علم سرامیک

 كورش بهروزي؛ به راهنمائي : محمد رنجبر

معدن روباز سنگ‌آهن گل‌گهر در استان كرمان، 50 كيلومتري جنوب غرب شهرستان سيرجان و در طول جغرافيايي 19 و 55 شرقي و عرض جغرافيايي 7 و 29 شمالي واقع شده است . كاني‌هاي تشكيل دهنده كانسار عمدتا از نوع منيتيتي مي‌باشد كه بخشي از آن در اثر پديده اكسيداسيون به هماتيت تبديل شده است . در طبقه‌بندي، كانسار به سه بخش منيتيت كم گوگرد و كم فسفر، منيتيت هماتيت‌دار و منيتيت گوگرددار تقسيم شده است كه مجموع ذخيره قابل معدنكاري آنومالي شماره يك معدن، 189 ميليون تن تعيين گرديده است . محصول اصلي كارخانه تغليظ گل‌گهر، كنسانتره منيتيتي با عيار 67 درصد Fe>، 45 درصد P< و 9 درصد S< و باطله كارخانه، شامل درصد بالايي كاني هماتيت و ناخالصي‌هاي گوگرد و فسفر است كه در حال حاضر نگهداري مي‌شود تا در آينده فراوري شود. هدف اصلي اين تحقيق، بررسي چگونگي امكان بازيابي هماتيت از باطله‌هاي مجتمع سنگ آهن گل گهر در مقياس آزمايشگاهي به منظور توليد كنسانتره هماتيتي قابل قبول براي صنايع فولادسازي است . دستيابي به عيار قابل قبول در آهن و كاهش ميزان فسفر در الويت تحقيق قرار گرفت . بازيابي هماتيت در گذشته نيز توسط سه مشاور داخلي و خارجي بررسي شده است و فلوشيت‌هايي نيز در اين زمينه ارايه شد. شركت گرانگز-اولين مشاور طرح-سه گزينه انتخاب كرد كه در بهترين حالات به كنسانتره هماتيتي با مشخصات 62 درصد Fe>، 0/2 درصد P> و 0/5 درصدS> رسيد. شركت اشتودين گزلشافت با ارايه يك فلوشيت به كنسانتره هماتيتي با مشخصات fe 65 درصد،0/08 درصد P و 0/5 درصد S رسيد و رد نهايت شركت ايتوك با ارايه چهار گزينه، در بهترين حالات مشخصات كنسانتره هماتيتي را چنين اعلام كرد: 63 درصد Fe> و 0/2 درصد .p در بررسي‌هاي اين شركت مقدار گوگرد كنسانتره مورد توجه قرار نگرفته است . پس از مطالعه تحقيقاتي كه در سالهاي گذشته روي بازيابي هماتيت انجام گرفته بود، از بين روشهاي فراوري خشك و تر، روش جدايش مغناطيسي شدت زيادتر براي بررسي فراوري هماتيت در مقياس آزمايشگاهي انتخاب گرديد.با توجه به مشخصات باطله گل‌گهر، نمونه‌اي با d80 590 براي آزمايش‌ها انتخاب شد. آناليز شيميايي اين نمونه 37/5 درصد Fe ، 0/31 درصدP> و 0/98 درصد S> بود كه با مشخصات نمونه معرف انطباق نزديكي داشت . پس از مطالعات ميكروسكوپي به عمل آمده، مشخص شد كه احتمالا ذرات هماتيتي در دانه‌بندي حدود 200 براي انجام آزمايشهاي جدايش مغناطيسي مناسب هستند. نمونه‌ها پس از خردايش در دانه‌بندي d80 (590,240, 160,75) توسط جداكننده مغناطيسي شدت زيادتر تعليظ شدند. به منظور حصول اطمينان از عدم كارايي روش خشك ، چند تست توسط دستگاه جداكننده مغناطيسي شدت زياد خشك انجام شد كه نتايج آن رضايتبخش نبود و ميزان خطاي بازيابي در سطح اعتماد مهندسي بسيار زياد بود. نتيجه بهينه در جدايش تر، در دانه‌بندي d80 240 و شدت ميدان مغناطيسي بيش از 9000Gauss، به دست آمد كه كنسانتره به دست آمده شامل 62/6 درصد Fe ، 0/13 درصد P> و 0/4 درصد S> با بازيابي وزني آهن برابر 69 درصد بود كه در سطح اعتماد مهندسي +-9 درصد خطا داشت . كنسانتره حاصل از نظر تركيب براي مصرف در صنايع فولادسازي به روش كوره بلند مطلوب مي‌باشد كه در اين زمينه بايد بررسي اقتصادي مفصلي صورت گيرد. به منظور بررسي راهي براي منطبق كردن مشخصات كنسانتره هماتيتي حاصل از جدايش مغناطيسي شدت زيادتر با محصول اصلي كارخانه گل‌گهر، عمليات فلوتاسيون معكوس روي اين كنسانتره انجام گرفت . پس از خردايش اين كنسانتره تا حد d80 53 و انجام آزمايشهاي فلوتاسيون در محيط بازي تاثير پارامترهايي از قبيل PH، ميزان مصرف كلكتور و بازدارنده و زمان كف‌گيري مورد بررسي قرار گرفت . در كنسانتره هماتيتي حاصل، بازيابي وزني آهن بيش از 61 درصد است و درصد فسفر و گوگرد به ترتيب به 0/09 درصد و 0/4 درصد كاهش افته است . ميزان عيار آهن اين كنسانتره قابل قبول است (Fe>67) درصد ولي عيار فسفر و خصوصا گوگرد آن به ميزان مطلوب نظر نرسيده است .