تحلیل بنیادی صنعت سنگ آهن

در این مقاله به تحلیل بنیادی صنعت سنگ آهن که در بخش‌های پایین دستی مانند ساختمان‌سازی استفاده می‌شود، پرداخته شده است. سنگ آهن فراوان‌ترین عنصر فلزی کره زمین است و ۵ درصد از پوسته زمین را تشکیل می‌دهد. سنگ آهن به صورت اکسیده در پوسته زمین وجود دارد. این عنصر به تنهایی استحکام کافی برای مصارفی همچون ساختمان‌سازی را ندارد و برای افزایش استحکام آن، آلیاژ این محصول با استفاده از عناصر بسیاری تهیه می‌شود. حدودا 98 درصد سنگ آهن در فولادسازی استفاده می‌شود. در این مقاله به بررسی و تحلیل بنیادی صنعت سنگ آهن در جهان و ایران پرداخته شده است.

در مقاله تحلیل صنعت چیست با نحوه تحلیل بنیادی صنایع مختلف آشنا شوید.

زنجیره ارزش صنعت سنگ آهن

سنگ آهن نمی‌تواند مستقیم در کوره‌های احیا به فولاد تبدیل شود؛ بنابراین ابتدا آن را به کنسانتره و سپس به گندله و آهن اسفنجی تبدیل می‌کنند. فرآوری سنگ‌آهن از مهم‌ترین فرآیندهای زنجیره تولید فولاد است که بر اساس محصول تولیدی به دو دسته سنگ آهن دانه‌بندی شده و کنسانتره سنگ آهن تقسیم می‌شود. تفاوت میان این دو محصول در عیار و اندازه آن‌ها است.

سنگ آهن دانه‌بندی شده به دلیل پایین بودن عیار، در سیستم احیا مستقیم قابل استفاده نیست و فقط قابل استفاده در روش کوره بلند می‌باشد. سنگ آهن دانه‌بندی شده بر اساس عیار به دو گروه دانه‌ریز (Fines) و دانه درشت یا کلوخه (Lumps) تقسیم‌بندی می‌شود. کنسانتره سنگ آهن از طریق انجام عملیاتی مشخص روی سنگ آهن دانه‌بندی تولید می‌شود. این محصول بسیار ریزدانه بوده و عیاری بین ۶۷ تا ۶۹ درصد دارد. بیشترین استفاده از این مواد در مجتمع‌های فولادسازی می‌باشد که از آن‌ها به روش احیای مستقیم، محصولات فولادی تولید می‌کنند. در مرحله بعد گندله از کنسانتره تولید می‌شود. تولید گندله عمدتا به دو روش لورگی و آلیس چارلمرز انجام می‌شود.

دو کانی هماتیت و مگنتیت به‌عنوان کانی‌های اصلی سنگ آهن شناخته می‌شوند. هماتیت دارای عیار 70 درصد و رنگ قرمز و مگنتیت دارای عیار 72.4% و رنگ سیاه می‌باشد.

روش‌های تولید فولاد از سنگ‌آهن

همانطور که در بخش پیش اشاره شد، از سنگ آهن به 2 روش کوره بلند و احیای مستقیم فولاد تولید می‌شود.

1. کوره بلند (احیا غیرمستقیم): 85 درصد فولاد دنیا با این روش مرسوم و قدیمی تولید می‌شود. مزیت این روش بازده بالای آن است. اما استفاده از زغال کک شو نرخ بالایی دارد.
2. احیاء مستقیم (آهن اسفنجی): در بیش از سه دهه اخیر، فناوری جدیدی به نام فرآیند احیای مستقیم برای احیای سنگ‌آهن به فلز آهن با استفاده از زغال‌سنگ کک‌نشو یا گاز طبیعی طراحی شده و به طور گسترده‌ای توسعه پیدا کرده است. فرآیند احیا مستقیم براساس نوع احیاکننده مورد استفاده، به طور کلی به دو گروه تقسیم بندی می شود.

فرآیندهای احیا مستقیم بر پایه زغال سنگ، که در آن ها از یک احیا کننده کربنی، معمولا زغال سنگ کک نشو استفاده می شود. پروسه احیای سنگ آهن و تولید آهن اسفنجی با زغال سنگ به روش ‌های Jindal DRC و SL/ RN انجام می ‌پذیرد.

فرآیندهای احیا مستقیم بر پایه گاز، که در آن ها از احیا کننده گازی استفاده می شود. پروسه احیای سنگ آهن با گاز طبیعی به سه روش میدرکس،HYL وPurofer انجام می‌ شود که از میان این سه روش، میدرکس از بقیه پرکاربردتر است.

سنگ آهن در جهان

در ادامه میزان پراکندگی و ذخایر سنگ‌آهن در جهان مورد بررسی قرار گرفته است.

استرالیای غربی دارای ذخایر بزرگ سنگ‌آهن است که ۲۸ درصد از ذخایر سنگ‌آهن خام جهان را در سال ۲۰۲۰ تشکیل می دهد؛ این کشور دارای حدود 48.8 میلیارد تن ذخایر معدنی است که برای تولید ۵۶سال با فرض تولید مشابه ۲۱-۲۰۲۰ کافی است. ذخایر استرالیای غربی در سال ۲۰۲۰ دارای متوسط عیار ۴۸ درصد بود که مطابق با متوسط جهانی ۴۸ درصد است. همچنین تولید سنگ آهن آن نیز دارای متوسط عیار ۶۲ درصد در سال ۲۰۲۰ بود.

روند تولید سنگ آهن در جهان بر اساس اطلاعات منتشر شده در global data طبق نمودار زیر می‌باشد.

استرالیای غربی بزرگ ترین تامین کننده سنگ آهن در جهان که 38 درصد از عرضه جهانی را در سال ۲۰۲۱ به خود اختصاص داده است و پس از آن برزیل با سهم ۱۷ درصدی در جایگاه دوم قرار دارد.

چین %۱۱ ،هند %۱۰ و روسیه %۴ تامین کنندگان عمده سنگ آهن جهانی هستند، اما بیشتر سنگ آهن خود را برای تولید داخلی فولاد حفظ می کنند

در سال ۲۰۲۱ استرالیای غربی با یک درصد کاهش ۹۰۵ میلیون تن سنگ آهن تولید کرد. همچنین تولید سنگ آهن برزیل با ۸ درصد افزایش به ۴۱۳ میلیون تن، چین با ۱۲درصد کاهش به ۲۵۴ میلیون تن و هند با افزایش ۱۵ درصدی به ۲۳۷ میلیون تن رسید

صادرات در تحلیل صنعت سنگ آهن

در سال 2021 صادرات سنگ آهن در جهان برابر با 217.62 میلیارد دلار بوده که نسبت به سال 2020، 55 درصد رشد داشته است. استرالیا با 54 درصد از مجموع صادرات، بزرگترین صادرکننده این ماده در بین کشورها است. پس از آن برزیل با سهم 21 درصدی رتبه دوم را به خود اختصاص داده است. نمودار زیر آمار صادرات سنگ آهن در سال 2021 به تفکیک کشور را نشان می‌دهد. طبق این نمودار حدود 0/4 میلیارد دلار از صادرات این محصول به ایران اختصاص دارد.

استخراج‌کنندگان سنگ‌آهن استرالیای غربی جزو کم هزینه‌تر‌ین صادرکنندگان سنگ‌آهن در جهان هستند؛

واردات سنگ آهن

در سال 2021 واردات سنگ آهن کشورهای مختلف در جهان برابر با 247.7 میلیارد دلار بوده است. کشور چین با دارا بودن سهم 70 درصدی از مجموع واردات سنگ آهن جهان بزرگترین واردکننده این ماده معدنی در بین کشورها بوده و پس از آن کشورهای ژاپن، کره و آلملن با اختلاف زیادی در رتبه‌های دوم تا چهارم قرار دارند. سهم ایران از واردات جهانی سنگ آهن در سال 2021 حدود 0/11 میلیون دلار بوده است.

آسیا ۷۸ درصد تقاضای جهانی سنگ‌آهن در سال ۲۰۲۱ را به خود اختصاص داده است؛ به طوری که چین ۵۹ درصد، هند ۹ درصد، ژاپن ۵ درصد و کره جنوبی ۳ درصد بیشترین سهم را در تقاضای جهانی در آسیا دارند.

در سال ۲۰۲۱ تقاضای سنگ آهن آسیا با ۴ درصد کاهش به 1742میلیون تن و تقاضای سنگ آهن چین با ۸ درصد کاهش به 1314میلیون تن رسید. در این میان تقاضای ژاپن، کره جنوبی و تایوان روی هم با ۷ درصد افزایش به سطح ۱۹۶ میلیون تن رسید. تقاضا در سایر بخش های آسیا نیز ۹ درصد افزایش یافت و به ۲۳۲ میلیون رسید.

وود مکنزی پیش بینی کرده است تقاضای سنگ آهن آسیا بین سال های ۲۰۲۱ تا ۲۰۵۰ به میزان ۱۱۲ میلیون تن کاهش خواهد یافت، در حالی که پیش بینی افزایش تقاضا از سوی سایر کشورهای آسیایی ۴۵۵ میلیون تن نیز انتظار می رود، اما کاهش تقاضای پیش بینی شده از سوی چین کاهش ۵۲۲ میلیون تنی، ژاپن، کره جنوبی و تایوان در مجموع ۴۵ میلیون تن کاهش بیشتر از تقاضا است.

تحلیل صنعت سنگ آهن در ایران

در ایران شرکت‌های سنگ‌آهن بزرگی در حوزه معدن فعالیت می‌کنند. شرکت آهن و فولاد سنگان با مالکیت ۱۰۰ درصدی فولاد مبارکه و با ظرفیت ۵ میلیون تن کنسانتره و ۵ میلیون تن گندله در حال فعالیت است. شرکت توسعه فراگیر صنعتی و معدنی سناباد با مالکیت ۶۷ درصدی فولاد خوزستان با ظرفیت 2.5 میلیون تن کنسانتره و 2.5 میلیون تن گندله، مواد اولیه شرکت فولاد خوزستان را تامین می‌کند.

شرکت صنعتی و معدنی اپال پارسیان سنگان نیز یک واحد تولید کنسانتره با ظرفیت 2.6 میلیون تن در سال و یک واحد تولید گندله با ظرفیت ۵ میلیون در سال در حال بهره‌برداری است. عملیات ساخت یک واحد کنسانتره با ظرفیت 2.4میلیون تن نیز آغاز شده است. شرکت فولاد شرق کاوه زیرمجموعه بنیاد مستضعفان دارای ظرفیت تولید 2.5 میلیون تن کنسانتره و 2.5 میلیون تن گندله می‌باشد. همچنین شرکت معادن فولاد خراسان شرقی با مالکیت ۵۷ درصدی فولاد خراسان با ظرفیت 5.2 میلیون تن کنسانتره در حال ساخت است.

معادن سنگ آهن در ایران

در جدول زیر معادن سنگ آهن ایران، عیار و میزان ذخایر هر یک نمایش داده شده است.

معادن چادرملو

معادن چادرملو با ذخیره تقریبی ۵۰ میلیون تن و دستیابی به توده معدنی در معدن D۱۹ با ذخیره ۱۰۰ میلیون تنی از بازیگران اصلی صنعت سنگ آهن و فولاد در کشور هستند. سالانه ۱۶ میلیون تن سنگ آهن معدن‌های چادرملو با متوسط عیار آهن 55.3 درصد استخراج می‌شود.

معادن‌ صبانور

معدن باباعلی همدان از دو توده باباعلی ۱ و باباعلی ۲ تشکیل شده است. ذخیره قطعی توده ۱ حدود ۶ میلیون تن برآورد شده است و توده ۲ در حال اکتشاف و تعیین  ذخیره است. سایر معادن در صبانور معدن شهرک در استان کردستان با ذخیره ۵۰ میلیون و معدن گلالی قروه با ذخیره ۲۰ میلیون تن می‌باشد.

معادن‌گل‌گهر

منطقه معدنی گل‌گهر با داشتن معادن غنی از سنگ آهن به‌عنوان یکی از مطرح‌ترین قطب‌های فعال معدنی و صنعتی در خاورمیانه است. این منطقه دارای قابلیت‌های بسیاری برای تبدیل شدن به یک منطقه بزرگ و رقابتی در سطح ایران و حتی جهان می‌باشد. سنگ آهن گل گهر در ۶ آنومالی مجزا با ذخیره زمین‌شناسی حدود ۱۲۰۰ میلیون تن و ذخیره قابل استخراج ۴۵۰ میلیون تن است. گل‌گهر از معدن شماره ۱، گل‌گهر، میدکو و ماهان به‌طور مشترک از معدن شماره ۲، گهرزمین از معدن شماره ۳، میدکو از معدن شماره ۴، ماهان از معدن شماره ۵ و گل گهر و میدکو به طور مشترک از معدن شماره ۶ بهره‌برداری می‌کنند. ذخایر موجود گل‌گهر از این مجموعه معادن حدود ۱۵۲ میلیون تن، گهرزمین ۲۲۸ میلیون تن و ذخایر موجود میدکو از این مجموعه معادن ۱۳۲ میلیون تن می‌باشد.

لازم به ذکر است که گل‌گهر حدود ۳۰ درصد از سهام گهرزمین را در اختیار دارد و عمده سنگ معدن کلوخه خود را از این محل تامین می‌کند. در مجموع ۳۳ واحد عملیاتی با ظرفیت اسمی 62.8 میلیون تن در زمینه تولید کنسانتره سنگ آهن فعال می باشند. واحدهای مذکور در سال ۱۳۹۹ در مجموع 49.71 میلیون تن کنسانتره سنگ آهن تولید کرده‌اند که دو شرکت گل‌گهر و چادرملو سهم ۴۰ درصدی از آن را دارند.

قیمت‌گذاری سنگ آهن

صادرات سنگ آهن تا اواخر سال 1399 ممنوع بود. اما از ابتدای بهمن ماه سال 1399 صادرات سنگ آهن، گندله و آهن اسفنجی به شرط دریافت تیک صادراتی آزاد شد. نرخ صادراتی توسط عرضه و تقاضای منطقه‌ای تعیین می‌شود. لازم به ذکر است که صادرات سنگ آهن مشمول عوارض 25 درصدی می‌شود.

نرخ سنگ آهن داخلی نیز تا اوایل سال 1400 به صورت ضریبی از سبد محصولات فولاد خوزستان بود. با ورود ابتدای زنجیره فولاد به بورس کالا، ضریب‌ها به مرور در حال افزایش هستند و توسط عرضه و تقاضا تعیین خواهند شد.

مواد اولیه در تحلیل صنعت سنگ آهن

در دنیا سنگ آهن مصرفی در ذوب آهن و صنایع فولادی مگنتیت است. در صورت استفاده از هماتیت، عیار آن بالای 50 درصد است. در ایران نیز سنگ آهن معادن هماتیت غالبا در صنعت سیمان استفاده می‌شود.

در تعیین میزان ذخایر قابل استحصال برای تولید، باید به چندین مولفه توجه کرد؛ به‌طور مثال بخش عمده‌ای از برداشت و استخراج معادن به عنوان باطله در سر معادن جدا می‌شوند. اگر قیمت‌های نسبی تغییر کند یا فناوری بهبود یابد، امکان استفاده از این باطله‌ها نیز افزایش می‌یابد. به گفته دبیر انجمن سنگ آهن ایران، برخی باطله‌های معدنی بر اساس فناوری‌های قدیمی باطله محسوب می‌شدند، اما امروز قابلیت استخراج را دارند.

نتیجه کشف ذخایر ناشی از فعالیت اکتشافی در ۶ سال گذشته نشان می‌دهد که در حال حاضر تمامی ذخایر سنگ آهن به ۲ میلیارد و ۷۳۶ میلیون تن می‌رسد. پیش‌بینی می‌شود با ادامه برنامه‌های توسعه‌ای و راهبری ایمیدرو در بخش اکتشاف، میزان ذخایر شناسایی شده سنگ آهن تا سال ۱۴۲۰، به میزان ۲ میلیارد تن دیگر افزایش یابد. برای دستیابی به تولید ۵۵ میلیون تن فولاد در افق چشم‌انداز، سالانه 155/8 میلیون تن برای واحدهای کنسانتره‌سازی و 13/2 میلیون تن برای واحدهای دانه‌­بندی و در مجموع ۱۶۸ میلیون تن سنگ‌آهن مورد نیاز است.