بررسی تاثیر مکانیزم خردایش و ترکیب کنسانتره گل گهر روی ریزساختار و خواص مکانیکی گندله

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 1، دوره 36، شماره 2 - شماره پیاپی 38، خرداد 1404، صفحه 1-16   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2025.90387.1162

نویسندگان

کاظم طهماسبی^{* 1}؛ ابوذر اسکندری نسب²؛ غلامحسین اکبری فخرآبادی²

¹بخش مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.

²بخش مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

در این تحقیق تاثیر ترکیب مواد اولیه و فرایند خردایش در مجتمع گل گهر روی خواص گندله نهایی بررسی شده است. آنالیز ترکیب مواد اولیه، دانه بندی، میزان رطوبت و اندازه گیری سطح ویژه به دو روش بلین و BET انجام شد. همچنین اندازه گیری استحکام و آنالیز های ریزساختاری به کمک SEM از گندله های خام و پخته شده انجام شد و مقاومت سایشی و میزان کرویت گندله ها بررسی گردید. نتایج آزمایشات نشان داد که دانه بندی ذرات تولید شده توسط آسیای گلوله ای ریزتر بوده و سطح ویژه بلین بالاتر (cm2/g 1988) دارند، اما بر اساس آزمون BET سطح ویژه ذرات تولید شده با هر دو روش خردایش به هم نزدیک است. مورفولوژی ذرات تولید شده توسط دو روش آسیاکاری به شکل نامنظم و غیر کروی بوده است. خوراک ورودی کارخانه گندله سازی شماره یک، دارای درصد بالاتری از FeO، گوگرد و اکسید منیزیم است. همچنین بررسی های ریزساختاری گندله نشان از توزیع بهتری از ذرات ریزدانه و فازهای غیر مگنتیتی در گندله های تولید شده در کارخانه شماره یک دارد. گندله تولید شده در کارخانه شماره 1 استحکام بالاتر در حالت گندله مرطوب (WCS) دارد، در حالی که استحکام خشک (DCS) و استحکام پخت (CCS) گندله در کارخانه شماره 2 بالاتر است. علاوه براین 3/96 درصد گندله های کارخانه شماره یک تست سایش دامپلر را بدون خرد شدن گذرانده اند و میزان کرویت آنها 824/0 بوده که نسبت به گندله های تولید شده به روش سایش HPGR بالاتر است.

کلیدواژه‌ها

گندله؛ احیای آهن؛ HPGR؛ مگنتیت؛ دانه بندی

مراجع

[1] N. Tohidi, R. Vaghar, Load of iron and steel production furnaces. Tehran University Publication, 2021. (In Persian)

[2] K. Motamedi, S. Zandvakili, A. Hajizadeh, “A review on the effect of concentrate characteristics and the effective crushing method on pellet quality,” Iran National Conference on Materials Engineering, Metallurgy and Mining, 2018, pp. 1-17. (In Persian) https://civilica.com/doc/769023

[3] K. Meyer, Pelletizing of Iron Ores. Germany, Springer-Verlag, 1980.

[4] F. Przemysław, J. Mróz, “Ability for self-pelletization of iron ores and magnetite concentrates,” Journal of Iron and Steel Research International, vol. 18, no. 6, pp. 1-7, 2011. https://doi.org/10.1016/S1006-706X(11)60069-1

[5] P. Karimi, A. Noori Kuhbanani, S. M. Mousavi, “Investigating the effectiveness of HPGR and pelletizer combined circuits in the preparation of iron pellet factory feed, case study: factories of line 4 and lines 5, 6 and 7 of iron concentrate production of Gol Gohar Mining and Industrial Company,” First international conference on materials engineering, metallurgy and mining, 2021, pp. 1-11. (In Persian). https://civilica.com/doc/1250616

[6] S. Niksirat, M. H. Shahid Kalombari, M. R. Abutalebi, M. Adeli, “Investigation of the properties of raw pellets produced from iron ore concentrate of Chagharat mine by disk pelletizing method,” Seventh joint conference of Iran Metallurgical Engineering Association and Scientific Association Casting Iran, 2013, pp. 1-5. (In Persian) https://civilica.com/doc/224307

[7] S.K. Kawatra, V. Claremboux, “Iron ore pelletization: Part II. Inorganic binders,” Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, vol. 43, no. 7, pp. 813-832, 2022. https://doi.org/10.1080/08827508.2021.1947269

[8] K. Motamedi, S. Zandvakili, A. Hajizadeh, “The effect of softening mechanism of iron concentrate of Gol Gohar mine on quality indicators of raw pellets produced,” Journal of Mineral Resources Engineering, vol. 1, no. 5, pp. 143-160, 2020 (In Persain). https://doi.org/10.22067/jmme.2025.90387.1162

[9] A. Abazarpoor, M. Halali, “Investigation on the particle size and shape of iron ore pellet feed using ball mill and HPGR grinding methods,” Physicochemical Problems of Mineral Processing, vol. 53, no. 2, pp. 908-919, 2017. http://dx.doi.org/10.5277/ppmp170219

[10] J.A. Pal, S. Ghoari, A. Ammasi, S.K. Hota, V.M. Koranne, T. Venugopalan, “Improving reducibility of iron ore pellets by optimization of physical parameters,” Journal of Mining and Metallurgy, Section B: Metallurgy, vol. 53, no. 1, pp. 37-46, 2017. https://doi.org/10.2298/JMMB151206014P

[11] M. Iljana, T. Paananen, O. Mattila, M. Kondrakov, T. Fabritius, “Effect of iron ore pellet size on metallurgical properties,” Metals, vol. 12, no. 2, pp. 302, 2022. https://doi.org/10.3390/met12020302

[12] A. Abazarpoor, M. Halali, R. Hejazi, M. Saghaeian, V.S. Zadeh, “Investigation of iron ore particle size and shape on green pellet quality,” The Canadian Journal of Metallurgy and Materials Science, vol. 59, no. 2, pp. 242-250, 2020. https://doi.org/10.1080/00084433.2020.1730116

[13] H. Hanumanthappa, H. Vardhan, G.R. Mandela, M. Kaza, R. Sah, B.K. Shanmugam, S. Pandiri, “Investigation on iron ore grinding based on particle size distribution and liberation,” Transactions of the Indian Institute of Metals, vol. 73, pp. 1853-1866, 2020. https://doi.org/10.1007/s12666-020-01999-5

[14] W. Guo, Y. Han, Y. Li, Z. Tang, “Impact of ball filling rate and stirrer tip speed on milling iron ore by wet stirred mill: Analysis and prediction of the particle size distribution,” Powder Technology, vol. 22, no. 378, pp. 12-18, 2021. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2020.09.052

[15] B. McNab , A. Jankovic , D. David, P. Payne, “Processing of Magnetite Iron Ores – Comparing Grinding Options,” In Proceedings of the AusIMM Iron Ore Conference, 2009, pp. 1-12.

[16] M. Reichert, C. Gerold, A. Fredriksson, G. Adolfsson, H. Lieberwirth, “Research of iron ore grinding in a vertical-roller-mill,” Minerals Engineering, vol. 15, no. 73, pp. 109-15, 2015. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2014.07.021

[17] Z. Zhang, B. Kumar, “The Characteristics and Reduction of Wustite,” Iron Ores and Iron Oxides - New Perspectives, chapter 4, IntechOpen publication, 2023. https://doi.org/10.5772/intechopen.1001051

[18] S. Dwarapudi, T. K. Ghosh, A. Shankar, V. Tathavadkar, D. Bhattacharjee, R. Venugopal, “Effect of pellet basicity and MgO content on the quality and microstructure of hematite pellets,” International Journal of Mineral Processing, vol. 99, no. 1–4, pp. 43-53, 2011. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2011.03.004

[19] C. Scharm, F. Küster, M. Laabs, et. al, “Direct reduction of iron ore pellets by H2 and CO: In-situ investigation of the structural transformation and reduction progression caused by atmosphere and temperature,” Minerals Engineering, vol. 180, p. 107459, 2022. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2022.107459

[20] A.H.M. Najafabadi, A. Masoumi, S.M.V. Allaei, “Analysis of abrasive damage of iron ore pellets,” Powder technology, vol. 331, pp. 20-27, 2018. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.02.030

[21] J.A. Halt, M.C. Nitz, S.K. Kawatra, M.  Dubé, “Iron ore pellet dustiness part I: factors affecting dust generation,” Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, vol. 36, no. 4, pp. 258-266, 2015. https://doi.org/10.1080/08827508.2014.928876