دنیای بازیافت فلز: حقایق

ما واقعاً در مورد دنیای بازیافت فلز چقدر می دانیم؟ صنعت رقابتی و مستقر که سراسر جهان را در بر می گیرد ، این یک موضوع کاملاً پیچیده است. با این حال ، بسیاری از آمارهای موجود در آنجا وجود دارد که می توان آنها را برجسته کرد ، به ویژه برای نشان دادن ارزش کاملی که بازیافت فلز به طور کلی به جهانیان می بخشد.

سهم مثبت بازیافت فلز در انگلستان کم نیست! این بخش سهم قابل توجهی در تراز تجاری در انگلیس دارد و به صرفه جویی در مقادیر عظیم انرژی ، محافظت از محیط زیست و حمایت از حداقل 10،000 کارگر انگلیسی کمک می کند. تخمین زده می شود که هر ساله حدود 10 میلیون تن آهن قراضه در انگلیس بازیافت می شود.

در ادامه بخوانید تا برخی از بینش های مورد علاقه ما درباره اثرات بازیافت فلز در انگلستان ، اروپا و سراسر جهان را کشف کنید. برای آسانتر خواندن مطالب ، حقایق و آمار بر اساس نوع فلز تقسیم می شوند.

آلومینیوم
آلومینیوم یکی از مقرون به صرفه ترین فلزات برای بازیافت است که در مقایسه با تولید از ابتدا صرفه جویی زیادی در مصرف انرژی به همراه دارد. مانند اکثر فلزات ، آلومینیوم را می توان بی حد و حصر بازیافت کرد بدون از بین بردن هیچ یک از خواص مفید آن. در نتیجه ، آلومینیوم بازیافت شده در طیف گسترده ای از برنامه ها از جمله ساخت و ساز ، ساخت وسایل نقلیه ، لوازم الکترونیکی و موارد دیگر استفاده می شود.

تخمین زده می شود 75٪ از کل آلومینیوم ساخته شده تا به امروز در گردش باشد
بازیافت آلومینیوم 95٪ انرژی کمتری نسبت به زمانی که با استفاده از مواد اولیه تولید می شود ، مصرف می کند
بازیافت یک تن آلومینیوم باعث صرفه جویی در هشت تن بوکسیت خام و نه تن از انتشار CO2 می شود
با بازیافت یک آلومینیوم می توانید انرژی کافی را برای صرفه جویی در یک لامپ 100 واتی تا 4 ساعت صرفه جویی کنید
یک آلومینیوم می تواند در طول سال هشت بار بازیافت شود و در تولید 160 قوطی جدید صرفه جویی می کند
فلز مس
مانند بسیاری از فلزات دیگر ، مس نیز می تواند بی پایان بازیافت شود بدون از بین رفتن عملکرد. مس قراضه با درجه Premium حدود 95٪ از ارزش خود را در مقایسه با فلز اولیه اصلی نگه می دارد و به دلیل ارزش بازیافت قابل توجهی از آن شهرت عمومی می یابد. با افزایش تقاضای جهانی از سال 1960 تاکنون 250٪ ، مس بازیافت شده ای را می توانید در انواع مختلفی از مکانها پیدا کنید. این شامل مصالح ساختمانی مانند بام و روپوش ، حمل و نقل مانند قطار و اتومبیل ، همچنین پیدا کردن راه خود به سکه ها ، وسایل آشپزی ، مجسمه ها و آلات موسیقی است. با این حال به دلیل خاصیت رسانایی آن ، اکثریت قریب به اتفاق (65٪) در کاربردهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد.

بازیافت مس مقدار زیادی انرژی صرفه جویی می کند: 85٪ نسبت به ساخت فلز از ابتدا
تخمین زده می شود 80 درصد کل مس که تاکنون از زمین استخراج شده است ، هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد
استفاده از مس قراضه میزان انتشار CO2 جهانی را تقریباً 65٪ کاهش می دهد
تقریباً 42٪ مس مورد استفاده در اروپا از منابع بازیافتی حاصل می شود
فلز روی
روی چهارمین فلز متداول در صنعت (پس از آهن ، آلومینیوم و مس) است. این ماده به راحتی بعنوان بخشی از آلیاژهای حیاتی مانند برنج ، بازیافت و مورد استفاده قرار می گیرد که 50٪ شاهد استفاده نهایی در فرآیندهای گالوانیزه است. به عنوان مثال خودروی متوسط ​​در قسمتهای بدنه گالوانیزه خود حاوی حداکثر 10 کیلوگرم روی است. با دور ریختن خودرو ، این پانل های حاوی روی قابل بازیافت هستند و به قسمت هایی با کیفیت برابر تبدیل می شوند. روی و ترکیبات آن نیز در محصولاتی مانند باتری ، رنگ ، کرم ضد آفتاب و… رواج دارد.

تولید روی از طریق بازیافت از 76 درصد انرژی کمتری نسبت به فرآیندهای استخراج اولیه استفاده می کند
بیش از 90٪ از تولید روی در جهان از سنگ معدن مخلوط شده با سایر فلزات با ارزش مانند سرب و مس حاصل می شود
بین 30 تا 40 درصد از تأمین روی در جهان از قراضه قدیمی (1.4 میلیون تن) و ضایعات / مانده های جدید (1.5 میلیون تن) تهیه می شود.
تقریباً 70٪ روی در محصولات پایان عمر بازیافت می شود
تولید برنج و برنز 17٪ از مصرف نهایی روی را تشکیل می دهد
فولاد
فولاد احتمالاً بازیافت ترین فلز جهان از جمله انگلیس است. این تعجب آور نیست که یاد بگیرید که قوطی های قلع از 99٪ فولاد تشکیل شده است (در اصل به عنوان قوطی های قلع دار شناخته شده است). همچنین در نظر بگیرید که تقریبا 70٪ از وزن یک ماشین از جنس استیل موجود در بدنه آن است. فرآیند بازیافت ماشین قراضه ، به موجب آن یک آهنربا آیتم های فولادی را از فلزات پلاستیکی و غیر آهنی از یک تسمه نقاله نورد جدا می کند ، سالانه تن فولاد را در انگلستان بازیابی می کند. این فرایند همچنین به حفظ قابل توجهی از سوخت های فسیلی ، انرژی و گازهای گلخانه ای کمک می کند.

 

خرید ضایعات آهن 

بازیافت فولاد در مقایسه با تولید فولاد جدید از مواد اولیه ، باعث کاهش 80 درصدی انتشار CO2 می شود
فرآیندهای بازیافت فولاد همچنین مصرف آب را 40٪ و آلودگی آب را 76٪ کاهش می دهد
بخش اعظم فولاد بازیافت شده فرآوری شده در انگلیس به بازارهای خارجی صادر می شود - در واقع 75٪
با بازیافت هفت قوطی فولادی برای انرژی بیش از 24 ساعت در یک لامپ 60 واتی انرژی کافی صرفه جویی می شود
تقریباً هر بدنه جدید اتومبیل که با آن روبرو می شوید ، از حدود 25٪ از فولاد بازیافت شده تشکیل شده است
رهبری
سرب ، مانند سایر فلزات ، برای اقتصاد دایره ای مناسب است ، قادر به بازیافت بی نهایت و بدون از دست دادن کیفیت است. این فلز دارای بالاترین میزان بازیافت در سطح جهان و همچنین بالاتر از آلومینیوم ، مس یا روی و همچنین موارد قابل بازیافت مانند روزنامه یا شیشه است.

تخمین زده می شود که بیش از نیمی از سرب در گردش خون امروزه قبلاً در یک محصول متفاوت استفاده شده است
حدود 80٪ سرب برای باتریهای اسید استفاده می شود ، در حالی که برخی از کشورها میزان بازیافت باتری را بیش از 95٪ دارند.
استفاده از سرب بازیافتی و ثانویه میزان انتشار CO2 را در مقایسه با فرآیندهای سنتی 99٪ کاهش می دهد
قلع
قلع قراضه یکی دیگر از منابع حیاتی فلز در صنایع مختلف است که سرعت بازیافت و فناوری های آن به سرعت گسترش می یابد. بخش عمده ای از قلع در آبکاری و لحیم کاری و همچنین در آلیاژهایی مانند برنج و برنز مورد استفاده مجدد قرار می گیرد. با وجود این میزان بازیافت نسبتاً کم در سراسر جهان - تنها با 8٪ - هنوز فضای زیادی برای بهبود با این فلز وجود دارد!

بازیافت قلع به طور متوسط ​​2600 کیلووات ساعت انرژی در هر تن صرفه جویی می کند
یک تن قلع بازیافتی مانع از استخراج تقریباً 1.5 تن سنگ معدن قلع می شود
در مقایسه با ایجاد آن از ابتدا ، بازیافت قلع تقریباً 99٪ انرژی کمتری مصرف می کند
خلاصه
همانطور که مشاهده می کنید ، تقریباً همه فلزات می توانند به عنوان مواد جدید در کالاهای حیاتی یا محصولات قابل بازیافت و استفاده مجدد باشند. در واقع ، اثبات فلزات قراضه به عنوان یک صنعت ثابت کرده است که در برابر فشارهای قابل توجه اقتصادی مقاوم است و خود را به عنوان یک عامل اساسی در اقتصاد جهانی معرفی می کند. مزایا - از نظر صرفه جویی در هزینه ، راندمان و کاهش تأثیرات زیست محیطی ما - به روشنی توسط حقایق و ارقام نشان داده شده است. فقط در انگلیس ، صنعت قراضه فلزی سالانه بالغ بر 5.6 میلیارد پوند ارزش دارد.

فرآوری گندله سازی

سنگ آهن ماده اولیه مهمی در دنیای امروزه است.ماده ی پایه در صنعت فولاد که از بعضی مواد اولیه گرفته تا برخی لوازم، وابسته به وجود آن هستند.به لطف سنگ آهن ، فولاد بخش اصلی اکثر لوازم اطراف ما را تشکیل میدهد.

تولید فولاد از سنگ آهن با روش گندله سازی با توجه به مزایای بسیاری که شامل میشود یک گزینه جذاب در بازار است.

در ادامه نگاهی به این فرآیند می اندازیم…

آماده سازی سنگ آهن برای گندله سازی

سنگ آهن قبل از گندله شدن باید مراحل پردازش طولانی را طی کند،مجموعه ای از مراحل که اغلب برای بهره برداری و تمرکز بر روی  سنگ های معدنی کم ارزش استفاده میشوند.

این فرآیند بسته به منبع استخراج سنگ معدن ممکن است متفاوت باشند، اما به طور معمول این مراحل شامل خرد کردن و کوبیدنِ سنگ آهن برای کاهش اندازه ی آن میشوند. سپس از تکنیک های جداسازی مانند جداسازی مغناطیسی یا شناور سازی مواد اضافی برای تفکیک مواد زائد از آهن استفاده میکنیم.

این عملیات برای تبدیل سنگ آهن خام به پودری غلیظ و مناسب برای گندله اجرا می شود.

علاوه بر سنگ آهن معدنی ، منابع دیگر آهن مانند گرد وغبار ناشی از دودکش و کوره های انفجار جمع آوری شده نیز تبدیل به گندله میشوند تا از هدر رفت جلوگیری شود.

روند گندله سازی

تولید گندله های سنگ آهن از مراحل اولیه تا رسیدن به محصول نهایی می تواند براساس عوامل مختلفی دچار تغییر شود.لذا با توجه به این موارد در نظر داشته باشید که فرایندی که در اینجا شرح داده شده است رویکردی کلی است که گزینه های مختلف را در نظر میگیرد.

در کل ، گندله سازی سنگ آهن شامل سه مرحله اصلی میشود:

۱) مخلوط کردن/نو ترکیبی

مرحله مخلوط کردن باعث ایجاد ترکیبی میشود که به یکنواختی گندله سنگ نهایی بسیار کمک میکند.

به منظور کنار هم نگه داشتن خرده سنگ های موجود در ترکیب یک گندله سنگ ،به یک فاکتور نیاز داریم که مانند چسب این تکه ها را کنار هم نگه دارد. انتخاب این ماده بسته به اهداف منحصر به فرد پروژه می تواند متغیر باشد ، اما خاک رُس بنتونیت یک انتخاب متداول است ،همچنین مواد افزودنی دیگری نیز ممکن است برای بهبود عملکرد در کوره حرارتی همراه با مواد اولیه باشند.

مرحله مخلوط کردن سنگ آهن ، چسباندن و اضافه کردن هرگونه مواد افزودنی را به طور کامل شامل میشود تا با کمک این مواد اولیه گندله  یکنواخت تهیه شود.

۲) گندله سازی

مواد موجود در میکسر بطور مداوم به همراه مایع چسبنده به درون دستگاه گندله ساز منتقل میشوند. مایع چسبنده باعث چسبندگی ذرات می شود؛ برای مثال زمانی که ذرات در دستگاه شروع به چرخیدن میکنند جذبندگی بیشتری را بین مواد مختلف پدید می آورد  که این پدیده با عنوان “یک پارچگی” شناخته می شود.

گندله ها باید استاندارد های زیادی را شامل باشند که بسیاری از آنها را می توان در طی فرآیند گندله سازی کسب کرد. این موارد ممکن است شامل استفاده از مواد افزودنی برای تنظیم آرایش شیمیایی یا خاصیت متالورژیکی گلوله ها ، یا تنظیم فاکتورهایی در این فرآیند که برای کنترل خصوصیات مادی گندله مانند استحکام در برابر خرد شدن یا توزیع مناسب اندازه ذرات باشند.

پس از رسیدن گلوله ها به اندازه دلخواه، آنها از دستگاه گندله ساز خارج شده و به مرحله بعدی منتقل می شوند (اکثر مواقع یک مرحله غربالگری لازم است). در این مرحله،گندله ها را با عنوان “گندله های سبز” میشناسند.

روش های مناسب برای ذوب ضایعاتِ آهن

ذوب ضایعات آهن و قالب گیری از آن به شکل های مختلف نیازمند حرارت بالاست.روش های مختلفی برای قالب گیری آهن وجود دارد؛دو مورد از روش های پایه ی ذوب،استفاده از گرما و برق هستند.استفاده از گرما برای سالها مورد استفاده بوده است اما استفاده از برق در اواسط قرن نوزدهم شناخته شد.کوره ای که نیروی مولدش برق است با نام کوره ی القایی شناخته می شود و روشی که از برق برای ذوب بهره می برد روش القایی نام دارد.شاید درمورد کارکرد کوره ی القایی سوال هایی در ذهنتان ایجاد شده باشد،در ادامه بیشتر به آن می پردازیم .

کوره ی القایی چیست؟

کوره ی القایی یک کوره ی برقی است که با اعمال ولتاژ بالایی از برق باعث ذوب فلز میشود.این کوره توانایی ذوب فلز هایی با وزن های متغیر(کمتر از ۱ کیلوگرم تا چند هزار تن) را داراست،همچنین قادر به ذوب فلزات گرانبهایی مانند مس ، آهن ، آلومینیوم و فولاد می باشد.گفته میشود که با توجه به کارآیی و ذوب انواع مختلف ضایعات آهن  به مراتب بهتر از کوره ی گرمایی است.شاید مزایای استفاده از این کوره برایتان جالب باشد.

مزایای استفاده از کوره ی القایی

• مصرفه به صرفه تر انرژی
• جلوگیری از اتلاف انرژی(با استفاده از جریان الکتریکی متناسب برای هر فلز)
• به خوبی قابل کنترل است
• مقرون به صرفه
• دارای پاک کننده ی مواد مذاب است
• نصب آسان
• همزن طبیعی
• گرد و خاک منتشر نمی کند
• هدر رفت بسیار کم
• باعث آلودگی محیطی نمی شود
• راندمان بالا
• بازده بالا

با توجه به دلایلی که به آنها اشاره شد،کوره های قدیمی با کوره های القایی جایگزین شده اند بصورتی که فلز را بدون ایجاد آلودگی محیطی و هدررفت عناصر با ارزش ذوب می کنند.

 

ضایعات درجه دو

درصد قابل توجهی از زباله‌هایی را که هر روز و هر لحظه توسط مردم و صنایع تولید می‌شود، زباله‌های فلزی تشکیل می‌دهند. اصطلاحا به زباله‌های فلزی یا دورریختنی‌های غیر قابل استفاده‌ی فلزات، ضایعات فلزی یا قراضه (metal scrab) نیز گفته می‌شود. خوشبختانه حجم قابل توجهی از قراضه‌های فلزات مانند ضایعات آهن، قراضه‌های آلومینیوم، قطعات مسی و مانند آن، زباله‌هایی قابل بازیافت هستند. بنابراین با در نظر گرفتن تدابیر و تکنولوژی خاص خود می‌توان آن‌ها را مجددا فراوری کرده و برای تولید قطعات فلزی جدید مورد استفاده قرار داد. دسته‌ای از این ضایعات قابل بازیافت، به نام ضایعات درجه دو و ضایعات درجه یک شناخته شده‌اند.

قبل تر در مقاله‌ای به معرفی انواع ضایعات درجه اول پرداختیم. حال در این مطلب با شرح اقسام ضایعات درجه دو همراه شما هستیم. بنابراین خواندن این مطلب را از دست ندهید.

 

ماشین آلات جداسازی ضایعات

 

در روند بازیافت و فراوری ضایعات فلزی مختلف، مراحل متعددی وجود دارد که بدون شک یکی از مهم‌ترین آن‌ها، جداسازی قطعات و ضایعات فلزی جمع آوری شده است. این جداسازی از این نظر اهمیت دارد که هر جنس از فلز مراحل و فرایندهای خاص خود را برای فراوری مجدد نیاز دارد. بنابراین باید قراضه‌های جمع آوری شده از لحاظ تفاوت در جنس فلزی، جداسازی شوند و این امر نیازمند تکنولوژی‌های خاص برای هر یک است. امروزه ماشین آلات جداسازی مختلفی بدین منظور طراحی شده‌اند که سعی کرده‌ایم در این متن یک دورنما از کار هر یک را شرح دهیم.

 

مراحل اصلی در بازیافت ضایعات فلزی

1. جمع آوری و خرید قراضه‌ها از مراکز صنعتی یا اماکن مسکونی صورت گرفته و به انبار منتقل می‌شود.
2. جداسازی ضایعات با جنس‌های مختلف که توسط ابزار و ماشین آلات جداسازی به خصوصی انجام می‌شود.
3. خرد کردن قطعات برای آسان‌تر شدن مراحل فراوری و بارگیری در کوره‌های ذوب (با تکه تکه کردن قراضه‌های بزرگ و حجیم، و ایجاد قطعات کوچک‌تر، راندمان ذوب بالاتر می‌رود، زیرا گرما راحت‌تر به تمامی قسمت‌های قراضه نفوذ خواهد کرد.)
4. ذوب قطعات در کوره‌های مخصوص و تحت دمای بسیار بالا (کوره‌ها نیز انواع متفاوتی بر حسب مواد استفاده دارند.)
5. خالص سازی مواد مذاب به وسیله‌ی انجام فرایندهایی که ناخالصی‌ها را از ماده‌ی مذاب جدا می‌کند.
6. انجماد و بارگیری در قالب‌های شمش یا قطعات مختلف مورد نیاز که پس از خنک شدن محصول نهایی با قطعات کوچک‌تر و مناسب برای استفاده در صنایع تولید خواهد شد.
7. ارسال محصولات تولید شده به صنایع و کارخانه‌های مصرف کننده

 

تصویر 1- نمونه ای از چنگک های ابزار و ماشین آلات جداسازی ضایعات

اهمیت جداسازی ضایعات با جنس‌های مختلف

لزوم جدا کردن قطعات فلزی مختلف از آن جهت است که نمی‌توان مخلوطی از تمامی قراضه‌های متفاوت را برای فراوری در یک کوره مورد استفاده قرار داد. بدیهی است که برای بازیافت قطعات مورد نظر باید ابتدا آن‌ها را بر حسب جنس، از هم تفکیک کنیم. سپس هر دسته از مواد را می‌توان در کوره‌های مختلف ذوب و خالص سازی کرد تا قطعه‌ی فلزی مورد نظر به دست آید.

بازیافت قراضه‌ها علاوه بر کمک به صرفه جویی در انرژی، از هدر رفت منابع خام فلزی نیز جلوگیری می‌کند و از این رو، اهمیت زیادی در اقتصاد صنایع کشور دارد. از طرفی در اکثر ابزارها و مواد مصرفی فرسوده و دورریز، ترکیبی از چندین جنس فلز وجود دارد. هم چنین در هنگام جمع آوری قراضه‌ها، اقسام قطعات مختلف زباله‌های فلزی در کنارهم عرضه و انبار می‌شوند. بنابراین وظیفه‌ی تفکیک انواع قراضه‌ها بر عهده‌ی کارخانجات بازیافت و فراوری محول شده است.

شاید در زمان‌های گذشته این کار با فرایندهای ساده یا اشخاص انجام می‌شده است، اما امروزه متخصصان انواع مختلفی از ماشین آلات جداسازی ضایعات را برای محقق کردن این موضوع، ساخته‌اند. ابزار آلات جداسازی انواع ضایعات توسط ارائه دهندگان مختلفی در سطح کشور ما به فروش می‌رسند.

 

ماشین آلات جداسازی انواع ضایعات فلزی

حالا که به اهمیت تفکیک قطعات فلزی قبل از فراوری اشاره کردیم، باید با تکنولوژی‌های ایجاد شده در این راستا نیز آشنا شویم. اساس کار این وسایل ماشینی بسته به نوع فلز مورد نیاز متفاوت خواهد بود و تکنولوژی خاص خود را می‌طلبد. به بیان بهتر،  این فناوری‌ها کمک می‌کنند تا جنس‌های فلزی علاوه بر جدا شدن از همدیگر، از آلودگی‌ها، بقایای مواد مختلف مانند مواد خوراکی، سنگ، خاک و هرگونه ناخالصی نیز پاکسازی شوند. در برخی از بهترین دستگاه‌های مورد استفاده، نتیجه حاوی 98 درصد از فلز مورد نظر است که راندمان بالای کار را موجب خواهد شد.

 

تسمه یا نوار نقاله

تسمه نقاله ابزاری بسیار کاربردی در جداسازی ضایعات است که برای نخستین بار در سال 1892 ابداع شد. نوارهای نقاله از دو تا تعداد بیشتری قرقره که یک تسمه یا نوار به صورت حلقوی دور تا دور آن پیچیده شده است، تشکیل شده‌اند. با چرخش قرقره‌ها، نوار سوار شده بر روی آن‌ها نیز شروع به حرکت و چرخش به دور قرقره‌ها می‌کند. از این وسیله در صنایع مختلفی (مانند ماشین آلات جداسازی) برای قرار دادن مواد مختلف بر روی آن و راندن آن‌ها به سمت جلو استفاده می‌کنند.

در صنایع بازیافت فلزات نیز از نوار نقاله برای به حرکت در آوردن قراضه‌های فلزی به سمت تجهیزات جداسازی استفاده می‌شود. این ابزار برای بکارگیری در جداسازی قطعات در صنایع فراوری فلزات، می‌بایست در برابر سایش و حرارت مقاومت لازم را داشته باشد.

 

تصویر 2- نمونه ای از تسمه نقاله مورد استفاده در جداسازی ضایعات

 

 

ماشین آلات با تکنولوژی طیف‌نگاری فلوئورسانس اشعه ایکس XRF

در این ماشین آلات جداسازی ، نمونه‌های مورد نظر را با اشعه‌ی ایکس موسوم به اشعه‌ی ایکس اولیه بمباران می‌کنند. به دنبال بر انگیختگی ذرات و اتم‌های مواد مختلف، الکترون‌ها بین لایه‌های مختلف اتمی جا به جا شده و منجر به بازتابش اشعه‌ی ایکس ثانویه (فلوئورسانس) از ماده می‌شود. اشعه‌ی متصاعد شده از هر عنصر خاص خود آن ماده است، بنابراین با تعیین طول موج آزاد شده از ماده قادر خواهیم بود آن اتم یا عنصر را شناسایی کنیم. به دنبال شناسایی جداسازی ضایعات امکان پذیر خواهد شد.

به دستگاه‌های دارای این تکنولوژی XRF نیز گفته می‌شود که از پیشرفته‌ترین فناوری‌های مورد استفاده به شمار می‌آیند. XRF ها، از قسمت‌های مختلف از جمله منبع انرژی پر قدرت، لوله‌های تولید اشعه ایکس اولیه، نگهدارنده‌ی نمونه، توازن دهنده‌های طیف بازتاب شده از نمونه، دستگاه ثبت اطلاعات و سنجش پرتوی حاصل شده و... تشکیل شده‌اند.

 

تصویر 3- ماشین آلات با تکنولوژی طیف‌نگاری فلوئورسانس اشعه ایکس (XRF)

دستگاه‌های بر مبنای جداسازی مغناطیسی

در ماشین آلات جداسازی بر اساس میدان مغناطیسی، یک آهنربای الکتریکی از طریق جریان الکتریسیته ایجاد می‌شود. بنابراین با قطع و وصل جریان می‌توان آهنربا را فعال یا غیر فعال نمود. در این سیستم از یک سیم پیچ متمرکز که جریان الکتریکی از آن عبور کرده و میدان مغناطیسی در اطراف آن ایجاد می‌شود، بهره می‌گیرند. همان طور که از مکانیسم اینگونه دستگاه‌های جداسازی ضایعات مشخص است، برای جدا سازی قراضه‌های فلزی از سایر قطعات استفاده می‌شود.

 

ماشین آلات جداسازی دارای درام مغناطیسی

در این وسایل یک پوسته‌ی استوانه‌ای شکل به دور یک میدان مغناطیسی می‌چرخد و ضایعات بر روی آن قرار می‌گیرند. با حرکت ورقه‌ی درام مگنت، مواد نیز بر روی آن حرکت می یابند. از ساز و کار دستگاه، مشخص است که مواد غیر آهنی از سطح درام ریخته و قطعات آهنی متصل به آن باقی می‌مانند. تا آن جا که در نقطه‌ای از دستگاه، میدان مغناطیسی قطع شده و مواد آهنی چسبیده به سطح دستگاه، تخلیه خواهند شد.

 

تصویر 4- ماشین آلات جداسازی بر اساس نیروی مغناطیسی و تسمه نقاله

 

ابزارهای جداسازی گرانشی

در این وسایل همان‌طور که از نام آن پیداست، از تفاوت بین فلزات در برابر نیروی گرانش برای جداسازی استفاده می‌کنند. در واقع اساس تفکیک در این ماشین آلات جداسازی، بر تفاوت در وزن مخصوص بین فلزات مختلف استوار است. این فناوری می‌تواند در نحوه‌های مختلف ایجاد شود که برای مثال، یکی از آن‌ها، بکارگیری دوربین‌ها در ثبت تفاوت ریزش و سقوط آزاد قطعات است.

 

ماشین آلات بر مبنای انحلال و بازیابی فلزات

در این روش که برای جداسازی ضایعات برخی مواد مانند مخلوطی از طلا، نقره و پالادیوم به کار برده می‌شود، باید در ابتدا قطعات مربوط را به حالت پودری درآورده و در نیتریک اسید حل کنند. طلا در مراحل فوق قابل حل نبوده و به راحتی با فیلتر کردن می‌توان آن را جدا نمود. در ادامه پودر جداشده از محلول را می‌توان در تیزاب حل نموده و سپس با سولفات آهن رسوب داد. سپس با ذوب و فراوری مجدد طلای نسبتا خالص حاصل خواهد شد. مراحل مختلفی برای انواع دیگر فلزات نیز در پیش گرفته می‌شوند.

 

در بالا برخی از مهم‌ترین مکانیسم‌های به کار گرفته شده در ساخت ماشین آلات جداسازی ضایعات ذکر شد. جداسازی از مهم‌ترین مراحل بارگیری و فراوری ضایعات است که باید با اصول و ابزار پیشرفته و دقیق انجام شود تا بازده محصول نهایی افزایش یابد.

 

 

منبع این مطلب: https://mobinsteel.com/%d9%85%d8%a7%d8%b4%db%8c%d9%86-%d8%a2%d9%84%d8%a7%d8%aa-%d8%ac%d8%af%d8%a7%d8%b3%d8%a7%d8%b2%db%8c-%d8%b6%d8%a7%db%8c%d8%b9%d8%a7%d8%aa/

ضایعات درجه یک

سالانه انواع مختلفی از وسایل آهنی یا وسایلی که در قسمتی از آن‌ها فلز آهن به کار برده شده، توسط مردم و صنایع مصرف می‌شود. پس از مدتی این ابزار فرسوده یا خراب شده و به ناچار با تجهیزات جدیدتر جایگزین می‌گردند. اما سوال اینجاست که این قطعات آهنی دور ریز چه سرنوشتی خواهند داشت؟ مقصود از ضایعات درجه یک، کدام نوع است؟

قطعات مورد بحث ما که به انواع ضایعات آهن نیز موسوم هستند، در صورت دفع یا دفن شدن در طبیعت مشکلات زیست محیطی و اکولوژیکی جدی به همراه خواهند آورد. بنابراین تنها راهکار منطقی و صحیح برای مدیریت این حجم از زباله‌ی فلزی در کشور، بازیافت یا فراوری مجدد قراضه‌ها خواهد بود. در این متن ضمن معرفی یک تقسیم بندی مختصر برای انواع ضایعات آهن، با خصوصیات و کاربردهای آن‌ها بیشتر آشنا می‌شوید.

 

 

 

ضایعات آهن چگونه به وجود می‌آیند؟

در پاسخ به این سوال که این قطعات دور ریز چگونه حاصل می‌شوند، به موارد متعددی می‌توان اشاره کرد. برای مثال، در کارخانجات و صنایع وابسته به فلز آهن که متریال و محصولات فلزی یا آلیاژها را تولید می‌کنند، تمام مواد خروجی فراورده‌های مفید نیست. بلکه قسمتی از تولیدات در نهایت کیفیت لازم برای ادامه‌ی فرایند را نداشته و به عنوان ضایعات دور ریز معرفی می‌شوند. با تمهیدات خاص هر کارخانه یا کوره‌ی تولید کننده، در نهایت این قطعات به واحدهای جمع آوری قراضه های فلزات تحویل داده می‌شوند.

از طرفی زمانی که عمر مفید برخی وسایل که در آن‌ها از قطعات آهنی استفاده شده است، به پایان برسد، به عنوان قطعات دور ریز تحویل برخی مراکز شده و قطعات آهن آن جداسازی می‌شود. قطعات آهنی بلااستفاده در واقع همان انواع ضایعات آهن هستند که مراکز خرید و فروش ضایعات مشتری آن هستند. نکته‌ی اصلی اینجاست که تمامی این قراضه‌ها با وجود این که قراضه‌ی آهن نامیده می‌شوند، یکسان نبوده و از لحاظ ترکیب شیمیایی، خصوصیات و در نتیجه قیمت متفاوت خواهند بود. برای مثال ضایعات درجه یک آهنی قیمت بالاتری نسبت به دیگر انواع قراضه داراست.

از این قطعات معمولا برای تولید فولاد و شمش‌های فولادی استفاده می‌کنند. بدین منظور می‌بایست قطعات قراضه را به کوره‌های مخصوص با دمای بسیار بالا وارد کرده و ذوب نمایند. البته بدین منظور از کوره‌ها و فرایندهای مختلفی استفاده می‌شود که شرح آن‌ها در مقاله‌های دیگر این وب سایت، آورده شده است. اما به طور کلی در طی همگی این روش‌ها، قراضه‌ها را با وارد کردن به کوره ذوب و افزودن عناصری به آن‌ها تغییر می‌دهند تا مقاومتشان افزایش یافته و به عبارتی فراوری شوند.

 

 

ضایعات سنگین

اگر در مورد تولید فولاد به وسیله‌ی انواع کوره‌ها و تجهیزات لازم، آشنایی داشته باشید، حتما می‌دانید که از ذوب قراضه‌ها و ضایعات آهن نیز برای این امر استفاده می‌شود. ضایعات سنگین آهن به همراه قراضه‌های سبک آهنی برای شارژ کوره‌های ذوب مورد نیاز هستند. انواع قراضه‌های سنگین از مواد مختلفی بدست آمده و برای فراوری مجدد، جمع‌آوری و انبار می‌شوند. شما با استفاده از اطلاعات این متن، می‌توانید تشخیص دهید که چه وسایلی از آهن سنگین تشکیل شده و ضایعات مربوط از آن استحصال می‌گردد.

 

طبقه‌بندی انواع ضایعات آهنی

قراضه‌های تولید شده که از وسایل آهنی دور ریختنی و فرسوده به دست می‌آیند، ویژگی‌های مختلفی دارند. بر اساس این ویژگی‌ها و مشخصات، این مواد را در انواع خاصی شناسایی و دسته بندی می‌نمایند. هر دسته از این قراضه‌ها مربوط به نوع خاصی از آهن بوده که علاوه بر تفاوت با سایر انواع، استفاده‌های متفاوتی نیز دارد.

به طور کلی اقسام قراضه‌های آهنی را بر حسب دو شاخصه‌ی کیفیت و مشخصات فیزیکی تقسیم بندی می‌کنند. ما در این مقاله به بررسی یک از انواع ضایعات آهن که در دسته بندی فیزیکی جای می‌گیرد، می‌پردازیم.

بر اساس چگالی، قراضه‌های آهن بدست آمده از وسایل فلزی را به سه دسته‌ی کلی طبقه‌بندی می‌کنند:

• ضایعات سبک آهن 1 و 2

این قراضه‌های آهنین دارای وزن مخصوص ظاهری 0.5 تا0.8 تن بر متر مکعب هستند.

• ضایعات متوسط آهن 1 و 2

این قطعات وزن مخصوصی در حدود بازه‌ی 0.8 تا 1.0 تن بر متر مکعب دارند.

• ضایعات سنگین آهن 1 و 2

در خصوص این قراضه‌ها، وزن مخصوص ظاهری بیشتر از 1.0 متر مکعب خواهد بود.

 

در ادامه به شما می‌گوییم که ضایعات سنگین آهن چیست و از چه موادی به دست می‌آید. هم‌چنین طرز استفاده و به‌کارگیری آن‌ها در کوره‌های ذوب را مختصرا شرح می‌دهیم.

 

تصویر 1- دسته بندی انواع ضایعات سنگین آهن

آهن اسفنجی یا قراضه؟ کدام برای تولید فولاد بهتر است؟

از آن زمان که بشر به تولید فولاد برای استفاده در سازه‌های فلزی روی آورده است، تا به همین امروز، شاهد افزایش تقاضا برای تولید آن هستیم. در حقیقت به تدریج نیاز به بکارگیری فولاد بیشتر و بیشتر شده و به دنبال آن تکنولوژی‌های مورد استفاده در رابطه با ساخت و پرداخت آن نیز طراحی و اجرا شده‌اند. این تکنولوژی‌ها نیاز به مواد اولیه‌ی متفاوتی مانند آهن اسفنجی، قراضه ها یا سنگ آهن دارند. اما استفاده از کدام منبع برای تولید فولاد بهتر از سایرین است؟ آیا استفاده از ضایعات آهن ارجحیت دارد یا آهن اسفنجی؟

ما در این مطلب سعی کرده‌ایم به مقایسه‌ی قیمت و مزایای استفاده از آهن اسفنجی به جای قراضه بپردازیم.

مختصری در مورد تکنولوژی‌های ساخت

در سال‌های اخیر دو تکنولوژی عمده در تولید آهن و چدن مورد استفاده قرار می‌گیرد:

• روش استفاده از کوره‌ی بلند موسوم به احیای غیر مستقیم
• روش استفاده کوره‌ی قوس الکتریکی موسوم به احیای مستقیم

اساسا در این دو روش، سنگ آهن یا همان اکسید آهن را احیا می‌کنند تا اکسیژن موجود در آن خارج شده و به آهن با درصد خلوص بیشتر دسترسی پیدا کنند. در تکنولوژی احیای غیر مستقیم، سنگ آهن، کک و آهک را به کوره‌های بلندی وارد کرده و در نهایت از آن، آهن خام بدست می‌آید. در ادامه آهن خام را به فولاد تبدیل کرده و ناخالصی‌ها را از آن جدا می‌کنند.

اما در احیای مستقیم قراضه‌ها و ضایعات آهن، یا آهن اسفنجی را به کوره‌های قوس الکتریکی وارد می‌کنند. در اغلب اوقات این روش را به احیای غیرمستقیم ترجیح می‌دهند، زیرا می‌توان گفت هزینه و زحمت کمتری دربردارد. هم‌چنین شواهد حاکی از آن است که در کوره‌های قوس سرعت تولید بالاتر بوده، در حالی که آلودگی کمتری نیز ایجاد می‌کنند.

 

اما در ایران از کدام روش و چه وسایل و ابزاری برای تهیه‌ی فولاد استفاده می‌کنند؟

در کشور ما به دلیل کمبود قراضه‌ی آهن، استفاده از آهن اسفنجی و کوره‌های قوس برای تولید فولاد متداول‌تر است. البته در برخی کارخانه‌ها نیز از آهن قراضه برای این امر استفاده می‌کنند. اما اگر محدودیت منابع نداشته باشیم، کدام ماده‌ی اولیه برای استفاده در این کوره ارجحیت دارد؟

در زیر سعی می‌کنیم اطلاعاتی برای تصمیم گیری در این مورد، در اختیار شما قرار داده و در نتیجه تصمیم بهتری اتخاذ کنیم.

 

تصویر ا- استفاده از کوره‌ی برقی (قوس الکتریکی) برای ذوب قراضه‌ها یا آهن اسفنجی

 

سنگ آهن چیست؟

در صنایع مختلف امروزی از انواع فلزات استفاده می‌شود. اما بدون شک یکی از مهم‌ترین اقسام فلزات مورد استفاده، آهن است. سنگ آهن را از معادن شناسایی شده استخراج کرده و پس از فرآوری و خالص سازی، برای تولید انواع سازه‌های فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. صنایع و تمدن‌های پیشرفته‌ی امروزی تا حدود زیادی به سازه‌های فولادی و چدن حاصل از این سنگ نیازمندند. در این مقاله ما برایتان شرح می‌دهیم که سنگ آهن اساسا چیست و بشر چگونه از آن بهره‌مند می‌شوند. هم چنین در نهایت متوجه خواهید شد که چرا استفاده از ضایعات آهن برای تولید فولاد، بر بکارگیری سنگ های معدنی اولویت دارد.

 

سنگ آهن چیست؟

سنگ آهن (Iron ore) نوعی سنگ معدنی حاوی رگه‌هایی از آهن (Fe) است که برای مورد استفاده قرار گرفتن، باید خالص سازی شود. برای خالص کردن این سنگ، باید فرایند ذوب و احیا در کوره‌ها به شکل متداول امروزی، انجام شود. این سنگ از فراوان‌ترین سنگ‌های فلزات در زمین است، بصورتی که می‌توان گفت حدود 5 درصد از کل پوسته‌ی زمین را اکسید آهن تشکیل داده است.

ترکیبات موجود در سنگ آهن

دو کانی رایج در ترکیب سنگ آهن با نام‌های هماتیت و مگنتیت مشخص می‌شوند. هماتیت، نوعی کانی با فرمول شیمیایی Fe₂O₃ و نام‌های معادل حدید و شادنه است. این کانی حاوی حدود 70 درصد (Fe) و 30 درصد اکسیژن است. از این کانی در رنگ سازی و تولید ضد زنگ‌ها استفاده می‌کنند.

کانی دیگر با نام مگنتیت، برگرفته از واژه‌ی یونانی به معنای آهنربا است. فرمول شیمیایی کانی مگنتیت به صورت Fe₃O₄ بوده و حاوی 72 درصد Fe است. البته انواع دیگری از سنگ آهن وجود دارند که با نام کانی‌های سازنده‌ی آن‌ها، زئولیت، لیمونیت، سیدریت، گرینالیت، مارکالیت و... مشخص می‌شوند. قدم اول در بدست آوردن منابع خام سنگ آهن، شناسایی معادن غنی از این سنگ است که توسط مهندسان و کارشناسان حرفه‌ای معدن صورت می‌گیرد.

پس از شناسایی معادن بالقوه، سنگ آهن را استخراج و برای جدا کردن ناخالصی‌ها و بدست آوردن فلز خالص آماده می‌کنند. آهنی که خالص شده به صورت پودری تیره رنگ حاصل می‌شود که در برابر اکسایش و ضربه بسیار آسیب پذیر است. در حقیقت برای اینکه جهت استفاده در سازه‌های فلزی مستحکم در صنایع مختلف مانند ساختمان سازی مناسب شود، ابتدا می‌بایست با عناصر دیگر ترکیب شود. به ترکیب آهن با عناصر دیگر که عموما کربن، نیکل و کروم هستند، آلیاژ می‌گویند.

کشور چین بزرگترین وارد کننده و مصرف کننده‌ی این سنگ در بین بقیه‌ی کشورهاست. کشورهای استرالیا و برزیل نیز بزرگترین تولید کنندگان آن در کل جهان به شمار می‌روند.

[caption id="attachment_1557" align="aligncenter" width="1080"] تصویر 1- نمونه‌ای از سنگ آهن استخراج شده از معادن آهن[/caption]

فرایند خالص سازی

همانطور که گفتیم، سنگ آهنی که از معادن به دست می‌آید، عیار پایینی داشته و باید خالص شود. پس از استخراج سنگ آهن، ابتدا طی چندین مرحله آن را آماده‌ی فراوری و وارد سازی به کوره می‌کنند. این مراحل شامل خرد کردن، آسیاب کردن، سرند کردن و سپس شست‌وشو هستند. در نهایت با استفاده از روش فلوتاسیون یا بهره‌گیری از جدا کننده‌های مغناطیسی عیار آن را تا حدود 65-60 درصد بالاتر می‌برند.

سپس سنگ‌های حاصل را به ابعاد 6 تا 25 میلیمتری در میاورند تا برای بارگزاری در کوره مناسب شود. در کوره‌هایی با نام کوره‌های وزشی، سنگ آهن تغلیظ شده را همراه با سنگ آهک و زغال کک در معرض گرما‌ی فراوان قرار می‌دهند. در ادامه، فلز مورد نظر بر اثر حرارت و جریان گازهای حاصل از سوخت کک، ذوب می‌شود. آهن مذاب و تفاله‌ی حاصل از ناخالصی‌های سنگ آن، به مرور از کوره تخلیه می‌شود.

در این سیستم، کوره بطور مداوم از قطعات جدید سنگ فلز شارژ شده و آهن مذاب از آن به وجود می‌آید. محصول فراوری در این کوره، چدن است که در برخی صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما اکثر سازه‌های فلزی و صنایع وابسته به فراوری فلزات، نیاز به فرمی بسیار مقاوم به نام فولاد دارند. به همین دلیل، چدن را مجددا فراوری کرده و از آن فولاد مورد نیاز را به دست می‌آورند.

دمای کوره به 1925 درجه‌ی سانتیگراد نیز می‌رسد و خروجی کوره آهن مذاب همراه با گازهای مونوکسید کربن است. واکنش درون این کوره‌ها به احیای مستقیم نیز معروف است. منظور، واکنشی است که طی آن سنگ آهن اولیه توسط مواد احیا کننده‌ی جامد یا گازی، احیا می‌شود. در نهایت، محصول حاصل از این واکنش، بسته به درصد کربن موجود در آن، چدن یا فولاد نامیده می‌شود.

[caption id="attachment_1558" align="aligncenter" width="1080"] تصویر 2- استفاده از سنگ آهن برای خالص سازی و ساخت فراورده‌های آهنی[/caption]

مصرف سنگ آهن

سنگ آهن‌هایی که اکنون در بازار یافت می‌شوند، شکل‌های متفاوتی دارند. علاوه بر تفاوت فرمولاسیون شیمیایی در بین آنها، به شکل‌های فیزیکی مختلف از جمله دانه بندی شده، کنسانتره و گندله نیز دیده می‌شوند. از این سنگ‌ها برای ساخت سازه‌های فلزی مختلف از جنس چدن و فولاد استفاده خواهد شد. تمدن‌های امروز و پیشین همگی از این فلز بیشترین استفاده را نسبت به دیگر انواع فلزات می‌کرده‌اند.

استحکام قابل توجه، فراوانی منابع و معادن اولیه، سهولت در فراوری و ذوب و قیمت مناسب از دلایل عمده‌ی رواج استفاده از سنگ آهن است.  با این حساب، از فراوری این سنگ برای تولید هر آنچه نیازمند فلزات است، استفاده می‌شود. عمده ترین موارد مصرف، شامل ساخت پل‌ها، ماشین آلات، راه آهن، تجهیزات ساختمان سازی، لوازم خانگی ، و انواع تجهیزات مختلف صنعتی است.

هم چنین در صنعت خودرو سازی و ساخت ابزار و ادوات جنگی نیز از اشکال مختلف آهنی استفاده می‌شود. بر اساس اطلاعات حاصل از آمارها، حدود 98 درصد از سنگ آهنی که در کل جهان استخراج می‌شود، به منظور تولید فولاد و ساخت سازه‌های فولادی بهره برداری می‌شود.

کاربردهای متفرقه و پراکنده‌ای نیز از سنگ آهن گزارش شده است. ازجمله بکارگیری در تولید بتن و سیمان، گل حفاری، شست و شوی ذغال سنگ و برخی رنگدانه‌ها.

[caption id="attachment_1559" align="aligncenter" width="1080"] تصویر 3- کوره‌های مورد استفاده برای خالص سازی و ذوب منابع سنگی[/caption]

کاربردهای سنگ آهن

استفاده اصلی آن، تولید فلز آهن است. بیشترین مقدار آهن تولید شده هم در ساخت فلز فولاد استفاده می شود. فلز فولاد هم ساخت ابزارها و تجهیزات زیادی مثل اتومبیل ها، لوکوموتیوها، کشتی ها، تیرچه های ساختمانی، مبلمان، گیره های کاغذی، دوچرخه و هزاران وسیله کوچک و بزرگ دیگر استفاده می شود. این فلز درواقع پرمصرف ترین فلز هم در حجم مصرفی و هم در کاربرد مصرفی است.

استفاده اصلی از این سنگ یعنی همان ۹۸ درصد برای ساخت فلز فولاد و باقیمانده آن یعنی ۲ درصد دیگر برای زمینه های دیگر که در موارد زیر بیان شده، است.

سایر کاربردهای سنگ آهن

• آهن پودرشده: استفاده در ساخت انواع خاصی از فولاد ها، مگنت ها، قطعات اتومبیل و کاتالیست ها؛
• آهن رادیواکتیو ( آهن ۵۹) : استفاده در داروسازی به عنوان یک عنصر ردیاب در تحقیقات بیوشیمی و فلزکاری.
• اکسید آهن سیاه: استفاده به عنوان رنگدانه در ترکیبات پولیش، استفاده در فلزکاری، داروسازی، ساخت جوهرهای مغناطیسی و فریت ها ( هیدرواکسید آهن) در صنعت الکترونیک؛
• آهن قرمز: برای استفاده در نقاشی ها، جوهر پرینت، لوازم آرایشی ( مثل سایه چشم)، رنگ های هنری، پلاستیک ها، کود و مراحل نهایی صنعتی.

سنگ های آهن، مواد خام طبیعی برای تولید آهن ریخته گری در کوره های ذوب است. مگنتیت در صنعت نفت به عنوان یک عنصر وزن گیری خاک رس شناور استفاده می شود.

سنگ های آهن مناسب برای فلزکاری باید علاوه بر خصوصیات ویژه فیزیکی دارای ترکیب شیمیایی و معدنی خاصی باشند. حداقل آهن موجود در سنگ های خام مناسب برای بهره گیری و استفاده در تولید، مقدار ۲۵ تا ۳۰ درصد است. سنگ های مغناطیسی تیتانیوم می تواند با یک میانگین ۱۵ تا ۱۷ درصدی از آهن موجود برای استخراج تیتانیوم و وانادیوم از آنها به کاربرده شود.

حداقل آهن موجود در سنگ های مورد استفاده در کوره های ذوب در محدوده های مختلفی مشخص می شود و این محدوده ها بستگی به نوع سنگ های معدنی دارد. برای سنگ مگنتیت و هماتیت، حداقل آهن موجود باید بین ۴۵ تا ۵۰ درصد باشد. سنگ های با سطح آهن کمتر توسط فرایندهای جداسازی الکترومغناطیسی، مغناطیسی، شست و شو و برداشت غنی سازی می شوند. ویژگی های مهم فیزیکی آن عبارتند از: چگالی، سختی، بافت و بدنه.

بازیافت

فلز فولاد تولید شده از آهن صد در صد قابل بازیافت است و می توان آن را دوباره در میان مواد اولیه تولید کالاهای مصرفی و با همان کیفیت مواد خام اولیه، بارها و بارها استفاده کرد. فرایند بازیافت می تواند تا حد زیادی در مصرف مواد خام و انرژی صرفه جویی کند. هر تن از فولاد بازیافت شده در مصرف بیش از ۱۴۰۰ کیلو گرم سنگ آهن، ۷۴۰ کیلوگرم ذغال سنگ کک و ۱۲۰ کیلوگرم سنگ آهک صرفه جویی کند.

همانطور که اشاره کردیم، این سنگ مصارف گسترده‌ای در تمامی صنایع و کشورها داشته و باید در مصرف آن به خوبی دقت کرد. از آن جا که منابع موجود سنگی از این فلز با وجود فراوانی در نهایت محدود است، بهتر است تا حد ممکن برای ساخت فولاد از قراضه‌های آهنی به جای سنگ خام استفاده نمود.

 

 

منبع

تولید فولاد به روش احیا

تولید فولاد یک صنعت فراگیر در همه‌ی جهان است که به دلیل کاربرد گسترده در اکثر صنایع حساس و مهم، خود نیز صنعت مهم و حیاتی به شمار می‌آید. اینکه یک کشور خود به ساخت فولاد بپردازد یا آن را از کشورهای دیگر تهیه کند، فرق زیادی در سرنوشت اقتصاد کشور خواهد داشت. خود کفایی و پویا بودن صنعت ساخت فولاد، موفقیت و پویایی صنایع وابسته را نیز در بر خواهد داشت. در این متن ما شما را در مورد روش‌های رایج در تولید فولاد به ویژه تهیه‌ی فولاد از روش احیا راهنمایی خواهیم کرد.

 

روش‌های تولید فولاد

صنعت فولاد سازی را می‌توان به جرات یک صنعت مادر برای بسیاری صنایع وابسته و مصرف کننده دانست. اقتصاد و رفاه صنایع و مردم با تولید فولاد گره خورده و بی شک خود کفایی یک کشور در این زمینه، به شکوفایی سایر عرصه‌ها نیز کمک خواهد کرد. در بین کشورهای مختلف، سرانه‌ی مصرف فولاد در زمینه‌های مختلف، میزان صنعتی و پیشرفته بودن آن کشورها را نشان می‌دهد.

اولین کارخانه‌ی ایران برای ساخت فولاد،  در اواخر سال 1350 تحت عنوان کارخانه‌ی ذوب آهن اصفهان تاسیس شد. این کارخانه، حدود 550 هزار تن در سال ظرفیت داشته و به دنبال بهبود وضع اقتصادی کشور و بالا رفتن تقاضای کارخانجات دیگر برای تامین فولاد، بنا گردید.

به طور کلی، روش‌های اصلی در تولید فولاد را به دو دسته می‌توان طبقه بندی نمود:

1- روش‌های بر پایه‌ی سنگ معدن:

در این روش‌ها، نیاز به استخراج و در اختیار داشتن سنگ آهن خام (اکسید آهن) یا Iron ore وجود دارد که از طریق معادن سنگ آهن بدست می‌آید. اکسید آهن را طی واکنش‌های مخصوصی در کوره خالص کرده و برای بدست آوردن آهن با عیار بالا، آن را احیا می‌کنند. پس از واکنش احیای سنگ آهن، نمونه‌ی غیر مقاومی از آهن به دست می‌آید که در برابر اکسید شدن و ضربه خوردن کاملا آسیب پذیر است. بنابراین برای تبدیل آن به فولاد مستحکم مورد نیاز در صنایع، کربن و تعدادی عنصر دیگر بر ترکیب آن اضافه کرده و فولاد را تولید می‌کنند.

2- روش‌های برپایه‌ی قراضه و ضایعات آهن:

در این روش، با استفاده از ذوب قطعات قراضه‌ی آهن و فولاد در کوره، ناخالصی‌ها را حذف کرده و مجددا از مواد مذاب، فولاد می‌سازند.

 

تصویر 1- روش های تولید فولاد