-
سپراتورهای مغناطیسی خشک
رشد صعودی اقتصاد چین در دو دهه اخیر و همچنین آماده شدن برای المپیک پکن،انواع ساخت و ساز و صنایع استفاده از فولاد را با خود به همراه آورد،مانند ساختمان سازی ،پل سازی ،خودرو سازی ،بدنه دستگاهها و وسایل و.....
در نتیجه نیاز این کشور به ماده اولیه (خام)تهیه فولاد که همان سنگ آهن است بشدت افزایش پیدا کرد.که نتیجه آن افزایش تقاضای سنگ آهن از کشورهای دارای منابع سنگ آهن ،و به دنبال آن افزایش قیمت سنگ آهن و در نهایت رونق کسب و کارو بازار سنگ آهن شد. در این میان کشور ما ایران هم که از کشورهای غنی منابع سنگ آهن در منطقه می باشد از این قضیه مستثنا نشد و جوش وخروش عظیمی در زمینه بازار سنگ آهن کشور بوجود آمد به طوری که خریداران خارجی هم به جمع خریداران سنگ آهن معادن ایران که عمدتا ذوب آهن اصفهان و فولاد مبارکه(کنسانتره) بودند پیوستند .البته هجوم سیل خریداران خارجی بدلیل حسن تدبیر مسولین نبود بلکه خود خارجیها(عمدتا چینیها)بودند که به این کار رونق دادند.
سنگ آهن برای اینکه آماده استفاده و صادرات گردد بایستی فرآوری شده و پر عیار گرددتا به استاندار مناسب و مطلوب برای استحصال آهن برسد.
یکی از صنایعی که برای پر عیار سازی سنگ آهن بکار میرود و نقش اصلی را بازی میکند مگنت سپراتورها یا جداکننده های مغناطیسی هستند که اصطلاحا به آنها سپراتور گویندکه در این بازار داغ سنگ آهن ،تقاضای خرید و ساخت انواع این سپراتورها هم افزایش چشمگیری پیدا کرد.
سپراتورها به دو دسته کلی تقسیم می شوند یکی سپراتورهای خشک و دیگری سپراتورهای تر .
در ادامه مطلب ، سپراتور های خشک شرح داده می شوند.
-
مکانیسم عمل سپراتورها با استفاده از ایجاد میدان مغناطیسی ،صورت میگیرد .توسط این میدان مغناطیسی ،موادی را که جذب این میدان می شود از سایر مواد جدا می کند.از این رو بررسی اجمالی رفتار مواد در واکنش به میدان مغناطیسی خالی از لطف نیست:
رفتار مواد در میدان مغناطیسی
مواد را از نظر رفتار مغناطیسی می توان به سه دسته تقسیم بندی نمود:
- مواد دیا مغناطیس:موادی هستند که به هیچ وجه جذب آهن ربا نمی شوند و در میدان مغناطیسی خاصیت مغناطیسی پیدا نمی کنند.مانند چوب ،شیشه...
- مواد پارا مغناطیس:موادی هستند که جذب آهن ربا نمی شوند،ولی در میدان مغناطیسی قوی خاصیت مغناطیسی پیدا می کنندو با قطع شدن میدان مغناطیسی خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهندمانند مس،روی...
- مواد فرو مغناطیس:به راحتی جذب آهنربا می شوندو اگر در میدان مغناطیسی قرار بگیرند،پس از قطع شدن میدان مغناطیسی ،تا مدتی خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می کنند.مانند آهن،کبالت،نیکل.
در ادامه انواع سنگ آهن و تقسیم بندی آنها از لحاظ مغناطیسی تشریح می شود.
-
سنگ آهن
آهن عنصری است که در طبیعت به صورت ترکیبات مختلف به فراوانی یافت می شودولی شکل قابل استفاده ازترکیب آهن یا به عبارتی سنگ آهن که بتوان از آن در فولاد سازی استفاده کرد بایستی اولا دارای درصد آهن بالایی باشد و دوما استحصال فلز آهن از این ترکیب اقتصادی و آسان باشد.هردوی این شروط به خاصیت مغناطیسی سنگ آهن هم بستگی دارد .
انواع سنگ آهن بدون اشاره به خواص کانی شناسی آن عبارتند از:
- مگنتیت با فرمول شیمیاییFe3O4 که مخلوطی است از Fe2O3 ,FeO و فرو مغناطیس میباشد.
- هماتیت با فرمول شیمیایFe2O3 که خالص آن پارا مغناطیس بوده ولی در شرایط خاص فرو مغناطیس می شود.اغلب هماتیتها با مگنتیت همراهند بنابراین مقداری خاصیت فرو مغناطیسی دارند.
- گوتیت با فرمول شیمیایی FeOOH پارا مغناطیس است،فرآوری آن دشوار است.
- لیمونیت با فرمول شیمیایی (FeOOH+n(H2O که در حال حاضر صرفه اقتصادی ندارد.
بهترین و باصرفه ترین سنگ معدن برای استخراج مگنتیت و هماتیت است ،برخی از کانسار های آهن شامل ترکیبی از مگنتیت و هماتیت هستند.
-
کلید طلائی فرآوری و پر عیار کردن سنگ آهن به منظور رسیدن به خلوص بالاتر در همین خاصیت فرو مغناطیسی سنگ آهن مگنتیت میباشد که بدلیل جذب شدن آن توسط میدان مغناطیسی میتوان سنگ آهن خالص و پر عیار را از سنگ باطله که مغناطیسی نیست جدا کرد و به درصد خلوص بیشتری(عیار بالاتر)دست یافت.
مگنتها یا آهنربا هایی که برای اینکار استفاده میشوند به صورت میدان مغناطیسی دائم* واز نظر شدت میدان به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
- مگنت با شدت میدان مغناطیسی پایین که اصطلاحا به آن lims گویند.این مگنتها برای جدا سازی سنگ آهن مگنتیت کاربرد داردو شدت میدان مغناطیسی آنها 1500 تا 2000 گوس می باشد.این مگنتها سرامیکی هستند.
- مگنت با شدت میدان متوسط که اصطلاحا به آن mims گویند.این مگنتها برای جدا سازی سنگ آهنی بکار میرود که خاصیت فرو مغناطیسی ان به هر دلیلی کمتر باشد ،مثلا همراه داشتن مقدار عمده ای هماتیت.این مگنتها نئودیم هستند.
- مگنت با شدن میدان بالا یا hims که شدت میدان آنها تا 12000 گوس هم میرسد. در بعضی منابع مگنت باشدت فوق بالا هم تعریف شده و وجود دارد که کاربردهای ویژه و تخصصی دارند و در صورت امکان درجای خودش تشریح خواهد شد.
*دربعضی از سپراتورهااز میدان مغناطیسی الکتریکی (غیر دائم)استفاده می شود.
-
با توجه به نوع سنگ از نظر خاصیت مغناطیسی از مگنتهایی که در پست قبلی شرح داده شد استفاده میگردد. اما بطور کلی برای بالا بردن درجه خلوص سنگ آهن با توجه به دانه بندی سنگ(اندازه های سنگ)دو نوع سپراتور خشک طراحی و ساخته شده است:
1- درام مگنت سپراتور یا سپراتور طبلکی:
این نوع سپراتور بصورت یک استوانه یا طبل بلند با محور افقی می باشد برای همین به آن درام یا طبلک گویند.این درام برروی محور مرکزی خود درحال چرخش است.یک طرف درام که نیمی از ان را تشکیل میدهد مغناطیسی می باشد و ثابت است و همراه درام نمی چرخد.
زمانی که مواد از ورودی دستگاه در حین چرخش بر روی سطح درام مگنت ریخته میشود ناخالصیهای غیر مغناطیسی در برخورد با درام به مسیر خود ادامه میدهند و از یک خروجی که در جلوی درام است خارج می شوند.ولی سنگ آهن جذب مگنت درام شده و بر روی پوسته درام تا آخرین نقطه حضور میدان مغناطیسی گردش کرده تا کاملا از مواد غیر مغناطیسی جدا شده و سپس از یک خروجی دیگر که پشت درام است خارج میشوند.*
این درام مگنت ها معمولا حاصل مونتاژ180 درجه آرک مغناطیسی در داخل پوسته ای از جنس استیل نگیر و ضد سایش است که توسط در پوشهای آلومینیومی مهار شده است .
پر عیار سازی سنگ آهن با دانه بندی کمتر از 30 میلیمتر به عهده این درام مگنتهای خشک است.
