علم سرامیک

تولید فلز از کانسنگ، معمولاً در یک فرآیند دو مرحله ای انجام می شود. در بیشتر کانسنگ های کبالت، مس، کروم، آهن، نیکل، سرب، قلع و روی، این مرحله شامل تولید کنسانتره ای است که عمدتاً متشکل از کانه فلزی است. این فرآیند را تغلیظ می نامند. کانی های زائد به روش های گوناگون جدا و دور ریخته می شود. سپس کنسانتره را به روش شیمیایی جدا کرده و فلز مورد نظر را از کانه فلزی جدا می کنند. این مرحله، مرحله شیمیایی نامیده می شود. در بیشتر کانسنگ های آلومینیوم و برخی از کانسنگ های اورانیم، وانادیم، طلا و دیگر کانسنگ ها، هیچ گونه کنسانتره ای تولید نمی شود، بلکه فلز را مستقیماً از کانسنگ به دست می آورند.

دانش فنی و صنعت کنسانتره بسیاری از مواد معدنی فلزی و غیرفلزی، در ایران موجود است که به طور اختصار به آنها اشاره می شود.

فرآوری کانسنگ های فلزی

در ایران، کانسنگ های فلزی، آهن، مس، سرب و روی مولیبدن، منگنز، کنسانتره می شوند و عیار آنها با توجه به استانداردهای مورد قبول، افزایش می یابد. کنسانتره سرب و روی و مس در ایران، یک صنعت نسبتاً جا افتاده است و چندین کارخانه کنسانتره سرب و روی و مس در ایران احداث شده است. ساخت اغلب تجهیزات مکانیکی و دانش راه اندازی آن در کشور موجود است.

کنسانتره سازی کانسنگ های آهن و منگنز در ایران مرسوم شده است و راه تکاملی خود را طی می کند و هم اکنون در پاره ای از معادن انجام می شود. همچنین در کارخانه چادرملو که آماده سازی کانسنگ آهن برای ذوب صورت می گیرد، آپاتیت از کانسنک فرآوری می شود. با این حال، دانش فنی و صنعت فرآوری و کنسانتره کانسنگ های تیتان، کروم و بسیاری از مواد معدنی را هنوز در ایران نداریم.

فناوری کانی ها و سنگ های صنعتی و فرآوری آنها

بیشتر کانی های صنعتی نسبت به فلزها، به فرآوری کمتری نیاز دارند. فرآوری این کانی ها، به طور عمده به پرعیار سازی آنها محدود می شود. برخی از کانی های صنعتی مانند شن و ماسه، فقط به شستشو دانه بندی احتیاج دارند. در اینجا به فرآوری برخی از کانی های صنعتی و سطح فناوری آنها پرداخته می شود.

پودرهای معدنی:در این زمینه، یکی از تولید کنندگان معروف و بنام در جهان هستم ،هم به لحاظ کیفیت شیمیایی و هم به لحاظ سفیدی رنگ ماشین آلات مورد نیاز، اغلب در داخل ساخته می شود و گاه در کشورهای دیگر نیز خطوط تولید مشابهی راه اندازه کرده ایم.

پاره ای از این مواد معدنی عبارتند از: میکا، تالک، باریت، کائولن، بنتونیت، نمک، سنگ آهک و مواد اولیه معدنی برای حفاری چاه های نفت و گاز

مواد اولیه برای تهیه قالب های ریخت گری: ماسه سیلیسی و بنتونیت: ماشین آلات مکانیکی، به جز لوازم توزین الکترونیکی با پیشرفت های حاصل دشه، قابل ساخت در داخل هستند. تنها در طراحی سیستم های دا کنده آبی نیاز به تمرین های زیادتری هست که با پشتیبانی از تولید کنندگان دخلی محقق خواهد شد. هم اکنون، در حال تجربه جداکننده های مغناطیسی با شدت میدان بالا هستیم.

مواد اولیه صنایع کاشی، شیشه و انواع سرامیک:در بخش خردایش اولیه، ماشین آلات داخلی است. سنگ شکن های بزرگ نیز در ایران طرحی و ساخته می شود (انواع فکی، کوبیت و کنکراشه). ماشین آلات ثانویه خردایش نیز در ایران ساخته می شود و حتی در طراحی تولید مواد اولیه سرامیک هم صاحب فناوری هستیم. در خارج کشور (کائولن ترکمنستان) نیز موفق به طراحی و ساخت کارخانه با استانداردهای بین المللی شده ایم و فقط در طراحی و ساخت مگنت پراتورها (جداکننده های مغناطیسی) با شدت میدان بالا، هنوز موفق نبوده ایم.

مواد اولیه و محصولات صنایع نسوز:کلیه ماشین آلات فرآوری، پخت و شکل دادن (تا 1400 تن فشار) در ایران طراحی و ساخته می شود. همچنین ماشین های خردایش، آهن زدایی کوره کلسیناسیون، پدیدار نمودن ماده معدنی همراه با شکل دادن، در کشور قابل تهیه است. دستگاه های تولید آجر و دیگر مواد نسوز ویژه در این راستا، در ایران تولدی می شود. فقط مشکل پخت بالای 1600 درجه داریم.

انواع نمک ها:طراحی و ساخت کلیه ماشین آلات تولید انواع نمک ها، مانند نمک صنعتی و نمک خوراکی، در کشور امکان پذیر است. طراحی خط تولید سولفات سدیم به عنوان ماده اولیه مهم صنایع شوینده، در ایران امکان پذیر است و فقط در ساخت لوازم اندازه گیری هنوز مشکل داریم.

صنایع معدنی – شیمیایی

اساس این صنایع، بر پایه تبدیل یک ماده معدنی کم مصرف یا بی مصرف به یک ماده معدنی پرمصرف و یا تبدیل به مواد معدنی دیگر به روش های شیمیایی است. ما در این روش، در صنایع غیرفلزی نقاط ضعف زیادی داریمو به همین خاطر مجبوریم بسیاری از مواد معدنی غیرفلزی را از خارج وارد کنیم(جدول 8-2).

همان طوری که گفته شد، اساس این صنایع برپایه تولید یک ماده معدنی پرمصرف از یک ماده معدنی کم مصرف و یا بی مصرف است. برای مثال، کربنات استرونسیم، یک ماده معدنی پرمصرف در صنعت است، ولی سولفات استرونسیم ماده صنعتی کم مصرفی است. در صنایع شیمی معدنی، می توان سولفات استرونسیم را به کربنات استرونسیم تبدیل کرد و از این گونه موارد بسیار است.

فناوری تولید خاک های صنعتی

فرآوری و بهره گیری از خاک های صنعتی در کشور، وضعیت مطلوبی دارد. فناوری فرآوری و به کارگیری خاک های صنعتی در صنایع نسوز، کاشی، سرامیک چه از نظر سخت افزاری و چه از دیدگاه نرم افزاری، در حال گسترش است و نیاز چندانی به خرید تجهیزات از خارج نداریم.

استحصال و تولید فلز از کانسنگ

فناوری استحصال و تولید فلز از کانسنگ و یا کنسانتره، در مقایسه با فناوری فرآوری، پیشرفته تر، پیچیده تر و گران تر است و در عوض، محصول به دست آمده ارزش افزوده بیشتری دارد.

ایران در حال حاضر ،دانش فنی و صنعت استحصال فلزها آهن، مس، سرب، روی، طلا، آلومینیوم از کانسنگ و یا کنسانتره آنها را دارد. در همین راستا، دانش و صنعت تولدی فروکروم، فرومنگنز، فرومولیبدن موجود است. با توجه به آنچه در بخش 6 گفته شد، ملاحظه می شود که در ایران، با توجه به آنکه بسیاری از ذخایر فلزی دیگر مانند تیتانیوم، کروم، آنتیموان و ... وجود دارد، هنوز دانش فنی و صنعت استحصال آنها در کشور وجود ندارد و یا بین نسبت تولید و میزان ذخایر ارتباط منطقی دیده نمی شود.

در اینجا به سطح فناوری استحصال پاره ای از فلزها در ایران می پردازیم.

-          آهن و فولاد

-          تولید بخشی از تجهیزات مکانیکی، تأسیسات احیای مستقیم و فولادسازی مانند کوره بلند احیای مستقیم (کوره بلند میبد، طرح قایم، طرح زمزم)

-          دانش فنی روش احیای مستقیم (قائم)

-          ساخت تجهیزات مکانیکی کوره های قوس الکتریکی

-          دانش فنی تولید فولادهای آلیاژی در کارخانه فولاد آلیاژی ایران (این واحد، جزو مدرن ترین واحدهای تولید فولاد آلیاژی جهان اس)

-          دانش فنی تولید بخش عمده ای از نسوزهای مصرفی در صنعت فولاد

-          دانش فنی تولید و ساخت تجهیزات مکانیکی فروآلیاژهای سیلیسیم، کروم، منگنز

فروکروم

روش تولید فروکروم به کرومیت معدنی بستگی دارد. در ایران، شرکت فاریاب کرومیت کلوخه ای به روش معمولی، فروکروم پرکربن تولید می کند که از نظر هزینه، انرژی مصرفی و ضریب بازیافت در سطح استاندارد جهانی است.