فرآوری سنگ آهن (جدایش مغناطیسی و ثقلی)
مقدمه
سنگ آهن یکی از اصلی‌ترین منابع تأمین آهن در صنایع فولادسازی است. مهم‌ترین کانی‌های آهن‌دار شامل مگنتیت، هماتیت و لیمونیت هستند. به منظور دستیابی به کنسانتره با عیار بالا و باطله کم، سنگ آهن استخراج‌شده باید فرآوری شود. دو روش رایج برای این هدف عبارت‌اند از: جدایش مغناطیسی با سپراتور و جدایش ثقلی با استفاده از تجهیزات مانند اسپیرال.
جدایش مغناطیسی
فرآیند جدایش مغناطیسی بر اساس تفاوت در مغناطیس‌پذیری کانی‌ها انجام می‌شود. کانی‌هایی مانند مگنتیت به‌خوبی جذب میدان مغناطیسی می‌شوند، در حالی که کوارتز، رس و سایر مواد باطله غیر مغناطیسی‌اند و به‌راحتی جدا می‌شوند.
تجهیزات مغناطیسی
سپراتور مغناطیسی تر (Wet Magnetic Separator) برای ذرات ریز و در محیط دوغابی به‌خصوص مناسب برای مگنتیت است و در دو نوع شدت پایین (LIMS) و شدت بالا (WHIMS) موجود است. سپراتور مغناطیسی خشک (Dry Magnetic Separator) برای ذرات درشت‌تر و مناسب برای پیش‌پالایش و کاربرد در نواحی خشک است.
بهره‌برداری از هماتیت
بر خلاف مگنتیت، هماتیت خاصیت مغناطیسی ضعیف‌تری دارد و جدایش مغناطیسی آن فقط در میدان‌های بسیار قوی امکان‌پذیر است. برای این منظور از سپراتورهای شدت بالا (WHIMS) استفاده می‌شود. با این حال، در بسیاری از موارد، به‌جای جدایش مغناطیسی، از روش‌های ثقلی برای بهره‌برداری مؤثر از هماتیت استفاده می‌شود.
جدایش ثقلی هماتیت با اسپیرال
هماتیت به دلیل چگالی بالای خود (حدود 5.3 g/cm³) گزینه مناسبی برای فرآوری با روش ثقلی است، به‌ویژه زمانی که اندازه ذرات در محدوده مناسب (0.1 تا 2 میلی‌متر) قرار داشته باشد. اسپیرال کنسانتراتور (Spiral Concentrator) ذرات تحت تأثیر گرانش و نیروی گریز از مرکز در یک مسیر مارپیچی حرکت کرده و به‌تدریج براساس چگالی از هم جدا می‌شوند. استفاده از اسپیرال در فرآوری هماتیت باعث افزایش بازیابی و کاهش هزینه‌های عملیاتی شده است.
مراحل کلی فرآوری سنگ آهن
- خردایش اولیه و آسیاکاری
- دانه‌بندی
- جدایش مغناطیسی یا ثقلی
- آب‌گیری، فیلتر و خشک‌سازی
- بسته‌بندی یا انتقال به کارخانه گندله‌سازی
مقایسه روش‌های مغناطیسی و ثقلی
- جدایش مغناطیسی: مناسب برای مگنتیت، هماتیت مغناطیسی، مصرف انرژی کم تا متوسط، دقت بالا، آلودگی زیست‌محیطی بسیار کم.
- جدایش ثقلی (با اسپیرال): مناسب برای هماتیت، لیمونیت، مصرف انرژی بسیار پایین، دقت بالا برای ذرات مناسب، آلودگی زیست‌محیطی بسیار کم.
جمع‌بندی
روش جدایش مغناطیسی همچنان راهکار اصلی برای فرآوری مگنتیت است. در مورد کانی‌های کم‌مغناطیس مانند هماتیت، استفاده از روش‌های ثقلی مانند اسپیرال نتایج مطلوبی نشان داده است. انتخاب روش باید بر پایه خصوصیات سنگ معدن، نوع کانی غالب، اندازه ذرات و هدف نهایی فرآوری انجام گیرد
