ﻦﻫآ ﮓﻨﺳ ﺰﯿﻟﺎﻧآ ﻪﻧﻮﻤﻧ ﻞﯿﻠﺤﺗ ﯽﮕﻧﻮﮕﭼ

Transcript

1 سنگ آهن سنگ آهن نوعی سنگ حاوي رگههاي آهن است. که با جدا کردن سنگ از آهن و ذوب کردن آن آهن بوجود میآید. Fe نماد شیمیایی آهن است. سنگآهن یکی از فراوانترین عناصر فلزي موجود در زمین است. اکسید آن حدود 5 درصد از پوسته زمین را شامل میشود. کانیهاي معدنی رایج سنگآهن عبارتند از هماتیت (Fe2O3) که 70 درصد آهن داشته و مگنتیت (Fe3O4) که 72 درصد آهن دارد. میانگین عیار آن در یک کانی آهن حدود 60 تا 65 درصد است اما در رابطه با این ماده اولیه میتوان به نکات زیر اشاره کرد: بزرگترین معادن سنگآهن در جهان در کشورهاي برزیل استرالیا چین هند آمریکا و ایالات متحده قرار دارند. میزان موجود سنگآهن در کل معادن جهان بالغ بر 800 میلیارد تن تخمین زده میشود که حاوي 230 میلیارد تن آهن است. میزان کنونی ذخایر سنگآهن در جهان که آماده بهرهبرداري هستند بالغ بر 160 میلیارد تن است. سنگآهن بر حسب میزان عیار آهن و مقدار مواد تشکیلدهنده مطلوب یا زاي د آن صرفنظر از آهن در کیفیتهاي مختلف در بازار به فروش میرسد. از لحاظ خواص مکانیکی کیفیتهاي مختلف سنگآهن به خاکه یا ریز دانه (اندازه ذرات با قطر کمتر از 4/75 میلیمتر) درشت دانه (Lump) یا اندازه ذراتی با قطر بیشتر از 4/76 میلیمتر و گندله تقسیمبندي میشوند. گندلهها از طریق فرآیند آگلومراسیون کانیهاي ریزدانه و کانی آهن تغلیظ شده تولید میشوند و اندازه ذرات آنها 9/55 میلیمتر تا 16 میلیمتر است. از سال 2003 به بعد میزان تقاضاي جهانی براي سنگآهن با نرخ سالانه بیش از 12 درصد افزایش یافت که از دلایل عمده آن افزایش در میزان مصرف سنگآهن چین است در حالیکه نرخ افزایش تقاضا در دیگر کشورها روند آهستهتري را داشت. در انتهاي سال 2010 هر تن سنگآهن با قیمت 168/5 دلار در هر تن در بازارهاي جهانی به فروش رسیده و این میزان در ماه ژانویه سال 2011 با افزایش قابلتوجهی به 179/6 دلار در هر تن افزایش یافته است. در ماه فوریه هر تن سنگآهن به قیمت 187/2 دلار در هر تن به فروش رسید که بالاترین میزان قیمت این محصول در چند ماه اخیر است. در ادامه قیمت این محصول نوساناتی داشته و در نهایت قیمت آن در ماه ژوي ن به 170/9 دلار در هر تن رسید. عرضه وتقاضاي این محصول تا سال 2012 با روند صعودي پیشبینی شده است.

2 کانی هاي آهن مهمترین کانی هاي موجود در سنگ آهن عبارتند از آهن( Fe ) لیمونیت Fe2O3.nH2O) ), ایلیمنیت( FeTiO3 ), هماتیت مگنتیت( Fe3O4 ),(Fe2O3) می باشد. آهن: Fe آهن خالص به رنگ سیاه تا خاکستري فولادي و در سطوح صیقلی به رنگ سفید فلزي بوده و داراي جلاي فلزي است. آهن 4-5 و چگالی آن 7-7/8 و چکش خوار می باشد. دماي ذوب آهنC 1536 و داراي خاصیت مغناطیسی زیاد است. این عنصر چند شکلی است: آهنی که در دماي بالاتر از 906 درجه تشکیل شود آهن نوع Fe-γ و آهنی که در دماي کم با بلورهایی به شکل مکعب مرکز دار متبلور می شود آهن Fe- α شود. سختی می گویند. آهن در سنگهاي آذرین قلیایی یا فرا قلیایی یافت می لیمونیت: Fe2O3.nH2O نام این کانی از کلمه یونانی Lemon به معنی چمن آمده است ) زیرا کانی هاي لیمونیتی در باتلاقها و چمنزارها یافت می شوند. این کانی به صورت بلورهاي بسیار نادر و به شکل سوزنی توده اي یا حالت چکنده و گاهی به صورت توده هاي متراکم الیتی و نخودي مشاهده می شود.رنگ این کانی قهوه اي زرد و سیاه و اثر آن روي چینی بدون لعاب قهوه اي مایل به زرد است. جلاي این کانی الماسی سختی 4 و چگالی 3/4-4 می باشد. رنگ سرخ و خروج آب از این کانی در لوله آزمایش و تبدیل به Fe2O3 از مشخصات این کانی است. در HCl به آهستگی حل می شود. این کانی عمدتا در لایه هاي رسوبی یافت می شود.

3 هماتیت Hematite) :با فرمول شیمیایی (Fe2O3 بلور شناسی :هگزاگونال. خواص فیزیکی : تقریبا مکعبی است = H و 5.26 = Gجلا در بلورهاي فلزي و خاکی کدر است. رنگ خاکه سرخ روشن تا تیره است ولی در اثر گرم کردن سیاه می شود. این کانی از کلمه یونانی Hematicos به معنی خونین گرفته شده است. مقدار آهن در این کانی به 70 می رسد و مقدار بسیار کمی آب دارد. رنگ این کانی از خاکستري فولادي تا سیاه آهنی تغییر می کند و قطعات نازك از آن به رنگ قرمز خونی سیر است و انواعی از آن به صورت تودهاي و خاکی قرمز قهوهاي کدر تا قرمز روشن اپک و کدر می باشد. جلاي این کانی فلزي و نیمه فلزي سختی آن 6-5 چگالی 5/26 و شکننده می باشد. از کانی هایی که مشابه این کانی هستند(مانند مگنتیت و... ( به آسانی از طریق چینی بی لعاب (رنگ سرخ گیلاسی) سختی زیاد رخساره فلسی یا ورقه هاي براق و نداشتن خواص مغناطیسی تفکیک می شوند. سیستم تبلور در این کانی تري کلینیک می باشد. بلورهاي این کانی به صورت لوحهاي نازك تا ضخیم بصورت گل رز (آهن گل سرخی) تودهاي متراکم ستونی رشتهاي قلوهاي خوشه انگوري استالاکتیتی میکایی کنکرسیونی االیتی خاکی است.این کانی توسط شعله فوتک ذوب نمی شود. در شعله احیا کننده در دماي زیاد خاصیت مغناطیسی می یابد و به مگنتیت تبدیل می شود. به آهستگی در HCl حل می شود. هماتیت در محیط اکسیدان در بسترهاي مختلف و در سنگ هاي آذرین و دگرگونی (شیست هاي بلورین) در بسترهاي گرمابی سنگ هاي آتش فشانی و سنگ هاي رسوبی یافت می شود. در جزیره هرمز خاك سرخ (اخراي سرخ) داراي بلورهاي زیباي هماتیت می باشد. هماتیت بر اثر مارتیتی شدن به مارتیت Fe2O3.H2O تبدیل می شود.

4 از مجموعه کانی هاست و محلول در اسید کلریدریک تغلیظ شده - با آب و اسید کلریدریک تمیز میشود.:: Fe : 30 06O با انکلوزیونهاي Mn,Al,Tiبراي اولین بار در سوي یس کشف شد و از نظر شکل بلور: فلسی دانهاي - تودهاي نودولار - شعاعی رنگ: قهوه اي-قرمز- خاکستري سیاه - سیاه شفافیت: نیمه شفاف - کدر(اپاك) شکستگی: صدفی جلا: فلزي - مات رخ :ندارد سیستم تبلور: رمبوي دریک و در ردهبندي اکسید است و منشا تشکیل آن ماگماي ی - هیدروترمال - است. همایند کانیشناسی (پارانژ) آن گوتیت - لیمونیت - پیروفانیت -ایلمنیت -مگنتیت - کرومیت- سیدریت- لیمونیت- مگنتیت- پیریت- کوارتز و غیرهدگرگونی - رسوبیاالیت - پسودومرفبرش سنگ آن به صورت سنگ ظریف در زینت آلات مصرف میشود. است کاربرد آن: از کانسارهاي مهم آهن در فولاد سازي است. پودرآن در رنگ سازي و ضد زنگ مصرف دارد از نظر ژیزمان شکننده و فلسی - پهن و کوتاه - رومبوي دري - ماکل فراوان است و بیشتر در آلمان اطریش ایتالیا سوي د انگلستان کانادا استرالیا لیبریا برزیل و روسیه یافت میشود. هماتیت یا» سنگ استرس «نوعی کریستال است که براي تقویت منطق تواناي یهاي ریاضی تفکر منطقی و دانش عمیق بکار می رود. این سنگ همچنین خلاقیت فرد را افزایش می دهد و باعث افزایش تمرکز می شود. هماتیت هرگونه امواج منفی را به سوي صاحب آن باز می گرداند و مانع از استرس و فشار روحی شما می شود. این کریستال مثل تکه اي آهنربا درد پا یا درد کمر را جذب می کند و براي رفع دردهاي عضلانی یا مفاصل نیز مفید است. هماتیت براي رفع بیخوابی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. مگنتیت ): 4 (Magnetite=Fe 3 O

5 بلورشناسی: ایزومتریک خواص فیزیکی : جدایش هشت وجهی در بعضی نمونه ها. G= = Hو 6. رنگ سیاه اهنی. رنگ خاکه سیاه. به شدت مغناطیسی است و می تواند به عنوان آهنرباي طبیعی عمل کند که در این صورت به آن سنگ اهنربا می گویند. کدر است. سیماهاي تشخیصی : عمدتا با خاصیت مغناطیسی شدید رنگ سیاه و سختی خود شناخته می شود. از فرانکلینیت مغناطیسی به کمک رنگ خاکه تمیز داده می شود. رخداد : مگنتیت یک کانی رایج است که به صورت افشان فرعی در بیشتر سنگهاي اذرین وجود دارد. در برخی از انواع سنگها از راه فرایند جدایش ماگمایی به عنوان یکی از سازاهاي اصلی سنگ تشکیل شده و بنابراین توده هاي معدنی بزرگی را می سازد. این توده ها به شدت از تیتانیم غنی هستند. معمولا با سنگهاي دگرگونی بلورین همراه بوده و لایه ها و عدسی هاي بزرگی می سازد. مگنتیت یک سازاي رایج در سازند هاي اهن نواري رسوبی و دگرگونی پرکامبرین است و در این موارد احنمالا منشا رسوبی شیمیایی دارد. کاربرد : کانسنگ مهم آهن. گونه هاي مشابه : منزیوفریت با ساختار اسپینلی معکوس یک کانی کمیاب است که عمدتا در دودخانها یافت می شود. جاکوبسیت یک اسپینل معکوس و کانی کمیاب است که در لانگبان سوي د یافت می شود. اولواسپینل ساختار اسپینلی معکوس گاهی اوقات به صورت قطره ها و تیغه هاي برون رستی در مگنتیت دیده می شود. علت نام گذاري: وجود کانی مقدونیه( Magnesia )و کاشف آن Magnez بود. جلا: فلزي فرعی رنگ: سیاه خط اثر: سیاه سختی: سیستم کریستال: مکعبی فرم ساخت و بافت: توده اي دانه ریز و دانه درشت وزن مخصوص: 5.18 حلال: به سختی در HCl حل می شود. FeTiO4 نیز با یک ژنز: به صورت کانی فرعی در سنگ هاي آذرین و در پدیده تفریق ماگمایی به صورت اجزاي اصلی سنگ توده هاي معدنی حاوي تیتان و آهن فراوان سازند هاي رسوبی دگرگونی پرکامبرین کاربرد: سنگ معدن مهم آهن منابع: آمریکا ایتالیا سوي د شوروي سابق در ایران معادن بزرگی در یزد کرمان خراسان زنجان و سمنان وجود دارد ***** چگونگی تحلیل نمونه آنالیز سنگ آهن در صورت انجام آزمایشXRF و شیمی تر بر روي یک نمونه سنگ آهن می توان بصورت نسبی با داشتن اطلاعات زیر نمونه را تا حدودي مورد بررسی قرار داد.

6 ) Fe T Fe:(Total ممکن است شامل کلیه آهنهاي موجود از قبیل مگنتیت هماتیت آپاتیت اولوژیست و کربنات آهن وسولفات آهن و غیره باشد - بنابراین تا اینجا مشخص می گردد که سنگ آهن داریم : FeO کسانی که اندك اطلاعاتی در خصوص سنگ آهن داشته باشند می دانند که FeO در طبیعت یافت نمی شود. علاوه بر آن بدلیل پایداري و پتانسیلی که دارا می باشد براي احیاء آن به انرژي بالاتري نیاز است ) از نظر تي وري ( ولی زمانیکه نتایج آنالیز یک آزمایش را مطالعه می نماییم با موضوع جالبی برخورد می نماییم FeO)) )) سوال اینجاست اگر FeO در طبیعت وجود خارجی ندارد پس چرا در آنالیز سنگ آهن آنرا اندازه گیري می کنند پاسخ اینست که براي اندازه گیري مقدار مگنتیت و هماتیت موجود در سنگ آهن از اندازه گیري FeO سود می بریم و یا اینکه به قولی مگنتیت را ترکیب FeO و Fe 2 O 3 می نامنند بطور کلی بالاترین مقدار اکسید آهن اندازه گیري 4 / 31 می باشد و عدد بالاتر از این در سنگ آهن قابل قبول نیست و بخاطر همین آنالیز سنگ آهن مورد بررسی قرار می گیرد. در حالت کلی اندازه گیري مقادیر نوع مختلف آهن موجود در سنگ آهن (مگنت و هماتیت)قابل اندازه گیري از روشهاي معمول آزمایشگاهی نیست ولی می توان از محاسبه مقدار FeO و TF درصد بقیه مقادیر آهن چون Fe 3 O 4 و Fe 2 O 3 را از طریق محاسبه بدست آورد. محاسبه مقدار آن به روش ذیل می باشد: Fe3O4=232/72*FeO Fe2O3=(TFe-168/232*Fe3O4)*160/112 مگنتیت هماتیت آهن Fe Total= Fe2O3* * FeO وزن ملکولی = 72 FeO وزن ملکولی 112 = 2 Fe وزن ملکولی 160 = Fe 2 O 3 وزن ملکولی = Fe 3 O وزن ملکولی 168 = Fe 3 حال اگر بخواهیم واقعا ماهیت سنگ آهن را بدانیم کافی است که چند محاسبه کوچک انجام دهیم:

7 درجه اکسیداسیون سنگ آهن ReTio=TFe/FeO: از این فرمول می توان دقیق تر پی به ماهیت مگنتیت یا هماتیت بودن سنگ آهن پی برد. بر این اساس می توان مبنی را عدد 7 گذاشت و به ازاء کمتر از 7 ماهیت مگنتیتی و بزرگتر از 10 هماتیتی. و بین 7 و 10 مگنت هماتیت است. با توجه به جدول آنالیز ذیل خواهیم دید با توجه به هماتیت بودن سنگ 2,3sample جذب آهن ربا می گردد در حالی که مگنتیت نیست. با وجود مقدار قابل توجه Fe 3 O 4 که دارد Chemical Composition Fe3O4 Test TFe FeO (232/72)*FeO Unit Sam Sam Sam Sam Sam Sam Sam Sam Fe2O3 Retio ((TFe)- (168/232)*Fe3O4)*(160/112) TFe/FeO مقدار P حذف کرد به ) فسفر ( که یکی از مزاحمان فولاد سازي است و موجب شکستگی فولاد میگردد و تا حد امکان عنوان مثال مقدار این عنصر در معادن چادرملو قابل توجه کنستانتره این مقدار تا حد 0/055 تقلیل پیدا می کند و قابل قبول فولاد سازان است. می بایست آن را است یعنی در حد 1 که با توجه به تغلیظ و فراوري مقدار ) S گوگرد ( مجددا همانند فسفر مزاحم فولاد سازان است با این تفاوت که موجب نرم شدن فولاد می گردد. می بایست آن را حذف کرد با توجه به شکل کانسار معدن گل گهر این عنصر در گل گهر به میزان زیادي است یعنی 0/9 که در آنجا سنگ آهن تغلیظ و گوگرد زدایی می گردد. سیلیس ) 2 ( SiO که مزاحم هزینه بر فولاد است که می توان گفت پر هزینه ترین عنصر مزاحم آهن است که به صورت مذاب و سرباره همراه با مقدار زیادي آهن از پاتیل ذوب به بیرون ریخته می شود. en