مشخصات مواد معدنی دولومیت کلسینه Calcined Dolomite

دولومیت کلسینه یکی از مواد معدنی حیاتی در صنایع فولادسازی، شیمیایی و کشاورزی است که از حرارت‌دهی دولومیت طبیعی CaMg(CO₃)₂ در دمای 900–1100 °C به‌دست می‌آید. این فرآیند، معروف به کلسیناسیون، موجب آزاد شدن دی‌اکسید کربن و تشکیل اکسید کلسیم (CaO) و اکسید منیزیم (MgO) می‌شود، که ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی ماده را برای کاربردهای صنعتی بهینه می‌کند.

در صنایع فولادسازی، دولومیت کلسینه به‌عنوان شار (Flux) و منبع MgO برای تثبیت سرباره، حذف گوگرد و فسفر، افزایش قلیائیت و کاهش خورندگی نسوزها به‌کار می‌رود. این ماده باعث بهبود کیفیت فولاد، افزایش راندمان فرآیند و طول عمر تجهیزات می‌شود. در کشاورزی، دولومیت کلسینه با تأمین Ca و Mg و اصلاح pH خاک‌های اسیدی، رشد گیاهان و جذب عناصر مغذی مانند فسفر و پتاسیم را بهبود می‌بخشد.

آنالیز شیمیایی استاندارد دولومیت کلسینه برای فولادسازی معمولاً شامل 30–35٪ CaO، 18–22٪ MgO، SiO₂ ≤ 3٪، و Al₂O₃ ≤ 1٪ است. ویژگی‌های فیزیکی مانند دانسیته، اندازه ذرات و pH مناسب باعث واکنش‌پذیری بالا و عملکرد بهینه در فرآیندهای صنعتی می‌شوند.

با توجه به خواص شیمیایی، فیزیکی و کاربردهای گسترده، دولومیت کلسینه یکی از مواد کلیدی برای بهبود کیفیت محصول و کاهش هزینه‌ها در صنایع مختلف محسوب می‌شود.

مشخصات و کاربرد دولومیت کلسینه

دولومیت کلسینه یکی از مهم‌ترین مواد معدنی در صنایع فولادسازی، شیمیایی، نسوز و کشاورزی به شمار می‌آید. این ماده از دولومیت طبیعی (CaMg(CO₃)₂) حاصل می‌شود و فرآیند تولید آن تحت عنوان کلسیناسیون، شامل حرارت‌دهی سنگ دولومیت در دمای 900–1100 °C است. در این فرآیند، دی‌اکسید کربن آزاد شده و ترکیب شیمیایی به مخلوطی از اکسید کلسیم (CaO) و اکسید منیزیم (MgO) تبدیل می‌شود، که واکنش‌پذیری بالاتر و ویژگی‌های صنعتی مطلوب‌تری نسبت به دولومیت خام دارد.

از لحاظ شیمیایی، دولومیت کلسینه دارای درصد قابل توجهی CaO و MgO است که آن را برای کاربردهای صنعتی مناسب می‌کند. CaO موجود در آن باعث افزایش قلیائیت و اصلاح سرباره در فرآیندهای فولادسازی می‌شود، در حالی که MgO نقش تثبیت‌کننده سرباره، کاهش خورندگی نسوز و حذف گوگرد و فسفر را ایفا می‌کند. علاوه بر صنایع فولاد، دولومیت کلسینه در صنایع شیمیایی برای تولید ترکیبات کلسیم و منیزیم، اصلاح pH خاک‌های اسیدی در کشاورزی و تأمین منیزیم و کلسیم مورد نیاز گیاهان کاربرد گسترده دارد.

با توجه به اهمیت روزافزون کیفیت و راندمان در تولید فولاد و همچنین اصلاح خاک‌های کشاورزی، مطالعه و بررسی خواص شیمیایی، فیزیکی و کاربردهای دولومیت کلسینه ضروری است. این ماده به‌واسطه ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، نقش کلیدی در بهبود کیفیت محصولات صنعتی و کاهش هزینه‌های تولید دارد و به‌عنوان یک ماده چندکاره، توجه پژوهشگران و متخصصان صنعت را به خود جلب کرده است.

فرآیند تولید دولومیت کلسینه

1. استخراج دولومیت طبیعی از معدن
2. خردایش و دانه‌بندی
3. حرارت‌دهی در کوره‌های عمودی یا دوار
4. خروج محصول به‌صورت پودر یا سنگ‌دانه

معادله واکنش:
CaMg(CO₃)₂ → CaO + MgO + 2CO₂

ترکیب شیمیایی

به‌طور معمول:

• 30–35٪ CaO
• 18–22٪ MgO
• مقدار کم ناخالصی‌هایی مانند SiO₂، Fe₂O₃، Al₂O₃

(این مقادیر بسته به معدن و شرایط کلسیناسیون متغیر است.)

کاربردهای مهم

1.صنایع فولاد و ذوب

• به‌عنوان فلاکس برای حذف ناخالصی‌های آهن
• کمک به تصفیه سرباره
• تثبیت منیزیم در فرایند تزریق Mg برای گاززدایی فولاد

2. 2. تولید منیزیم فلزی

به‌عنوان ماده اولیه در فرآیند Pidgeon و silicothermic

3. 3. صنایع شیمیایی

• تنظیم pH
• تولید ترکیبات منیزیمی و کلسیمی

4. 4. کشاورزی

• به‌عنوان اصلاح‌کننده خاک و منبع Mg و Ca

ویژگی‌های فنی

• دمای ذوب بالا
• واکنش‌پذیری زیاد نسبت به دولومیت خام
• توان جذب گوگرد در فولادسازی
• دانسیته پایین‌تر از دولومیت طبیعی به دلیل خروج CO₂

در ادامه کاربرد دولومیت کلسینه (Calcined Dolomite) را به‌صورت کاملاً تخصصی و جداگانه برای فولادسازی و کشاورزی توضیح می‌دهیم:

               1)کاربرد دولومیت کلسینه در فولادسازی به‌صورت تخصصی

دولومیت کلسینه یکی از مواد حیاتی در صنایع متالورژی و فولادسازی است، زیرا منبع همزمان CaO و MgO محسوب می‌شود. نقش آن در فولادسازی را می‌توان در ۴ بخش حرفه‌ای دسته‌بندی کرد:

1-1 به‌عنوان شار (Flux) برای تشکیل سرباره

در کوره‌های BOF (Basic Oxygen Furnace)، EAF (Electric Arc Furnace) و LF (Ladle Furnace):

• CaO و MgO موجود در دولومیت کلسینه موجب افزایش قلیائیت سرباره می‌شود.
• قلیائیت بالا → افزایش توان سرباره برای جذب ناخالصی‌های Si، P، S
• این امر باعث بهبود کیفیت فولاد و کاهش میزان عناصر مضر می‌شود.

اثر MgO:

• جلوگیری از خورده شدن نسوزهای منیزیتی
• تثبیت فازهای سرباره
• کاهش ویسکوزیته سرباره و بهبود جداسازی ناخالصی‌ها

 1-2-تزریق منیزیم برای فرآیند گاززدایی و حذف گوگرد

در فرایندهای:

• De-sulphurization (De-S)
• De-carbonization
• Injection refining

از دولومیت کلسینه مخصوصاً گرید با MgO بالا استفاده می‌شود زیرا

• Mg آزاد شده در فلز مذاب با گوگرد واکنش می‌دهد:

Mg + S → MgS

• MgS وارد سرباره شده و فولاد کم‌گوگرد تولید می‌شود.

این روش از آهک معمولی مؤثرتر است زیرا حضور MgO واکنش‌پذیری را افزایش می‌دهد.

1-3پایداری سرباره و افزایش عمر نسوز

MgO موجود در دولومیت کلسینه:

• باعث اشباع سرباره از MgO می‌شود
• وقتی سرباره اشباع باشد، به‌جای خوردن جداره‌ی منیزیتی نسوز، خود پایدار می‌ماند
• نتیجه = افزایش عمر نسوز کوره‌های BOF، EAF، LF

این کار باعث کاهش هزینه تعمیر نسوز و افزایش راندمان تولید فولاد می‌شود.

🔹 1-4. کمک به احیای آهن در کوره‌های احیای مستقیم

در برخی فرایندهای DRI، وجود MgO مانع از:

• چسبیدن گندله‌ها
• کلوخه شدن
• تخریب نسوز

می‌شود و فرایند را پایدارتر می‌کند.

2) کاربرد دولومیت کلسینه در کشاورزی (به‌صورت تخصصی)

اگرچه در کشاورزی بیشتر از دولومیت خام (dolomitic lime) استفاده می‌شود، اما دولومیت کلسینه نیز کاربردهای تخصصی دارد.

2-1. تنظیم pH خاک اسیدی

دولومیت کلسینه ترکیبی از CaO و MgO است، بنابراین:

• pH خاک را سریع بالا می‌برد
• اثر آهک زنده (CaO) را دارد ولی ملایم‌تر
• چون MgO هم دارد، خاک را از کمبود منیزیم نجات می‌دهد

مزیت بزرگ نسبت به آهک معمولی:

• همزمان کلسیم + منیزیم را تأمین می‌کند.

2-2. تأمین منیزیم گیاهان

منیزیم یک عنصر حیاتی برای:

• ساخت کلروفیل
• فعال‌سازی آنزیم‌ها
• فتوسنتز
• رشد ریشه

است.
دولومیت کلسینه‌ها با MgO بالا برای خاک‌های:

• شنی
• فقیر از Mg
• مناطق با بارندگی زیاد که Mg شسته می‌شود

بسیار مفید هستند.

2-3. افزایش قابلیت جذب فسفر، پتاسیم و عناصر ریزمغذی

وقتی خاک بیش از حد اسیدی باشد:

• فسفر در خاک تثبیت می‌شود
• فلزات سنگین آزاد و سمی می‌شوند

افزودن دولومیت کلسینه:

• pH را به 6.5–7 می‌رساند
• سبب افزایش جذب فسفر و پتاس
• کاهش سمیت آلومینیوم و منگنز
• افزایش فعالیت میکروارگانیسم‌ها

می‌گردد.

2-4. کاربرد در دامداری

به‌عنوان:

• منبع Mg در خوراک دام
• برطرف‌کننده pH اسیدی در جیره
• جلوگیری از بیماری (Grass Tetany )کمبود منیزیم در گاو

درادامه به آنالیز شیمیایی استاندارد و ویژگی های فیزیکی استاندارد میپردازیم:

⃣ آنالیز شیمیایی استاندارد دولومیت کلسینه برای فولادسازی

⃣ ویژگی‌های فیزیکی استاندارد

توضیح کاربردی

• CaO بالا → برای جذب فسفر و سیلیسیم در سرباره ضروری است
• MgO بالا → جلوگیری از خوردگی نسوز، حذف گوگرد، تثبیت سرباره
• SiO₂ و Al₂O₃ پایین → کاهش ویسکوزیته و بهبود جداسازی سرباره
• LOI پایین → واکنش‌پذیری بیشتر در کوره فولادسازی

جمع‌بندی

دولومیت کلسینه یک ماده معدنی بسیار مهم با کاربردهای گسترده در صنایع فولاد، کشاورزی و شیمیایی است. ویژگی‌های شیمیایی آن، از جمله حضور CaO و MgO و واکنش‌پذیری بالایش، موجب شده است که این ماده جایگاه ویژه‌ای در بهبود کیفیت فولاد و اصلاح خاک‌های اسیدی داشته باشد. مطالعات صنعتی نشان داده است که استفاده صحیح از دولومیت کلسینه می‌تواند منجر به افزایش راندمان، کاهش هزینه‌ها و بهبود کیفیت محصولات شود.

به طور خلاصه، وقتی می‌گوییم دولومیت کلسینه به‌عنوان شار استفاده می‌شود، یعنی:

• نقش پاک‌کننده ناخالصی‌ها در فولاد را دارد
• باعث بهبود کیفیت فولاد و پایداری سرباره می‌شود
• ترکیب CaO و MgO آن، ویژگی‌های مطلوب شیمیایی و فیزیکی سرباره را فراهم می‌کند.

نتیجه‌گیری

• دولومیت کلسینه به‌عنوان یک ماده معدنی صنعتی با ارزش، از کلسیناسیون دولومیت طبیعی (CaMg(CO₃)₂) در دماهای 900–1100 °C تولید می‌شود و ترکیب شیمیایی آن شامل CaO و MgO است که واکنش‌پذیری و ویژگی‌های صنعتی آن را به‌طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. این ماده به دلیل خواص شیمیایی و فیزیکی منحصربه‌فرد، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد.
• در صنعت فولاد، دولومیت کلسینه به‌عنوان شار (Flux) و منبع MgO نقش مهمی در تثبیت سرباره، حذف گوگرد و فسفر، افزایش قلیائیت و کاهش خورندگی نسوزها ایفا می‌کند، که منجر به بهبود کیفیت فولاد، افزایش راندمان تولید و کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود. آنالیز شیمیایی استاندارد با CaO بالا، MgO مناسب و ناخالصی‌های کم، ویژگی‌های مطلوب برای کاربردهای فولادسازی را تضمین می‌کند.
• در کشاورزی، دولومیت کلسینه با تأمین Ca و Mg و اصلاح pH خاک‌های اسیدی، رشد گیاهان و جذب عناصر مغذی مانند فسفر و پتاسیم را بهبود می‌بخشد. همچنین، در صنایع شیمیایی و تولید ترکیبات منیزیم و کلسیم، به‌عنوان ماده اولیه و تنظیم‌کننده pH کاربرد گسترده دارد.
• با توجه به این ویژگی‌ها، دولومیت کلسینه یک ماده چندکاره است که نه تنها در بهبود کیفیت محصولات صنعتی و فولادسازی مؤثر است، بلکه در افزایش بهره‌وری کشاورزی و اصلاح خاک نیز نقش دارد. مطالعات صنعتی و پژوهشی نشان می‌دهد که استفاده صحیح و بهینه از دولومیت کلسینه می‌تواند به کاهش هزینه‌ها، افزایش کیفیت محصول و توسعه پایدار صنایع مرتبط کمک کند.

شرکت دانش بنیان اروم ماشین صنعت پیمان گستر با تکیه بر دانش مهندسی ، تجربه ی تخصصی و توانمندی های تولید پیشرفته قادر است طراحی،ساخت و راه اندازی کامل خطوط بهره برداری معادن را از مرحله اکتشاف تا فرآوری و بسته بندی محصول نهایی عهده دار شود.

این مجموعه با رویکرد ((تبدیل ماده خام به ارزش افزوده)) ،تمامی تجهیزات مورد نیاز صنایع معدنی را شامل استخراج ، خردایش ، دانه بندی ، شستشو ، تغلیظ ، پیش گرم ، کلسینه کردن ، احیا سازی ، انتقال ، انبارش و بسته بندی بصورت مهندسی شده ، سفارشی و مطابق استاندارد های روز طراحی و تولید میکند. با بهره گیری از تیم متخصص ، استفاده از فناوری های نوین و رعایت اصول بهره وری و ایمنی هدف ما افزایش راندمان استخراج و کاهش هزینه فراوری و ارتقاع کیفیت محصول نهایی معادن ایران و منطقه است.

منبع: مقالات تیم تحقیق و توسعه شرکت دانش بنیان اروم ماشین صنعت پیمان گستر