چگونه فرآوری سنگ آهن را برای معادن لاتیری فیلیپین تطبیق دهیم؟

۲۵ خرداد ۱۴۰۴

به دلیل ترکیب معدنی و ژئوشیمیایی منحصر به فرد آنها، فرآوری سنگ آهن باید برای معادن لاتیری فیلیپین با دقت تطبیق داده شود. معدن لاتیری

درک رسوبات لاتریتی

مخازن سنگ آهن لاتریتی در فیلیپین معمولاً با موارد زیر مشخص می‌شوند:

• محتوای کم آهن (Fe)، معمولاً بین 30 تا 50 درصد.
• سطح بالای ناخالصی‌هایی مانند نیکل، کروم، منیزیم، سیلیس (SiO₂) و آلومینا (Al₂O₃).
• اندازه دانه ریز و وجود مواد معدنی فرسایش یافته که فرآوری را پیچیده می‌کنند.
• مواد معدنی هیدراته، که نیازمند پیش‌فرآوری برای خارج کردن آب هستند.

فرآوری مؤثر این مخازن، نیازمند ایجاد روش‌هایی برای افزایش محتوای آهن در حالی که هزینه‌های مرتبط با حذف ناخالصی‌ها را به حداقل می‌رساند.

2. روش‌های تطبیق‌شده‌ی فرآوری

روش‌های متعددی برای تطبیق فرآوری سنگ آهن در ذخایر لاتریتی فیلیپین وجود دارد:

الف. غنی‌سازی

غنی‌سازی، مواد زائد (مانند سیلیس و آلومینا) را برای افزایش میزان آهن در سنگ معدن حذف می‌کند.

• جداسازی مکانیکی: روش‌هایی مانند جداسازی گرانشی، جداسازی مغناطیسی یا شناوری می‌توانند برای غلیظ کردن آهن و حذف ناخالصی‌ها به کار روند.
• بهبود غنی‌سازی مغناطیسی با روش‌هایی مانندجداسازی مغناطیسی با شدت بالا در محیط مرطوب (WHIMS)ممکن است به‌ویژه برای کانی‌های لاتریتی که حاوی کانی‌های آهن ضعیفاً مغناطیسی هستند، مؤثر باشد.
• کاهش اندازه: سنگ‌های لاتریتی معمولاً دانه ریز هستند و به فناوری‌هایی مانند آسیاب‌کاری پیشرفته یا سنگ‌شکنندگی نیاز دارند تا از رهایی مناسب فازهای معدنی حاوی آهن اطمینان حاصل شود.

ب. کلسینه کردن یا کوره زدن

سنگ معدن لاتریتی معمولاً حاوی کانی‌های آبدار است؛ بنابراین، خشک‌کردن و کلسینه کردن تحت شرایط کنترل شده می‌تواند:

• رطوبت و ترکیبات فرار (مانند هیدروکسیدها) را از بین ببرد.
• آهن را از فری هیدریت و گوتیت به هماتیت تبدیل کند، که رفتار آن را در طول فرآیند بهبود می‌بخشد.

ج. ذوب با مدیریت ناخالصی‌ها

به دلیل سطوح بالای ناخالصی‌ها، باید فرایند ذوب تطبیق داده شود. رویکردهای احتمالی عبارتند از:

• فرایندهای احیای مستقیم: ممکن است سنگ آهن لاتیریتی به دلیل مشخصات ناخالصی‌هایش برای فرآیند سنتی کوره بلند مناسب نباشد. در عوض، احیای مستقیم (مانند فرایندهای DRI یا HBI) امکان احیای انتخابی اکسید آهن را فراهم می‌کند و جذب ناخالصی‌ها را به حداقل می‌رساند.
• احیای انتخابی کربن: استفاده از احیاکننده‌های با کیفیت بالا (مانند کوک یا زغال چوب) در راکتورهای تختخواب سیال یا کوره‌های چرخشی، امکان بازیابی انتخابی آهن را فراهم می‌کند.
• توسعه فن‌آوری‌های پیشرفته ذوب مانند کوره چرخشی-کوره قوس الکتریکی (RK-EAF) ترکیب می‌تواند در بازیابی آهن یا استخراج هم‌زمان نیکل (در صورت توجیه اقتصادی) کمک کند.

د. فرآوری هیدرومتالورژی (اختیاری)

اگر مقادیر نیکل در سنگ آهن لاتیریت قابل توجه باشد، می‌توان از روش‌های هیدرومتالورژی مانند شستشو برای بازیابی همزمان آهن و نیکل استفاده کرد. محلول‌های شستشوی اسیدی ممکن است آهن و نیکل را به‌طور انتخابی حل کنند، اگرچه بررسی دقیق اقتصاد این فرایند ضروری است.

3. ملاحظات زیست‌محیطی

معمولاً سنگ‌های لاتیریت به دلیل ناخالصی‌ها و دم‌های دانه‌ریز، چالش‌های بیشتری در مدیریت پسماند ایجاد می‌کنند. ملاحظات کلیدی در این زمینه شامل

• اجرای دفن خشک پسماندهای معدن یا استفاده از پسماندها در مصالح ساختمانی برای به حداقل رساندن اثرات زیست‌محیطی.
• به حداقل رساندن مصرف آب و استفاده از اسید در فرآیندهای هیدرومتالورژی برای کاهش خطرات آلودگی.
• تهیه برنامه‌های احیاء برای پسماندهای اسیدی و گوگردی که اغلب در حین ذوب‌کاری تولید می‌شوند.

4. کارایی هزینه و زیرساخت‌ها

با توجه به میزان نسبتا پایین آهن در ذخایر لاتیریتی، باید فناوری‌های مقرون‌به‌صرفه برای عملیات فرآوری در فیلیپین اولویت‌بندی شوند:

• استفاده از کارخانه‌های فرآوری مدولارکه بر روی غنی‌سازی و احیای مستقیم متمرکز هستند و دارای هزینه‌های سرمایه‌گذاری کمتری هستند.
• سرمایه‌گذاری در انرژی‌های تجدیدپذیر و روش‌های فرآوری کم‌مصرف انرژی (مانند استفاده از انرژی خورشیدی یا زمین‌گرمایی فراوان فیلیپین).

نمونه‌های موجود از سازگاری

برخی از تاسیسات فرآوری نیکل لایه‌ای در فیلیپین، مانند کارخانه‌های HPAL (استخراج اسیدی با فشار بالا)، برای بازیابی نیکل طراحی شده‌اند — که می‌توانند برای فرآوری آهن، در مواردی که ارزش نیکل کم است، تطبیق داده شوند. به طور مشابه،کارخانه‌های کوچک فولاد مجتمع استفاده از فناوری کوره‌های چرخشی یا سیستم‌های ترکیبی هیدرومتالورژی می‌تواند هم اهداف استخراج آهن و هم اهداف اقتصادی را برآورده کند.

با درک ترکیب خاص ذخایر آهن لاتیتی فیلیپین، ادغام فرآوری پیشرفته، تطبیق فناوری‌های کاهشی ذوب و رسیدگی به مدیریت ناخالصی‌ها، استخراج موفق آهن در حالی که پایداری زیست‌محیطی حفظ می‌شود، امکان‌پذیر است.