سنگ آهن و کاربردهای آن

سنگ آهن یا Iron Ore سنگی است که از فلز گران‌بها و پرکاربرد آهن بدست می‌آید. سنگ آهن یکی از سنگ‌های معدنی است که حدود 5 درصد پوسته‌ی زمین از این فلز تشکیل شده است و به دلیل مقاومت بالا، سهولت درفرآوری، فراوانی معادن استخراج آن و ... کاربرد و استفاده از این فلز رایج و بسیار با اهمیت بوده. در این مقاله ما به چیستی سنگ آهن، مراحل استخراج، کاربردهای آن و ... اشاره خواهیم کرد پس تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

معرفی سنگ آهن

سنگ آهن چیست؟ یکی از مواد اولیه برای تولید محصولات فولادی است. پس از استخراج آهن از معدن این عنصر به دلیل خالص بودن از استحکام کافی برخوردار نبوده و به همین دلیل به آن کروم و نیکل برای افزایش استحکام این فلز اضافه می‌شود و پس از آن می‌توان از عنصر نهایی برای تولید محصولات فولادی استفاده کرد.
از آن جا که این فلز گرانبها در صنایع مختلفی از جمله تولید لوازم خانگی استفاده می‌شود؛ قیمت آن با افزایش تقاضا افزایش یافته و گران می‌شود و به ه دلیل قیمت بالای این فلز، عده‌ای از تولیدکنندگان از آلومینیوم برای تولید محصولات نهایی خود استفاده می‌کنند.

کاربردهای سنگ آهن

از جمله کاربردهای سنگ آهن می‌توان به تولید لوازم خانگی، خودروسازی، پروژه‌های ساختمان‌سازی، راه آهن و ... اشاره کرد.  از سایر کاربردهای شناخته شده سنگ آهن می توان به موارد زیر اشاره کرد که عبارتند از:
سولفات آهن: به عنوان قارچ کش، اگزالات آهن در توسعه‌ی عکاسی، لیمونیت، گوتیت، هماتیت به عنوان رنگدانه و ساینده، مگنتیت در تولید الکترودهای صنعتی و همچنین برای شستشوی زغال سنگ استفاده می‌شود.
کلرید و نیترات آهن: به عنوان ماده خشک کننده و برای تولید انواع مختلف جوهر
کربونیل آهن: به عنوان کاتالیزور بسیاری از واکنش‌های شیمیایی
هماتیت میکاسی: به عنوان یک رنگ محافظ روی روبناهای فولادی

منابع جهانی سنگ آهن

منابع جهانی سنگ آهن خام بیش از 800 میلیارد تن تخمین زده می‌شود که حاوی بیش از 230 میلیارد تن آهن است. تولید کنونی سنگ آهن در جهان عمدتاً از طریق ذخایر سنگ معدنی با عیار بالا است که متشکل از سنگ‌های هماتیت عظیم یا گوتیت پیزولیتی است.
تولید جهانی سنگ آهن در سال 2013، 2.95 میلیارد تن بود که تولیدکنندگان عمده‌ی آن چین، استرالیا و برزیل بودند. تولید در استرالیا 530 میلیون تن بود. مجموع تولید استرالیای جنوبی در سال 2013 به ترتیب 12 میلیون تن، شامل 3.2 میلیون تن سنگ معدن بود.

مراحل استخراج آهن از سنگ معدن کدام است؟

برای استفاده آهن موجود در سنگ آهن ابتدا باید آن را خالص سازی کرد که طی فرآیند فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی خاص انجام می‌شود. برای خالص‌سازی سنگ آهن، ابتدا باید مراحلی مانند خرد کردن، آسیاب کردن، سرند کردن، شستشو با استفاده از جداکننده مغناطیسی یا روش فلوتاسیون انجام می‌شود.
کوره بلند یکی از روش‌های جداسازی مدرن آهن از سنگ آهن است که برای فرآیند تولید و خالص کردن باید فرآیند ذوب و احیا در این کوره‌‌ها به شیوه‌ی امروزی صورت گیرد. پس از استخراج سنگ آهن خام از پوسته زمین و تفکیک ناخالصی‌‌ها، پودر تیره رنگ نقره‌ای – قهوه‌ای آهن به دست می‌آید.

مراحل فرآوری سنگ آهن چیست؟

فرآوری سنگ مراحل مختلفی دارد که به ترتیب در ادامه بیان می‌کنیم:

1.غربالگری

غربالگری مرحله‌ای است که پیش از خرد کردن، برای جدا کردن ذرات ریز CSS استفاده کرد. یک صفحه استاتیک برای جدا کردن ذرات ریز و برای خرد کردن استفاده می‌شود. این مرحله باعث افزایش کارایی سنگ‌شکن می‌شود.
فرآوری سنگ آهن به منظور خالص‌سازی آن صورت می‌گیرد زیرا این سنگ‌ها پس از خروج از معدن خالص نبوده و دارای ترکیبات مضر است. مهمتر از آن، عیار این سنگ‌ها پایین است.
پس از فرآوری سنگ، آن را به اَشکال مختلفی تبدیل می‌کنند. از جمله: دانه‌بندی شده، گندله و کنستانتره. در نهایت مصرف کنندگان با توجه به نیاز خود این محصول را تهیه می‌کنند.

2.تولید سنگ آهن دانه بندی شده

در تولید سنگ آهن دانه‌بندی شده از روش خشک و بدون آب، استفاده می‌شود. سنگ آهن دانه‌بندی شده به دلیل عیار پایینی که دارد در کوره بلند از آن استفاده می‌شود.

3.تولید کنستانتره

تولید کنستانتره به آب نیاز دارد. عیار مناسب کنستانتره باعث شده که از آن در مصارف مختلفی استفاده کند. مراحل تولید کنستانتره عبارتند از: خرد کردن، آسیاب کردن، پُر عیار سازی، آبگیری. 
فرآوری سنگ آهن به این دلیل قابل اهمیت است که برای تولید فولاد مناسب و کاربردی است.  
و فرآوری آن سبب صرفه‌جویی در هزینه‌های تولید فولاد می‌شود. فرآوری سنگ آهن علاوه بر کاهش هزینه تصفیه، کاهش آلودگی نیز می‌شود. سنگ آهن پس از فرآوری به اَشکال مختلف از جمله موارد زیر در بازار عرضه می‌شود:
سنگ آهن دانه‌بندی شده: خاصیت احیا پذیری پایین آهن دانه‌بندی شده، کاهش یافته است.
سنگ و کلوخ: میلیون‌ها تُن از این محصول سالانه تولید شده که در صنایع تولید آهن و فولاد کاربرد فراوان دارد.
گندله: یکی از فرآورده‌های آهن بوده که از نرمه سن آهن و سایر افزودنی که ابتدا خام و سپس پخته و سخت می‌شود؛ تولید شده است. حدود 80 درصد از گندله‌ها در کوره بلند و حدود 20 درصد آن در احیای مستقیم بکار برده می‌شوند.

معادن سنگ آهن ایران

در حال حاضر در ایران معادن سنگ آهن مختلفی وجود دارد که فعال بوده و از آن‌ها سنگ آهن استخراج می‌شود. معدن چغارت در بافق یزد به عنوان اولین معدن سنگ آهنی ایران شناخته شده است. این معدن با دارا بودن یک سوم از ذخایر آهن ایران، بزرگترین و مهم‌ترین منطقه آهنی کشور محسوب می‌شود.
شرکت ذوب آهن اصفهان از جمله کارخانه‌هایی است که در ابتدای راه خود از این معدن تغذیه می‌کرده است. در حال حاضر ذخایر آهنی موجود در این معدن رو به اتمام می‌باشد. 
دومین معدن کشور که در حال حاضر بیشترین استخراج آهن از آن صورت می‌گیرد، معدن سنگ آهن چادرملو است. معادن گل گهر، فولاد صبا نور و سنگان از دیگر معادن آهنی کشور هستند.

انواع سنگ آهن موجود در ایران

در ایران انواع سنگ آهن‌های مختلف وجود دارد که قیمت آن‌ها، مناسب و مقرون به صرفه است. حداقل آهن موجود در سنگ آهن، 20 درصد است، هر چه مقدار آهن آن‌ها افزایش پیدا کند، ارزش بالاتری دارد. انواع سنگ آهن به دو دسته طبقه بندی می‌شود:

• شکل ظاهری: دانه‌بندی شده، کلوخه، کنستانتره و گندله که در بالا به توضیح آن پرداختیم.
• نوع کانی: هماتیت، مگنتیت، زئولیت، لیمونیت، سیدریت

عوامل موثر بر قیمت سنگ آهن

عوامل زیادی بر قیمت سنگ آهن در دنیا تأثیرگذار است. که از جمله می‌توان به این موارد اشاره کرد: قیمت فولاد، شاخص تولید ناخالص داخلی، قیمت نفت خام، قیمت آلومینیوم، قیمت طلا، نرخ بهره، نرخ تورم، ارزش دلار، ارزش سهام و میزان تولید آهن و فولاد بر قیمت جهانی این سنگ موثر است. از اوایل سال 1380 با توجه به دولتی بودن آهن، دستوری شدن قیمت آن در ایران، رایج شد. با رونق گرفتن صادرات به چین و همچنین فعالیت‌های معادن خصوصی و کوچک، اختلاف قیمت موجود در میان بازار داخلی و بازار صادرات مطرح شد که پس از آن تلاش برای رفع این اختلاف قیمت انجام شد. 
اما با این تفاسیر کارشناسان معتقدند از جمله شاخص‌های تأثیرگذار بر قیمت سنگ آهن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• قیمت دلار
• میزان عرضه و تقاضا
• نرخ دلار 
• شیوۀ قیمت‌گذاری شرکت‌های بزرگ

در ادامه به توضیح مختصری درباره ای موارد خواهیم پرداخت:

عرضه و تقاضا

عرضه و تقاضا یکی از شاخص‌های مهمی بوده که با توجه به آن و همچنین قیمت‌های جهانی آهن، بر نرخ نهایی آن تأثیر مستقیم گذاشته.

قیمت فولاد

از آنجا که سنگ آهن، ماده‌ی اولیۀ تولید فولاد بوده و همچنین مصرف بالای فولاد در صنایع مختلف و عرضه و تقاضای بازار، قیمت فولاد یکی از عوامل موثر بر قیمت سنگ آهن است.
قیمت سنگ آهن در گذشته، معمولاً بواسطۀ مذاکرات بین شرکت‌های معدنی بزرگ و فولاسازان تعیین میشد و قیمت نهایی، شاخص قیمت صنعت فولاد میشد. علاوه بر آن هر نوع تغییر قیمت سنگ آهن به عنوان مادۀ اولیه برای تولید مقاطع فولادی بر قیمت تمام شده مقاطع فولادی مثل قیمت میلگرد و تیرآهن موثر است. باید توجه داشت که برخی از تولیدکنندگانی که مقاطع فولادی را با سنگ آهن تولید می‌کنند، قیمت تمام شده محصولات برای آن‌ها مقرون به صرفه‌تر از تولیدکنندگانی بوده که از قراضه‌ها برای تولید این محصولات استفاده می‌کنند.

قیمت دلار

از آنجایی که شاخص‌های نرخ بین المللی بر قیمت نهایی سنگ تأثیرگذار بوده به همین دلیل این نرخ‌ها بر اساس دلار آمریکا نشان داده می‌شود و با نوسانات نرخ دلار آمریکا، قیمت نهایی سنگ آهن نیز تغییر می‌کند.
برخی از کارشناسان معتقدند که  این چرخه‌ی افزایش قیمت سنگ آهن و افزایش نرخ دلار در بازار ایران باعث شده تا برخی از معادن کوچک سنگ آهن کسب و کارشان رونق گرفته و توانسته‌اند فعالیت خود را احیا کنند.

تولید و قیمت گذاری شرکت های معدنی بزرگ

از تولیدکنندگان مهم سنگ آهن در دنیا می‌توان به استرالیا، چین و در نهایت برزیل اشاره کرد. علاوه بر آن  روسیه و آمریکا از تولیدکنندگان بزرگ در این عرصه محسوب می‌شوند. استرالیا در زمینه‌ی صادرات سنگ آهن بسیار فعال بوده و نقش پر رنگی داشته، این در حالی است که چین از تولیدات سنگ آهن خود در تولید محصولات فولادی بهره می‌برد زیرا که یکی از بزرگترین تولیدکنندگان سنگ اهن در دنیا بوده و همچنین دارای یک بازار بزرگ مصرفی سنگ آهن است. به همین دلیل تولید، صادرات و قیمت گذاری کشورهای تولیدکننده در این بازار نقش دارد. 
در چند سال اخیر، قیمت گذاری کوتاه مدت جایگزین نرخ گذاری سالانه شده و دیگر قرارداد سالانه توسط شرکت‌های معدنی بزرگ دنیا بسته نمی‌شود همچنین بسیاری از شرکت‌های معدنی استرالیا و برزیل به دنبال قراردادهای کوتاه مدت هستند.

پیش بینی قیمت سنگ آهن

از نگاه برخی کارشناسان در سال‌های اخیر، موجودی بنادر کشورهای صادر کننده سنگ آهن، موجودی بنادر چین و موجودی انبارهای فولاد سازان که رشد این سه عامل، قیمت سنگ آهن را کاهش می‌دهد، شاخص حمل دریایی، قیمت فولاد و شاخص‌های اقتصادی کلان چین که رشد آن‌ها، قیمت سنگ آهن را افزایش می‌دهد، از عوامل موثر بر قیمت جهانی سنگ آهن بوده است که همین مسئله روند تغییرات قیمت آهن کیلویی را تعیین می‌نماید.
با وجود دیدگاه‌های مختلف فعالان بازار و محققان حوزه معدن، عوامل موثر بر قیمت سنگ آهن، متناسب با شرایط و تحولات جهانی، متفاوت و متغیر است؛ به گونه‌ای که برگشت چینی‌‌ها از تعطیلات، رسیدن موجودی انبارهای سنگ آهن به مرز 114 میلیون تن و خبر بازگشت شرکت سامارکو در برزیل، از عوامل موثر بر قیمت سنگ آهن، در نیمه مهرماه 1399 بوده است.
با این همه، به گفته برخی محققان، با توجه به تعدد شاخص‌ها و پیچیدگی روابط میان آن‌ها، امروزه از روش‌های مبتنی بر هوش مصنوعی نظیر شبکه‌های عصبی مصنوعی برای پیش‌بینی قیمت سنگ آهن استفاده می‌شود. بر اساس نتایج حاصل شده از پژوهش «ارزیابی عوامل موثر بر قیمت سنگ آهن با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی»، در سومین کنفرانس معادن روباز ایران، پارامترهای تولید ناخالص داخلی چین، قیمت طلا و قیمت نفت به ترتیب بیشترین تاثیر و پارامترهای نرخ بهره، نرخ تورم و ارزش دلار به ترتیب کمترین تاثیر را در بین پارامترهای ورودی بر قیمت سنگ آهن دارند.

وضعیت سنگ آهن در ایران و جهان چگونه است؟

به دلیل رشد و سرعت شیوع همه‌گیری ویروس کرونا، تعطیلی پروژه‌های عمرانی، وضعیت تولید سنگ آهن و فولاد در جهان با شتاب کمتری نسبت به ایران در حال رشد است. زیرا همین دلایل باعث شد که تولید سنگ آهن و فولاد در بسیاری از کشورها کاهش محسوس داشته باشد و یا به تعطیلی معادن منجر شده شود.
با این حال، یکی از دلایل رشد اقتصادی چین در حوزه زیرساختی، در دوران پاندمی کرونا، سنگ آهن بوده است. 

سخن پایانی

همان‌طور که در ابتدای مقاله نیز به آن اشاره کردیم سنگ آهن که یکی از با ارزش‌ترین فلزات موجود بوده در تمامی صنایع و یا حتی داروسازی کاربرد دارد از این رو این فلز دارای اهمیت بالایی است. 
در حال حاضر افزایش نرخ سنگ آهن، قیمت میلگرد و سایر محصولات فولادی وجود دارد زیرا در بخش‌های عرضه و تقاضا  شاهد نشانه‌های مثبتی هستیم. در بخش عرضه، عوامل جَوی و در بخش تقاضا نیز تقاضای بالای کشور چین بسیار موثر می‌باشند. البته بالا رفتن نرخ، ریسک‌هایی نیز به دنبال دارد. چنانچه بالا رفتن نرخ محصولات فولادی، تقاضا را کم کند، آن وقت بر نرخ سنگ آهن نیز اثر می‌گذارد.در کل می‌توان گفت افق روشنی در انتظار سنگ آهن و صنایع وابسته است.