فناوری تولید بهینه سنگ آهن

سنگ آهن یکی از سنگ های پرکاربرد صنعتی است که پس از جدا کردن ناخالصی ها مورد استفاده قرار می گیرد و با نام لاتین Iron Ore شناخته می شود. این سنگ معدنی نزدیک به ۵ درصد از پوسته زمین را تشکیل می دهد و از کاربردهای متعددی برخوردار می باشد. امکان استخراج از معادن مختلف، برخورداری از مقاومت بالا و… از مهمترین مزیت هایی محسوب می شوند که در سنگ آهن وجود خواهند داشت. در این مطلب تولید بهینه سنگ آهن با استفاده از فن آوری های نوین را شرح می دهیم. سپس وضعیت بازار سنگ آهن را در طی سالیان آینده بررسی می کنیم.

صنعت سنگ آهن را بهتر بشناسید

سنگ آهن یکی از مهمترین ملزومات تولید محصولات فولادی می باشد که برای افزایش استحکام آن از نیکل و کروم استفاده می شود. بر این اساس پس از استخراج آهن و اضافه شدن نیکل و کروم، می توان از خروجی کار در تولید محصولات فولادی استفاده نمود. بازار سنگ آهن نیز مانند سایر بازارها، وابسته به عرضه و تقاضا می باشد. بنابراین با افزایش تقاضا، قیمت سنگ آهن نیز افزایش پیدا می کند. این در حالی است که برخی از تولیدکنندگان به دلیل قیمت بالای فلز سنگ آهن، آلومینیوم را جایگزین سنگ آهن می نمایند. در طی چند سال اخیر صنعت سنگ آهن بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین فرایند تولید بهینه سنگ آهن با استفاده از فن آوری های نوین، از موضوعات مهمی محسوب می شود که در ادامه مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

مروری بر فرایند تولید سنگ آهن از معدن تا فرآوری

شناسایی معدن اولین گام برای استخراج سنگ آهن می باشد. بنابراین معادنی که احتمال می رود در آنها سنگ آهن وجود داشته باشد، شناسایی می شوند. بر این اساس با استفاده از روش های مختلف فرضیه مذکور مورد بررسی قرار می گیرد. بنابراین می توان در این زمینه از روش هایی مانند برداشت الکتریکی، عکس برداری هوایی، حفر گمانه و… استفاده نمود. سپس از معدن کشف شده نمونه برداری انجام می شود و نمونه ها برای بررسی به آزمایشگاه منتقل می شوند. در نهایت پس از گذراندن مراحل قانونی و ثبت معدن، استخراج از آن آغاز می شود.

امروزه بیشتر معادن ایران با استفاده از سیستم برش باز استخراج را انجام می دهند چرا که این روش از پیچیدگی کمتری برخوردار می باشد. پس از استخراج سنگ آهن از معدن، فرآوری و وارد سازی به کوره انجام می پذیرد. این مراحل به ترتیب شامل خرد کردن، آسیاب نمودن، سرند و شستشو خواهد بود. در ادامه با استفاده از جداکننده های مغناطیسی، عیار سنگ آهن به میزان قابل توجهی افزایش پیدا می کند. در نهایت سنگ ها در ابعاد مناسب جدا شده و برای بارگذاری در کوره آماده می شوند.

معرفی فن آوری های نوین در حوزه استخراج و فرآوری سنگ آهن

امروزه تولید بهینه سنگ آهن با استفاده از فن آوری های نوین اهمیت فراوانی پیدا کرده است. بر این اساس با استفاده از این فناوری ها زمینه های اکتشاف و استخراج در معادن فراهم می شود. هواپیمای بدون سرنشین، قابلیت های متعدد هوش مصنوعی و اینترنت اشیا از مهمترین فناوری های محسوب می شوند که امروزه در زمینه اکتشاف و بهره برداری از معادن مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این به کمک برخی از نرم افزارها نیز می توان اکتشاف و استخراج معادن را به کمک هوش مصنوعی به یکدیگر متصل نمود.

تحلیل نقش سنگ آهن در صنعت فولادسازی و تأثیر آن بر اقتصاد جهانی

با بررسی موشکافانه می توان گفت که تولید بهینه سنگ آهن با استفاده از فن آوری های نوین می تواند صنعت فولادسازی را نیز تحت تاثیر قرار دهد. بر این اساس ابتدا سنگ آهن را با استفاده از گرمای فراوان ذوب می کنند. در این مرحله ناخالصی ها و آهن مذاب از کوره تخلیه می شود. در این مرحله محصول به دست آمده تحت عنوان چدن شناخته خواهد شد که در برخی از صنایع کاربرد های فراوانی خواهد داشت. با این وجود برای درست کردن فولاد، به زمان بیشتر و فرآوری مجدد چدن نیاز خواهیم داشت.
بنابراین چدن دوباره فرآوری شده و در نهایت فولاد بدست خواهد آمد. امروزه این سیستم در اقتصاد جهانی نیز تاثیر بسزایی داشته است. به طوری که بر اساس آخرین آمار منتشر شده در طی یک دهه اخیر، بیش از پنجاه درصد از فولاد جهان به وسیله کشور چین تولید می شود. با این تفاسیر واردات سنگ آهن نیز به این کشور بیش از پیش افزایش یافته است. این در حالی است که سهم ایران در استخراج سنگ آهن و تولید فولاد معادل ۳/۳ میلیارد تن می باشد.

بررسی مزایا و معایب روش های مختلف استخراج و فرآوری سنگ آهن

تولید بهینه سنگ آهن با استفاده از فن آوری های نوین، از مزایای متعددی برخوردار می باشد. بر این اساس در وهله اول شناسایی سنگ آهن تسهیل می شود. سپس فرآیند استخراج در طی مدت زمان اندکی انجام خواهد شد. با این وجود هنوز هم فناوری های نوین بی عیب و نقص نیستند و برخی از آنها به صورت آزمایشی مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این استفاده از فناوری های جدید نیازمند صرف هزینه های سنگینی می باشد که بسیاری از افراد و دولت ها، از عهده پرداخت آن خارج می باشند.

معرفی تکنولوژی های بهینه سازی تولید سنگ آهن با استفاده از فرایندهای خودکار

امروزه عوامل بسیاری مانند کاهش عیار معدن، افزایش عمق، بیشتر شدن هزینه های انرژی و عواملی از این دست، معدنکاری را پر ریسک کرده اند. بنابراین با استفاده از فناوری های نوین و ابزارهای مدرن، بهینه سازی در معادن به بهترین شکل ممکن انجام خواهد شد. علاوه بر این یکی از بهترین مزیت های استفاده از این فناوری ها، جلوگیری از کاهش سود و کمک به اقتصاد می باشد که زمینه را برای پیشرفت فراهم می نماید. این در حالی است که در طی یک دهه گذشته با پیشرفت چشمگیر هوش مصنوعی، الگوریتم های جدید ظهور پیدا کرده و روش های یادگیری توسعه یافته اند. بنابراین با داده کاوی برای استفاده از الگوهای پیشرفته، میزان بهره وری نیز افزایش یافته است.

بنابراین با تولید بهینه سنگ آهن با استفاده از فن آوری های نوین، فرایند حفاری و استخراج از معادن به خوبی انجام خواهد شد. این در حالی است که با استفاده از ابزارهای شبیه سازی، جدایش مغناطیسی و ثقلی، فلوتاسیون و… می توان فرآوری سنگ آهن را بهینه سازی نمود. علاوه بر این استفاده از فناوری های جدید این فرصت را برای صاحبان معادن فراهم می کند که در جهت بهبود عملکرد تجهیزات گام موثری بردارند. این در حالی است که با استفاده از این روش ها زیرساخت های لازم برای جمع آوری و ذخیره داده نیز فراهم خواهد شد.

در حال حاضر بسیاری از کشورهای پیشرفته تلاش کرده اند تا مراحل استخراج و تولید سنگ آهن را با استفاده از پهباد یا ربات ها انجام دهند تا در کنار تعدیل نیروی انسانی و کاهش هزینه ها، بهره وری نیز افزایش پیدا کند. با این وجود سنسور ها نیز می توانند نقش اساسی و مهمی را در پایش فرایندها به همراه داشته باشند. در این بین سامانه های نرم افزاری معروف و کاربردی نیز می توانند در زمینه مدیریت، نظارت و کنترل کیفیت کمک بسزایی نمایند. بنابراین سیستم های سیمولاتور و مانیتورینگ نقش مهمی را در این حوزه ایفا خواهند نمود.

تأثیر فناوری های نوین در کاهش هزینه های تولید و افزایش بازدهی در صنعت سنگ آهن

هزینه های تولید بر روی عملکرد یک واحد صنعتی تاثیر مضاعفی خواهد گذاشت به طوری که ممکن است در صورت وجود یا عدم وجود برخی از عوامل، وضعیت اقتصادی نیز تحت تاثیر قرار گیرد. بر این اساس مهمترین هزینه هایی که در صنعت سنگ آهن مورد بحث و بررسی قرار می گیرند شامل هزینه های تملک، اکتشاف، ماشین آلات و تجهیزات، تعمیر و نگهداری، دستمزد پرسنل، بهره برداری و… خواهند بود. به عنوان نمونه هزینه های استخراج به عوامل متعددی مانند میزان باطله برداری، انرژی مصرفی، مواد اولیه، توزیع عیار سنگ، زیرساخت های منطقه بستگی خواهد داشت. بنابراین تعیین روش مورد نیاز برای استخراج از معدن می تواند هزینه های عملیاتی را کاهش و افزایش دهد.

این در حالی است که کانسار آهن نیز در هزینه تولید سنگ آهن تاثیرگذار خواهد بود چرا که تفاوت عیار کانسار در هزینه تمام شده سنگ آهن موثر خواهد بود. با بررسی هزینه حمل و نقل نیز می توان متوجه شد که هزینه حمل از واحد فرآوری و حمل در راه های اصلی نیز بخش قابل توجهی از هزینه های جاری را تشکیل می دهند که از جنبه اقتصادی به صرفه نخواهند بود. با مقایسه قیمت نهایی فرآوری و تولید سنگ آهن در ایران و جهان می توان متوجه شد که هزینه نهایی سنگ آهن در ایران در مقایسه با سایر کشورهای جهان بسیار بیشتر است.

بنابراین اصلی ترین علت این موضوع را می توان در ضعف زیرساخت های تولید و فرآوری سنگ آهن در ایران جستجو نمود. امروزه با تولید بهینه سنگ آهن با استفاده از فن آوری های نوین می توان متوجه شد که با تکیه بر سیستم های جدید و امروزی می توان بازدهی تولید و فرآوری سنگ آهن را افزایش داد چرا که با کاهش نیروی انسانی، هزینه های بخش تولیدی به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می کند و همین امر می تواند بر روی هزینه تمام شده تولید و فرآوری، تاثیر مثبت بگذارد.

برنامه ریزی جهت به کارگیری فناوری های نوین در تولید سنگ آهن در اقلیم های مختلف جهان

در حال حاضر هیچ کس نمی تواند منکر نقش اساسی و مهم تکنولوژی در تولید بهینه سنگ آهن با استفاده از فن آوری های نوین شود. بنابراین با استفاده از جدیدترین تکنولوژی های روز دنیا، محصول نهایی با کمترین قیمت ممکن تولید خواهد شد. در حال حاضر کشورهایی مانند آمریکا و کانادا، با استفاده از تکنولوژی های پیشرفته و تجهیزات مختلف، به عمق چهارصد متری زمین دست پیدا کرده اند. بر این اساس انتظار می رود در طی چند سال آینده این میزان افزایش پیدا کند. به طوری که میزان استخراج و فرآوری سنگ آهن رکورد سال های گذشته را بشکند.

معرفی مزایای استخراج سنگ آهن به صورت واقعی با استفاده از مدیریت خودکار

مدیریت خودکار معادن می تواند مزیت های زیادی را در زمینه استخراج به همراه داشته باشد. هوشمند سازی در این حوزه می تواند منجر به راه اندازی سیستم کاربردی اتوماسیون شود که نزدیک به ۹۸ درصد از داده ها را جمع آوری می نماید. از مهمترین مزیت های این موضوع بهینه سازی سریع تجهیزات مورد نیاز می باشد که منجر به بهینه سازی عملیات های معدنکاری خواهد شد. به عنوان مثال تمام تجهیزات استخراج داده ها بر روی یک بیل مکانیکی شناور شده و ویژگی های سطحی و زیرسطحی به نمایش گذاشته می شود.

پیشبینی وضعیت بازار سنگ آهن در آینده و نقش تکنولوژی های جدید در بهبود عملکرد صنعت تولید سنگ آهن

سنگ آهن یک پیش نیاز اصلی و مهم برای تولید فولاد خام محسوب می شود و سهم آن در بازارهای جهانی از سال ۲۰۰۰ میلادی افزایش یافته است. بر این اساس با تولید بهینه سنگ آهن با استفاده از فن آوری های نوین، امروزه استرالیای غربی مهمترین و بزرگترین تامین کننده سنگ آهن در جهان می باشد که در حدود سی و هشت درصد از سنگ آهن جهان را تامین می نماید. بنابراین انتظار می رود استرالیا با استفاده از تکنولوژی های جدید در طی چند سال آینده، در جایگاه نخست صادرات سنگ آهن قرار گیرد. این در حالی است که کشورهای قاره آسیا با توجه به زیر ساخت های نه چندان قوی و مناسب، همچنان بیش از هفتاد درصد از واردات سنگ آهن را در کارنامه خود ثبت کرده اند.

بر اساس آخرین تحقیقات انجام گرفته در این حوزه انتظار می روند که تا کمتر از دو دهه آینده، میزان تقاضای سنگ آهن در کشورهای آسیایی کاهش پیدا کند. بر این اساس در حال حاضر میزان واردات سنگ آهن در کشورهایی مانند چین و ژاپن نسبت به سال های گذشته کمتر شده است. در یک جمع بندی نهایی می توان گفت که بر اساس آخرین آمار موجود در سال ۲۰۲۰ هزینه تولید و صادرات هر تن سنگ آهن در استرالیا مبلغی معادل با ۳۴.۵ دلار است که کمتر از متوسط جهانی می باشد. بنابراین به جرات می توان گفت که مهمترین دلایل کاهش قیمت در این زمینه را باید در استفاده از فناوری های جدید جستجو نمود که بازدهی را به میزان قابل توجهی افزایش خواهند داد.