منو
 صفحه های تصادفی
عیادت بیمار، زیارت خداست
انسان شناسی در مکاتب
شلغم 2
اقسام مرکب ناقص
پیروزی سفیانی بر دیگر قیام ها
سنگ شناسی رسوبی
معرفی ژنتیک کلاسیک
پلوتون «سیاره»
تیره بیگزاسه
فرهنگ استان خراسان
 کاربر Online
430 کاربر online
تاریخچه ی: استخراج آهن

!نگاه اجما لی:
امروزه یکی از اساسی ترین پایه های اقتصادی و اجتماعی کشورهای جهان را صنایع آهن و فولاد تشکیل می دهد و این به سبب نیاز مبرمی است که انسان جهت پیشبرد مقاصد خود در زندگی دارد.با نگاه اجما لی به کارایی این عنصرحیاتی , می توان به نقش سازندة آن پی برد.زیرا علاوه بر کاربرد آن در امرساختمان سازی , پل سازی و غیره یکی از کالاهای اساسی درصنایع اتومبیل سازی , کشتی سازی , و لکوموتیوسازی است و به صورت آلیاژهای مختلف , اساس تکنولوژی ماشین آلات را تشکیل می دهد.
!تاریخچه:
با توجه به کشف یک تبر آهنی متعلق به 3000سال پیش از میلاد در داخل یکی از قبرهای سومریان واقع در شهر اور که در جنوب بین النهرین قرار داشت نشان می دهد که استفاده از آهن توسط انسان از حدود 3000سال پیش از میلاد مسیح آغاز و عمدتاً در کشورهای مصر , آشور , چین , و هندوستان رواج داشت.درآغاز انسان ازآهن طبیعی که به صورت سنگ معدن با درجات خلوص متفاوت به دست می آمد استفاده می کرد.با این حال نظر دیگری وجود دارد که انسانهای آن روزگاران از شهاب سنگ ها به عنوان آهن خا لص تر استفاده می کردند.استفاده از آهن خا لص درحدود 1300 سال پیش از میلاد امکان پذیر شد که به ظن قوی به طور تصادفی بر اثر گرما دادن شدید صخره های کانی آهن خا لص توسط زغال صورت گرفت با حرارت دادن گل اخری و زغال , نیز آهن استخراج می کردند.
!سیر تحولی رشد:
روند استخراج آهن از ترکیبهای طبیعی آهن به مرور زمان , راه تکامل می پیمود تا اینکه نخستین کوره استخراج آهن به سبک امروزی که به کوره کانالانی معروف بود , نوآوری شد.این کوره دارای آتشدانی به ابعاد 75×60×60 سانتی متر بود.سیر تکاملی این روند به آنجایی رسید که امروزه , کارخانه های عظیم استخراج و ذوب آهن و فولاد با ظرفیت چندین میلیون تن به وجود آمده است.
!سنگ معدن های آهن:
سنگ معدن هایی که آهن از آن استخراج می شود , بیشتر به صورت اکسیدهای آهن , مانند مگنتیت یا هماتیت است که با 2 تا 20 درصد ناخالصی (نظیر سیلیکات ها و آلومینات ها) همراه است.این ناخالصی ها در کوره از آهن جدا شده به صورت تفاله خارج می شوند.سنگ معدن تصفیه شده و تغلیظ شده به صورت پودر یا دانه های ریز در کوره وارد می شود.مناسب ترین اندازه ذرات آن بین 6 تا 25 میلی متر است.یادآوری می شود که امروزه ازسولفید طبیعی آهن (پیریت) دراستخراج آهن استفاده نمی شود , بلکه مصرف عمدة آن در اسید سولفوریک سازی است.
جدول نام و فرمول شیمیایی سنگ معدن های مهم آهن


فرمول شیمیایی نام معدن شناسی نام شیمیایی
Fe3o4 مگنتیت تترا اکسید دی آهن (III) آهن (II)
Fe2o3 هماتیت اکسید آهن (II)
FeTio3 ایلمنیت تری اکسید تیتان آهن (II)
Feo (OH) لیمونیت ئیدروکسید آهن (III)
یا اکسید آهن (III) هیدرا ته
FeCo3 سیدریت (اسپاتیت) کربنات آهن (II)
FeSio3 چاموزیت, گرینا لیت سیلیکات آهن (II)
FeS2 پیویت, مارکالیت دی سولفید آهن (II)
!فرآیند های اولیه استخراج آهن:
استخراج آهن از سنگ معدن های آن طی فرایند های فیزیکی و مکانیکی و شیمیایی تحت شرایط ویژه ای صورت می گیرد.
در مرحلة آغازی , سنگ معدن باید طی چندین مرحله از عملیات ازجمله: خرد کردن , آسیاب کردن , سرندکردن , شستشو, استفاده از جدا کننده مغناطیسی و یا به روش فلوتاسیون تغلیظ شود.محلول غلیظ شده معمولاً دارای 60 تا 65 درصد آهن , 8 تا 12 درصد سیلیس می باشد.پس از تلغیظ سنگ معدن آن را باید به اندازه هایی به ابعاد 6تا 25 میلی متر که مناسب برای تغذیه کوره های وزشی است , تبدیل کرد که این عمل را اصطلاحاً آگلومریزه شدن می نامند.استخراج آهن از سنگ معدنهای آن عمدتاً با استفاده از کوره های وزشی صورت می گیرد که در حقیقت یک رآکتور بزرگ شیمیایی است که در آن مخلوطی از سنگ آهک , سنگ معدن , و زغال کک گرما داده می شود.
!مواد اولیه مورد نیاز استخراج آهن:
*سنگ معدن: در مجاورت زغال بر اثرگرما در کوره احیا می شود وسپس بر اثر جریانی ازگازهای احیا کننده داغ که ازسوختن کک در هوای گرم پایین کوره تولید می شود و در جهت عکس مسیر آهن حرکت می کند , ذوب می شود.
آهن مذاب و تفاله حاصل از سنگ معدن با ازای هر دو تا چهار ساعت از آتشدان کوره تخلیه می شود.اگر مواد اولیه به طور پیوسته ازبالای کوره وارد شود , در این صورت , کوره می تواند به طور پیوسته کار کند.محصول کورة وزشی همان چدن است که برای تبدیل آن به دیگر مشتقات آهن , بویژه فولاد , باید در آن تغییراتی داد.
*زغال کک: مشخصات ساختاری آن عبارت است از: کربن ثابت 85 تا 90 درصد , خاکستر5 تا 13 درصد , رطوبت تا 8 درصد , مواد فرّار 1.6 تا 11 درصد , و گوگرد 5. تا 1.2 درصد. نقش کک در فرایند کوره های وزشی تولید گازهای احیا کننده است و در اثر سوختن در پایین کوره انجام می پذیرد و مقاومت مکانیکی آن نیز در عمل مهم است اندازه کک مورد مصرف , باید بین 1.5 تا 75 میلی متر باشد.
*سنگ آهک: به منظور کمک کردن ذوب و پایین آوردن دمای ذوب نا خالصی ها به سنگ معدن افزوده می شود.نسبت تشکیل دهنده های بازی در مخلوط یعنی (CaO) و (MgO) به تشکیل دهنده های اسیدی یعنی (Sio2) باید در حد ثابتی حفظ شود تا تفاله های کف مانند وسبک (سیلیکات های کاسیم و منیزیم ) به طور کامل تشکیل شود و سایر نا خالصی های همراه با خود را از آهن جدا کند , برای این منظور , سنگ آهک و دولومیت بکارگرفته می شود.گاهی برای کنترل ترکیب تفاله های جاری , مقداری سیلیکات نیز بدان اضافه می شود. مناسب ترین اندازه این دسته ازمواد برای کوره های وزشی بین 70 تا 75 میلی متر است.
!واکنش های کوره استخراج آهن:
پس از اینکه کک در قسمت پایین کوره بارگیری شده , آن را تا حدود .c1370 گرم می کنند تا بر اثر وزش هوای گرم شروع به سوختن کرده , دما را در دهانه قسمت سوخت کوره تا .c1925 افزایش دهد.دی اکسید کربن حاصل دراین دما ناپایدار بوده و به وسیله کک موجود در محیط به منواکسیدکربن تبدیل می شود.بخار آب همراه با هوای داغ در واکنش با کک نیز خود تولید منواکسیدکربن می کند. واکنش های انجام شده در دهانه سوخت که در حد بین مخزن سوخت و سنگ معدن آهن قرار دارد , درقسمت بالاتر کوره که دما زیر .c92 است , اکسیدهای آهن به وسیله منواکسیدکربن و هیدروژن حاصل احیا می شوند.درقسمت بالاتر کوره وقتی که دما به .c8.5 تا .c870 رسید سنگ آهک نیز تجزیه می شود.در قسمت
پایین کوره دربالاتر از .c925 اکسیدهای اهن به وسیله کربن احیا شده , و دی اکسیدکربن حاصل به طور همزمان با کک واکنش داده و به منواکسیدکربن تبدیل می شود .این احیا به احیای مستقیم معروف است که نیازی به انرژی زیاد دارد.بیشتر گوگرد که همراه کک وارد کوره می شود , در داخل آن به H2S , CoS تبدیل می شود.
H2S حاصل با CaO, FeO ترکیب شده آنها را به Ca S, Fe S تبدیل می کند. Fe S حاصل ضمن واکنش , آهن آزاد می کند.میزان و چگونگی حذف گوگرد به دمای تفاله و نسبت CaO , MgO , به SiO2 , Al2O3 بستگی دارد.
!احیای مستقیم:
احیایی است که در آن سنگ معدن آهن , به وسیله عوامل احیا کننده جامد یا گازی احیا می شود.با توجه با مقدار کربن موجود در آهن , این عنصر به صورت دو نوع محصول آهن یعنی چدن و فولاد عرضه می شود.

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 شنبه 25 فروردین 1386 [11:29 ]   7   فیروزه نجفی      جاری 
 شنبه 25 فروردین 1386 [11:25 ]   6   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 شنبه 25 فروردین 1386 [11:24 ]   5   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 شنبه 25 فروردین 1386 [11:24 ]   4   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 چهارشنبه 02 دی 1383 [07:03 ]   3   حسین خادم      v  c  d  s 
 پنج شنبه 26 آذر 1383 [12:14 ]   2   حسین خادم      v  c  d  s 
 یکشنبه 22 آذر 1383 [06:33 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..