ویژگی های سنگ آهن

 آهن (Fe) یکی از فراوان ترین عناصر شکل دهنده سنگ است که حدود 5 درصد از پوسته زمین را تشکیل داده است. آهن چهارمین عنصر فراوان بعد از اکسیژن، سیلیس و آلومینیوم است و بعد از آلومینیوم فراوان ترین و گسترده ترین فلز توزیعی است. آهن برای تمدن مدرن ضروری است و انسان مهارت خود را در استفاده از آن برای بیش از 3000 سال است که به دست آورده است. البته استفاده از آن در قرن چهاردهم متداول شد هنگامی که کوره های ذوب شروع به کار کردند.

سنگ آهن سنگ هایی از نوع آهن فلزی هستند که می توانند به طور اقتصادی استخراج شود. این سنگ ها معمولا در فرم هماتیت (Fe₂O₃) یا ماگنتیت (Fe₃O₄) هستند. حدود 98 درصد از آهن جهان برای ساخت آهن به فرم فولاد استفاده می شود. به طور نمونه آهن پایه یکی از مهم ترین صنایع صادراتی استرالیاست.

امروزه بیشتر معادن سنگ آهن شامل عناصر اکسید آهن هماتیت Fe₂O₃ (70 درصد آهن)، گوتیت (ژئوتیت) Fe₂O₃s H₂O (63 درصد آهن)، لیمونیت مخلوطی از اکسید هیدراته آهن (دارای 60 درصد آهن) و ماگنتیت Fe₃O₄ (72 درصد آهن) است.

بیشتر منابع مهم سنگ آهن جهان در سنگ های رسوبی غنی از آهن هستند که به عنوان آرایش آهن نواری (BIFs) است که تقریبا به طور ویژه ای به عصر پرکامبرین برمی گردد (بیش از 600 میلیون سال پیش). این آرایش در همه قاره ها وجود دارد. در بسیاری از موارد آنها به عنوان سنگ آهن استخراج می شوند اما مهم تر آنها سنگ های منبع برای بیشتر غلظت های با درجه زیاد  و بزرگی از آهن هستند که اخیرا در سرتاسر جهان استخراج شده اند.

سنگ آهن اصطلاحی است که به غلظت های مشخصی از ترکیبات معین آهن گفته می شود. ترکیبات آهن دارای سولفات آهن، ژئوتیت آهن، هماتیت آهن، کلرید آهن، کربونیل آهن و مگنتیت آهن است. غالبیت با رسوبات هماتیت در تولید جهانی است.

سنگ آهن معمولا برای تولید آهن خام (آهن فلزی) ذوب می شوند که برای ساختن فولاد استفاده می شوند. این احتمالا دلیلی است بر اینکه آهن یکی از مهمترین فلزات در اقتصادهای توسعه یافته و در حال توسعه هستند. آهن کار شده (اهنی که کمتر از سه درصد ذغال دارد و خیلی سخت و چکش خور است)، چدن (در غیر این صورت به عنوان آهن خام شناخته می شود) و ورق های ساختاری آهن چین دار است. آهن خالص به شدت مگنتیک است و در دمای 1528 درجه سانتی گراد ذوب می شود. سنگ مگنتیک (منیزیت) برای حذف ناخالصی ها در شستشوی زغال سنگ استفاده می شود و مگنتیک این شرایط را دارد که بازیابی شده و دوباره مورد استفاده قرار گیرد.

گرچه آهن در فرم قالبی استفاده های بسیار ویژه ای (مانند لوله، اتصالات، بلوک های موتوری) دارند اما استفاده اصلی آن در تولید فولاد است. فولاد از مهم ترین فلزات استفاده شده است که 20 برابر بیش از دیگر اتصالات کاربرد دارد. فولاد قوی، مقاوم و نسبتا چندکاره است. بسیاری از انواع فولاد تقریبا به طور کامل آهن به علاوه میزان کمی کربن (معمولا کمتر از یک درصد) دارندو فلزات دیگر به فرم آلیاژهای مختلف (مانند فولاد ضدزنگ) هستند. آهن خام نسبتا نرم است اما با افزودن میزان کمی کربن به آن به طور معنی داری سخت تر و قوی تر می شود. بیشتر عناصر افزودنی در فولاد عمدا در فرآیند فولادسازی افزوده می شوند (مانند کروم، منگنز، نیکل، مولیبدن). با تغییر میزانی از این عناصر افزودنی ممکن است فولادی مناسب برای استفاده های مختلف به دست آید.

خواص مطلوب فولاد و هزینه نسبتا کم  آن است که فلز را به عنوان ساختار اصلی در پروژه های مهندسی و ساختمانی می باشد که در حدود 90 درصد از کل فلز در هر سال است. حدود 60 درصد از محصولات آهن و فولاد در ساخت وساز و حمل و نقل استفاده می شوند و 20 درصد در تولید ماشین آلات و مابقی در قوطی و ظروف، در صنایع نفت و گاز و لوازم مختلف و تجهیزات دیگر استفاده می شوند.