این جلسه روز پنجشنبه ۱۲ اسفند ۱۴۰۰ برگزار شد و به بررسی راهبری پمپ‌های مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی یک مجتمع مس سرچشمه پرداخته شد.
شکل۱: مدارفلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی ۱
مدار خردایش کارخانه پرعیارکنی ۱ مجتمع مس سرچشمه از ۸ آسیای گلوله‌ای موازی تشکیل‌شده که تناژ هر آسیا بر اساس طراحی اولیه ۲۲۵ تن برساعت جامد خشک است. بار خروجی از هر آسیا توسط پمپ هیدروسیکلون‌های اولیه به یک خوشه با ۸ هیدروسیکلون منتقل‌شده و سرریز هیدروسیکلون‌ها با دانه‌بندی ۷۰ درصد عبوری از سرند ۷۴ میکرون، خوراک واحد فلوتاسیون را تشکیل می‌دهد. مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی ۱ مجتمع مس سرچشمه از دو ضلع مشابه شمال و جنوب تشکیل‌شده که در هر ضلع، چهار ردیف ۱۴ سلولی پرعیارکنی اولیه، دو ردیف ۷ سلولی رمق‌گیر، دو ردیف ۷ سلولی شستشوی اول، دو ردیف ۴ سلولی شستشوی دوم و دو ردیف ۲ سلولی شستشوی سوم (نهایی) قرار دارد .برای خردایش مجدد کنسانتره سلول‌های پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر، در هر ضلع دو آسیای گلوله‌ای از نوع سرریز شونده با توان ۹۰۰ اسب بخار درنظرگرفته شده است. در حال حاضر، هر آسیا با یک خوشه شامل ۴ هیدروسیکلون ثانویه در مداربسته قرار دارد. در این مدار، ابتدا کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر با محصول آسیاهای خردایش مجدد مخلوط و سپس برای جدایش ذرات ریز از درشت به هیدروسیکلون‌های ثانویه ارسال می‌شود. سرریز هیدروسیکلون‌های ثانویه با دانه‌بندی ۸۶ درصد عبوری ازسرند ۴۴ میکرون، خوراک مرحله شستشوی اول را تشکیل می‌دهد. درصد جامد خوراک، سرریز و ته‌ریز هیدروسیکلون‌ها طبق طراحی اولیه به‌ترتیب ۳۹، ۱۵ و ۶۵ درصد است. مجموع باطله‌های پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر نیز باطله نهایی مدار فلوتاسیون را تشکیل می‌دهند.
معرفی پمپ گریز از مرکز
در پمپ‌های گریز از مرکز، سیال به مرکز پمپ و چشمی پروانه وارد می‌شود. سپس در اثر کاهش فشار در این ناحیه، پروانه توسط الکتروموتور با سرعت بالا دوران کرده و مایع جابجا می‌شود. در این شرایط، انرژی جنبشی سیال افزایش یافته و در اثر نیروی گریز از مرکز به اطراف پرتاب می‌شود. انرژی جنبشی سیال، به دلیل طراحی خاص مجرای خروجی پمپ به انرژی پتانسیل فشار تبدیل می‌شود. پمپ‌های گریز از مرکز از جمله پمپ‌های بسیار پرکاربرد در کارخانه‌ها هستند. در شکل ۲، یک پمپ گریز از مرکز نمایش داده شده است.
مکانیزم کار این پمپ‌ها ایجاد خلاء درون پمپ است تا سیال یا پالپ ورودی را مکش کند. یعنی مواد در اثر اختلاف فشار از فشار زیاد به فشار کم مکش می‌شود. به همین دلیل، باید قبل از شروع به کار، درون پمپ مقداری سیال یا پالپ باشد تا این اختلاف فشار ایجاد شود. در واقع با شروع بکار پمپ، سیالی که درون پمپ قرار دارد توسط پروانه به کنار زده شده و در قسمت میانی آن، خلاء ایجاد می‌شود که باعث مکیده شدن سیال بیرونی به داخل پمپ می‌شود.
یکی از مهمترین قسمت‌های پمپ گریز از مرکز پوسته‌ی آن می‌باشد. پوسته‌ی پمپ‌های گریز از مرکز حالت حلزونی شکل دارد، به این صورت است که در ابتدای حرکت سیال به بیرون، فاصله پوسته از مرکز پمپ حداقل و هر چه به سمت خروجی نزدیک‌تر می‌شویم این فاصله افزایش پیدا می‌کند.طبق رابطه برنولی با افزایش قطر لوله سبب کاهش سرعت و در نتیجه افزایش فشار سیال در آن ناحیه می‌شود.
شکل۲: شماتیک پمپ گریز از مرکز
انواع پروانه در پمپ‌های گریزازمرکز
وظیفه پروانه در پمپ‌های گریز از‌‌مرکز انتقال انرژی ازشافت به مایع مورد پمپاژ بوده تا انرژی جنبشی مایع افزایش یابد. این عمل توسط پره‌ها صورت می‌گیرد. پره‌های پروانه تنها قطعه پمپ بوده که قادر به افزایش انرژی مایع می‌باشند و سایر قطعات پمپ، حتی آنهایی که وظیفه تبدیل انرژی را به عهده دارند (نظیر پوسته)، مصرف کننده انرژی هستند. به همین خاطر پروانه را می‌توان مهمترین قطعه پمپ‌های گریزازمرکز دانست. پروانه‌های موجود در پمپ‌های گریز از مرکز همانطور که در شکل ۳ مشخص است عبارت اند از:
پروانه بسته: در این پروانه پره‌ها بین دو صفحه دایره‌ای شکل قرار گرفته‌اند و سیال از طریق کانال مابین این دو صفحه و بین پره‌ها عبور می‌کند. برای سیال تمیز و با درصد جامد پایین کاربرد دارد.
پروانه نیمه باز: پره‌ها در این پروانه از یک طرف به یک صفحه دوار وصل شده‌اند و از طرف دیگر به سمت بخش داخلی پمپ باز هستند. این نوع پروانه پمپ برای مواد با غلظت بالا مانند پمپ‌های کفشوی کارخانه سنگ‌شکنی و انبار نرمه استفاده می‌شود.
پروانه باز: در پمپ‌های گریزازمرکز پروانه باز، پره‌های پمپ از دوطرف باز هستند. پروانه باز برای انتقال سیالات حاوی مواد جامد معلق و ناخالصی طراحی شده‌اند مانند پمپ لجن کش.
شکل۳: انواع پروانه‌های پمپ گریز از مرکز الف) باز ب) نیمه باز ج) بسته
مخازن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر
کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق گیر به منظور افزایش درجه آزادی همانطور که در شکل ۴ مشخص است وارد یک مخزن که وظیفه آن تقسیم کننده بار به مخازن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر است که حجم هر یک از این مخازن ۱۱٫۵ متر مکعب می‌باشد، وارد می‌شود. در هر ضلع مدار فلوتاسیون، سه پمپ از نوع گریز از مرکز با محور قائم در نظر گرفته شده است که یک پمپ در حالت آماده به کار قرار دارد. دور هر کدام از این پمپ‌ها ثابت است و پالپ را به سمت مدار خردایش مجدد ارسال می‌کنند.
شکل۴: نمایی از مخازن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر
انتقال نیروی محرکه موتور پمپ به وسیله تسمه و پولی انجام می‌گیرد. همچنین در محل ورود دوغاب به پمپ توری‌هایی نصب شده است. وظیفه این توری‌ها، جلوگیری از ورود ذرات درشت و ضایعات به پروانه و آسیب رساندن به آن است(شکل۵).
شکل۵: نمایی از پمپ‌های گریز از مرکز با محور قائم
موازنه جرم مدار فلوتاسیون
بر اساس پایش‌های انجام شده از سطح مخزن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر مشخص شد که سطح پالپ در این مخازن پایین بوده است.دلیل کاهش دبی کنسانتره بخش پرعیارکنی اولیه ،کاهش عیار خوراک کارخانه از ۱٫۱۷ به ۰٫۶۰ می باشد که این کاهش دبی باعث ایجاد نوسان بار در مدار خردایش مجدد شده است. جهت محاسبه مقدار دبی کنسانتره سلول های پرعیارکنی اولیه و کنسانتره سلول های رمق‌گیر و مشخص کردن میزان کاهش دبی، ابتدا از نقاط مختلف مدار نمونه گیری انجام شد و با عیارسنجی‌های انجام شده مدارفلوتاسیون با استفاده از نرم افزار موازن، موازنه جرم شد.با محاسبات انجام شده از مقدار دبی راه‌یافته به مخزن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر مشخص شد که ۷۰۰ متر مکعب بر ساعت دبی به مخزن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر انتقال می‌یابد که با طرح اولیه کارخانه که ۹۵۵ مترمکعب بر ساعت است کاهش ۲۷ درصدی دبی داشته است.
ایجاد نمودار فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه و سطح مخزن برای خوشه ۲و۳ بر حسب زمان
با توجه به نوسان بار درمدارخردایش مجدد و تاثیرآن برفشار هیدروسیکلون‌های ثانویه، ابتدا نمودار فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه و سطح مخزن برای خوشه ۲و۳ که دارای حلقه کنترل فشار می‌باشد راه‌اندازی شد. همانطور که در شکل۶ مشخص است مشاهده شد که فشار در هیدروسیکلون‌های ثانویه در محدوده psi 18-1 دارای نوسان می باشد.
شکل۶: نمودار فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه و سطح مخزن با استفاده از دو پمپ
مشکلات استفاده از دو پمپ کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر به مدار خردایش مجدد عبارت اند از:
- هواکشیدن پمپ های کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر
- نوسان فشار در هیدروسیکلون‌های ثانویه
- نوسان سطح مخزن پمپ هیدروسیکلون‌های ثانویه
- ایجاد حفره‌زایی در پمپ‌ها
- تولید نرمه
