چگونه می‌توانید فسفر و گوگرد را در فرآیند پردازش سنگ آهن حذف کنید؟

۲۰۲۵-۰۹-۰۵

حذف فسفر و گوگرد در فرآوری سنگ آهن ضروری است زیرا سطح بالای این ناخالصی‌ها می‌تواند محصولات فولادی را تضعیف کرده و کیفیت آن‌ها را کاهش دهد. بسته به نوع و غلظت ناخالصی‌ها در سنگ معدن و همچنین مراحل پردازش درگیر، چندین روش اعمال می‌شود. در اینجا برخی از روش‌های رایج برای حذف فسفر و گوگرد آورده شده است:

۱. حذف فسفر

فسفر یک ناخالصی رایج در سنگ آهن است که تمایل دارد ترکیب‌های نامطلوبی در فولاد تشکیل دهد. روش‌های زیر به‌طور معمول برای حذف فسفر استفاده می‌شوند:

الف. شستشوی شیمیایی

• بررسی اجمالیروش شستشوی شیمیایی شامل درمان سنگ آهن با مواد شیمیایی برای حل کردن فسفر است.
• مواد شیمیایی:
  • شستشوی اسیدی (مانند اسید سولفوریک یا اسید هیدروکلریک) می‌تواند مواد معدنی فسفات را حل کند.
  • محلول‌های قلیایی (مانند هیدروکسید سدیم) در برخی موارد می‌توانند فسفر را نیز استخراج کنند.
• گام‌ها:
  • سنگ معدن خرد و آسیاب می‌شود تا به اندازه‌ای ریز تبدیل شود و تماس شیمیایی با سنگ معدن بهبود یابد.
  • کنسانتره تحت شرایط مشخصی از دما، pH و هم زدن با ماده حل‌ساز مورد پردازش قرار می‌گیرد.
  • راه‌حل‌های باقی‌مانده حذف می‌شوند و سنگ معدن تمیز بازیابی می‌شود.
• چالش‌ها :
  • مصرف مواد شیمیایی می‌تواند پرهزینه باشد.
  • تخلیه محلول‌های زاید باید با مقررات زیست‌محیطی مطابقت داشته باشد.

ب. شستشوی میکروبی (بیوشستشو)

• بررسی اجمالیبرخی میکروارگانیسم‌ها، ماننداسیدیتوباسیلیوس فروکسیدانسمی‌تواند فسفر را از سنگ آهن از طریق فرآیندهای بیولوژیکی استخراج کند.
• روش :
  • ماده معدنی با میکروارگانیسم‌های حل‌کننده فسفات انکوبه می‌شود که اسیدها یا آنزیم‌هایی آزاد می‌کنند که فسفر را حل می‌کنند.
  • فسفر به محلول نفوذ کرده و جدا می‌شود.
• مزایا:
  • زیست‌محیطی دوستانه و کم‌هزینه.
  • موثر در شرایط ملایم.

ج. پردازش در دماهای بالا

• کاهش فسفر در تولید فولادفسفر می‌تواند در فرایند تصفیه فولاد با اکسید شدن و تشکیل سرباره با استفاده از مواد ذوب‌کننده مانند آهک حذف شود.
• کاهش مستقیمبرخی از فرایندهای دما بالای خاص می‌توانند فسفر را بخار کنند یا آن را به‌طور شیمیایی در محصولات زاید مرتبط کنند.

جداسازی مغناطیسی یا فیزیکی

• اگر فسفر با موادی که خواص مغناطیسی یا چگالی متفاوتی نسبت به آهن دارند (مانند آپاتیت) همراه باشد، تکنیک‌های جداسازی مانند جداسازی مغناطیسی یا شناورسازی می‌توانند این ناخالصی‌ها را حذف کنند.

حذف گوگرد

گوگرد معمولاً در سنگ آهن به صورت سولفیدهایی مانند پیریت (FeS₂) یا کالکوپیریت (CuFeS₂) وجود دارد. حذف گوگرد مهم است زیرا می‌تواند باعث کوتاهی داغ در فولاد شود و قابلیت جوش‌پذیری آن را کاهش دهد. روش‌های زیر می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند:

a. برشته کردن

• بررسی اجمالیمعدن‌های سولفیدی در دماهای بالا (رُست‌کردن) اکسید می‌شوند که گوگرد را به گاز دی‌اکسید گوگرد تبدیل می‌کند.
• گام‌ها:
  • سنگ معدن در دماهای بالا (~500–700°C) به هوا یا اکسیژن معرض قرار می‌گیرد.
  • گوگرد در کانی‌های سولفیدی واکنش می‌دهد و گاز SO₂ تولید می‌کند که به بیرون تخلیه می‌شود.
• چالش‌ها :
  • انتشارات SO₂ باید جمع آوری و درمان شود تا از آلودگی هوا جلوگیری شود.

ب. شناوری

• بررسی اجمالیمواد معدنی حاوی گوگرد (مانند پیریت) با استفاده از تکنیک‌های شناورسازی جدا می‌شوند.
• گام‌ها:
  • سنگ معدن خرد شده با آب و مواد شیمیایی شناوری مخلوط می‌شود.
  • سولفیدها به طور انتخابی به حباب‌های هوا متصل می‌شوند و یک کف تشکیل می‌دهند که از روی آن برداشته می‌شود.
• مزایا:
  • موثر برای سنگ‌های معدنی با ناخالصی‌های گوگردی به طور ریز منتشر شده.

ج. شستشوی شیمیایی

• بررسی اجمالیآلودگی‌های حاوی گوگرد می‌توانند با استفاده از شستشوی شیمیایی، مانند توزیع با پراکسید هیدروژن یا هیدروکسید سدیم، حل شوند.
• گام‌ها:
  • سنگ معدن در شرایط کنترل شده با ماده شیمیایی مورد نظر درمان می‌شود.
  • ترکیبات گوگرد اکسیده یا محلول می‌شوند و حذف می‌گردند.

گدازش با فلوکس‌ها

• بررسی اجمالیدر کوره‌های بلند، ناخالصی‌های گوگرد با ترکیب آنها با مواد فلیکس (مانند سنگ آهک) برای تشکیل سرباره حذف می‌شوند.
• نکات:
  • این روش معمولاً در حین فرآوری پایین‌دستی استفاده می‌شود تا در مرحله سنگ معدن خام.

ای. بیولیچینگ

• بررسی اجمالیبرخی از باکتری‌ها ترکیبات گوگردی را اکسیده کرده و آن‌ها را به شکل‌های قابل حذف آسان (مثل سولفات) تبدیل می‌کنند.
• مزایا:
  • محیط زیست‌پذیر.
  • مؤثر برای سنگ معدن‌های با درجه پایین.

۳. تکنیک‌های یکپارچه و مدرن

فرایندهای صنعتی مدرن اغلب این رویکردها را ترکیب می‌کنند تا هم Removal فسفر و هم Removal گوگرد را به دست آورند. مثال‌هایی شامل:

• روش‌های هیدرومتالورژی ترکیب شستشوی اسیدی برای فسفر و جداسازی با استفاده از شناورسازی برای گوگرد.
• کاهش انتخابی و جداسازی مغناطیسیکاهش سنگ آهن در دماهای مشخص تحت یک جو کنترل شده به منظور جدا کردن گوگرد و فسفر به طور مؤثر.

نتیجه‌گیری

مناسب‌ترین روش برای حذف فسفر و گوگرد از سنگ آهن بستگی به کانی‌شناسی سنگ، سطح ناخالصی‌ها و ملاحظات محیطی و اقتصادی فرآیند دارد. ترکیب روش‌ها یا استفاده از رویکردهای ترکیبی معمولاً کلید دستیابی به حذف مؤثر ناخالصی‌ها و تولید سنگ آهن یا فولاد با کیفیت بالا است.

شرکت پیشرو (شانگهای) فناوری معدن، با تمرکز بر ارائه راهکارهای کامل فرآوری مواد معدنی و مواد پیشرفته در سطح جهانی، در زمینه‌های مختلف فعالیت می‌کند. تمرکز اصلی ما بر فرآوری طلا، غنی‌سازی لیتیوم، مواد معدنی صنعتی و تولید مواد آندی و فرآوری گرافیت است.

محصولات شامل: آسیاب و طبقه‌بندی، جداسازی و آبگیری، تصفیه طلا، فرآوری کربن/گرافیت و سیستم‌های استخراج.

ما خدمات جامع از جمله طراحی مهندسی، تولید تجهیزات، نصب و پشتیبانی عملیاتی را ارائه می‌دهیم که با مشاوره متخصص ۲۴ ساعته پشتیبانی می‌شوند.

آدرس وب‌سایت ما: https://www.prominetech.com/
ایمیل ما:[email protected]
فروش: +۸۶۱۳۹۱۸۰۴۵۹۲۷ (ریچارد)، +۸۶۱۷۸۸۷۹۴۰۵۱۸ (جسیکا)، +۸۶۱۳۴۰۲۰۰۰۳۱۴ (برونو)