بررسی مشخصات، کاربردها و قیمت انواع سنگ آهن
دسترسی سریع به محتوای مقاله
سنگ آهن مهم‌ترین ماده معدنی مورداستفاده برای بشر است به‌طوری‌که تصور اتمام ذخایر آن در جهان بسیار وحشتناک خواهد بود. چراکه هنوز هم جایگزین ارزان و در دسترس که خواص شگفت‌انگیز آهن را بتواند ارائه دهد وجود ندارد. بااین‌حال، مدتی است که شاهد کاهش میزان عرضه و تقاضای آهن در سطح جهانی هستیم که قیمت جهانی آهن را نیز تحت تأثیر قرار داده است. در این مقاله به کاربرد انواع سنگ‌آهن و بررسی پیش‌بینی میزان عرضه و تقاضای آن در زنجیره تولید فولاد اشاره خواهیم کرد.
سنگ آهن چیست؟
سنگ آهن یک ماده معدنی است که از طریق خردایش، حرارت دهی، خالص‌سازی و استفاده از یک احیاکننده قابلیت تبدیل به آهن فلزی را دارد. سنگ آهن عموماً شامل اکسیدهای آهن است که اشکال اولیه آن مگنتیت و هماتیت است. هماتیت به دلیل برخورداری از کنسانتره آهن با عیار بالا و فراوانی یکی از مهم‌ترین سنگ‌های آهن محسوب می‌شود. سنگ‌آهن حاوی بیش از 60 درصد هماتیت یا مگنتیت به‌عنوان سنگ‌آهن با کیفیت بالا در نظر گرفته می‌شود و ارزش صنعتی دارد. این ماده معدنی از یک سری ترکیبات باطله به نام گانگ هم تشکیل شده است که عیار سنگ‌آهن را کاهش داده و برای اینکه بتوان آهن با خلوص بالا از آن تولید کرد باید این مواد باطله حذف شوند.
انواع سنگ آهن و مشخصات ظاهری آنها
به‌طورکلی، چهار نوع اصلی ذخایر سنگ آهن وجود دارد که شامل هماتیت سنگین، مگنتیت، تیتانومغناطیس و سنگ‌آهن پیزولیتی می‌شوند. از این موارد یادشده، پنج نوع کانی اصلی آهن قابل‌استخراج است که عبارت‌اند از:
- هماتیت (70 درصد آهن)
- مگنتیت (72 درصد آهن)
- جئوتیت (63 درصد آهن)
- لیمونیت (60 درصد آهن)
- سیدریت (48 درصد آهن)
- پیریت (کمتر از 46 درصد آهن)
انواع سنگ آهن دارای ظاهر متغیر هستند. به‌عنوان‌مثال، ظاهر هماتیت از رنگ‌های قرمز و قهوه‌ای تا رنگ‌های مشکی، خاکستری تیره یا نقره‌ای در نوسان است. بااین‌حال، هنگامی‌که هماتیت در یک صفحه خراش خراشیده می‌شود، تمام نمونه‌های آن یک رگه قرمزرنگ ایجاد می‌کنند.
مگنتیت معمولاً سیاه، قهوه‌ای یا خاکستری تیره است. گاهی اوقات با رنگ بنفش عمیق، مات و درخشندگی فلزی نیز همراه است. اما جئوتیت می‌تواند از نظر ظاهری متفاوت باشد. ظاهر این کانی آهن از زرد مایل به قهوه‌ای تا قهوه‌ای تیره متغیر است. لیمونیت اغلب به‌صورت زرد روشن تا قهوه‌ای تیره و سیدریت اغلب با رنگ‌های سفید مایل به خاکستری ظاهر می‌شوند. درنهایت پیریت به رنگ زرد است و ممکن است افرادی که شناخت کافی از این کانی آهن ندارند تصور کنند که طلاست! به همین دلیل به آن طلای احمق‌ها گفته می‌شود.
کاربردهای سنگ آهن
سنگ آهن، که بیشتر آهن خام است، برای تأمین نیاز صنایع آهن و فولاد جهان ازجمله حمل‌ونقل، ساخت‌وساز، لوازم‌خانگی، انرژی و زیرساخت‌های ریلی استفاده می‌شود. این ماده عنصر اصلی در تولید فولاد است که اکثریت قریب به‌اتفاق بنیادهای صنعتی جهان به آن متکی هستند. سازمان زمین‌شناسی ایالات‌متحده بیان می‌کند که صنعت فولادسازی تقریباً تمام (98 درصد) تقاضای سنگ‌آهن را مصرف می‌کند.
سایر بخش‌ها نیز تنها از 2 درصد باقی‌مانده استفاده می‌کنند. به‌عنوان‌مثال، صنعت پزشکی از آهن رادیواکتیو به‌عنوان یک عنصر ردیاب در تحقیقات بیوشیمیایی و متالورژی استفاده می‌کند. آهن پودری برای انواع خاصی از آهنرباها، کاتالیزورهای فولادی و قطعات خودرو استفاده می‌شود. در مقابل، اکسید آهن سیاه به‌عنوان رنگ‌دانه در ترکیبات پولیش، پزشکی و متالورژی استفاده می‌شود. آهن همچنین به طور گسترده با فلزات دیگر برای ساخت آلیاژها، به ویژه آهن فرفورژه استفاده می‌شود. آهن فرفورژه آلیاژی با محتوای کربن کم و نرم و چکش‌خوار است و درعین‌حال استحکام بسیار بالایی دارد.
نحوه استخراج سنگ آهن
دو روش اصلی برای استخراج آهن وجود دارد که شامل استخراج سطحی یا معادن روباز و معادن زیرزمینی می‌شوند. استخراج آهن باید در مقیاس قابل‌توجهی با کمترین قیمت ممکن انجام شود تا مقرون‌به‌صرفه باشد. به همین دلیل است که استخراج سطحی برای بسیاری از شرکت‌ها ترجیح داده می‌شود، اگرچه استثنائاتی وجود دارد. از طرف دیگر، اگر سنگ‌آهن در نزدیک سطح از عیار کافی برخوردار نباشد، ممکن است استخراج زیرزمینی از معادن سنگ آهن ترجیح داده شود.
مرحله بعدی فرآوری سنگ‌آهن است. هنگامی‌که سنگ معدن استخراج‌شده به کارخانه گندله‌سازی رسید، تحت فرآیند خردایش قرار می‌گیرد. به این معنی که به قطعات بسیار کوچک‌تر در حد سانتی‌متر یا میلی‌متر تبدیل می‌شوند. سپس با فرآیندی به نام تف جوشی به گلوله تبدیل شده و پس‌ازآن با استفاده از یک کوره برای ایجاد گلوله‌های آهن پخته می‌شوند تا سخت شوند. در انتها این مواد به‌عنوان مواد اولیه ساخت فولاد به یک کوره بلند یا کارخانه DRI عرضه می‌شوند یا اینکه خود در نقش محصول میانی ظاهر می‌شوند.
میزان عرضه و تقاضای سنگ آهن
به دنبال افزایش تورم جهانی در سال 2022، تقاضای سنگ‌آهن کاهش یافت. این امر شامل تولید فولاد خام است که تخمین زده می‌شود در سطح جهانی از 85.5 میلیون تن در سال 2021 به 82 میلیون تن در سال 2022 کاهش یافته است. این آمار به‌ویژه در استرالیا به‌عنوان صادرکننده و تولیدکننده شماره یک ذخایر سنگ آهن در جهان قابل‌توجه است.
چین کشوری است که بیشترین تقاضا برای سنگ‌آهن استرالیا را دارد و 62 درصد از تقاضای صادراتی این کشور را تشکیل می‌دهد. از سال 2021 تا 2022، تقاضای چین باعث کسب درآمد برای استرالیا در حدود 108.9 میلیارد دلار استرالیا شد و انتظار می‌رود که این رقم در سال 2023 مانند سایر کشورهای صادرکننده بزرگ در سراسر جهان ازجمله برزیل، آفریقای جنوبی و کانادا افزایش یابد.
به دنبال روند نزولی تقاضای جهانی سنگ‌آهن، عرضه نیز در سال 2022 کاهش بیشتری یافت. درحالی‌که کل تولید معدنی جهان در سال 2021 به 2,680,00 تن سنگ معدن قابل استفاده رسید، این تعداد در سال 2022 به 2,600,000 کاهش یافت. کمبود تقاضا در طول سال‌های 2021-22 بر کل بازار عرضه جهانی تأثیر گذاشت، اما انتظار می‌رود این سطوح با شروع بهبود بازار سنگ آهن در سال 2023 افزایش یابد.
پیش بینی قیمت سنگ آهن
گزارش فصلی منابع و انرژی استرالیا در دسامبر 2022، پیش بینی‌های بالاتر قیمت جهانی سنگ‌آهن را برای سال 2022 اصلاح کرده است. اگرچه کاهش قیمت از طریق قرنطینه چین و بخش املاک از ماه مارس به بعد وجود داشت، اما این امر مانع از افزایش واردات آنها به 287 میلیون تن نشد. این بهبود در سه ماهه سپتامبر در سطح جهانی مشاهده شد، به‌طوری‌که قیمت نقدی سنگ‌آهن 62 درصد قیمت آهن و به‌طور متوسط 100 دلار آمریکا در هر تن بود.
در مقابل، این گزارش همچنین می‌گوید که با نگاهی به سال 2024، پیش‌بینی می‌شود که قیمت سنگ آهن به سمت سطوح پایین‌تر در درازمدت کاهش یابد. این به دلیل رشد کمتر در تولید فولاد کوره بلند از تولیدکنندگان بزرگی مانند اتحادیه اروپا، ایالات‌متحده و چین نسبت به دهه گذشته است. انتظار می‌رود به دلیل ابتکار جهانی برای اجرای روش‌های استخراج و تولید با آلایندگی کم مانند فولاد سبز ، میانگین قیمت سنگ‌آهن به 75 دلار آمریکا در هر تن در سال 2024 برسد. به‌منظور اطلاع از پیش بینی قیمت آهن در ایران در سال جدید و بازه‌های زمانی کوتاه‌مدت و بلندمدت به این لینک مراجعه نمایید.
چشم انداز بازار آهن
با اطلاعات و آمارهای گردآوری‌شده در این بخش پیش‌بینی می‌شود بازار سنگ آهن دستخوش تغییرات عمده‌ای شود. گزارش فصلی منابع و انرژی در دسامبر 2022 پیش‌بینی می‌کند که انتظار می‌رود صادرات سنگ‌آهن استرالیا با 2.5 درصد افزایش در سال‌های 2022-23 به 896 میلیون تن و با 2.7 درصد افزایش به 920 میلیون تن در سال‌های 2023-2024 برسد. انتظار می‌رود این امر در سایر کشورهای عمده صادراتی، به‌ویژه برزیل منعکس شود.
حتی با وجود این افزایش صادرات، دولت استرالیا همچنان انتظار دارد که با ادامه کاهش قیمت سنگ آهن، درآمد کلی کاهش یابد. این امر به دلیل اتکای این کشور به چین به‌عنوان یک کشور عمده واردکننده است که 82 درصد از درآمد صادراتی استرالیا در سال 2022 از آن تأمین می‌شود. مشکلات در بازیابی از قرنطینه و کاهش تولید صنعتی داخلی مانند فولادسازی یا سایر کالاهای فلزی ازجمله عوامل دخیل در این پیش‌بینی است. پیش‌بینی می‌شود که درآمد از 113 میلیارد دلار استرالیا در سال‌های 2022-23 به 95 میلیارد دلار استرالیا در سال‌های 24-2023 برسد و احتمال کاهش بیشتر نیز بسیار محتمل است.
انتظار می‌رود کشورها در تولید فولاد و آهن خالص که در سال‌های گذشته مشاهده شده‌اند، شکست بخورند. این امر به دلیل محدودیت‌های اعمال‌شده توسط قوانین جدید زیست‌محیطی در راستای تولید فولاد سبز است. در آینده نزدیک، پیش‌بینی می‌شود که این ارقام تا زمانی که روش‌های جایگزین کم آلاینده برای بهره‌برداری از معادن و تولید سنگ‌آهن ایجاد شود، ادامه خواهد داشت.
جمع‌بندی
سنگ آهن و محصولاتی که از آن مشتق می‌شوند نبض صنعت جهانی را در اختیار داشته و می‌توان گفت که تقریباً تمامی منابعی که استخراج می‌شوند برای تولید فولاد مورداستفاده قرار می‌گیرند. در بین انواع کانی‌های آهن، تنها هماتیت و مگنتیت به دلیل میزان خلوص بیشتر قابلیت استفاده در فولادسازی را دارند. میزان عرضه و تقاضا برای سنگ‌آهن از زمان تصویب طرح تولید فولاد سبز توسط سازمان‌های جهانی، مشکلات در بازیابی از قرنطینه و کاهش تولید صنعتی داخلی کشورها کاهش یافته است و این روند در مقایسه با سال‌های اخیر همچنان شیب نزولی دارد.