این جلسه در تاریخ ۱۸/۰۵/۱۴۰۵ با موضوع «استانداردسازی راهبری مدار تیکنرهای کنسانتره مس-مولیبدن در مجتمع مس سرچشمه» برگزار شد. موضوعات مطرحشده شامل معرفی مدار تیکنرهای کنسانتره مس-مولیبدن، مشکلات تیکنرهای مس – مولیبدن شمال و جنوب، عوامل ایجاد کف در سطح تیکنر، اقدامات انجام شده و پیشنهادی، نتیجهگیری و جمعبندی بودند.
با توجه به شکل ۱، کنسانتره کارخانه پرعیارکنی شماره ۱ که شامل مس و مولیبدن است، توسط یک مقسم به تیکنرهای شمال و جنوب مس–مولیبدن خوراکدهی میشود. پس از انجام فرآیند آبگیری و افزایش درصد جامد تهریز این تیکنرها، محصول تهریز بهمنظور بازداشت مس و شناورسازی مولیبدن به سمت کارخانه مولیبدن ارسال میشود.
با توجه به ورود سرریز تیکنرهای کارخانه مولیبدن به تیکنرهای مس–مولیبدن شمال و جنوب و همچنین وجود موادی در این جریان که موجب کاهش اثر مواد شیمیایی مورد استفاده در کارخانه پرعیارکنی شماره ۱ میشوند، امکان استفاده از آب سرریز این تیکنرها در مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی شماره ۱ وجود ندارد. ازاینرو، سرریز این تیکنرها نیز به سمت تیکنرهای باطله فرستاده میشود.
از طرف دیگر، کنسانتره کارخانه پرعیارکنی شماره ۲ نیز بهواسطه یک مقسم به تیکنرهای فاز ۱ و ۲ مس–مولیبدن خوراکدهی شده و پس از آبگیری و افزایش دانسیته پالپ، به سمت کارخانه مولیبدن ارسال میشود. در این مرحله، آب سرریز تیکنرهای فاز ۱ و ۲ به کمک پمپ سانتریفیوژ به ابتدای سلولهای رافر فلوتاسیون بازگردانده میشود تا مجدداً در مدار مورد استفاده قرار گیرد.
شکل ۱- معرفی مدار تیکنرهای کنسانتره مس-مولیبدن
اهمیت استفاده از تیکنرهای کنسانتره مس–مولیبدن
- کاهش اثر مواد شیمیایی مورد استفاده در کارخانه پرعیارکنی
در کارخانه پرعیارکنی، شناورسازی مس و در کارخانه مولیبدن، بازداشت مس از اهمیت ویژهای برخوردار است. بر همین اساس، مواد شیمیایی مورد استفاده در این دو کارخانه نیز با یکدیگر متفاوت هستند. با وجود نزدیک بودن درصد جامد کنسانتره کارخانه پرعیارکنی به درصد جامد خوراک ورودی سلولهای پرعیارکنی اولیه کارخانه مولیبدن، به دلیل تفاوت در مواد شیمیایی مورد استفاده، ورود مستقیم کنسانتره کارخانه پرعیارکنی به کارخانه مولیبدن امکانپذیر نیست. به همین دلیل، تیکنرهای مس–مولیبدن با هدف آمادهسازی اولیه پالپ در حد فاصل این دو کارخانه در نظر گرفته شدهاند (شکل ۲).
در تیکنرهای مس–مولیبدن، تا حد امکان مواد شیمیایی موجود در آب همراه کنسانتره کارخانه پرعیارکنی از پالپ جدا میشوند. هرچه درصد جامد تهریز تیکنرهای مس–مولیبدن بالاتر باشد، میزان آب بیشتری از مدار تیکنر خارج شده و در نتیجه، بخش بیشتری از مواد شیمیایی موجود در پالپ نیز از مدار خارج میشود. این امر موجب کاهش مصرف مواد شیمیایی در کارخانه مولیبدن میگردد. پس از آن، پیش از ورود تهریز تیکنرهای مس–مولیبدن به سلولهای پرعیارکنی اولیه کارخانه مولیبدن، آب تازه به پالپ اضافه میشود.
- جلوگیری از نوسان بار ورودی به کارخانه مولیبدن
در کارخانه پرعیارکنی، به دلایل مختلف، از جمله خاموش شدن آسیابها، نوساناتی در بار ورودی ایجاد میشود. یکی دیگر از وظایف تیکنرهای مس–مولیبدن، کاهش این نوسانات و ارسال بار با دانسیته تقریباً یکنواخت به سمت کارخانه مولیبدن است.
- استفاده از تیکنر به عنوان مخزن ذخیره
همچنین، در مواقعی که کارخانه مولیبدن با توقفات کوتاهمدت مواجه میشود، میتوان از تیکنرها بهعنوان مخزن ذخیره استفاده کرد.
شکل ۲- نمایی از تیکنرهای کارخانه پرعیارکنی ۱
وظایف چاهک خوراکدهی
چاهک خوراکدهی یکی از مهمترین اجزای تیکنر است و عملکرد صحیح آن نقش مهمی در توزیع مناسب خوراک و جدایش فاز جامد از مایع دارد. چاهک خوراکدهی تیکنرهای کنسانتره مس–مولیبدن شمال و جنوب از نوع سرندی است (شکل ۳).
شکل ۳- چاهک خوراکدهی تیکنرهای کنسانتره مس – مولیبدن شمال و جنوب
از جمله مهمترین وظایف چاهک خوراکدهی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- جلوگیری از ورود مستقیم پالپ به ناحیه تهنشینی
پالپ ورودی با سرعت و انرژی بالا وارد تیکنر میشود. چاهک خوراکدهی باید با کاهش سرعت و انرژی جریان ورودی، از ورود مستقیم و پرانرژی پالپ به ناحیه تهنشینی جلوگیری کند. ورود پالپ با انرژی بالا میتواند موجب ایجاد اغتشاش در بستر تهنشینی شده و شرایط آرام مورد نیاز برای تهنشینی ذرات را مختل کند. بنابراین، چاهک باید انرژی جریان ورودی را مستهلک کرده و پالپ را با سرعت و شرایط مناسب وارد ناحیه تهنشینی کند.
- کاهش میزان حرکت افقی ذرات (در منطقه شفاف)
چاهک خوراکدهی باید جهت جریان ورودی به تیکنر را از حالت شعاعی و افقی با سرعت بالا به جریانی آرام و عمدتاً عمودی تغییر دهد. در صورت وجود حرکت افقی ذرات، بخشی از ذرات پیش از آنکه فرصت تهنشینی پیدا کنند، در راستای جریان به سمت ناو سرریز حرکت کرده و وارد جریان سرریز میشوند. بنابراین، عملکرد چاهک باید بهگونهای باشد که با کاهش حرکت افقی ذرات، شرایط مناسب برای تهنشینی آنها فراهم شده و از ورود ذرات به ناو سرریز جلوگیری شود.
- توزیع یکنواخت پالپ در تیکنر
از دیگر وظایف چاهک خوراکدهی، توزیع یکنواخت پالپ در سطح تیکنر است. عملکرد چاهک باید بهگونهای باشد که خوراک ورودی بهصورت یکنواخت در سطح تیکنر توزیع شده و شرایط مناسبی برای تهنشینی ذرات در بخشهای مختلف فراهم شود. توزیع غیریکنواخت بار میتواند موجب تجمع و تهنشینی نامتوازن ذرات در کف تیکنر شده و مشکلاتی مانند افزایش موضعی بار و نوسان گشتاور را به دنبال داشته باشد.
- هواگیری از پالپ
مکانیزم چاهک خوراکدهی باید بهگونهای باشد که حبابهای هوای محبوس در پالپ بهراحتی آزاد شده و از پالپ خارج شوند. در صورت ورود حبابهای هوا به تیکنر، به دلیل وجود مواد شیمیایی مانند کلکتور و کفساز در پالپ، ذرات جامد میتوانند به حبابها متصل شوند. این امر موجب افزایش پایداری حبابها، کاهش احتمال تهنشینی ذرات و در نهایت انتقال آنها به سطح تیکنر میشود.
دلایل تشکیل و پایداری کف در سطح تیکنر
از جمله مشکلات تیکنرهای مس–مولیبدن شمال و جنوب، تراکم زیاد کف در سطح تیکنر و همچنین رسوبگرفتگی و مسدود شدن روزنههای چاهک سرندی توسط مواد میباشد.
مطابق شکل ۴، تراکم قابلتوجهی از کف در سطح تیکنر مشاهده میشود. تشکیل و پایداری این کف را میتوان بر اساس سه عامل اصلی ذرات جامد، مواد شیمیایی و هوا، توضیح داد. وجود مواد شیمیایی موجود در پالپ، بهویژه کلکتور و کفساز، موجب آبگریز شدن سطح ذرات و افزایش تمایل آنها به اتصال به حبابهای هوا میشود. در نتیجه، ذرات جامد به حبابها متصل شده و با افزایش پایداری حبابها، همراه آنها به سطح تیکنر منتقل میشوند و موجب تشکیل و تجمع کف میگردند.
از طرف دیگر، به دلیل سرندی بودن چاهک خوراکدهی تیکنرهای شمال و جنوب، با گذشت زمان روزنههای سرند توسط مواد موجود در پالپ مسدود میشوند. در این شرایط، بخشی از جریان خوراک بهجای عبور مناسب از روزنههای چاهک، از روی آن سرریز کرده و مستقیماً وارد تیکنر میشود. در نتیجه، انرژی جریان بهخوبی مستهلک نشده و ذرات بهجای ورود آرام به ناحیه تهنشینی، دارای حرکت افقی در منطقه شفاف میشوند. این شرایط فرصت تهنشینی ذرات را کاهش داده و موجب حرکت آنها به سمت سطح تیکنر میشود. در ادامه، این ذرات در حضور مواد شیمیایی و حبابهای هوا به حبابها متصل شده و با انتقال به سطح، موجب افزایش تراکم کف و ورود بخشی از ذرات به جریان سرریز و در نتیجه افزایش کدورت آب سرریز میشوند.
شکل ۴- حجم کف و رسوب چاهک تیکنر مس – مولیبدن شمالی
طبق مثلث تشکیل کف پایدار، دیگر عامل مؤثر در تشکیل کف در سطح تیکنر، مواد شیمیایی مورد استفاده در کارخانه پرعیارکنی شماره ۱ میباشد. به همین دلیل، میزان کف موجود در سطح تیکنر به نوع و مقدار کلکتور و کفساز مصرفی وابسته است. وجود این مواد شیمیایی، با ایجاد شرایط مناسب برای اتصال ذرات به حبابهای هوا، موجب افزایش پایداری حبابها و در نتیجه تشکیل و تجمع کف در سطح تیکنر میشود.
همچنین، به دلیل اختلاف ارتفاع ۴٫۵ متری بین محل خروج کنسانتره از کارخانه پرعیارکنی شماره ۱ و سطح تیکنر و وجود پله و شیب زیاد در مسیر انتقال، بخشی از هوا در حین جریان یافتن کنسانتره وارد پالپ شده و همراه آن به داخل تیکنر منتقل میشود (شکل ۵). این هوای واردشده، در کنار ذرات جامد و مواد شیمیایی موجود در پالپ، یکی از عوامل مؤثر در تشکیل و پایداری کف در سطح تیکنر است.
شکل ۵- مسیر کنسانتره خروجی از کارخانه به سمت تیکنر
پس از انجام بررسیها و پایشهای روزانه، با توجه به کدورت آب سرریز تیکنر مس–مولیبدن شمالی، میزان کدورت این جریان اندازهگیری شد که برابر با ۲۴۰ ppm بهدست آمد. بر اساس محاسبات انجامشده و با در نظر گرفتن این میزان کدورت، هدرروی سالانه کنسانتره از طریق جریان سرریز تیکنر حدود ۲۶۰ تن برآورد شد.
روشهای از بین بردن کف در سطح تیکنر
از جمله روشهای معمول برای از بین بردن کف در سطح تیکنرها میتوان به استفاده از رینگ آب اسپری در اطراف تیکنر، افشانههای اردکی روی چاهک و پاشش شعاعی آب بر روی سطح تیکنر اشاره کرد.
هدف از استفاده از رینگ آب اسپری در اطراف تیکنر، جلوگیری از ورود کف به ناو سرریز و در نتیجه کاهش کدورت آب سرریز میباشد. افشانههای اردکی نیز روی چاهک و با هدف از بین بردن کف در محل اصلی تشکیل آن، یعنی چاهک خوراکدهی تیکنر، نصب میشوند.
با توجه به اتصال ذرات جامد به حبابهای هوا، لازم است ذرات در نزدیکی چاهک از حبابها جدا شده و پیش از رسیدن به ناو سرریز، فرصت کافی برای تهنشینی داشته باشند. در غیر این صورت، ذراتی که در نزدیکی ناو سرریز از حباب جدا میشوند، تحت تأثیر جریان رو به سمت سرریز قرار گرفته و میتوانند وارد جریان سرریز شوند و کدورت آن را افزایش دهند. بنابراین، استفاده از سیستم پاشش شعاعی آب در ناحیه نزدیک به چاهک میتواند با از بین بردن کف و جدا کردن ذرات از حبابها، شرایط مناسبتری برای تهنشینی آنها فراهم کند.
در تیکنرهای مورد بررسی، دو مکانیزم نخست، شامل رینگ آب اسپری در اطراف تیکنر و افشانههای اردکی روی چاهک وجود دارد؛ اما مکانیزم سوم، یعنی سیستم پاشش شعاعی آب روی سطح تیکنر، وجود ندارد. (شکل ۶).
شکل ۶- روشهای از بین بردن کف در تیکنر
با توجه به نبود سیستم پاشش شعاعی در تیکنرهای مورد بررسی، بهمنظور ارزیابی امکان استفاده از این مکانیزم، بهصورت آزمایشی یک انشعاب از خط آب گرفته شد و آب بر سطح تیکنر پاشش گردید. همچنین، با توجه به وجود سولفید سدیم در سرریز تیکنرهای کارخانه مولیبدن، انشعابی از این جریان نیز گرفته شد و در کنار آب بهعنوان سیال پاشش مورد استفاده قرار گرفت تا عملکرد پاشش با این جریان نیز بررسی شود (شکل ۷).
شکل ۷- پاشش آب و سرریز سولفید سدیم بر روی تیکنر
پس از گذشت چندین ساعت از اجرای پاشش، تراکم کف در سطح تیکنر بهطور قابلتوجهی کاهش یافت. همانطور که در شکل ۸ مشاهده میشود، فاصله کف از لبه ناو سرریز از حدود ۱٫۵ متر به ۷ متر افزایش پیدا کرد که بیانگر کاهش تراکم و عقبنشینی قابلتوجه کف از ناحیه ناو سرریز در اثر اجرای پاشش شعاعی میباشد.
شکل ۸ -کاهش تراکم کف سطح تیکنر پس از پاشش آب و سولفید سدیم
بهمنظور اجرایی کردن این طرح، مطابق شکل ۹، یک ناو طراحی و ساخته شد. همچنین، اتصالات مربوط به آن با در نظر گرفتن شرایط لازم برای ایجاد جریان آرام در داخل ناو و پاشش یکنواخت سیال، تهیه و نصب گردید.
شکل۹ – طراحی و ساخت ناو لبریز شونده و انشعابات
از مزایای این ناو، امکان پاشش آرام و یکنواخت آب بر روی سطح کف میباشد. کف تشکیلشده در سطح تیکنر بهصورت دایرهای و همجهت با جریان موجود در سطح تیکنر حرکت میکند و در صورت پاشش آب با شدت و سرعت بالا، این حرکت مختل شده و کف از مسیر طبیعی خود خارج میشود. در چنین شرایطی، برای جمعآوری و هدایت کف به استفاده از تیغه جمعکننده نیاز خواهد بود.
همچنین، طراحی ناو بهگونهای است که آب بهصورت یکنواخت از بخشهای مختلف آن خارج شده و سطح بیشتری از تیکنر را تحت پوشش قرار میدهد. از طرف دیگر، در صورت تجمع رسوب، بهویژه هنگام استفاده از سرریز تیکنرهای کارخانه مولیبدن که دارای کدورت بالایی است، امکان شستوشو و رسوبزدایی ناو بهراحتی فراهم میباشد.
در شکل ۱۰، جانمایی این ناو در کنار پل دسترسی به مرکز تیکنر مشاهده میشود.
شکل ۱۰- جانمایی ناو لبریز شونده
طی بررسیها و پایشهای انجامشده و پس از چندین روز قرار داشتن این تجهیز در مدار، با توجه به کاهش چشمگیر و پایدار کف در سطح تیکنر (شکل ۱۱)، میزان کدورت آب سرریز تیکنر اندازهگیری شد. میزان کدورت آب سرریز پیش از اجرای تغییرات ۲۴۰ ppm بود که پس از اجرای طرح به ۱۴۰ ppm کاهش یافت؛ بنابراین، کدورت آب سرریز ۴۲ درصد کاهش پیدا کرد. همچنین، بر اساس محاسبات انجامشده، هدرروی سالانه کنسانتره از طریق جریان سرریز تیکنر از ۲۶۰ تن به ۱۵۱ تن کاهش یافت.
شکل ۱۱- قبل و بعد از راهاندازی سیستم پاشش شعاعی
پیشنهاد: انتقال آب سرریز تیکنرهای کارخانه مولیبدن به ابتدای ناو کنسانتره
سرریز تیکنرهای کارخانه مولیبدن با مقدار Eh = -560 میلیولت وارد ساختمان انتقال شماره ۱ شده و سپس به همراه بار برگشتی تهریز تیکنرهای مس–مولیبدن و جریان خروجی پمپهای کفشو، وارد تیکنرهای مس–مولیبدن میشود (شکل ۱۲).
شکل ۱۲- مسیر فعلی سرریز تیکنرهای کارخانه مولیبدن
با توجه به وجود مواد شیمیایی و مقدار مناسب Eh در این جریان، پیشنهاد میشود محل ورود آن به ابتدای مسیر انتقال کنسانتره به سمت تیکنرهای مس–مولیبدن منتقل شود؛ بهگونهای که سرریز تیکنرهای کارخانه مولیبدن در محل اختلاط کنسانترههای ضلع شمال و جنوب کارخانه پرعیارکنی شماره ۱ با یکدیگر، به جریان کنسانتره اضافه شود (شکل ۱۳). این تغییر مسیر موجب افزایش زمان تماس و اختلاط سرریز با پالپ پیش از ورود به تیکنر شده و میتواند به کاهش اثر مواد شیمیایی موجود در پالپ کمک کند.
شکل ۱۳- مسیر پیشنهادی سرریز تیکنرهای کارخانه مولیبدن
چاهک خوراکدهی تیکنرهای کنسانتره مس–مولیبدن شمال و جنوب از نوع سرندی است که به دلیل رسوبگرفتگی و مسدود شدن روزنههای آن، نیازمند توقف تیکنر به مدت یک شیفت و تمیزکاری ماهانه میباشد.
پیشنهاد میشود با تغییر نوع چاهک به ناو افشانهای، ضمن کاهش احتمال گرفتگی روزنهها، توزیع خوراک در چاهک و در نتیجه پخش بار در سطح تیکنر بهصورت یکنواختتری انجام شود. این تغییر میتواند با کاهش مشکلات ناشی از گرفتگی چاهک، شرایط مناسبتری برای توزیع و تهنشینی یکنواخت پالپ در تیکنر فراهم کند (شکل ۱۴).
شکل ۱۴- پیشنهاد تغییر نوع چاهک از سرندی به ناو افشانهای
