بررسی روش های اقتصادی استحصال کنسانتره آهن از ذخایر غیر مگنتیتی

کمبود منابع تامین سنگ آهن از معادن فعال داخلی  طی سال­های آتی با توجه به توسعه صنایع فولاد كشور   مشکلی اجتناب ناپذیر خواهد بود، لذا توجه بیشتر به پتانسیل­ ذخایر سنگ آهن هماتیتی و روش های فرآوری آن ضرورت امروز کشورمحسوب می شود.

از جمله این پتانسیل­های معدنی، معادن سنگ­های هماتیتی است كه در جنوب كشور گسترده­اند. این معادن عمدتاً دارای نوعی از سنگ آهن­های هماتیتی هستند كه با تكنولوژی­های مرسوم و شناخته شده فرآوری، امكان تولید كنسانتره مناسب از این ذخایر برای مصرف صنایع فولاد كشور میسر نیست.  

طی سالیان گذشته، تحقیقات گسترده در خصوص فرآوری انواع سنگ آهن‌های مگنتیتی صورت گرفته است و تکنولوژی­های مربوط به این نوع از کانی­های سنگ آهن به صورت کامل در کشور شناخته شده و عملیاتی می­باشند. بر خلاف فعالیت­های گسترده صورت گرفته در خصوص سنگ آهن­های مگنتیتی، فعالیت­ها تحقیقاتی و توسعه­ای انجام شده در خصوص فرآوری سنگ آهن­های هماتیتی با عیار اکسید آهن دو ظرفیتی پایین، بسیار محدود بوده است.

تجارب موجود حاصل از پژوهش­های عملیاتی صورت گرفته در جهت توسعه روش‌های فرآوری کانی­های هماتیتی (و به طور کلی کانی­های اکسیدی آهن به غیر از کانی مگنتیت) در برخی از معادن اصلی کشور، نشان می­دهد رفتار سنگ آهن­های هماتیتی در فرآیند پر‌عیار‌سازی در مقایسه با سنگ آهن‌های مگنتیتی بسیار متفاوت و پیچیده­تر می­باشند. از طرفی در بخش اکتشاف ذخایر مگنتیتی، عیار آهن (Fe)، عیار اکسید آهن دو ظرفیتی (FeO) و قابلیت پرعیار شوندگی (که با تست آزمایشگاهی دیویس تیوب به آسانی قابل ارزیابی می­باشد) را می­توان به عنوان سه معیار اصلی برای شناسایی ظرفیت اقتصادی یک ذخیره مگنتیتی (و حتی هماتیتی_مگنتیتی) در نظر گرفت، در صورتی که برای ارزیابی اقتصادی یک ذخیره هماتیتی، علاوه بر نیاز به استفاده از عیار آهن و عیار اکسید آهن دو ظرفیتی به عنوان دو معیار اصلی، نیازی به توسعه روشی جامع و در دسترس به منظور ارزیابی قابلیت پرعیار شوندگی نمونه­های هماتیتی می­باشد. در حال حاضر به منظور شناسایی روش پر‌عیار‌سازی و سپس ارزیابی قابلیت پرعیار شوندگی یک نمونه هماتیتی نیاز به انجام مطالعات کانی‌شناسی گسترده و همچنین تست­های کانه‌آرایی پیچیده می‌باشد، استفاده از این روش­ها به عنوان ابزاری برای ارزیابی قابلیت پرعیار شوندگی مغزه­های استخراج شده به علت هزینه، زمان و پیچیدگی بالای فرآیند، منجر به حصول نتایج قابل اعتماد نخواهد شد. بر اساس این موارد به منظور توسعه دانش و یافتن روش‌های اجرایی مناسب جهت ارزیابی صحیح و بهره‌برداری از پتانسیل‌های هماتیتی موجود در کشور، لازم است به شاخص های عملیاتی و تست های آزمایشگاهی سریع و کم هزینه ای برای برآورد رفتار ذخایر هماتیتی دست یافت.

علاوه بر این لازم است در خصوص ذخایر هماتیتی مختلف، کاربردهای خاص خود را نیز مشخص نمود و برای هر کاربرد روش منحصر به فرد استحصال و تغلیظ کنسانتره هماتیتی و یا هر محصول اقتصادی دیگر ارائه شود. این موضوع با توجه به گستره ذخایر هماتیتی و کمبوده های سنگ های آهن دار در آینده از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

روش­های جداسازی کنسانتره آهن و ترکیبات حاوی تیتانیوم از منابع تیتانومگنتیت

كاني­هاي تيتانومگنتيتي محلول­های جامدی از مگنتیت (Fe3-xTixO4) و اسپینل (Fe2TiO4) هستند که عمدتاً محتوي فلزات با ارزشي چون: آهن، تيتانيم و واناديم مي­باشند. مقايسه ميزان تقاضاي مصرف براي سه عنصر ذكر شده در بازارهاي جهاني نشان مي­دهد پس از فلز آهن، واناديم و تيتانيم (با درنظر گرفتن ملاحظات فنی نحوه استخراج و هزینه­های فرآوری) به ترتيب داراي بيشترين ارزش اقتصادي هستند. واناديم يكي از عناصر مهم در توليد فولادهاي آلياژي و همچنين به عنوان ماده كاتاليستي در صنايع شيميايي است و تیتانیوم فلز راهبردی قرن است که برای ساخت قطعات هواپیما، سلاح، ایمپلنت دندان و تجهیزات هوافضا استفاده می­شود. لذا در سال­های اخیر، روند رو به رشدی در بهره­برداری از منابع تیتانومگنتیتی و تولید محصولات تجاری از آن­ها مانند آهن و فولاد، کنسانتره­های اکسید تیتانیوم و وانادیوم مشاهده شده است. با توجه به اینکه محدوده مقدار عناصر در كاني­هاي تيتانومگنتيتي گسترده و متنوع مي­باشد، تاکنون روش­هاي مختلفي جهت استحصال عناصر مختلف براساس مقدار و نوع عنصر مورد نظر و همچنين مشخصات فيزيكي كاني، در پژوهش­های بین­المللی پیشنهاد شده است. از طرفی گستره منابع حاوی کانی­های تیتانومگنتیتی در ایران بسیار وسیع بوده که از جمله مهم­ترین آن­ها می­توان به معادن تیتانیوم شهرستان فنوج سیستان و بلوچستان با ذخیره 3 میلیارد و 600 میلیون تن اشاره کرد. آنالیز شیمیایی انجام شده روی انواع کانسارهای پلاسری تیتان در مناطق مختلف فنوج حضور 12 تا 36 درصد TiO2 را نشان می­دهد.

 انجام عمليات فرآوري، تغليظ و استخراج روي معادن تیتانومگنتیت در صورتی که علاوه بر استحصال آهن، بتوان به طور همزمان عناصر استراتژیک و دارای  ارزش افزوده بالا نظیر تیتانیوم و وانادیوم را نیز استحصال نمود، می­تواند داراي توجيه فني و اقتصادي باشد. لذا هدف از بیان این موضوع، بررسی روش­ جداسازی مناسب و صنعتی کنسانتره آهن و ترکیبات حاوی تیتانیوم از منابع تیتانومگنتیت می­باشد.