این جلسه با موضوع مدل‌سازی هیدروسیکلون‌های مدار آسیاکنی خطوط تولید ۶،۵ و ۷ برگزار شد؛ موضوعاتی که در این جلسه مورد بحث قرار گرفتند به شرح ذیل می‌باشند:
۱- معرفی مدار خطوط تولید کنسانتره ۶،۵ و ۷
۲- بررسی حلقه‌های کنترل در هیدروسیکلون‌های خطوط ۶،۵ و ۷ (طبق طرح و وضعیت فعلی)
۳- مشکلات بخش هیدروسیکلون‌های خطوط تولید ۶،۵ و۷
۴- بررسی تاثیر درصد جامد خوراک و اندازه دهانه‌های مختلف ته‌ریز و سرریز هیدروسیکلون بر حد جدایش و آب راه یافته به ته‌ریز در وضعیت فعلی و طرح اولیه کارخانه
مدار خطوط تولید کنسانتره ۶،۵ و ۷
مطابق شکل ۱، خوراک تازه با ابعاد کوچک‌تر از ۸ میلی‌متر به آسیای گلوله‌ای (۵/۵×۱۰/۵ متر) خوراک‌دهی می‌شوند. در خروجی آسیای گلوله‌ای یک سرند ترومل به طول ۲ متر وجود دارد که از آن برای جداسازی ذرات با ابعاد کوچک‌تر از ۵ میلی متر استفاده می‌گردد. ذرات عبوری از سرند ترومل به جداکننده مغناطیسی مرحله اول (کوبر) فرستاده و ابعاد بزرگ‌تر از ۵ میلی‌متر به عنوان باربرگشتی به خوراک آسیای گلوله‌ای اضافه می‌شوند. کنسانتره کوبر نیز جهت طبقه‌بندی و رسیدن به P80 برابر ۸۸ میکرون به هیدروسیکلون انتقال می‌یابند. ته‌ریز هیدروسیکلون (ذرات درشت و قفل‌شده) برای رسیدن به درجه آزادی مطلوب به آسیای گلوله‌ای برگردانده می‌شود و سرریز هیدروسیکلون به جداکننده‌های مغناطیسی پرعیارکنی اولیه ارسال می‌گردد. در این مرحله از سه عدد جداکننده مغناطیسی تر با شدت کم استفاده شده است. کنسانتره این بخش برای رسیدن به عیار مدنظر وارد سه عدد جداکننده‌های مغناطیسی تر شدت پایین (مرحله شستشو) می‌شود. کنسانتره مرحله شستشو برای سولفور زدایی وارد سلول‌های فلوتاسیون می‌شود، فلوتاسیون در این مجموعه از نوع فلوتاسیون معکوس می‌باشد بدین معنی که سولفور شناور شده و مواد باارزش (کنسانتره آهن) به‌عنوان باطله از آخرین سلول خارج می‌گردد. باطله دو مرحله پرعیارکنی اولیه، شستشو و نیز بخش شناور شده مرحله فلوتاسیون به عنوان باطله نهایی عنوان می‌شوند. کنسانتره آهن پس از رسیدن به حد مجاز عیار سولفور برای آبگیری و ارسال به فیلترهای نواری ابتدا وارد سه عدد جداکننده مغناطیسی‌تر شدت پایین می‌گردد. کنسانتره این بخش به‌عنوان کنسانتره نهایی به سمت فیلترهای نواری و باطله این بخش به‌منظور جلوگیری از هدرروی مواد باارزش و رقیق سازی خوراک کوبر به مدار بازمی‌گردد.
شکل ۱: مدار خطوط تولید ۵، ۶ و ۷
معرفی هیدروسیکلون‌های خطوط تولید کنسانتره ۶،۵و۷
در مدار خطوط ۵، ۶ و ۷ تولید کنسانتره گل‌گهر، محصول جداکننده مغناطیسی مرحله اول (کوبر) وارد مخزن شماره ۲ شده و در ادامه جهت طبقه‌بندی به چهار هیدروسیکلون با قطر ۶۶۰ میلی‌متر پمپ می‌شوند (شکل ۲). همچنین خوشه هیدروسیکلون با آسیا در یک مدار بسته قرار دارد که مشخصات هیدروسیکلون‌های خطوط تولید ۶،۵ و۷ در جدول ۱ آمده است.
شکل ۲: خوشه هیدروسیکلون خطوط تولید کنسانتره ۶،۵و۷
جدول ۱: مشخصات هیدروسیکلون خطوط تولید کنسانتره ۶،۵ و۷
حلقه‌های کنترلی هیدروسیکلون (طبق طرح و وضعیت فعلی) به شرح ذیل است:
طبق طرح
- کنترل سطح مخزن با دور پمپ
نکته اصلی در کنترل سطح مخزن پمپ خوراک هیدروسیکلون‌ها، جلوگیری از سرریز مواد از مخزن یا خالی شدن مخزن می‌باشد که هر دو برای فرآیند زیان‌آور است. در اینجا، سطح مخزن با استفاده از ارتفاع‌سنج فشاری اندازه‌گیری شده و سپس با استفاده از پمپ دور متغیر، سطح مخزن تنظیم می‌گردد.
- کنترل درصد جامد خوراک هیدروسیکلون با دبی آب ورودی به مخزن شماره ۲
در طرح اولیه کارخانه، حلقه کنترل دانسیته خوراک هیدروسیکلون‌های خطوط ۶،۵ و۷ به منظور تنظیم دانسیته خوراک و بار در گردش هیدروسیکلون، در نظر گرفته شده بود. با توجه به اهمیت زیاد دانسیته خوراک در فرآیند طبقه‌بندی، هدف این حلقه کنترلی، تأمین درصد جامد مناسب خوراک هیدروسیکلون‌ها می‌باشد. در این حلقه یک دانسیته‌سنج باید دانسیته جریان خوراک را اندازه‌گیری کند و پس از ارسال علامت به کنترل‌کننده، میزان آب اضافه‌شده به ورودی مخزن ۲ تنظیم می‌شود.
وضعیت فعلی
- کنترل سطح مخزن با دور پمپ
همانند طرح اولیه کارخانه سطح مخزن با استفاده از ارتفاع‌سنج فشاری اندازه‌گیری شده و سپس با استفاده از پمپ دور متغیر، سطح مخزن تنظیم می‌گردد.
- کنترل فشار هیدروسیکلون با دبی آب ورودی به مخزن شماره ۲
در حال حاضر، کنترل سطح مخزن شماره۲ (خوراک هیدروسیکلون) با تغییر دور پمپ خروجی انجام می‌شود. تغییرات دور پمپ و در پی آن تغییرات دبی ورودی به خوشه هیدروسیکلون، تأثیر مستقیمی بر فشار خوراک هیدروسیکلون دارد. کنترل فشار هیدروسیکلون در خطوط ۵، ۶ و ۷ با افزودن آب به مخزن پمپ سیکلون صورت می‌گیرد. بدین صورت که با افزایش دبی آب ورودی به مخزن، سطح مخزن بالارفته و متعاقباً به منظور کنترل سطح دور پمپ افزایش می‌یابد که در نتیجه، منجر به افزایش فشار ورودی به هیدروسیکلون می‌شود و با توجه به شکل ۳ و با حذف دانسیته‌سنج، درصد جامد خوراک هیدروسیکلون تنظیم نمی‌گردد.
شکل ۳ – حلقه‌های کنترلی هیدروسیکلون ( وضعیت فعلی)
فشار و درصد جامد پالپ ورودی به هیدروسیکلون از عوامل تأثیرگذار برکارآیی طبقه‌بندی این تجهیز است که کنترل آن‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد. در حال حاضر، هیچ دستورالعملی برای کنترل درصد جامد ورودی به هیدروسیکلون وجود ندارد و این امر تأثیر منفی بر عملکرد طبقه‌بندی توسط هیدروسیکلون دارد. افزایش درصد جامد ورودی، موجب افزایش ویسکوزیته (مقاومت سیال) و در نهایت افزایش حد جدایش می‌شود. از طرفی کاهش درصد جامد ورودی موجب کاهش مقاومت سیال و حد جدایش می‌شود. عدم کنترل دانه‌بندی سرریز هیدروسیکلون تأثیر مستقیمی بر مقدار بلین خوراک HPGR نهایی دارد.
طبق نقشه‌های P&ID، جهت کنترل درصد جامد خوراک هیدروسیکلون به دانسیته‌سنج نیاز است. نحوه کار این حلقه به این صورت می‌باشد که پس از اندازه‌گیری دانسیته پالپ توسط دانسیته‌سنج، جهت تنظیم درصد جامد پالپ، میزان آب به مخزن خوراک هیدروسیکلون کم یا زیاد می‌شود. در حال حاضر دانسیته‌سنج در محل مورد نظر وجود ندارد.
مشکلات بخش هیدروسیکلون‌های خطوط تولید ۶،۵ و۷
- عدم تنظیم درصد جامد خوراک هیدروسیکلون
شکل ۴، براساس پایش‌های انجام شده از درصد جامد خوراک هیدروسیکلون بدست آمده است. با استفاده از مدل پیلیت و با توجه به درصد جامد خوراک، حد جدایش هیدروسیکلون در شرایط مختلف بدست آمد. درصد جامدهای خوراک هیدروسیکلون با طرح اولیه (۴۸ درصد) مغایرت دارند به طوری که افزایش درصد جامد خوراک هیدروسیکلون تا مقدار متوسط ۱۱٫۶±۵۲٫۴ موجب افزایش حد جدایش هیدروسیکلون می‌گردد.
شکل ۴: تاثیر درصد جامد خوراک هیدروسیکلون بر حد جدایش هیدروسیکلون
در ادامه با استفاده از مدل پیلت، تاثیر پارامترهایی از جمله درصد جامد خوراک هیدروسیکلون، تعداد هیدروسیکلون در مدار، قطر سرریز و ته‌ریز بر حد جدایش و آب راه یافته به ته‌ریز در وضعیت فعلی و طرح اولیه کارخانه بررسی شدند.
جدول ۲ بر اساس تاثیر درصد جامد خوراک بر حد جدایش هیدروسیکلون و آب راه یافته به ته‌ریز در وضعیت فعلی و طرح اولیه کارخانه است بطوری که افزایش درصد جامد خوراک هیدروسیکلون باعث افزایش حد جدایش و آب راه یافته به ته‌ریز می‌گردد.
جدول ۲- تاثیر درصد جامد خوراک بر حد جدایش هیدروسیکلون و آب راه یافته به ته‌ریز در وضعیت فعلی و طرح اولیه
کاهش تعداد هیدروسیکلون (افزایش فشار) باعث کاهش حد جدایش و آب راه یافته به ته‌ریز می‌گردد (جدول ۳).
جدول ۳- تاثیر تعداد هیدروسیکلون در مدار بر حد جدایش هیدروسیکلون و آب راه یافته به ته‌ریز در وضعیت فعلی و طرح اولیه
- اندازه‌های مختلف در ابعاد Apex
با توجه به شکل ۵، در خطوط تولید ۶،۵ و۷ در جهت افزایش کارایی هیدروسیکلون از Apex با اندازه دهانه‌های مختلف استفاده شده است.
در وضعیت فعلی از Apex با اندازه‌های ۱۱۵ ، ۱۲۰ و ۱۳۰ میلی‌متر استفاده می‌گردد که با استفاده از مدل پیلیت تاثیر اندازه دهانه Apex طرح اولیه کارخانه و وضعیت فعلی بر حد جدایش هیدروسیکلون و آب راه یافته به ته‌ریز بررسی شده است بطوری که با افزایش دهانه ته‌ریز، حد جدایش و آب به ته‌ریز به ترتیب کاهش و افزایش می‌یابند (جدول ۴).
جدول ۴- تاثیر اندازه دهانه Apex بر حد جدایش هیدروسیکلون و آب راه یافته به ته‌ریز در وضعیت فعلی و طرح اولیه
- اندازه‌های مختلف در ابعاد Vortex
در خطوط تولید ۶،۵ و۷، در کنار ابعاد مختلف دهانه ته‌ریز، اندازه‌های مختلفی از دهانه سرریز و طول پیداکننده گرداب دیده می‌شود (جدول ۵).
جدول ۵- اندازه‌های مختلف از دهانه سرریز و طول پیداکننده گرداب
با استفاده از مدل پیلیت تاثیر اندازه دهانه سرریز طرح اولیه کارخانه و وضعیت فعلی بر حد جدایش هیدروسیکلون و آب راه یافته به ته‌ریز بررسی شده است بطوری با کاهش دهانه سرریز، حد جدایش و آب راه یافته به ته‌ریز به ترتیب کاهش و افزایش می‌یابد. (جدول ۶).
جدول ۶- تاثیر اندازه دهانه سرریز بر حد جدایش هیدروسیکلون و آب راه یافته به ته‌ریز در وضعیت فعلی و طرح اولیه
