آهن را در هر جایی از زمین می‌توان یافت. این فلز نه تنها در انواع مختلفی از سنگ‌های معدن بلکه در بدن گیاهان و جانوران و حتی بدن انسان نیز یافت می‌شود. هم‌چنین شایان ذکر است که چیزی حدود 5 درصد از پوسته زمین از آهن تشکیل شده و هسته زمین هم به احتمال زیاد حاوی مقادیر بسیار زیادی آهن و نیکل می‌باشد.

سنگ معدن آهن چیست؟

آهن، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Fe و عدد اتمی ۲۶ وجود دارد و در گروه ۸ و دوره ۴ جدول تناوبی قرار می‌گیرد. سنگ معدن‌هایی که آهن از آنها استخراج می‌شود، بیشتر به صورت اکسیدهای آهن، مانند مگنتیت یا هماتیت هستند که با ۲ تا ۲۰ درصد ناخالصی همراه هستند. این ماده معدنی که اصل آن به رنگ سیاه خاکستری است، دارای آلیاژهای مختلفی است که «فولاد» معروف‌ترین آنهاست. پس از آن، «آهن خام»، «چدن»، ‌«فولاد کربن، «آهن ورزیده» یا «آهن نرم» و‌ «اکسیدهای آهن» که بیشتر در ساخت ذخیره مغناطیسی در کامپیوتر کاربرد دارند؛ از دیگر گونه‌های آهن به‌ شمار می‌روند.

تاریخچه استخراج فلز آهن

آهن، فلزی که به گفته مورخان نخستین نشانه‌های تاریخی استفاده از آن به زمان سومریان و مصر باستان بازمی‌گردد. گفته می‌شود، انسان چهار سال قبل از میلاد مسیح با بهره از بارش شهاب سنگ‌ها، به کشف آهن رسیده و اشیایی مانند سرنیزه و زیورآلات ‌ساخته است. اما استفاده از آهن‌خالص در حدود ۱۴۰۰ سال پیش از میلاد و احتمالا به‌طور تصادفی و براثر حرارت دادن زیاد صخره‌های کانی با آتش امکانپذیر شده است.

هم‌چنین گفته می‌شود حدود ۵۵۰ سال قبل از میلاد در چین، به سبب پیشرفت زیاد فناوری کوره، برای نخستین بار زمینه تولید آهن‌های جدید با استفاده از شهاب سنگ‌ها ایجاد شده است. براین اساس گفته‌اند که ساخت کوره‌های بلندی که توانایی ایجاد حرارت بالا را داشت و موجب تولید آهن‌خام یا چدن شد، نخست توسط چینی‌ها صورت گرفته است.

انواع استخراج آهن

استخراج سنگ آهن از معدن شامل چهار مرحله حفاری، انفجار، بارگیری و باربری می‌باشد. بعد از آن، نوبت به مرحله استخراج اهن از ترکیب‌های طبیعی آهن می‌رسد که در گذر زمان، راه تکامل را ‌پیموده تا این که امروزه به کوره استخراج اهن معروف به کوره کانالانی دست یافته یافته‌ایم. با این وجود، دو روش مجزا نیز برای این نوع استخراج آهن وجود دارد که یکی به احیای مستقیم و دیگری به روش غیر مستقیم شناخته می‌شوند.

استخراج آهن به روش مستقيم

در سال هاى اخير براى ذوب و تصفيه سنگ معدن آهن از كوره هاى مخصوصى استفاده مى‌شود كه در آنها عمل استخراج آهن به روش مستقيم یا احیا مستقیم صورت مى‌گيرد. روش‌هایى كه براى احیای مستقیم استفاده می‌شوند، متنوع هستند و در آنها ممكن است از سوخت‌هاى جامد مثل کک و يا گازى استفاده شود. استفاده از روش احياى مستقيم با گاز، در كشورهايى كه داراى منابع گاز طبيعى هستند، باعث مى‌شود كه بتوان با سرعت بيشتر و هزينه كمتر، سنگ معدن آهن را به آهن خام تبديل كرد. اتوماتيك كردن و كنترل تاسيسات آن نيز به مراتب ساده تر از كوره بلند است.

 احیای غیر مستقیم آهن

براى تهیه آهن خام به روش احیاى غیر مستقیم، سنگ معدن آهن را پس از آماده کردن، درکوره بلند به کمک کک و کلوخه وآهک احیاء و تصفیه مى کنند. این کوره که از دو مخروط ناقص تشکیل شده، در قاعده با هم مشترکند و در همین محل است که مواد مذاب و سرباره جمع مى‌شود. مخروط بالایى کوره براى بارگیرى استفاده مى شود. در بالاى این قسمت دهانه قیفى شکلى قرار دارد که هنگام ریختن مواد به داخل کوره، در آن باز مى شود و پس از تکمیل بار کوره، مجددا مسدود مى‌گردد.