معادن سنگ آهن ایران
اولین معدن سنگ آهن ایران، معدن سنگ آهن چغارت بافق یزد است. شرکت ذوب آهن اصفهان در زمان تاسیس از این معدن تغذیه می کرد. این معدن با ذخیره بیش از یک سوم سنگ آهن کشور به عنوان مهم‌ترین معدن سنگ آهن ایران شناخته شده‌است.
معدن سنگ آهن چادرملو در حال حاضر بزرگترین تولیدکننده کنسانتره سنگ آهن درکویر مرکزی ایران واقع شده‌است. ذخیره قابل استخراج این معدن مقدار ۳۲۰ میلیون تن می‌باشد. عمر ذخایر سنگ آهن معدن چادرملو ۱۰ سال دیگر به پایان می‌رسد.
معدن سنگ آهن گل گهر در شهرستان سیرجان با ذخیره احتمالی یک میلیارد تن و ذخیره قطعی ۲۱۹ میلیون تن برزگترین معدن شناخته شده سنگ آهن خاورمیانه است. تولیدات درحال حاضر این معدن به صورت گندله، کنسانتره و سنگ دانه بندی شده استخراج می‌شود.
آهن
آهن (Fe) با شماره اتمی ۲۶ و قرار داشتن در گروه ۸ جدول تناوبی، یک فلز پرکاربرد در جهان بوده که با رنگ نقره ای و براقی و کاربردهای گسترده ای که دارد زبانزد خاص و عام است. این ماده به میزان بسیار زیادی به صورت مذاب در هسته ی زمین یافت می شود، از نظر جرم رایج ترین عنصر روی زمین بوده و بسیاری از لایه های هسته خارجی و داخلی زمین را تشکیل می دهد. سنگ معدن آهن نیز از فراوان ترین عناصر پوسته زمین می باشد؛ اگرچه استخراج فلز قابل استفاده از آن ها به کوره یا کوره هایی نیاز دارد که بتوانند به دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد یا بالاتر برسند، یعنی حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد (۹۰۰ درجه فارنهایت) بالاتر از آنچه برای ذوب مس کافی است.
مراحل تولید آهن به زبان ساده
امروزه تولید صنعتی آهن یا فولاد از دو مرحله اصلی تشکیل شده است؛ در مرحله اول، سنگ آهن با کک در کوره کاهش یافته و فلز مذاب از ناخالصی هایی مانند مواد معدنی سیلیکات جدا می شود و در همین مرحله آلیاژی تولید می گردد که حاوی مقادیر نسبتاً زیادی کربن است. سپس در مرحله دوم، مقدار کربن موجود در آهن تولید شده با اکسیداسیون کاهش یافته تا فولاد یا چدن تولید شود. در چنین مرحله ای اجازه ی افزودن فلزات دیگر برای تشکیل فولادهای آلیاژی وجود دارد و محصولات فولادی به دست آمده اغلب بعد از شکل گیری تحت عملیات حرارتی و یا گرمایشی قرار می گیرند. گرم کردن آن ها در دمای ۷۰۰-۸۰۰ درجه سانتی گراد برای چندین ساعت و سپس خنک شدن تدریجی باعث می شود که فولاد نرم و قابل استفاده باشد.
کک که از آن نام برده شد در واقع یک ماده جامد متخلخل است که کربن را برای واکنش فراهم می آورد و همچنین سوخت اصلی مورد استفاده در کوره به حساب می آید. با حرارت دادن ذغال تا ۱۲۰۰ K در غیاب هوا به مدت بیست ساعت کک ساخته می شود و همچنین گاز زغال سنگ (عمدتاً مونوکسید کربن و هیدروژن) و یک قیر سیاه که می توان از آن ترکیبات مفیدی مانند بنزن بدست آورد، نیز تولید می شود. از گاز ذغال سنگ به عنوان سوخت در محل مورد استفاده قرار می گیرد.
روش های تولید آهن و چدن
آهن و چدن به صورت کلی به دو روش تولید می گردد
کوره بلند یا احیای غیر مستقیم
روش کوره قوس الکتریکی و یا احیای مستقیم
کوره بلند
بیشتر فولاد خام جهان به وسیله کوره های بلند تولید می شود.در روش احیای غیر مستقیم که در ذوب آهن نیز مورد استفاده قرار می گیرد سنگ آهن را به همراه کک و آهک از بالای کوره کرده و آهن خام بدست می آید سپس آهن را به فولاد تبدیل کرده و پس از جدا کردن ناخالصی، فولاد خام تولید می شود
روش کوره قوس الکتریکی
روش احیای مستقیم آهن نسبت به کوره بلند برای تولید فولاد توجیح پذیر تر می باشد. در روش کوره قوس الکتریکی از قراضه آهن و یا آهن اسفنجی استفاده می شود .در ایران به دلیل کمبود قراضه از آهن اسفنجی بیشتر استفاده می شود.مجتمع فولاد جنوب از این روش برای تولید فولاد خام استفاده می کند .اکثر فولاد تولیدی ایران از این روش می باشد .
در کوره قوس الکتریکی به دلیل استفاده از آهن قراضه سرعت تولید بالاتر است و از نظر هزینه ی ساخت کوره بسیار کم هزینه تر نسبت به کورهی بلند می باشد .از نظر زیست محیطی نیز کوره های قوس الکتریکی آلودگی به مراتب کمتری دارند.در ضمن آهن اسفنجی عیار بالاتر و جابه جایی راحتری دارد.
سنگ معدن آهن
آهن از فلزات مهم برای کشورهای توسعه یافته محسوب می‌شود. تشکیل سنگ آهن سال‌های طولانی زمان می‌برد. شکل سنگ آهن‌های استخراج شده از معادن مختلف با هم متفاوت است. انواع کانی‌های آهن اکسیدی، کربناتی، سولفیدی و سیلیکاتی در طبیعت یافت می‌شود. عمده سنگ معدن‌هایی که آهن خام از آن استخراج می‌شود شامل اکسیدهای آهن مثل مگنتیت و هماتیت با ۲تا ۲۰ درصد ناخالصی شامل سیلیکات و آلومینات است. ناخالصی‌های همراه سنگ آهن به صورت سرباره در کوره ازآهن خام جدا می‌شود.سنگ آهن استخراج شده پس از تصفیه و تغلیظ، به صورت پودر یا دانه‌های ریز در اندازه ۶تا ۲۵ میلیمتر برای تهیه مذاب آهن خام وارد کوره می‌شود.
مهم‌ترین کانی‌های مورد استفاده در تولید آهن خام مگنتیت و هماتیت است. مگنتیت با فرمول و هماتیت با فرمول ، به ترتیب از ۷۲ و ۷۰درصد آهن تشکیل شده‌اند. اندازه مناسب دانه بندی سنگ آهن برای استفاده در کوره بلند حداقل ۱۰میلی متراست.
