عیار این سنگ های آهن پایین است. مراحل مختلف فرآوری سنگ آهن، استفاده از آن را در فضاها و مکان های مختلف را تسهیل می کند. سنگ آهن پس از فرآوری به اشکال مختلفی از جمله دانه بندی شده، گندله و کنسانتره تبدیل می گردد و مصرف کنندگان با توجه به نیاز خود، این محصول را نیز تهیه می کنند. فرآوری این ماده با توجه به محصول تولیدی، به دو دسته تقسیم می شود:

  • تولید سنگ آهن دانه بندی شده

برای تولید سنگ آهن دانه بندی شده از روش خشک و بدون آب استفاده می شود. سنگ آهن دانه بندی شده به دلیل اینکه دارای عیار پایین است، در سیستم احیا قابل استفاده نیست و از آن در کوره بلند بهره گرفته می شود.

  • تولید کنسانتره

برای تولید سنگ آهن کنسانتره از آب استفاده می شود. از آنجا که کنسانتره تولید شده، عیار مناسبی دارد، متناسب با نیاز، در مصارف مختلف، قابل بهره برداری است. در این رابطه، مراحل فرآوری سنگ آهن برای تولید کنسانتره عبارتند از: خرد کردن، آسیاب کردن، پرعیارسازی، آبگیری
نکته حائز اهمیت اینکه فرآوری سنگ آهن برای تولید فولاد اهمیت دارد. در صورت فرآوری آن، در بسیاری از فرآیندهای تولید فولاد و هزینه های ناشی از آن، صرفه جویی می شود. همچنین کاهش هزینه تصفیه، کاهش آلودگی و کاهش هزینه ذوب و انرژی از دیگر مزایای فرآوری سنگ آهن در این زمینه است. فرآوری سنگ آهن از منظر عرضه آن در بازار به صورت های مختلف انجام می شود و صنایع گوناگون می توانند از آن به شیوه مورد نظر خود استفاده نمایند. از این رو، اشکال مختلف سنگ آهن و شیوه های ارائه آن به بازار را می توان شامل موارد زیر دانست:

  1. دانه بندی شده: استفاده از این نوع سنگ آهن، به دلیل خاصیت احیاپذیری پایین، کاهش یافته است.
  2. کلوخه: رایج ترین شیوه استفاده از سنگ آهن است که سالانه صدها میلیون تن از آن تولید می شود و در صنایع تولید آهن و فولاد مورد استفاده است.
  3. گندله: گلوله‌ های تولید شده از نرمه سنگ آهن و سایر مواد افزودنی است که ابتدا خام است و سپس پخته و سخت می‌ شود و برای احیا به روش سنتی تولید آهن در کوره بلند یا روش‌ های متعدد احیای مستقیم به کار می ‌رود. حدود 80 درصد گندله تولید شده در کوره بلند و حدود 20 درصد در احیای مستقیم کاربرد دارد.

در مجموع با توجه به فرآوری سنگ آهن ها و شیوه عرضه آنها در بازار می توان سنگ های آهن فرآوری شده و قابل ارائه را در قالب دانه بندی شده، کلوخه، کنسانتره و گندله تقسیم بندی کرد.

انواع سنگ آهن موجود در ایران

انواع سنگ آهن موجود در ایران

سنگ آهن ها انواع مختلفی دارند و در مجموع، قیمت آنها، مناسب و مقرون به صرفه است. با توجه به اینکه حداقل آهن موجود در سنگ آهن، 20 درصد است، هر چه مقدار آهن آنها افزایش پیدا کند، ارزش بالاتری دارند. انواع سنگ آهن حداقل از دو جنبه قابل طبقه بندی است:

  •  انواع سنگ آهن از لحاظ شکل ظاهری شامل: دانه بندی شده، کلوخه، کنسانتره، گندله که قبلا توضیح داده شد.
  • انواع سنگ آهن از لحاظ نوع کانی شامل: هماتیت، مگنتیت، زئولیت، لیمونیت، سیدریت

در حال حاضر، با ارزش ‌ترین سنگ آهن ‌های موجود که میزان آهن آنها حدود 70 درصد است، عبارتند از:

  • سنگ آهن مگنتیت: نوعی از سنگ آهن به رنگ سیاه است که مهم ترین ویژگی آن، دارا بودن خاصیت الکترومغناطیسی است. از سنگ آهن مگنتیت نیز به منظور تولید آهن ربا استفاده می شود و به خاطر ویژگی های آن در موارد متعدد، کاربرد دارد. این نوع سنگ آهن، هم در اکتشاف و هم در فرآوری، کم‌ هزینه ‌تر است. مگنتیت در آلمان، سوئد، فنلاند، رومانی، اتریش، ایتالیا، برزیل، سوئیس، استرالیا، آمریکا، هند و مصر یافت می ‌شود.
  • سنگ آهن هماتیت: یکی از کانی های سنگ آهن است که به وسیله آب و اسید کلریک تمیز می شود و می توان از آن به عنوان رنگدانه نیز استفاده کرد. شکل ظاهری این سنگ آهن، فلس دار و دانه دانه است و به رنگ قرمز قهوه ای و به صورت صدفی و فلزی است. از ویژگی های این سنگ می توان به ضد زنگ بودن آن اشاره کرد. هماتیت بیشتر در آلمان، اتریش، ایتالیا، سوئد، انگلستان، کانادا، استرالیا، لیبریا، برزیل، روسیه و جزیره هرمز در ایران یافت می ‌شود.

تفاوت سنگ آهن هماتیت و مگنتیت

هر یک از انواع این کانی ها، دارای ویژگی های خاصی هستند و می توان از آنها با توجه به نیاز در موارد خاص استفاده کرد. با این وجود، به گفته کارشناسان معدنی کشور، از آنجا که فرآوری مگنتیت در مقایسه با هماتیت آسان ‌تر است، تمایل بازار داخلی به سنگ ‌آهن مگنتیت است. سنگ ‌آهن هماتیت برای فرآوری، هزینه بیشتری به کارخانه ‌های ذوب آهن تحمیل می ‌کند و از آنجا که ذخایر مگنتیت در ایران بیشتر است، تمایل چندانی برای سرمایه‌ گذاری در فرآوری سنگ ‌های هماتیتی در کشور وجود ندارد. هزینه بالا و کارکرد پایین پرعیار سازی به دلیل باطله زیاد و عیار کم در معادن هماتیت‌ دار، دلیل کم ‌توجهی به هماتیت نسبت به مگنتیت است. با این همه، به دلیل نیاز روز افزون کارخانه‌ های کنسانتره فولاد به سنگ ‌آهن، توجه به ذخایر هماتیت مهم است. همچنین از سنگ آهن سیدریت در کشورهای دارای کمبود منابع سنگ ‌آهن در شرایط خاصی برای استحصال آهن استفاده می ‌شود.

عوامل موثر بر قیمت سنگ آهن

قیمت سنگ آهن در دنیا، متاثر از عوامل مختلفی است و پارامترهای متعددی مانند قیمت فولاد، شاخص تولید ناخالص داخلی، قیمت نفت خام، قیمت آلومینیوم، قیمت طلا، نرخ بهره، نرخ تورم، ارزش دلار، ارزش سهام و میزان تولید آهن و فولاد بر قیمت جهانی سنگ آهن موثرند. در ایران، در زنجیره آهن و فولاد از اوایل دهه 1380، با توجه به دولتی بودن آن، قیمت‌ گذاری دستوری متداول شد اما از اواسط این دهه و رونق صادرات به چین و فعالیت معادن خصوصی و کوچک، اختلاف قیمت بازار داخلی و صادراتی مطرح و تلاش برای ترمیم فاصله قیمتی آغاز شد؛ به گونه ای که در سال ‌های گذشته قیمت کنسانتره از 9 درصد قیمت شمش فولاد خوزستان به 11، 13 و 16 درصد افزایش یافت اما در سال جاری (1399)، توافق واحد برای نرخ کنسانتره ایجاد نشده است.

عوامل موثر بر قیمت سنگ آهن

با این حال، بر اساس نظرات کارشناسان، قیمت فولاد، میزان عرضه و تقاضا و نرخ دلار و شیوه قیمت گذاری شرکت های بزرگ، از جمله شاخص های کلان موثر بر قیمت سنگ آهن در دنیا محسوب می شوند:

  • عرضه و تقاضا: قیمت جهانی و وضعیت عرضه و تقاضا، مهم ترین عامل موثر بر قیمت فروش سنگ آهن است. از متغیرهای تاثیرگذار، روند افزایشی کم شدن عرضه و افزایش همزمان تقاضاست.
  • قیمت فولاد: با توجه به اینکه سنگ آهن، ماده اولیه تولید فولاد است و به دلیل جایگاه و مصرف بالای فولاد در صنایع مختلف و عرضه و تقاضای بازار، قیمت فولاد یکی از عوامل موثر بر قیمت سنگ آهن است. از این رو، قیمت سنگ آهن در گذشته، معمولا از طریق مذاکرات بین شرکت های معدنی بزرگ و فولاسازان تعیین می شد و نرخ این توافقات، شاخص قیمت صنعت فولاد بود. همچنین از آنجا که سنگ آهن به عنوان مواد اولیه برای تولید مقاطع فولادی است، هر گونه نوسان در قیمت آن روی قیمت تمام شده مقاطع فولادی از جمله قیمت میلگرد و تیرآهن موثر است. تولیدکنندگانی که مقاطع فولادی را با سنگ آهن تولید می‌کنند، قیمت تمام شده محصولات برای آنها کمتر از تولیدکنندگانی است که از قراضه‌ها برای تولید این محصولات استفاده می‌کنند.
  • نرخ دلار: قیمت سنگ آهن بر اساس شاخص نرخ های بین المللی است و با دلار امریکا نشان داده می شود بنابراین نوسانات قیمت دلار بر نرخ سنگ آهن موثر است. به اعتقاد کارشناسان، افزایش قیمت سنگ ‌آهن در بازار جهانی و نیز افزایش نرخ دلار در بازار ارز در ایران، معادن کوچک و متوسط سنگ آهن کشور را که به خاطر رکود بازار داخلی و جهانی محصولات معدنی با خطر تعطیلی مواجه می شوند، دوباره به چرخه تولید باز می گرداند.
  • تولید و قیمت گذاری شرکت های معدنی بزرگ: تولید کننده اصلی سنگ آهن، استرالیا و پس از آن چین و برزیل است. همچنین روسیه و آمریکا از تولیدکنندگان بزرگ در این عرصه محسوب می شوند. در این زمینه، تولیدات استرالیا صادر می ‌شود در حالی که چین، تولید خود را مصرف می ‌کند زیرا بزرگترین تولیدکننده فولاد جهان است و یکی از بازارهای اصلی مصرف سنگ آهن را داراست. از این رو، تولید، صادرات و قیمت گذاری کشورهای تولیدکننده در این بازار نقش دارد. در سال های اخیر، سیستم قیمت گذاری کوتاه مدت جایگزین نرخ گذاری سالانه شده و دیگر قرارداد سالانه توسط شرکت های معدنی بزرگ دنیا بسته نمی شود و بسیاری از شرکت های معدنی استرالیا و برزیل به دنبال قراردادهای کوتاه مدت هستند.

پیش بینی قیمت سنگ آهن

از نگاه برخی کارشناسان در سال های اخیر، موجودی بنادر کشورهای صادر کننده سنگ آهن، موجودی بنادر چین و موجودی انبارهای فولاد سازان که رشد این سه عامل، قیمت سنگ آهن را کاهش می ‌دهد، شاخص حمل دریایی، قیمت فولاد و شاخص‌ های اقتصادی کلان چین که رشد آنها، قیمت سنگ آهن را افزایش می‌ دهد، از عوامل موثر بر قیمت جهانی سنگ آهن بوده است.

با وجود دیدگاه های مختلف فعالان بازار و محققان حوزه معدن، عوامل موثر بر قیمت سنگ آهن، متناسب با شرایط و تحولات جهانی، متفاوت و متغیر است؛ به گونه ای که برگشت چینی ‌ها از تعطیلات، رسیدن موجودی انبارهای سنگ آهن به مرز 114 میلیون تن و خبر بازگشت شرکت سامارکو در برزیل، از عوامل موثر بر قیمت سنگ آهن، در نیمه مهرماه 1399 بوده است.

با این همه، به گفته برخی محققان، با توجه به تعدد شاخص ها و پیچیدگی روابط میان آنها، امروزه از روش های مبتنی بر هوش مصنوعی نظیر شبکه های عصبی مصنوعی برای پیش بینی قیمت سنگ آهن استفاده می شود. بر اساس نتایج حاصل شده از پژوهش «ارزیابی عوامل موثر بر قیمت سنگ آهن با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی»، در سومین کنفرانس معادن روباز ایران، پارامترهای تولید ناخالص داخلی چین، قیمت طلا و قیمت نفت به ترتیب بیشترین تاثیر و پارامترهای نرخ بهره، نرخ تورم و ارزش دلار به ترتیب کمترین تاثیر را در بین پارامترهای ورودی بر قیمت سنگ آهن دارند.

سنگ آهن در ایران و جهان

در حال حاضر، وضعیت تولید سنگ ‌آهن و فولاد در جهان با شتاب کمتری نسبت به ایران در حال رشد است. بر این اساس، در سال 2020 به دلیل تاثیرات ناشی از کووید 19 و تعطیلی پروژه های زیر ساختی، رشد تولید سنگ آهن و فولاد، در بسیاری از کشورها کاهش محسوس داشته و بعضا به تعطیلی معادن منجر شده است. با این وجود، یکی از دلایل رشد اقتصادی چین در حوزه زیرساختی، در سال 2020، سنگ آهن بوده است. بر اساس پیش بینی موسسه وود مکنزی، محرک‌ های قیمتی در حوزه سنگ آهن، متعادل ‌تر و عرضه سنگ آهن حمل شده از راه دریا و تقاضا از سال 2021 به یکدیگر نزدیک ‌تر خواهد شد.

در همین زمینه، کل استخراج سنگ ‌آهن ایران در سال 98، برابر با 94.808 میلیون تن بوده و پیش‌بینی می ‌شود این میزان در سال 99 به 99.448 میلیون تن برسد. از آنجا که در چشم ‌انداز 1404، میزان تولید فولاد باید به 55 میلیون تن برسد، سالانه 155.8 میلیون تن برای واحدهای کنسانتره ‌سازی و 13.2 میلیون تن برای واحدهای دانه بندی و در مجموع 169 میلیون تن سنگ ‌آهن مورد نیاز است.

بر اساس پیش ‌بینی طرح جامع فولاد کشور، ذخایر کشف ‌شده، تنها پاسخگوی نیاز واحدهای پایین  دستی تا 10 سال بعد از چشم ‌انداز 1404 است در حالی که صنعت آهن و فولاد، برای تداوم تولید 55 میلیون تن فولاد، در یک دوره 20 ساله بعد از سند چشم انداز، یعنی تا حدود سال 1425، به حداقل 1.5 میلیارد تن ذخیره قطعی جدید سنگ ‌آهن نیاز دارد. از آنجا که سنگ آهن طی یک دهه، از بازار مبهم با قراردادهای سالانه به یک کالای مالی جهانی و یک محرک اقتصادی و زیربنایی تبدیل شده، از یک سو، افزایش تولید آن، به بالندگی و رشد صنایع فولادی کشور کمک می کند و از سوی دیگر، موجب توسعه صادرات و رونق اقتصادی می شود.

4.5/5
12رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود
پیشنهاد می کنیم مطالعه کنید
0

سوالات و نظرات کاربران

نمایش موافق ترین ها
0

سوالات و نظرات کاربران

اختیاری

اشتراک گذاری

تماس 03135155000 03135156000 0