وبلاگ

:
میزان تولید و مصرف فولاد در هر کشور شاخصی صنعتی آن کشور تلقی می
شود. صنایع آهن و فولاد سبب پیشرفت صنعتی هر کشور شده و به عنوان پایهو اساس
توسعه اقتصادی آن محسوب می شوند.
تولید جهانی آهن و فولاد خام در سال 2004 برابریک هزار و پنجاه میلیون تن در
سال بوده وایران با تولید 10 میلیون تن آهن و فولاد خام در سال درمکان 26 دنیا قرار
دارد. در حالیکه میزان ذخایرآهن ایران در حدود 2500 میلیون تن برابر 1/6 درصد کل
ذخایر جهان می باشد . امید است که اجرای طرحهای در دست اقدام در آینده تولید فولاد
خام و آهن کشور به 14/6 برسد .
مواد اولیه شامل سنگ معدن آهن ، منگنز، آهک، سیلیس، مواد احیاء کننده و انرژی زا

شامل ذغال سنگ ، کک و گاز طبیعی، شبکه حمل و نقل ، تکنولوژی و نیروی انسانی از
ارکان تولید آهن و فولاد می باشند.
برای تولید آهن روش های مختلفی در مقیاس صنعتی وجود دارد که در اکثرآنها،
مبنای تولید آهن، احیاءسنگ آهن توسط عوامل حیاکننده می باشد. در ابتدا سنگ آهن
طی عملیات فرآوری تغلیظ شده وناخالصیها از آن جدا می شود و سپس با بکارگیری
روشی که در آن نرمه موجود سنگ آهن با دانه بندی مشخص به ابعاد درشت تربا خواص
مورد نظرتبدیل می گردد. یکی از این روشها گندله سازی است که بواسطه آن توزیع
دربار یکسان بوده ودانه بندی ،تخلخل ، کیفیت محصول تولید شد و هم چنین
احیاءپذیری افزایش و بهبود می یابد.
چنانچه سنگ آهن استفاده شده در گندله سازی مگنتیتی باشد، در طی فرایندگندله سازی
فرایندتبدیل مگنتیت به هماتیت انرژی زاست ولی در صورتیکه سنگ آهن هماتیتی باشد
جهت استفاده از آن در خطوط گندله سازی می بایدانرژی بیشترمصرف گردد.
کاربرد نرمه کک با ابعاد ریز 0/2 میلیمترتا 45 میکرون که قابلیت استفاده در
کوره بلند یا کلوخه سازی را ندارند، در گندله سازی باعث جبران انرژی سنگ آهن
هماتیتی گشته و موجب بهبود تخلخل و احیاء پذیری گندله ها شده، در کنار مواد افزودنی
دیگرموجب بهبود خواص گندله می گردد.
در طی این پروژه از امکانات موجود در مجتمع فولاد مبارکه در مقیاس نیمه
صنعتی استفاده گردیده است که شرایط کاری مشابه خط تولید صنعتی فولادمبارکه است.
در فصل اول کلیاتی در خصوص تولید آهن خام در جهان ، خاور میانه ، ایران و هم چنین
خصوصیات سنگ آهن ، معادن مهم سنگ آهن ، اهمیت فرآوری آورده شده است.
فصل دوم نیزبه بررسی مکانیزم ساخت گندله ، مواد افزودنی ، تولید گندله خام و خواص
فیزیکی و مکانیکی گندله اختصاص دارد. در فصل سوم ماشینهای پخت ، مکانیزم پخت و
تجهیزات مربوطه ، مراحل پخت احیاء پذیری وواکنشهای مربوطه بررسی شده است.
همچنین در فصل چهارم پارامترهای موثردر فرایند گندله سازی ارائه شده است پس در
فصل پنجم خواص شیمیایی ، فیزیکی و مکانیکی ، کاربرد کک در گندله سازی و عوامل
موثردر آن اشاره گردیده و در نهایت در فصل ششم روش های آزمایشگاهی و نیمه صنعتی
گندله سازی در مجتمع فولاد مبارکهو پارامترها و عوامل موثر درآن بررسی شده و نتایج
حاصل از این آزمایشات عنوان گردیده است.

این پروژه در زمینه” امكان كاربردی بازیافت مفید ماده معدنی از باطله كارخانه زغالشویی البرز مركـزی”
و استفاده مفید از آن در فرایند تولید سیمان می باشد. كه این مسئله از جهـات مختلـف موجـب صـرفه
اقتصادی برای كارخانجات تولیدی سیمان می گردد. از آنجا كه باطله زغالسنگ دارای مواد مشابه با مـواد
خام ورودی به كوره سیمان می باشد، می توان از آن به همراه مواد ورودی به كوره سیمان استفاده نمود.
در این راستا تركیبات مختلفی با در صد های متفاوت از اختلاط باطله زغال با مواد اولیه كارخانه سـیمان
مازندران در آزمایشگاه كارخانه سیمان مازنـدان، آزمایشـگاه اداره اسـتاندارد سـاری و آزمایشـگاه انجمـن

صنفی كارفرمایان صنعت سیمان برای تولید كلینكر، تهیـه گردیـد و تمـامی ایـن تركیبـات در دماهـای
مختلف شامل 14700،1200،1000،800 درجه سانتیگراد سوزانده شدند و تمامی كلینكـر هـای تولیـدی
مورد آزمون تعیین در صد آهك آزاد كه مهمترین فاكتور پذیرش كلینكر می باشـد، قـرار گرفـت. پـس از
تعیین مهمترین در صد اختلاط و دمای بهینه برای پخت سیمان سایر مشخصات شیمیایی كلینكـر مـورد
بررسی قرار گرفت. كه مشخص شد كلینكر های تولیدی در دمای 14700 درجه سانتیگراد با تركیـب 8 در
صد باطله زغال سنگ با مواد متداول سیمان پرتلند بهترین شرایط تولید میباشد.
سپس در مقیاس آزمایشگاهی، سیمان در آزمایشگاه انجمن صنفی كارفرمایان سیمان به وزن 4 كیلو گرم
تهیه شد. آزمایشات شیمیایی و فیزیكی، بر روی نمونـة سـیمان انجـام گردیـد و كلیـة نتـایج در جـداول
مربوطه ارائه شده است. بعد از نتایج بدست آمده از نمونه، بـا اسـتاندارد هـای ISIRI-389 و ASTM- C
150 مورد مقایسه قرار گرفت و نتایج مطلوبی را در بر داشته، از جمله باعث كاهش CaO و در صـد آهـك
آزاد و افزایش سطح مخصوص(بلین) گردیده است.
نتیجه این امر كاهش قیمت تمام شده برای محصول می باشد، كه هم از نظر كاهش مواد اولیه مصـرفی و
هم از لحاظ صرفه جویی در میزان مصرف انرژی می باشد. استفاده از باطله های زغـال سـنگ نـه تنهـا از
لحاظ اقتصادی بلكه از لحاظ زیست محیطی حائز اهمیت است. زیرا با مصرف باطلـه هـا زمـین هـای بـا
ارزش زراعی كه برای دپوی باطله به خود اختصاص داده اند، جهت مصارف مفید دیگر آزاد خواهد شد. با
توجه به اینكه كارخانه زغالشویی تاكنون بیش از 1/5 میلیـون تـن باطلـه را در مسـاحت چنـدین هكتـار
زمینهای با ارزش زراعی به ارتفاع متوسط 10 متر جهت دپو باطله اختصاص داده است و به طـور نگـران
كننده ای در حال افزایش می باشد و موجب اثرات مخرب زیست محیطی در منطقه شـده اسـت. كـه بـا
مصرف حجم گسترده ای از باطله زغالسنگ در كارخانه سیمان، گام مـوثری در راسـتای كـاهش آلـودگی
های حاصل از دپوی این باطله ها برداشته خواهد شد.

امروزه نیاز روزافزون بشر به مواد معدنی به عنوان تولید محـصولات مختلـف از جملـه
فراورده های صنعتی بر همگان روشن و واضح گردیده است بـه گونـه ای کـه در بخـش
اکتشاف ، بهره برداری و فراوری مواد مختلـف معـدنی میلیونهـا نفـر در سراسـر جهـان
فعالیت می نمایند و در حال حاضر در برخی از کشورهای جهان مواد معدنی نقش حیـاتی
و تعیین کننده سرنوشت کشور را ایفا می کنند.
فسفر در چرخه حیات بـه عنـوان عنـصری ضـروری ،اجتناب ناپـذیر و غیـر قابـل کنتـرل
محسوب می گردد. بنا به گفته اسحاق آسیموف می توانیم انرژی اتمی را جایگزین نفت و
زغال سنگ کنیم اما جایگزینی برای فسفر وجود نـدارد . نیـاز بـه ایـن عنـصر بـا پیـشرفت
روزافزون صنایع و افزایش جمعیت کره زمین و افزایش تقاضا در صنایع مختلـف افـزایش
می یابد.
از آنجایی که سنگ فسفات تنها منبع تولید فسفر است نیاز به این سنگ نیز به طـور قابـل
ملاحظه ای رو به افزایش است.
زمین شناسـان در پـی انجـام مطالعـات گونـاگون مـدلهای مناسـب جهـت شـناخت ژنـز
کانسارهای فسفات ارائه نمودند. استفاده از مدلهای مزبـور ، منجـر بـه شناسـایی ذخـایر
عظیم فسفات درجهان شده است.
با توجه به روند تصاعدی نیاز به این ماده حیاتی و نقش امکان ناپذیر آن در غنـی سـازی
خاک و بهبود خاکهای زراعی به تدریج ذخایر مرغوب از لحاظ کیفی در سطح جهـان تهـی
می گردند به طوریکه لزوم تسریع در یافتن روش های پیـشرفته در زمینـه اکتـشاف ، کانـه
آرایی و بهره برداری از ذخایر نامرغوب و کم عیار بیش از گذشته احساس می شود.

هدف -1-1
هدف اصلی این پروژه بررسی ژنز و نحـوه تـشکیل کانـسار فـسفات اسـفوردی بـافق در
استان یزد می باشد.
در راستای هدف اصلی سعی شده است شواهد ومدارکی بـرای بررسـی منـشاء کانـسار
فسفات اسفوردی در منطقه بررسی گردد.

2-1- تاریخچه مطالعات انجام شده در یزد و منطقه
استان یزد از نظر تقسیمات زمین شناسی جزء ایران مرکزی محسوب می شود که بـی ش
از نصف این استان را کویر بزرگ ایران می پوشاند . این اسـتان دارای اندیـسهای معـدنی
قابل توجهی می باشد.
پتانسیل یابی و عملیات پی جویی منابع معدنی در مقایسه با عمر فعالیتهای اکتـشاف زمـین
شناسی سابقه نسبتا” زیادی در یزد دارد. کار اکتشاف و مطالعات بر روی کانسار فـس فات
اسفوردی بـه سـابقه دیرینـه ای برمـی گـردد . ایـن مطالعـات بـی ارتبـاط بـا بررسـیهای
آنومالیهای آهن ، سرب و روی و دیگر مواد معدنی پرارزش نواحی پشت بـادام ، بـافق ،
انارک و یزد نمی باشد . در این راستا بوده است که برای اولین بار در سـال 1308 زمـین
شناسی به نام بوئن(Boehen) از این منطقه دیدن کرده است و از اسفوردی به عنوان یک
کانسار آهن نام برده است.[17]
پی جوئیهای اولیه ماده معدنی فسفات در سال 1338 توسط وزارت اقتصاد و دارائی وقت
انجام گرفت و در سال 1342 مطالعات زمـین شناسـی و معـدنی توسـط سـازمان زمـین
شناسی کشور در اقصای نقاط ای ران به منظور شناسائی و دستیابی بـه ذخـایر فـسفات بـ ه
طور گسترده انجام گردیـد بـرای نخـستین بـار ویلیـام و هوشـمند زاده در سـال 1345
براساس مطالعات سنگ شناسی به وجود آپاتیت همراه آهن اسفوردی اشاره نمودند.

در سال 1351 آقای برومندی از کانسار فسفات اسفوردی نام ب رده و وجود عناصر نـادر
خاکی را در آن کانسار یادآور شده اند گذشته از اینهـا طـی سـالهای 1354تـا 1358 یـک
رشته عملیات اکتشافی فسفات ب ه طـور سیـستماتیک بـه وسـیله سـازمان زمـین شناسـی
فرانسه(B.R.G.M) و شرکت پتروشیمی ایران در اکثر نقاط کشور صورت گرفته است.
عملیات پی جویی معدن در سال 1361 توسط سازمان زمین شناسی کشور انجام گرفـت .
در این مرحله نقشه زمین شناسی به مقیـاس 1 :1000 تهیـه گردیـد . همچنـین 50 عـدد
ترانشه و 12 حلقه گمانه حفاری گردید. (گمانه های سری DH) و ذخیره 5/6 میلیون تـن
سنگ فسفات با عیار متوسط 14/35درصد P2O5 به عنـوان ذخیـره قطعـی و قابـل بهـره
برداری اعلام گردید.[17]
بعد از آن 9 حلقه گمانه(گمانه هـای سـری BH) توسـط وزارت معـادن و فلـزات (طـرح
فسفات) در طی سـالهای 1366 و1367حفـاری گردیـد و ذخیـره 8/5 میلیـون تـن مـاده
به عنوان ذخیره قطعی اعلام گردیـد . آزمایـشهای کانـه P2O5 معدنی باعیار 12/2 درصد
آرایی توسط شرکت سالزگیتر در طی سالهای 1368 و 1369 و بررسیهای امکـان سـنجی
توسط شرکت معدنکاو انجام شد.[17]
دو سال بعد، شرکت سهامی کل معادن ایران اقدام به حفر 64 حلقـه گمانـه(گمانـه هـای
سری B) در یک شبکه 50×50 متری نمود و نقشه توپـوگرافی بـا مقیـاس 1 :1000 تهیـه
گردید. بعد از انجام مطالعات فوق ذخیره کانـسار اسـفوردی 16/5 میلیـون تـن بـا عیـار
متوسط 14 درصد و 5/2 میلیون تن آهن با عیار متوسط 32 درصد تعیین گردید.
شرکت دنورسالا (Denversala) از سال 1372 مطالعات فنی ، اقتصادی ، طراحی مقـدماتی
معدن و طراحی و ساخت کارخانه کانه آرایی را شروع کرد.

در طی یک قرن گذشته اقتصاد ایران همواره متكی به درآمد نفت بوده است بطوریكه هم اكنون نیز
حدود 80 درصد ارز مورد نیاز كشور از صادرات نفت خام تامین می گردد. كاهش مقطعی قیمت نفت در
بازارهای جهانی و در نتیجه كاهش درآمدهای ملی در نیمه اول دهه 1370 باعث شد كه دولت مجبور
به چاره اندیشی برای كسب درآمد ارزی منابع دیگر شود. از سوی دیگر معادن و صنایع معدنی در تمام
كشورهایی كه از منابع معدنی برخوردارند نقش بسیار مهمی در تولید ناخالص ملی و درآمد سرانه و
اشتغال دارد. در همین راستا سهم صنعت ومعدن در تولید ناخالص ملی ایران طی سالهای قبل 17

درصد بوده كه از این مقدار تنها 0,6 درصد آن به بخش معدن تعلق دارد كه با جهت گیری بعمل آمده
و تسهیلات فراهم شده در ساختار معادن كشور بر اساس آخرین آمارهای بانك مركزی طی دو سال
اخیر این سهم به 1,1 درصد ارتقاء یافته است.
اگرچه ایران از دیدگاه درآمد اقتصادی به عنوان یک كشور نفت خیز صاحب درآمد نفت شهرت یافته و
صادرات مواد معدنی و غیر نفتی در مقایسه با نفت تاكنون مبالغ چشم گیری نبوده است اما پتانسیل
بالای وجود ذخایر معدنی متفاوت وتنوع آنها دركشور سبب شده كه زاویه نگرش اقتصاد دانان و برنامه
ریزان به سمت معادن و صنایع معدنی متمایل شود بطوریكه در آخرین برنامه ریزیهای بعمل آمده
توسط مدیران ارشد معادن كشور 4 برابر شدن سهم معدن در تولید ناخالص ملی تا سال 2010 هدف
گذاری شده است.
با توجه به اینكه كشور ایران از نظر ذخائر معدنی سرزمین ثروتمندی می باشد لذا مواد معدنی می تواند
جایگزین مناسبی برای نفت باشد و استفاده صحیح و مناسب از این پتانسیل بالقوه باعث افزایش تولید
ناخالص ملی ، افزایش درآمد سرانه كشور، رشد وشكوفایی صنایع و اقتصاد كشور، افزایش شاخص های
مختلف بهره وری و در نهایت ارتقای سطح رفاه عمومی جامعه خواهد شد.

:
ارزش اقتصادی هر معدن به برنامه ریزی و مدیریت آن معدن وابستگی زیادی دارد. افت عیار متوسط، افزایش
هزینه های معدنكاری و توجهات زیست محیطی، این اطمینان را به ما میدهد كه كه این فاكتورها از مسائل مهم
برنامه ریزی تولید معادن خواهند بود. عملیات و مدیریت یک معدن روباز بزرگ باعمر چندین ساله یک كار
بسیار بزرگ و پیچیده میباشد. تكنیكهای بسیار زیادی برای بهینه سازی مسائل مهم در معدن ارائه شده است
اما برنامه ریزی بهینه تولید در طول عمر معدن هنوز حل نشده باقی مانده است. تعیین پیت بهینه و برنامه ریزی
معدن یک عملیات دینامیكی میباشد. مسئله تعیین حد نهایی را میتوان بوسیله الگوریتم گرافی لرچ و گروسمن
یا روش جریان شبكهای پیكارد حل كرد. این روشها بر پایه مدل بلوكی كانسار میباشد. طراحی پیت بهینه نقش
مهمی را در برنامه ریزیتولید معادن ایفا می .كند مسئله برنامه ریزی تولید با فضای تركیبی از معدنكاری
واحدهایی بنام ماده معدنی و باطله سروكار دارد كه این واحدها دارای خصوصیات مربوط به خود میباشند و
جایگاه مربوط به خود را دارند. تمامی محدوده مسئله كه جهت برنامه ریزی تولید در نظر گرفته شده است
بوسیله یک ماتریس سه بعدی نشان داده میشود كه بنام مدل بلوكی شناخته میشود. هر جزء از این ماتریس
(یک بلوك) دارای حجم، مكان مربوط به خود و مقدار ماده معدنی تخمین زده شده میباشد. مفهوم مسئله برنامه
ریزی تولید یعنی تعیین ترتیب و توالی استخراج این جزءها (بلوكها) در طول مدت زمان معین بهطوریكه ارزش
استخراج شده آنها به بالاترین حد خود برسد.
بیشتر مشكلات جهت یک برنامه ریزی تولید مناسب ناشی از محدودیتهای تحمیلی میباشد كه عبارتند از :

-1 محدودیتهایی كه مربوط به استخراج خود بلوكها میباشند و در ارتباط با سایر بلوكها است (محدودیتهای
ترتیبی ).
-2 محدودیتهایی كه اهداف كمیت و كیفیت را مشخص میكند (محدودیتهای تولید ).
در معادن روباز محدودیتهای ترتیبی مربوط به مسائل شیب معدن و طرز قرارگیری بلوكها بر روی یكدیگر می شود
و محدودیتهای تولید مربوط به مسائل مقدار تولید، كیفیت آن و سایر مسائل دیگر می باشد. بهینهسازی و برنامه
ریزی مدل زمین شناسی معمولا یک كار وقت گیر میباشد، در این رابطه تكرار و تغییر پارامترهای عملیاتی كه
باعث بهینه سازی نتایج میشوند، كار بسیار طاقت فرسایی میباشد .
3
مدلسازی عملیات بهینه سازی، یک تدبیر هوشمندانه را جهت فراهم كردن این عملیات طلب میكند. در این
پ ایاننامه پس از معرفی معدن آهن سنگان و نرمافزارهایWhittle 4x و NPVScheduler با بهره گرفتن از دو نرمافزار
فوقالذكر و همچنین كمك گرفتن از نرم افزار DatamineStudio طراحی محدوده نهایی و برنامه ریزی معدن
آهن سنگان انجام و نتایج آن با یكدیگر مقایسه خواهند شد د. ر مرحله اول با بهره گرفتن از این دو نرم افزار و با استفاده
از الگوریتم لرچ و گروسمن، محدوده نهایی پیت بدست آورده می شود و پیتهای لانه ای تولید خواهد شد. در نهایت
با بهره گرفتن از داده های ورودی و الگوریتمهای ابتكاری بكار برده شده در این نرمافزارها، برنامه ریزی تولید
معدن آهن سنگان انجام خواهد شد.در این پایان نامه اهداف زیر دنبال می شود :
-1 ارا ئه یک برنامه جامع تولید
-2 افزایش NPV معدن از طریق یک برنامه ریزی هوشمندانه
-3 ارائه روش كلی برنامه ریزی تولید معادن
-4 تعیین حساسترین پارامتر اقتصادی از طریق آنالیز حساسیت
-5 نتایج وپیشنهادات سازنده در راستای ارتقا NPV معدن