پروژه تولید آلومینا به روش سینترینگ از بوکسیت‌های کم‌عیار

به گزارش می‌متالز، دکتر «محمدرضا رمضانی» دانش آموخته شیمی تجزیه در مقطع دکتری این رشته و دارای ۲۱ سال سابقه کار در واحد‌ها و رده‌های مختلف کارشناسی و مدیریتی شرکت آلومینای ایران (جاجرم) و صنعت آلومینیوم بوده و هم اکنون مدیر "پروژه تولید آلومینا به روش سینترینگ" در شرکت آلومینای ایران (جاجرم) است.

«محمدرضا رمضانی» مدیر پروژه تولید آلومینا به روش سینترینگ شرکت آلومینای ایران (جاجرم) در گفتگو با خبرنگار «می‌متالز»، درباره تاریخچه شرکت آلومینای ایران (جاجرم)، بیان کرد: این کارخانه در سال ۱۳۸۰ با استفاده از بوکسیت وارداتی هند راه‌اندازی شد. سپس در سال ۱۳۸۲ عملیات تولید آلومینا با بوکسیت داخلی را آغاز نمود و از سال ۱۳۹۸ جزو تولیدکنندگان فلز آلومینیوم نیز محسوب می‌شود.

وی ادامه داد: ما سالانه حدود ۲۳۰ تا ۲۵۰ هزار تن آلومینا با استفاده از"فرآیند بایر" تولید می‌کنیم. با این حال، پروژه تولید آلومینا از بوکسیت‌های کم‌عیار با استفاده از "فرآیند سینترینگ" را نیز در دست اقدام داریم.

رمضانی اضافه کرد: چندین دلیل باعث شد تا به سراغ اجرای پروژه سینترینگ برویم. اولین دلیل، نیاز بازار داخلی بود. همان طور که می‌دانیم بخش عمده پودر آلومینا، صرف تولید آلومینیوم می‌شود. در حال حاضر ۴ شرکت اصلی فعال در تولید آلومینیوم داریم. از جمله شرکت ایرالکو در اراک با تولید حدود ۲۰۰ هزار تن در سال، شرکت المهدی در بندرعباس با تولید ۲۵۰ هزار تن در سال، شرکت سالکو (مجتمع صنایع آلومینیوم جنوب) در لامرد با تولید ۳۰۰ هزار تن در سال و همچنین آلومینیوم جاجرم (آلومینای ایران) با تولید ۴۰ هزار تن آلومینیوم در سال، که در مجموع سالانه حدود ۸۰۰ هزار تن آلومینیوم در کشور تولید می‌شود. بنابراین، هم اکنون در داخل کشور ۱.۵ میلیون تن پودر آلومینا مورد نیاز می‌باشد. اما تنها ۲۵۰ هزار تن آن توسط شرکت آلومینای ایران (جاجرم) تولید می‌شود. در یک کلام می‌توان گفت بازار داخلی تشنه آلومینا است. البته ناگفته نماند، طبق سند چشم‌انداز بیست ساله تا افق ۱۴۰۴ نیز قرار بود ۱.۵ میلیون تن آلومینیوم در داخل کشور تولید شود. برای تولید این میزان فلز آلومینیوم، ۳ تا ۳.۵ میلیون تن آلومینا لازم است.

مدیر پروژه سینترینگ شرکت آلومینای ایران (جاجرم) بیان کرد: متأسفانه ذخایر بوکسیت در کشورمان خیلی کم است. بیشترین ذخایر بوکسیت در معادن شهرستان جاجرم واقع شده است. کارخانه آلومینای ایران (جاجرم) بر اساس بوکسیتی با نسبت A/S یا همان نسبت Al۲O۳ به SiO۲ به میزان ۴.۶۶ طراحی شده است. اما در حال حاضر مدول یا همان نسبت A/S به حدود ۳.۷ تنزل پیدا کرده است، در نتیجه شرایط را برای تولید آلومینا به مقدار کافی دشوار می‌کند. در حال حاضر، هم ذخیره بوکسیت کم شده و هم کیفیت آن پایین آمده و کم‌عیارتر شده است. این موضوع باعث شد تا به سراغ فرآیند‌ها و تکنولوژی‌های دیگر مانند: "فرآیند سینترینگ" برویم.

وی در ادامه در مورد تحریم‌های ظالمانه نیز اظهار کرد: در نگاه اول، قطعاً یکی از راهکار‌های تأمین آلومینا این است که به جای تولید در داخل، آلومینا از خارج وارد کنیم. اما در بحث واردات، علاوه بر خروج ارز از کشور، هزینه و مشکلات حمل‌و‌نقل بین‌المللی و شرایط تحریم‌ها نیز مطرح است. زیرا آلومینیوم جزء فلزات استراتژیک است که کاربرد‌های زیادی دارد. این فلز مقاوم در برابر خوردگی بوده و در صنایع مختلفی از قبیل خودروسازی، صنایع دفاعی، غذایی و بسیاری از صنایع مهم دیگر کاربرد دارد.

رمضانی همچنین افزود: اما موضوع دیگر درباره این پروژه، بحث اجتماعی آن است. این منطقه به جهت کمبود آب، نه کشاورزی توسعه یافته‌ای دارد و نه صنایع متعدد و متنوعی دارد؛ بنابراین لازم است برای ادامه حیات این صنعت بعد از فرآیند بایر، به فرآیند سینترینگ نیز توجه شود، تا این اشتغال‌زایی را همچنان داشته باشیم. ما با راه‌اندازی این پروژه برای حدود ۲۵۰۰ نفر به صورت مستقیم اشتغال ایجاد می‌کنیم.

رمضانی درباره مزیت‌های نسبی این پروژه، تصریح کرد: یکی از مزیت‌های نسبی این پروژه، این است که ما بیش از ۸۰ میلیون تن بوکسیت کم‌عیار داریم. همچنین سالانه ۱ میلیون تن به بوکسیت کم‌عیار استخراج شده اضافه می‌شود. چراکه هم‌زمان با استخراج بوکسیت پرعیار برای فرآیند فعلی (بایر)، به جهت رعایت اصول معدنکاری، مجبوریم بوکسیت کم‌عیار را نیز استخراج کنیم. در حال حاضر، حدود ۲۰ میلیون تن بوکسیت کم‌عیار به صورت استخراج شده داریم. در کنار این موارد، گل قرمز (باطله فرآیند بایر) نیز وجود دارد که ظرفیت آن بیش از ۱۲ میلیون تن تخمین زده می‌شود. در این باطله، ۱۸% آلومینا وجود دارد که با روش فعلی یعنی فرآیند بایر قابل استحصال نیست. ولی با روش سینترینگ این مقدار به ۲ تا ۳ درصد کاهش می‌یابد. از مزیت‌های نسبی دیگر، وجود معدن سنگ آهک خوب با اکتیویته بالا در جاجرم است.

رمضانی در ادامه، انرژی را از دیگر مزیت‌های نسبی دانست و گفت: هزینه انرژی (برق و گاز) در ایران در مقایسه با سایر کشور‌های فعال در حوزه آلومینا پایین است و این مزیت نسبی برای ماست. با وجود مصرف انرژی کم در فرآیند بایر، بازیابی آلومینا در این روش نیز کم است (چیزی حدود ۶۰ تا ۷۰%). اما نقطه قوت فرآیند سینترینگ بازیابی آلومینای بالای آن است. از طرفی، فرآیند سینترینگ حدود ۱.۷ برابر بیشتر از فرآیند بایر انرژی مصرف می‌کند.

مدیر پروژه سینترینگ شرکت آلومینای ایران (جاجرم) افزود: از لحاظ تاریخی، فرآیند سینترینگ خیلی زودتر از فرآیند بایر ابداع شده است یعنی در سال ۱۸۵۶. طبق این فرآیند بوکسیت در دمای ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد با کربنات سدیم مخلوط شده و پس از تولید سینتر و لیچینگ آن، آلومینا تولید می‌شد. اما چون مصرف انرژی بالایی داشت و درصد بازیابی آلومینا آن کم بود، این روش در دنیا همه‌گیر نشد. در نتیجه، در حدود سال ۱۸۸۸ توسط یک شیمیدان اتریشی به نام «کارل جوزف بایر» فرآیند بایر توسعه داده شد. در این روش بوکسیت در دمای بالا مثلاً ۳۱۰ درجه سانتی‌گراد (برای نوع دیاسپوری) با سود سوزآور ترکیب شده و پس از انحلال و ترسیب، آلومینا تولید می‌شود. از طرفی، در سال ۱۹۰۲ فرآیند سینترینگ تحول اساسی پیدا می‌کند، چون به آن سنگ آهک اضافه کردند و این روش اقتصادی‌تر شد. در حال حاضر، باز هم روش بایر، اقتصادی‌ترین روش در تولید آلومینا است. ولی وقتی بحث منابع کم‌عیار مطرح می‌شود این روش موضوعیت خود را از دست می‌دهد. فرآیند سینترینگ شامل مراحل: سینترینگ، لیچینگ، سیلیس‌زدایی (اتمسفریک و تحت فشار)، کربنیزاسیون (ترسیب) و تکلیس می‌باشد.

رمضانی اظهار کرد: آزمایشات فرآیند سینترینگ بر روی بوکسیت کم‌عیار جاجرم توسط مشاور خارجی انجام شده است و نتایج بسیار امیدبخشی به دست آمده است. در این پروژه ۴ تن نمونه بوکسیت کم‌عیار به همراه ۱.۵ تن سنگ آهک برای انجام تست تکنولوژی به چین ارسال شد که تمام مراحل سینترینگ در آن شبیه‌سازی و بهینه سازی شد و نتایج حاصل بسیار رضایت‌بخش است. طبق نتایج آزمایشات انجام شده، درصد بازیابی آلومینا بیش از ۸۳% و درصد بازیابی کاستیک حدود ۹۲% می‌باشد. در تحقیقات انجام شده بر روی بوکسیت کم‌عیار جاجرم، آلومینای Sandy و آلومینای مطابق با استاندارد‌های مورد نیاز بازار (متال گرید) تولید شده است که این امر حائز اهمیت است. در کل می‌توان گفت مراحل آزمایشگاهی و تست تکنولوژی این طرح انجام شده و تنها تست پایلوت آن باقی مانده است؛ بنابراین باید به سمت تست پایلوت برویم.

وی همچنین ادامه داد: میزان ذخایر بوکسیت کم‌عیار ۸۰ میلیون تن برآورد شده است که در حال حاضر ۲۰ میلیون تن از آن بر روی زمین و به صورت دپو شده وجود دارد و ۶۰ میلیون تن از آن نیز هنوز استخراج نشده است.

مدیر پروژه سینترینگ شرکت آلومینای ایران (جاجرم) همچنین تأکید کرد: وجود شرکت آلومینای ایران (جاجرم) در این منطقه یک مزیت نسبی بسیار مهمی است. حدود ۲۰ سال است که دانش فنی اندوخته در مدیران و کارشناسان این شرکت وجود دارد و همچنین شرکت آلومینا دارای یک آزمایشگاه مجهز و خط راه‌آهن اختصاصی می‌باشد که می‌توانند در حین احداث کارخانه بسیار مفید واقع شود. تنها مشکل در این زمینه مسأله آب است که برای آن دو راهکار وجود دارد، راهکار اول، استفاده از آب سد گلمندره می‌باشد که در ۶۰ کیلومتری این منطقه بوده و آب‌گیری آن شروع شده است و راهکار دوم نیز استفاده از پساب تصفیه‌شده شهر‌های گرمه و جاجرم است.

وی در خاتمه خاطرنشان کرد: عدم استفاده از بوکسیت‌های کم‌عیار به عنوان باطله‌های معدنی، در درازمدت ممکن است مشکلات محیط زیستی ایجاد کند. در عین حال، این پروژه دوست‌دار محیط زیست نیز است، چرا که باطله فرآیند بایر حدود ۱۸% آلومینا و ۶% سود سوزآور دارد و در سد باطله انباشت می‌شود. در حالی که گل باطله فرآیند سینترینگ حدود ۳-۲% آلومینا و حدود ۲% سود دارد و در صورت مصرف گل باطله بایر در این فرآیند آلودگی محیط زیست کاهش می‌یابد.

گفتگو از علیرضا جعفری نژاد؛ پایگاه خبری فلزات خاورمیانه (می متالز)