Home » معرفی کارخانه ها » کارخانه فرآوری آهنگران

معدن آهنگران مجهز به دو کارخانه فلوتاسیون جهت فرآوری خاک های سرب و روی می باشد. وسایل دو خط خردایش کارخانه فلوتاسیون شامل سنگ شکن فکی، سنگ شکن مخروطی استاندارد و آسیاب های گلوله ای می باشد. در این بخش مواد اولیه توسط سنگ شکن فکی خرد شده و به وسیله نوار نقاله بر روی سرند ریخته می شود و مواد زیر 12 میلی متر به داخل بونکر و به سمت آسیاب ها هدایت شده ومواد بالای 12 میلی متر به داخل سنگ شکن مخروطی هدایت شده و پس از آن مجدداً با بازگشت به روی سرند و ادامه سیکل به داخل آسیاب می روند.0 مواد بعد از آسیاب به وسیله پمپ ها و سیکلونها وارد سیستم فلوتاسیون شده و در آنجا با استفاده از مواد شیمیایی مانند روغن کاج و امیل اگزانتات پتاسیم و سولفور سدیم و دیگر مواد شیمیایی، کنسانتره های مختلف تولید می شود. در این کارخانه امکان تولید جداگانه چهار نوع کنسانتره سرب و روی کربناته سولفوره وجود دارد.

 

 فن­آوری تولید کنسانتره آهن و آهن اسفنجی از منابع کم عیار هماتیت با استفاده از کوره RHF

کوره اجاق گردان(Rotary Heath Furnace)  به اختصار کوره RHF، نوعی از کوره ای است که در آن فقط اجاق کوره، توسط سیستم حرکتی در داخل کوره گردش می کند. این کوره در سالهای 1978 در کانادا توسط شرکت INMETCO به صنعت معرفی گردید که با توجه به مزایای بسیار زیاد این کوره در بازیابی و حل مشکل زیست محیطی غبارهای خروجی از کوره های تولید فولاد مانند غبار های کوره قوس الکتریکی(EAFD)، توسط شرکت های بزرگی مانند NIPPON ژاپن توسعه داده شد به طوری امروزه در بسیاری از کشورها مانند کره جنوبی ( کارخانه ZINOX)، نمونه های از این کوره ساخته شده است. خوراک ورودی به این کوره ها بیشتر از نوع باطله و غبارهای کوره های تولید فولاد بود که به جهت حذف کلر از این نوع باطله ها و همچنین بازیافت فلزات باارزشی همچون فلز روی به صورت اکسید روی و بازیابی آهن به صورت آهن اسفنجی مورد توجه قرار گرفت. کارایی بالای این کوره در احیای آهن با استفاده از ذغال، باعث شد که بیش از پیش مورد توجه صنایع تولید آهن اسفنجی با استفاده از عامل احیا کننده ذغال قرار گیرد به طوریکه امروزه به عنوان روشی کارآمد و با سرعت و ظرفیت بالا در احیای سنگ آهن و تولید آهن اسفنجی با استفاده از ذغال استفاده می گردد.

روش تولید آهن اسفنجی با استفاده از کوره  RHFبه عنوان روشی جدید در زمینه تولید آهن اسفنجی و بریکت آهن اسفنجی از کنسانتره و سنگ آهن با عامل احیا کننده ذغال می باشد که کارایی و سرعت بالای آن در احیای در مقایسه با سایر روش های تولید آهن اسفنجی با احیای کننده ذغال مانند روش کوره تونلی و روش کوره دوار SL/RN  آنرا متمایز کرده است. با توجه به ساختار کوره و نحوه شارژ مواد به صورت بریکت (مخلوط سنگ آهن با ذغال) و به صورت تک لایه و بایکنواختی یکسان، سرعت انجام واکنش ها و احیا در مدت زمان بسیار پایین( در حدود 10 -20 دقیقه) در این کوره انجام می شود در حالی که در کوره تونلی زمانی تا حدود 48 ساعت لازم است تا سنگ آهن به آهن اسفنجی تبدیل گردد. مزیت اصلی این کوره فقط در افزایش سرعت واکنش نبوده بلکه به دلیل ساکن بودن مواد در بستر اجاق میزان گرد و غبار خروجی از این کوره بسیار اندک می باشد همچنین می توان بسیاری از فلزات قابل تبخیر را در صورت وجود در خوراک ورودی به صورت بخاری جمع آوری و فرآوری نمود.

 

شرح فرایند کوره RHF

در ابتدا خوراک ورودی به این کوره(شامل انواع باطله های حاوی اکسید آهن و روی، سنگ آهن و کنسانتره آهن) با عامل احیا کننده ذغال در نسبت های و رطوبت معین مخلوط شده و سپس در دستگاه گندله ساز و یا دستگاه بریکت ساز به صورت بریکت خام درآورده می شود. بریکت های تولید شده در داخل خشک کن حرارات داده شده و خشک می گردند. بریکت های خشک با استفاده از نوار نقاله و سیستم تغذیه کوره، به صورت یکنواخت و به صورت تک لایه بر روی سطح اجاق گردان کوره ریخته می شود. در شکل زیر نمایی از کوره RHF  ارائه شده است.

به سبب حرکت گردان اجاق کوره و چرخش اجاق ، مواد به بخش های مختلف کوره هدایت میشود. حرکت مواد از ابتدا تا انتهای کوره با توجه به نوع خوراک و محصول تولید متغیر بوده ولی در حالت کلی بین 10-20 دقیقه به طول می‌انجامد. سرعت گردش کوره و زمان ماند خوراک در داخل کوره با تغییر دور کوره قابل تغییر می باشد.

حرارات مورد نیاز برای احیای کوره از طریق مشعل های متعددی که در دیواره کوره نصب شده است تامین می گردد  این مشعل ها قادر خواهند بود دمای کوره را به بالای 1200 درجه سانتی گراد برسانند حرارات با استفاده از تر موکوپل های نصب شده در داخل کوره در هر ناحیه رصد شده و قابل تغییر است. دما در اثر حرارت ناشی از سوخت گاز در مشعل ها در داخل بریکت ها افزایش یافته و سطح بیرونی بریکت ها با سطح داخلی آن ها هم دما می شود در دمای زیر 800 درجه سانتی گراد، عمدتاٌ واکنشهای تبدیل کربنات آهن((FeCO₃ وگوتیت(FeOOH) به هماتیت(Fe₂O₃) و احیای هماتیت به مگنتیت ((Fe₃O₄ انجام می شود.

تبدیل کانی های آهن با خاصیت مغناطیسی ضعیف مانند گوتیت و هماتیت به کانی های با خاصیت مغناطیسی قوی مانند مگنتیت، اساس روش پر عیاری سازی کانسنگ های کم عیار هماتیتی آهن در این کوره است.

بریکت ها بعد از طی کوره و تکمیل فرایند تبدیل هماتیت به مگنتیت از کوره با استفاده از مارپیچ خارج کننده از سطح اجاق تراشیده شده و به بیرون کوره انتقال می یابند. مواد خروجی از کوره بعد از خنک سازی و خردایش به جداکننده های مغناطیسی هدایت می شوند. مواد مغناطیسی(مگنتیت) از مواد غیر مغناطیسی، در این جداکننده ها جدا شده و تبدیل به کنسانتره آهن می گردند. مواد غیر مغناطیسی شامل خاکستر ذغال و یا ناخالصی همراه خوراک ورودی مانند سیلیس به صورت باطله با استفاده از جداکننده مغناطیسی جدا می شوند. مواد باطله بعد از آبگیری در تیکنر و بازگردانی آب به سد باطله هدایت می شود. کنسانتره آهن بعد از آبگیری و فیلتراسیون و رسیدن به رطوبت مطلوب به عنوان محصول نهایی می باشد که می تواند دوباره جهت تولید آهن اسفنجی به کوره شارژ گردد و یا به عنوان مواد اولیه کوره دیگر به فروش برسد. این روش خود قابلیت بزرگی در فرآوری ذخایر کم عیار هماتیتی می باشد که توسط این کوره قابل انجام می باشد چرا که ذخایر پر عیار مگنتیت عمدتاٌ استفاده شده و در آینده فرآوری و استحصال آهن از منابع سنگ آهن کم عیار هماتیتی ضرورت چنین برابری پیدا می کند.

در صورت شارژ کنسانتره آهن و یا سنگ پر عیار آهن به کوره واکنش احیای و تبدیل مگنتیت به وستیت (FeO) در دماهای بالای 800 درجه شروع شده و با افزایش دما به 1200 درجه سانتی گراد، واکنش احیای و تبدیل وستیت به آهن اسفنجی FeO→Fe تکمیل می شود. با تکمیل فرایند، مواد داغ احیاشده از کوره به وسیله تخلیه کننده مارپیچی تخلیه می شوند. عمل خنک کردن به دلیل تمایل زیاد محصول آهن به اکسید شدن به دلیل دمای بالا و تخلل زیاد نباید با هوا انجام بگیرد. محیط سرد کردن باید تا حدودی خنثی و در صورت امکان احیایی باشد. برای این منظور می توان از عامل خنک کننده غیر مستقیم آب استفاده نمود در این سیستم، آب به صورت غیر مستقیم دیواره بیرونی خنک کننده را بدون تماس با مواد خنک می کند. دمای مواد خروجی از سردکننده دوار به 100 درجه سانتی‌گراد می‌رسد و یا می توان با پاشش موادی مانند پودر آهک، محصول خروجی از کوره را غیر فعال نمود تا از اکسید شدن آن جلوگیری شود.

از جمله قابلیت های کوره  RHF، امکان شارژ چندین نوع خوراک به کوره و انعطاف پذیری چشمگیر آن در فرآوری انواع باطله های و ذخیره های معدنی است به طوری در صورت شارژ باطله های حاوی فلز روی و یا در صورت وجود عناصر سرب در کنسانتره آهن یا سنگ آهن، این فلزات با استفاده از ذغال احیا و تبخیر شده و به صورت اکسید های فلز آنها (اکسید سرب و روی) قابل استحصال است. در شکل مقطعی از کوره  RHF ارائه شده است.

گازهای خروجی از کوره  که حاوی گرد و غبار و یا اکسید فلزات سرب یا روی، بعد از خروج از کوره سرد شده تا دمای آن‌ها به حدود 90-100 درجه سانتی‌گراد کاهش داده شود. بعد از کاهش دما، این گازها توسط فن‌های مکنده به داخل فیلتر بگ مکیده می‌شوند. در داخل بگ فیلتر ذرات جامد توسط کیسه های تعبیه شده در آن جمع آوری شده و گازی خروجی در ادامه به انواع اسکرابر های مرطوب هدایت می شود در اسکرابر ها در چندین مرحله با آب و مواد خنثی کننده مانند آب آهک عناصر گازی موجود در گازهای خروجی مانند سولفور و گازهای ناکس، خنثی سازی شده و هوای عاری از آلودگی و مطابق استاندارد محیط زیست از طریق دود کش خارج می گردد.

فلوشیت کلی تولید احیای سنگ آهن و تولید اکسید در شکل زیر آورده شده است.

خلاصه ای از فرآیند  تو لید آهن اسفنجی از خاک های  کم عیار آهن  با استفاده از روش های نوین کوره احیای اصلاح شده و کوره در شرکت معادن سرمک:

تولید کنسانتره و آهن اسفنجی که ماده اولیه کارخانه های ذوب و تولید آهن می باشد با توجه به اهداف و چشم انداز کشور در زمینه تولید فولاد، بیش از پیش مستلزم بهره برداری، استخراج و فرآوری معادن سنگ آهن هماتیتی بخصوص معادن کم عیار می باشد. با توجه به وجود ذخایر زیاد آهن های کم عیار هماتیتی و گوتیتی در کشور و نبود روش مقرون به صرفه ای برای استخراج این گونه از کانسنگ ها، اکثر این معادن یا به بهره برداری نرسیده و یا به مصارف غیر تولید کنسانتره آهن و آهن اسفنجی استخراج می گردد.

یکی از اولویت های شرکت معادن سرمک جهت استخراج و فرآوری معدن آهنگران( معدن آهن کم عیار گوتیتی متعلق به شرکت واقع در ملایر) انجام تحقیقات متمادی در زمینه فرآوری منابع کم عیار آهن و اجرای فاز صنعتی کارخانه تولید کنسانتره آهن و آهن اسفنجی از همین منابع کم عیار می باشد. با توجه به این مسئله، شرکت معادن سرمک در حال حاضر در مجتمع صنعتی و معدنی آهنگران اقدام به احداث کوره دوار اصلاح شده برای تولید کنسانتره آهن و در کنار آن برای اولین بار در ایران اقدام به ساخت کوره اجاق گردان یا RHF   برای فرآوری کانسنگ آهن نموده است. کوره RHF  که توسط شرکت های بزرگی مانند NIPPON ژاپن توسعه داده شد و به دلیل توانایی های زیاد این کوره بخصوص در بازیابی غبار کارخانه های فولاد و تولید آهن اسفنجی و اثرات مثبت آن بر محیط زیست، امروزه در بسیاری از کشورها استفاده می شود.

کوره دوار احیای طراحی شده در شرکت سرمک (که طراحی آن به صورت پتنت ثبت شده است) با ساختار متفاوت از کوره های معمول دوار احیا ساخته شده است در این کوره هر یک از بخش های کوره شامل خشک کن، کلسینه و احیا هر یک در کوره مستقلی انجام می شود. عملکرد مستقل کوره ها باعث می شود تا بتوان  میزان مصرف ذغال را به  یک سوم کاهش داد و کنترل و کارایی کوره به صورت چشمگیری افزایش یافته است این نکات مثبت در مجموع باعث می شود فرآوری منابع کم عیار مقرون به صرفه گردد.

در  فرایند تولید کنسانتره آهن با استفاده از کوره دواراصلاح شده احیا، خاک کم عیار آهن معدن آهنگران (که عمدتاً کانی های موجود در آن به روش های مغناطیسی قابل استحصال نیستند) خردایش شده و به همراه مقدار مناسبی از ذغال در دما و زمان معینی در کوره حرارت داده می شود تا کانی های غیر مغناطیسی به کانی های مغناطیسی تبدیل گردند مواد بعد از خروج از کوره، مورد خردایش و آسیاب قرار گرفته و با استفاده از جداکننده های مغناطیسی در چندین مرحله کانی های مغناطیسی آهن از سایر باطله های جداسازی شده و به عنوان کنسانتره جمع آوری می شود. تبدیل کانی های آهن با خاصیت مغناطیسی ضعیف مانند گوتیت و هماتیت به کانی های با خاصیت مغناطیسی قوی مانند مگنتیت، اساس روش پر عیاری سازی در این کوره است.

پودرکنسانتره آهن با استفاده از دستگاههای بریکت ساز تبدیل به بریکت خام کنسانتره آهن می شود که بعد از خشک کردن در کوره خشک کن، آماده شارژ به کورهRHF  می باشند. با توجه به این که تولید آهن اسفنجی از کنسانتره آهن فرایندی زمانبر است یکی از محاسن اصلی این کوره، کاهش زمان تولید آهن اسفنجی می باشد. بریکت ها به همراه ذغال در کوره RHF  حرارت داده شده و طی این فرایند اکسید های آهن موجود در کنسانتره آهن به آهن فلزی احیا می گردد که بعد از خروج از کوره قابلیت ذوب و تولید محصولات فولادی را دارد.

با توجه به این یکی از دغدغه های شرکت، مسائل زیست محیطی می باشد سعی شده است تا جای ممکن کل فرایند هم در کوره دوار احیا و هم در کوره RHF، به صورت فرایند دوستدار محیط زیست طراحی گردد و در طراحی سیستم تصفیه گاز های خروجی از کوره، از تجهیزات و سیستم های مکملی مانند انواع اسکرابر های خشک و مرطوب به همراه بگ فیلتر جهت حذف ذرات غبار و حذف گازهای آلاینده اندیشده شده است.

میزان اشتغال زایی مستقیم این طرح بیش از 150 نفر می باشد.

 

کوره احیای شرکت سرمک در فرآوری خاک های کم عیار روی

با کاهش ذخایر عیار بالای فلز روی و کمبود کانسنگ های اکسیدی روی، استفاده از روشهای جدید برای فرآوری کانسنگ های مقاوم و سیلیکاتی فلز روی که فراوری آنها به روش معمول انحلال راندمان پایینی داشته و یا غیر اقتصادی می باشد، بر پایه حرارت و احیا در کوره ضرورت پیدا می کند.

قابلیت تبحیر و احیای فلز روی سبب شده است که با استفاده از عامل احیا کننده ای مانند ذغال بتوان آن را از کانسنگ حاوی فلز روی به صورت کنسانتره اکسید روی جداسازی کرد. این قابلیت سبب گسترش و استفاده از کوره دوار احیا برای فرآوری روی گردیده است.

کوره دوار احیای معمول در دنیا (کوره ولز) کوره ای است به شکل استوانه افقی که حول محور خود با سرعت آرام میچرخد  در این کوره، خوراک و عامل احیا کننده از ابتدای کوره به کوره شارژ شده و حرارت مورد نیاز فرایند ( حدود 1200 درجه) از طریق مشعلی که در انتهای کوره قرار دارد تامین می گردد. شیب آرام کوره و چرخش کوره باعث می شود تا مواد در داخل کوره به سمت جلو هدایت شده و بعد از طی مدت زمان معینی از انتهای کوره خارج شود . بدلیل شارژ ذغال از ابتدای کوره در کوره های معمول، همواره بخشی از ذغال در طی مسیر سوخته شده و میزان مصرف ذغال  برای احیا افزایش می یافت.

با توجه به این که بخش زیادی از هزینه های جاری کوره مربوط به مصرف ذغال است در این شرکت ساختار کوره ولز سنتی تغییر یافت به نحوی که با کاهش مصرف ذغال بتوان خوراک را با راندمان بالاتری فرآوری نمود تا استخراج و فرآوری کانسنگ های کم عیار روی اقتصادی گردد.

کوره دوار احیای جدید طراحی شده در شرکت سرمک که طراحی آن به صورت پتنت ثبت شده است با ساختار سه تکه که بخش های خشک کن و کلسینه و احیا هر یک عملکرد مستقلی داشته و به صورت عمود بر هم قرار گرفته است. عملکرد مستقل کوره ها باعث می شود تا بتوان ذغال را در ابتدا کوره سوم و یا احیا به کوره شارژ نمود جایی که خوراک کاملا داغ شده و به درجه حرارت حدود 700 درجه رسیده است. با شارژ ذغال به خوراک داغ و با افزایش حرارت در کوره احیا به 1200 درجه، فرایند های احیا فلز روی شروع شده و روی به صورت بخار روی از کانسنگ جدا می شود و با ترکیب با اکسیژن به پودری نرم و بسیار ریز اکسید روی تبدیل می شود.

گاز های داغ حاوی فلز روی خروجی از کوره، در ابتدا وارد اتاق آرام کننده می شود تا با کاهش سرعت جریان گاز ها مواد درشت ته نشین گردند. به منظور کاهش دمای این گاز ها از لوله های طویل فلزی خنک شونده با هوا استفاده شده است.

گاز ها بعد از کاهش درجه حرارت وارد سیکلون های غبار گیر شده تا بخشی از غبارات در این سیستم جداسازی گردد. به جهت دانه ریز بودن اکسید روی موجود درگاز های خروجی، بخش زیادی از اکسید روی در سیستم غبار گیر بگ فیلتر جدا سازی می شود.

با توجه به این یکی از دغدغه های شرکت مسایل زیست محیطی می باشد سعی شده است تا جای ممکن کل فرایند کوره به صورت فرایند دوستدار محیط زیست طراحی گردد و در طراحی سیستم تصفیه گاز های خروجی از کوره، از تجهیزات و سیستم های مکملی جهت حذف گازهای آلاینده اندیشده شده است. گاز های عبور داده شده از بگ فیلتر که ذرات جامد آنها به طور کامل حذف شده است وارد چندین اسکرابر مرطوب می شود در این اسکرابر ها گاز ها با پاشش متوالی آب و مواد خنثی کننده مانند آب آهک تصفیه شده و از انتشار گاز های آلوده کننده و مضری مانند دی اکسید سولفور و  یا گاز های ناکس جلو گیری به عمل می آید و در انتهای مسیر، گازی عاری از مواد آلوده کننده و مضر، مطابق با استادنداردهای محیط زیست به اتمسفر وارد می شود.