فرآوری سنگ آهن یکی از مهمترین فرایندهای زنجیره تولید فولاد است. سنگ آهن براساس محصول تولیدی به دو دسته تقسیم بندی می شود: سنگ آهن دانه بندی شده و کنسانتره سنگ آهن. در کانسارها (توده سنگ حاوی کانی های با ارزش به مقداری که استخراج آن مقرون به صرفه باشد) عیار متوسط سنگ آهن پایین است و مقدار عناصر بیش از حد مورد قبول است. به همین دلیل برای پرعیارسازی از روش های پیشرفته تر و مدار پیچیده تری اقدام به تولید کنسانتره می‌شود. مدار فرآوری بطور کلی از واحدهای خردایش – آسیا کنی– پرعیارسازی و آبگیری تشکیل شده است.
در کنار این واحدها، واحدهای حمل و نقل، تأمین آب، تأسیسات و… به عنوان واحدهای جانبی ذکر می‌شود.
مراحل تولید کنسانتره از سنگ آهن:
مرحله اول خردایش:
اولین مرحله در کارخانه با ورود ماده معدنی به سنگ شکن آغاز می‌شود. در این بخش قطعات بین ۲۰-۲۵ الی ۱۰۰ سانتی متر به ابعاد کوچکتر از ۲۰-۲۵ سانتیمتر خرد می‌شوند.
البته در ورودی سنگ شکن سرند ثابت گریزلی نصب می‌شود که روزنه های آن برابر با ابعاد محصول خروجی از سنگ شکن هستند. به این ترتیب ابعاد ریزتر وارد سنگ شکن نمی شوند تا مبادا خردتر شوند.
سپس مواد معدنی خرد شده با نوار نقاله وارد مرحله بعدی سنگ شکن و سرند می شوند. در این بخش که بسته به ابعاد و خصوصیات مواد معدنی ممکن است از ۲ مرحله سنگ شکنی خشک تشکیل شده باشد، از سنگ شکن مخروطی استفاده می شود و ابعاد مواد معدنی تا اندازه ۳۰ میلی متر کاهش می یابد.
لازم به ذکر است خردایش چند مرحله‌ای به منظور کنترل دانه بندی و جلوگیری از خردایش بیش از حد ماده معدنی انجام می‌شود.
مرحله دوم آسیا کنی:
سپس این مواد معدنی با ابعاد کمتر از ۳۰ میلی متر، به منظور خردایش بیشتر وارد مرحله آسیاکنی می شود که به صورت تر انجام می پذیرد. در این مرحله، مواد توسط آسیای خودشکن یا نیمه خودشکن و یا آسیای غلتکی فشاری تا اندازه ۱ – ۰/۵ میلی متر آسیا می شوند.
این ماده با ابعاد ۱ – ۰/۵ سپس به مرحله بعدی هدایت می شود و در آنجا توسط آسیاهای گلوله ای مورد خردایش بیشتر قرار می گیرد.
در این قسمت ها که خردایش در محیط تر انجام می پذیرد، ابعاد خردایش توسط هیدروسیکلون ها کنترل می گردد و هدایت مواد که در آب شناور هستند و ترکیب دوغاب (اسلاری) را ایجاد کرده اند، توسط پمپ‌ها انجام می شود.
مرحله سوم پرعیارسازی:
ذرات پس از عبور از مرحله آسیا کنی به ابعاد بسیار ریز مورد نظر رسیده اند و لازم است به منظور جدا کردن مواد با ارزش از ترکیبات باطله داخل اسلاری، وارد مرحله بعدی شوند. اسلاری توسط پمپ به مرحله جدایش مغناطیسی هدایت می شود. جداکننده های مغناطیسی تر، عموماً جداکننده های نوع درام هستند. اسلاری از روی این درام ها که دارای خاصیت مغناطیسی هستند عبور داده می شود. کانی های آهن دار به درام می چسبند و در انتهای درام توسط یک تیغه از روی درام جمع آوری می شوند. سایر کانی های موجود در دوغاب نیز از ته ریز تجهیز خارج می شوند.
این جداکننده های مغناطیسی دارای انواع شدت پایین، شدت متوسط، شدت بالا و گرادیان بالا هستند که انتخاب آنها براساس خواص مواد معدنی و تست فراوری که قبلاً روی ماده معدنی به انجام رسیده است، صورت می پذیرد و در صورتیکه عناصری مانند فسفر و گوگرد در کنسانتره وجود داشته باشد، از روش فلوتاسیون برای جدایش مواد مزاحم از کنسانتره استفاده می شود.
فلوتاسیون:
در این روش از اختلاف خواص شیمی فیزیکی سطح مواد برای جدایش آنها از یکدیگر استفاده می شود. سطح کانی با ارزش توسط کلکتور آبران می شود. برای تنظیم آبران کردن سطوح کانی با ارزش، خصوصیات محیط از جمله PH محیط آبی به دقت تنظیم می گردد. کانی مذکور در محیط آبی قرار داده می شود و در این محیط حباب های هوا ایجاد می گردد. از آنجاییکه سطح کانی آبران شده است، به راحتی به حباب هوا چسبیده و در سطح سیال شناور می گردد. برای پایدار نمودن حباب هوا و جلوگیری از ترکیدن آنها و نیز جلوگیری از الحاق حباب های هوا با یکدیگر از موادی به نام کف ساز استفاه می شود.
مرحله چهارم آبگیری:
سنگ آهن پرعیار شده حاوی مقادیری آب است که باید آبگیری و خشک گردد و رطوبت آن به ۱۰- ۹ درصد برسد. بدین منظور از فیلترها برای جدایش آب کنسانتره بدست آمده، استفاده می شود سپس کنسانتره آبگیری شده به انبار محصول منتقل و در آنجا دپو می‌گردد.
باطله نیز برای آبگیری به سمت تجهیزاتی به نام تیکنر هدایت می شود. در آنجا مواد جامد ته نشین شده و آب به صورت سر ریز از بالای تیکنر خارج می شود. ذرات جامد ته نشین شده نیز توسط بازوی جمع کننده کف تیکنر به سمت مرکز هدایت و توسط پمپ به سمت سد باطله هدایت می شوند. برای افزایش سرعت ته نشینی این مواد از مواد شیمیایی پلیمری به نام فلوکولانت استفاده می شود که باعث چسبیدن ذرات باطله به یکدیگر و افزایش سرعت سقوط آنها می شود. خروجی مراحل فوق کنسانتره سنگ آهن را تشکیل می دهد.
