مدار تولید کنسانتره خطوط ۵، ۶ و۷ از چهار بخش خردایش اولیه، جدایش، آبگیری و خردایش نهایی (واحد افزایش عدد بلین) تشکیل شده است. مطابق با شکل ۱ محصول آسیای گلولهای ابتدا وارد چهار جداکننده مغناطیسی تر شدت متوسط (مرحله کوبر) میشود؛ هدف این بخش، جدا کردن ذرات فاقد خاصیت مغناطیسی و ارسال آنها به باطله نهایی است. کنسانتره جداکننده مرحله کوبر که حاوی ذرات با خاصیت مغناطیسی کم تا زیاد است، برای طبقهبندی به هیدروسیکلون منتقل میشود. 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 میشود. در این مرحله، از سه جداکننده مغناطیسی تر با شدت پایین استفاده شده است. کنسانتره این بخش برای رسیدن به عیار مدنظر، وارد سه جداکننده مغناطیسی تر شدت پایین (مرحله شستشو) میشود. کنسانتره مرحله شستشو برای سولفورزدایی وارد سلولهای فلوتاسیون میشود. روش فلوتاسیون در این کارخانه، از نوع فلوتاسیون معکوس است. یعنی سولفور شناور میشود و مواد با ارزش (کنسانتره آهن) بهعنوان باطله از آخرین سلول خارج میگردد. باطله مراحل پرعیارکنی اولیه و شستشو و نیز بخش شناورشده مرحله فلوتاسیون، به عنوان باطله نهایی به تیکنر ارسال میشود. کنسانتره آهن پس از رسیدن به حد مجاز عیار سولفور، برای آبگیری و ارسال به فیلترهای نواری ابتدا وارد سه جداکننده مغناطیسی تر شدت پایین میشود. کنسانتره این بخش به عنوان کنسانتره نهایی به سمت فیلترهای نواری ارسال میشود و باطله نیز برای جلوگیری از هدرروی مواد باارزش و نیز تأمین درصد جامد خوراک جداکنندههای مغناطیسی مرحله کوبر به مخزن محصول آسیا باز میگردد.
شکل۱: مدار جدایش خطوط ۵، ۶ و ۷ تولید کنسانتره شرکت گلگهر
پس از مطالعه دستورالعملهای راهبری، به شناخت عوامل تاثیر گذار بر عملکرد تجهیزات پرداخته میشود. در همین راستا، عوامل مختلفی که ممکن بود بر عملکرد جداکننده مغناطیسی استوانه تر این مرحله تاثیر داشته باشند، روزانه به صورت کیفی و کمی اندازهگیری شدند. در نهایت، عواملی که بیشترین تأثیر را بر عملکرد جداکننده مغناطیسی استوانهای تر داشتند، مشخص گردید.
در حال حاضر چالشهای اصلی جداکنندههای مغناطیسی مرحله پیشپرعیارکنی خطوط ۵، ۶ و ۷ را میتوان در دو عامل درصد راهیبابی مواد مغناطیسی به باطله و آمپرکشی بالای آنها خلاصه کرد. درصد جامد بالای خوراک ورودی به این مرحله را به عنوان دلیل اصلی این دو چالش عنوان کرد. به هین دلیل نمونهگیری از مجرای خوراک ورودی به کوبر۱ و ۴ خط ۶ جهت بررسی وضعیت درصد جامد ورودی به جداکننده و مقایسه آن با درصد جامد مطلوب طبق طراحی اولیه (۳۵درصد) طی ۲ ساعت و با فواصل زمانی ۵ دقیقه انجام شد که به ترتیب میانگین ۵۲ و ۴۸ درصد با انحراف معیار۴/۲ و ۳/۸ به دست آمد.
شکل ۲ محل نمونهگیری جداکننده مغناطسی تر مورد استفاده در خطوط ۵، ۶ و ۷ را نشان میدهد. پس از مطالعه دستورالعملهای راهبری، به شناخت عوامل تاثیر گذار بر عملکرد تجهیزات پرداخته شد. در همین راستا، نمونهگیری از خوراک ورودی به جداکنندههای مغناطیسی مرحله پیشپرعیارکنی به وسیله ظرف استاندارد یک لیتری انجام شد. هر جداکننده توسط ۲ لوله به قطر ۱۰ اینچ از مقسم این مرحله خوراکدهی میشود؛ در شرایط معمول کارخانه اضافهسازی آب تنها در مقسم بوده و درصد جامد ورودی به هر کدام از جداکنندهها یکسان است.
شکل۲: محل نمونهگیری از خوراک ورودی به جداکننده
در حال حاضر رقیقسازی خوراک ورودی به مرحله کوبر از آب برگشتی تیکنر که توسط انشعابی از تانک هوایی (مخزن آب موجود در کارخانه) به داخل مقسم این مرحله اضافه میشود انجام شده و در زمان نمونهگیری دبی این آب در حداکثر مقدار خود تنظیم شد.
نتایج نمونهگیریهای انجام شده جهت پایش وضعیت درصد جامد ورودی به جداکننده های مغناطیسی تر مرحله پیشپرعیاکنی اولیه (کوبر) در شکل۳ آورده شده است. بالا بودن بیش از حد درصد جامد خوراک ورودی به جداکنندههای این مرحله با توجه به میانگین و انحراف معیار که به ترتیب برابر با ۶۰/۵ و ۱۰/۴ هستند در مقایسه با مقدار استاندارد و مطابق طرح (۴۵ تا۳۰) قابل مشاهده است. از آنجایی که آب اضافه شده در مقسم در حالت عادی پاسخگوی کاهش درصد جامد نبوده و دارای نوسان است؛ بنابراین نیاز به افزایش آب جهت کاهش درصد جامد تا حد مطلوب ۳۵ درصد به همراه یکسانسازی آن در جداکنندهها است.
شکل۳: بررسی درصد جامد خوراک ورودی جداکنندههای مغناطیسی مرحله کوبر
افزایش بیش از حد درصد جامد خوراک ورودی به جداکنندههای مغناطیسی تر، اصلیترین عامل آمپرکشی بالای تجهیز و توقف آن به عنوان مهمترین چالش این مرحله بوده است. توقفات ناشی از آمپرکشی بالا باعث نیاز به شستشوی جداکننده، تعویض استوانه و رفع انسداد لولههای خوراک آن به دلیل گرفتگی میشود. درصد جامد بالا به دو دلیل سبب افزایش آمپر میشود؛ حرکت سخت پالپ ورودی و تجمع آن در وان جداکننده که مرور زمان اجازه حرکت و چرخش راحت استوانه را سلب کرده و باعث بالا رفتن آمپر میشود، این مورد اگر در کنار خرابی سیستم شستشوی سطح استوانه نیز قرار بگیرد گلگرفتگی سطح استوانه را به دنبال خواهد داشت که به علت سنگین شدن آن به مرور افزایش آمپرکشی و توقف تجهیز را به دنبال دارد.
شکل۴: گلگرفتگی سطح استوانه جداکننده مغناطیسی تر
به منظور کاهش درصد جامد خوراک ورودی به جداکنندههای مرحله کوبر لازم به اضافهکردن آب با توجه به فرآیندهای پایین دست است. به همین جهت میزان آب رقیقسازی اضافه شده در مخزن ۳ که در زیر آسیای گلولهای قرار دارد و خوراک ورودی به مقسم مرحله کوبر را تامین میکند از ۷۰ به ۹۰ درصد افزایش داده شد که سرریز این مخزن را به دنبال داشت. مشابه رقیقسازی فوق برای مقسم این مرحله نیز انجام شد. مقسم مرحله پیشپرعیار کنی خطوط ۵، ۶ و ۷ دارای حجم ۱۲/۵ مترمکعب و از یک انشعاب آب برگشتی تیکنرهای باطله که در تانک هوایی خطوط تجمع مییابد، بهره میبرد. به جهت رقیقسازی خوراک ورودی به هر چهار جداکننده این مرحله، درصد آب ورودی به مقسم از ۸۰ به ۱۰۰ افزایش یافت که به دلیل نوسان و تناژ بالای خوراک ورودی به این مرحله به طور مداوم سرریز دیده میشد (شکل۵).
شکل۵: سرریز مقسم مرحله پیشپرعیارکنی (کوبر)
پس از این که افزایش آب در نقاط یاد شده پاسخگو رفع مشکل نبوده و مشکلات جدیدی نیز ایجاد کرد، طرح جدیدی به جهت کاهش درصد جامد خوراک ورودی به جداکنندههای مغناطیسی مرحله کوبر با توجه به پیشنهادات اضافهسازی آب علاوه بر آب موجود توسط شرکت گهرروش داده شد. این طرح شامل اضافهکردن انشعاب آب جدید از تانک هوایی به پشت هر کدام از جداکنندهها و دقیقا در بین لولههای خوراک آنها در نظر گرفته شد.
اجرای طرح با چالشهایی از قبیل نبود فضای کافی و مسیر مناسب لولهکشی همراه بود. به همین منظور از لولهای با قطر ۱۰ اینچ که به طور مستقیم به مقسم اضافه میشود استفاده شد و انشعابهای آب مورد نظر برای هر چهار کوبر از این لوله گرفته شد، این کار نبود فضای کافی برای لولهکشی تک به تک جداکنندهها را برطرف کرد. شکل ۶ نمایی از انشعاب جدید آب به مرحله کوبر را نشان میدهد.
شکل۶: اضافهسازی آب در جعبه خوراک جداکننده مغناطیسی ۱ خط ۶
درصد جامد بالای پالپ در جداکنندههای مغناطیسی سبب دلمه شدن و گیر افتادن ذرات باارزش در میان ذرات باطله میشود. این اتفاق در زمان جذب مواد مغناطیسی با ارزش توسط آهنربای دائمی با شدت میدان ۲۴۰۰ تا ۲۹۰۰ گاوس بر روی سطح استوانه باعث میشود بخشی از مواد باطله جذب و به کانال تخلیه کنسانتره راه پیدا کنند. از طرفی قسمت باارزش که در بخش زیرین سطح پالپ قرار دارد به دلیل جدا نشدن و فشردگی بالا فرصت جذب به سطح استوانه را از دست میدهند و میزان مواد مغناطیسی راه یافته به باطله را افزایش میدهد.
با توجه به قرار گرفتن درصد جامد خوراک بخش کوبر در محدوده بیش از ۶۰، میزان مواد مغناطیسی راه یافته به باطله و تاثیر رقیقسازی پالپ ورودی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از نمونهگیری و آزمایشهای لوله دیویس انجام شده بر روی باطله جداکنندههای ۱ و۴ خط ۶ به طور میانگین حاکی از وجود ۰/۲۲ ± ۱/۷۸ درصد مواد مغناطیسی در باطله جداکننده اول و ۰/۶±۳/۴۳ درصد برای جداکننده چهارم بود. این در حالی است که بعد از اعمال رقیقسازی خوراک ورودی این مقادیر به ترتیب به ۰/۰۴±۰/۹۸ و۰/۴±۲/۴۷رسید. جدول ۱ نمونهای از نتایج آزمایش لوله دیویس برای نمونههای گرفته شده تحت دو حالت زیر را نشان میدهد.
حالت اول: اضافه شدن آب تنها در مقسم (مطابق با شرایط معمول و گذشته کارخانه)
حالت دوم: آب رقیقساز در مقسم + آب رقیقساز در جعبه خورک جداکنندههای مغناطیسی تر
جدول۱: نتایج حاصل از آزمایش لوله دیویس بر روی باطله جداکننده های ۱ و ۴ خط ۶
به مرور زمان نشست مواد در جعبه خوراک جداکنندههای مغناطیسی باعث میشود که خوراکدهی به طور یکنواخت به زیر استوانه صورت نگیرد و تجمع مواد در قسمتهایی از وان (غالبا در مرکز) بیشتر از سایر نقاط باشد؛ به همین دلیل پس از اضافهسازی آب رقیقساز جدید در وسط جعبه خوراک احتمال این که تاثییرات ناشی از آن به طور قابل توجهی در میانه وان و دو مجرای خروجی باطله میانی مشهود باشد وجود دارد. به همین منظور نمونهگیری از دو لوله باطله میانی و کناری به طور همزمان در حالت باز بودن انشعاب آب در جعبه خوراک برای دو جداکننده از خط ۶ و ۷ انجام شد. نتایج نشان از تاثیر بالای محل اضافهکردن آب بر کاهش میزان راهیابی مواد مغناطیسی به باطله در دو مجرای باطله میانی در مقایسه با دو مجرای باطله کناری دارد. جدول۲ و ۳ نتایج آزمایش لوله دیویس نمونههای گرفته شده از باطله جداکنندههای چهار خط ۶ و یک خط ۷ را برحسب شرایط و محل نمونهگیری مشخص میکند.
جدول۲: نتایج نمونهگیری از مجاری باطله کناری و میانی کوبر چهار خط ۶
جدول۳: نتایج نمونهگیری از مجاری باطله کناری و میانی کوبر یک خط ۷
همانطور که نتایج آزمایش لوله دیویس نشان داد، تفاوت چندانی در کاهش مواد مغناطیسی در لولههای باطله کناری مشاهده نشده و لازم است توزیع آب به طور یکنواخت در جعبه خوراک صورت بگیرد؛ به همین منظور اضافهسازی آب در سه نقطه از جعبه خوراک جداکنندههای مرحله کوبر مد نظر قرار گرفت. اجرای این طرح در دو جداکننده مغناطیسی ۲ و۳ خط ۶ انجام شد. نبود فضای کافی جهت تقسیم انشعاب آب در سه نقطه به همراه مشکلاتی که در زمان توقف خط و تعویض لولههای خوراک، استوانه و شستشوی وان ایجاد میشود اصلیترین چالشهای این مورد را شکل میدهند؛ با این وجود لولهکشی و توزیع آب در سه نقطه از جعبه خوراک مطابق با شکل۷ انجام و مشکل راهیابی مواد مغناطیسی به باطله از مجاری کناری نیز بر طرف شد.
مدار تولید کنسانتره خطوط ۵، ۶ و۷ شامل بخشهای خردایش، جدایش و آبگیری میباشد که هر سه خط به صورت موازی و با تجهیزات مشابه در کنار هم قرار گرفتهاند.
شکل۱ نمایی از مدار بخش جدایش کارخانه را نشاندهد که در آن محصول آسیای گلولهای با ابعاد زیر ۵ میلیمتر که از سرند ترومل عبور کرده است، خوراک چهار جداکننده مغناطیسی استوانهای تر (مرحله کوبر) با شدت میدان متوسط ۲۴۰۰ تا ۲۹۰۰ گاوس را تشکیل میدهد، هدف از این مرحله جدایش حداکثری ذرات با خاصیت مغناطیسی است؛ کنسانتره این مرحله به منظور طبقهبندی وارد هیدروسیکلون شده و تهریز هیدروسیکلون به جهت رسیدن به درجه آزادی مناسب مجددا به آسیا برگردانده میشود؛ همچنین سرریز آن وارد جداکنندههای مغناطیسی پرعیارکنی اولیه متشکل از سه جداکننده با شدت میدان پایین ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ شده و در ادامه به جهت رسیدن به عیار مورد نظر وارد سه جداکننده مغناطیسی مرحله پرعیارکنی نهایی (شستشو) میشود.
کنسانتره مرحله شستشو جهت سولفورزدایی و تنظیم عیار گوگرد کنسانتره متناسب با استاندارد کارخانه گندلهسازی وارد مرحله فلوتاسیون میشود؛ این مرحله از چهار سلول نوع ومکو تشکیل شده و از روش فلوتاسیون معکوس بهره میبرد. باطله سلولهای فلوتاسیون به همراه باطله مرحله کوبر، پرعیارکنی اولیه و پرعیارکنی نهایی (شستشو) به عنوان باطله نهایی از کارخانه خارج و جهت آبگیری به تیکنرهای باطله ارسال میشود.
کنسانتره سلولهای فلوتاسیون جهت آبگیری و تنظیم درصد جامد مناسب خوراک ورودی به فیلترهای نواری (۵۵ درصد) وارد سه جداکننده مغناطیسی (مرحله آبگیری) با شدت میدان پایین شده و باطله این مرحله نیز به دلیل وجود کنسانتره و درصد جامد بسیار پایین به ورودی مرحله کوبر اضافه میشود.
شکل۱: مدار بخش جدایش خطوط تولید کنسانتره ۵، ۶ و ۷
پایش و بررسی وضعیت درصد جامد ورودی به فلوتاسیون
درصد جامد خوراک ورودی به بخش فلوتاسیون یکی از عوامل موثر بر عملکرد سلولهای فلوتاسیون است به طوری که افزایش بیش از حد آن سبب افزایش دنبالهروی ذرات و راهیابی آن به باطله و نشست مواد در سلولهای فلوتاسیون را به دنبال دارد که عدم شناورسازی کانی هدف و خارج کردن سلولها از مدار به جهت شستشو در مدت زمان نسبتا زیاد از عواقب آن است؛ این موضوع در ارتباط با خطوط ۵، ۶ و ۷ که جهت سولفورزدایی و ارسال کنسانتره با عیار گوگرد مناسب به کارخانه گندلهسازی از فلوتاسیون استفاده میکند از اهمیت بالایی برخوردار است.
در راستای رفع مشکلات ذکر شده و کاهش نوسان درصد جامد ورودی به سلولهای فلوتاسیون، ایجاد و بهرهبردای از یک حلقه کنترل با هدف کنترل درصد جامد در بخش فلوتاسیون بسیار ضروری و حائز اهمیت است، به همین منظور در ادامه مطالب، بررسی بر روی تجهیزات کنترلی موجود و اقدمات انجام شده جهت وارد مدار کردن آنها جهت راهاندازی مجدد حلقه کنترل درصد جامد از کارافتاده کارخانه (مطابق با طراحی اولیه) بعلاوه طرح پیشنهادی جهت بهبود وضعیت و تکمیل حلقه مورد نظر آورده شده است.
به منظور بررسی نوسانات درصد جامد خوراک ورودی به مخزن آمادهساز بخش فلوتاسیون، نمونهگیری ترکیبی از لوله خوراک ورودی به مخزن آمادهساز فلوتاسیون که کنسانتره حاصل از جداکننده های مغناطیسی مرحله کلینر را به طور مستقیم از مخزن شماره ۵ پمپ میکند، طی ۲۹ روز انجام شد؛ باتوجه به شکل۲ که نتایج حاصل از نمونهگیری ها را نشان میدهد میتوان وضعیت فعلی درصد جامد خوراک فلوتاسیون را نسبت به مقدار بهینه ۳۲ تا ۳۴ درصد (درصد جامد طبق طراحی اولیه ۳۲درصد در نظر گرفته شده است) که در آزمایشات انجام شده بهترین عملکرد سلولها را درپی داشته است، بررسی کرد. البته هرچند میانگین دادههای بدست آمده اختلاف چندانی با نقطه بهینه مورد نظر ندارد، ولیکن نتایج در چندین مرحله درصد جامد بالای ۴۲ درصد را نشان میدهد که میتواند مشکلاتی که قبلا به آن اشاره شده است را ایجاد و در صورتی که در کنار عوامل دیگر مانند افزایش دانهبندی ورودی به فلوتاسیون قرار بگیرد، میتواند یه آنها وسعت ببخشد.
شکل۲- نوسان درصد جامد ورودی به مرحله فلوتاسیون
حلقه کنترل درصد جامد خوراک ورودی به مرحله فلوتاسیون (طبق طرح)
مداری که در طراحی اولیه کارخانه برای کنترل درصد جامد خوراک فلوتاسیون در نظر گرفته شده است (شکل۳) از یک دانسیتهسنج اولتراسونیک نصب شده بر روی لوله خوراک، شیر کنترلی و یک شیر دستی پروانهای بر روی لوله آب رقیقساز اضافه شده از تانک هوایی بهره میبرد. این حلقه نقشی با عنوان کنترل نسبت آب را ایفا میکند به طوری که دانسیته پالپ ورودی پس از اندازهگیری توسط دانسیتهسنج و مقایسه آن با نقطه مطلوب، دستوری را مبنی بر بازکردن کامل شیر و یا بستن آن ارسال میکند تا درصد جامد مورد نظر را در بازه ۳۲ تا ۳۴ درصد کاهش یا افزایش دهد. درصد جامد نیز با توجه به فرمول تعیین شده در اتاق کنترل و برنامه نوشته شده مربوط و با استفاده از دانسته خشک ورودی محاسبه میشود.
شکل ۳- مدار بخش فلوتاسیون شامل حلقه کنترل درصد جامد خوراک ورودی به این بخش
محل قرارگیری دانسیتهسنج بر روی لوله خوراک ورودی به مخزن آمادهساز در شکل۴ نشان داده شده است.
شکل۴- موقعیت قرارگیری دانسیتهسنج اولتراسونیک در ورودی بخش فلوتاسیون
بررسی عملکرد دانسیتهسنجهای ورودی به فلوتاسیون
با توجه به پیگیریهای انجام شده دلیل اصلی عدم استفاده از حلقه مذکور در چند سال اخیر خرابی دانسیتهسنجهای موجود بر روی خطوط و مشکلات مربوط به برنامه نوشته شده در اتاق کنترل عنوان شد. به همین جهت پیشنهاد کالیبراسیون این تجهیز در هر سه خط داده شد.
با نمونهگیری در محل و بررسی وضعیت دادههای ارسالی دانسیتهسنجهای نصب شده بر روی خوراک فلوتاسیون در اتاق کنترل به طور همزمان، مشخص شد دانسیتهسنج خط ۵ و ۶ از کالیبره خارج شده و دانسیتهسنج خط ۷ بدون سیگنال ارسالی میباشد که بعضی از کارشناسان با کالیبره کردن دانسیتهمترها موافق نبودند که دلیل عدم موافقت خود را کالیبره نشدن دانسیتهمترها مطرح کردند که نتیجتا با پایش وضعیت دانسیتهمترها در اتاق کنترل و بررسی تمام پارامترها و ضرایب مربوطه در اتاق کنترل و مقایسه دانسیتهسنجهای مربوط به بخش جدایش با دانسیتهمترهای سایر بخشها مشخص شد دانسیته خشک تعریف شده برای دانسیتهمتر خط ۵، و ۶ و ۷ به ترتیب برابر با۴/۹، ۵/۰۱، ۳/۳۳ تن بر متر مکعب میباشد که دانسیته خشک هر خط با خط دیگر مغایرت داشت. با نمونه گیری از خوراک فلوتاسیون و تعیین دانسیته خشک آن توسط دستگاه پیکنومتر، ۴/۹۶ تن بر متر مکعب محاسبه شد. با پیگیری تغییر دانسیته خشک، در هر سه خط دانسیته خشک به ۴/۹۶ گرم بر سانتیمتر مکعب تغییر داده شد که با تغییر آن و نمونهگیری و مقایسه دانسیته اندازهگیری شده با درصدجامد نمایش داده شده در اتاقکنترل، درصدجامد نمایش داده شده در خط ۶ با درصدجامد اندازهگیری شده همخوانی داشت.
بررسی صحت عملکرد دانسیتهسنج خط ۶
به جهت پایش عملکرد دانسیتهسنج خط۶ با توجه به ارسال سیگنال توسط این تجهیز به اتاق کنترل، نتایج حاصل از اندازهگیری درصد جامد به طور همزمان با دادههای ارسالی به اتاق کنترل مقایسه شد. نمونهای از پایشهای انجام شده در شکل ۵ آورده شده است که در آن میانگین دادههای بدست آمده از دانیستهسنج (ارسالی به اتاق کنترل) ۳۶/۶۲ با انحراف معیار ۴/۰۵ و نمونهگیریهای در محل ۳۷/۳۱ با انحراف معیار ۳/۴۹ میباشد.
شکل ۵- پایش وضعیت دانسیتهسنج خط ۶
یکی از مواردی که بعد از بررسی صحت دادههای ارسالی مطرح شد در ارتباط با مقادیر دانسیته نشان داده شده توسط دانسیتهسنج در زمانهای قطع خوراک و توقفات کارخانه بود و برای اطمینان از عملکرد صحیح دانیستهسنج، دادههای اتاق کنترل به طور مداوم بررسی شد و مشخص شد بر خلاف تصورات رایج در کارخانه که دانسیته ارسالی در بازههای زمانی کوتاه قطع خوراک باید بدون نوسان و صرفا عدد یک را نشان دهد، دانسیته ارسالی نوسان صحیحی داشته و علت آن راهیابی مواد نشست کرده در کف مخازن مراحل قبل، مقسم جداکنندههای مغناطیسی، پمپ کردن پالپ کف کارخانه توسط پمپهای کفکش و بخشی مربوط به ذرات موجود در آب برگشتی تیکنر میباشد. شکل ۶ نمونهای از پایشهای انجام شده بر روی شرایط فوق را نشان میدهد. همانطور که مشاهده میشود با افزایش دبی پالپ درحالیکه مقدار دبی آب اضافه شده در مراحل قبل ثابت میباشد و نوسان دبی نشان داده شده بیانگر تغییر میزان دبی جامد ورودی میباشد، دانسیته پالپ نیز متناظر با دبی خوراک تغییر میکند و روی مقدار ثابتی متمرکز نیست.
شکل ۶ – پایش وضعیت دانسیتهسنج خط ۶ در زمان قطع خوراک
راهاندازی دانسیتهسنج خطوط ۵ و ۷
بعد از اطمینان از عملکرد صحیح دانسیتهسنج خط ۶ و عدم موافقت با کالیبراسیون دو خط دیگر پیشنهاد کالیبراسیون دانسیتهسنجهای موجود در خطوط ۵ و ۷ با ضرایب تجهیز مشابه در خط ۶ داده شد و با آن موافقت شد و برای اجرای آن، پایش بر روی دادههای ارسالی از دانسیتهسنج خط ۵، قبل و بعد از تغییر ضرایب انجام شد. همچنین ارتباط دانسیتهسنج خط ۷ نیز با اتاق کنترل برقرار و از ارسال سیگنال به آن اطمینان حاصل شد.
شکل ۷ نمونهای از پایشهای انجام شده بر روی تجهیز خط ۶ را با توجه به مقایسه دادههای بدست آمده در محل و اتاق کنترل قبل از کالیبراسیون را نشان می٬دهد که باتوجه به مقادیر حداکثر و حداقل بدست آمده در محل (جدول۱) و اعداد دانسیته ارسالی بسیار بالا برای مرحله فلوتاسیون به طور واضح کالیبره نبودن آن قابل مشاهده است.
شکل ۷- دادههای ارسالی دانسیتهسنج خط ۵ به اتاق کنترل
جدول ۱- دادههای ارسالی دانسیتهسنج خط ۵ به اتاق کنترل
دانسیته ارسالی بعد از کالیبراسیون تجهیز با ضرایب خط ۶، به طور قابل توجهی کاهش یافت و نتایج نمونهگیریهای انجام شده و مقایسه همزمان آنها با اتاق کنترل عملکرد صحیح تجهیز را بعد از کالیبراسیون نشان دادند. شکل ۸ نتایج حاصل از دو حالت را نسبت به خط کالیبراسیون نشان داده و میانگین درصد جامدهای بدست آمده برای دادههای حاصل از دانسیتهسنج ۲۵/۱۱ درصد با انحراف معیار ۱/۱ و برای نمونهگیریهای انجام شده در محل ۲۵/۸درصد با انحراف معیار ۱/۳ اندازهگیری شد.
شکل۸- راهاندازی دانیستهسنج خط ۵
بررسی صحت درصد جامد نشان داده شده توسط دانسیتهسنج
لازم است دانسته پالپ اندازهگیری شده توسط دانسیتهسنج به درصد جامد تبدیل شده و در اتاق کنترل و تابلوی موجود در محل نمایش داده شود، برای این کار رابطهای با در نظر گرفتن دانسیته پالپ ورودی و دانسیته خشک مرحله متناظر نوشته شده و بر روی دانسیتهسنجها اعمال شده بود. بعد از کالیبراسیون دانسیتهسنجهای خطوط و بررسی درصد جامد نشان داده شده توسط اتاق کنترل مشخص شد تفاوتهایی بین درصد جامد محاسبه شده به صورت دستی با درصد جامد نشان داده شده در اتاق کنترل وجود داشت که این تفاوت برای خط ۷ زیاد بوده و سبب بررسی رابطه نوشته شده شد(شکل ۹).
شکل۹- اصلاح دانسیته خشک در رابطه نوشته شده جهت محاسبه درصد جامد
راهاندازی حلقه کنترل درصد جامد خط ۶
پس از وارد مدار شدن دانسیتهسنجها برای تکمیل حلقه و راهاندازی آن طبق طرح اولیه بررسی وضعیت شیر کنترلی نصب شده بر روی لوله آب رقیقسازی که از تانک هوایی به مخزن آمادهساز اضافه میشود جهت اطمینان از کارکرد صحیح و اتصال آن به اتاق کنترل انجام شد؛ همچنین رفع مشکل تابلوی نمایش دانسیته متصل به دانسیتهسنج که در محل قرار دارد برای پایش وضعیت در شرایط راحتتر و به طور مداوم انجام شد.
پس از بررسیهای انجام شده مشخص شد شیر کنترلی موجود به دلیل عدم استفاده در طولانی مدت بلااستفاده بوده و شیر دستی پروانهای که بر روی مسیر میانبر آن نیز وجود دارد خراب است؛ بنابراین تعویض شیر پروانهای انجام و همچنین شیرکنترلی جدیدی بر روی لوله نصب و اتصال آن به اتاق کنترل انجام شد (شکل ۱۱و ۱۰).
شکل۱۰- نصب شیرکنترلی جدید بر روی لوله آب رقیقسازی مخزن آمادهساز فلوتاسیون
شکل۱۱- تعویض شیرپروانهای مسیر میانبر آب رقیقسازی
طرح پیشنهادی نهایی جهت تکمیل حلقه کنترل درصد جامد
چالش بزرگ حلقه کنترل درصد جامد خوراک فلوتاسیون، عدم اطلاع از مقدار دانسیته تغییر یافته بعد از ارسال دستور و تغییر موقعیت شیر است؛ چرا که آب اضافه شده بعد از دانسیتهسنج قرار دارد و صرفا نقش کنترل دانسیته جهت جلوگیری از افزایش یا کاهش آن از یک نقطه مطلوب داده شده را ایفا میکند و بعد از تغییر موقعیت شیر بازخوردی از تغییرات ایجاد شده در دانسیته مشاهده نمیشود، بنابراین در صورتی که آب رقیق٬سازی قبل از دانسیته٬سنج اضافه شود امکان مشاهده تغییرات ایجاد شده در دانسیته در اعداد ارسالی از دانسیتهسنج وجود دارد و به این صورت میتوان دانسیته پالپ را به طور دقیق بر روی یک مقدار مشخص کنترل کرد.
.مدار پیشنهادی که در شکل ۱۲ آمده است، اضافهسازی آب رقیقساز را در مخزن کنسانتره جداکنندههای مرحله کلینر (مخزن شماره ۵) که قبل از دانسیتهسنج قرار دارد و خوراک فلوتاسیون را تشکیل میدهد را نشان میدهد.
شکل۱۱- طرح پیشنهادی جهت تکمیل حلقه کنترل درصد جامد فلوتاسیون با اضافهسازی آب در مخزن کنسانتره کلینر (مخزن۵)
مدار تولید کنسانتره خطوط ۵، ۶ و۷ شامل بخشهای خردایش، جدایش و آبگیری میباشد که هر سه خط به صورت موازی و با تجهیزات مشابه در کنار هم قرار گرفتهاند.
شکل۱ نمایی از مدار بخش جدایش کارخانه را نشاندهد که در آن محصول آسیای گلولهای با ابعاد زیر ۵ میلیمتر که از سرند ترومل عبور کرده است، خوراک چهار جداکننده مغناطیسی استوانهای تر (مرحله کوبر) با شدت میدان متوسط ۲۴۰۰ تا ۲۹۰۰ گاوس را تشکیل میدهد، هدف از این مرحله جدایش حداکثری ذرات با خاصیت مغناطیسی است؛ کنسانتره این مرحله به منظور طبقهبندی وارد هیدروسیکلون شده و تهریز هیدروسیکلون به جهت رسیدن به درجه آزادی مناسب مجددا به آسیا برگردانده میشود؛ همچنین سرریز آن وارد جداکنندههای مغناطیسی پرعیارکنی اولیه متشکل از سه جداکننده با شدت میدان پایین ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ شده و در ادامه به جهت رسیدن به عیار مورد نظر وارد سه جداکننده مغناطیسی مرحله پرعیارکنی نهایی (شستشو) میشود.
کنسانتره مرحله شستشو جهت سولفورزدایی و تنظیم عیار گوگرد کنسانتره متناسب با استاندارد کارخانه گندلهسازی وارد مرحله فلوتاسیون میشود؛ این مرحله از چهار سلول نوع ومکو تشکیل شده و از روش فلوتاسیون معکوس بهره میبرد. باطله سلولهای فلوتاسیون به همراه باطله مرحله کوبر، پرعیارکنی اولیه و پرعیارکنی نهایی (شستشو) به عنوان باطله نهایی از کارخانه خارج و جهت آبگیری به تیکنرهای باطله ارسال میشود.
کنسانتره سلولهای فلوتاسیون جهت آبگیری و تنظیم درصد جامد مناسب خوراک ورودی به فیلترهای نواری (۵۵ درصد) وارد سه جداکننده مغناطیسی (مرحله آبگیری) با شدت میدان پایین شده و باطله این مرحله نیز به دلیل وجود کنسانتره و درصد جامد بسیار پایین به ورودی مرحله کوبر اضافه میشود.
شکل۱: نمایی از مدار جدایش خطوط ۵، ۶ و ۷ مجتمع معدنی و صنعتی گلگهر
بخش فلوتاسیون
همانطور که اشاره شده هدف از فلوتاسیون در مدار یاد شده کاهش عیار گوگرد ورودی به کارخانه گندلهسازی تا حد مطلوب (زیر ۳/۰درصد) میباشد. شکنندگی فولاد در درجه حرارتهای بالا، کاهش خاصیت جوش خوردگی، افزایش خوردگی و… از معایب افزایش گوگرد کنسانتره ورودی به کارخانه گندلهسازی است.
جهت شناورسازی پیریت و تشکیل کف در سلولهای فلوتاسیون از کلکتور پتاسیم آمیل زنتات (PAX) و کفساز MIBC استفاده میشود؛ مقادیر مصرف مواد شیمیایی مطابق با طرح اولیه و حالت فعلی در جدول ۱ نشان داده شده است.
جدول۱:مشخصات مواد شیمیایی مورد استفاده در خطوط ۵، ۶ و ۷
مدار توزیع مواد شیمیایی مطابق با طرح اولیه کارخانه
شکل۲ تعداد مخازن، نقاط تزریق و نحوه انتقال مواد شیمیایی به بخش فلوتاسیون خطوط ۵، ۶ و ۷ مطابق با طرح اولیه کارخانه را نشان میدهد که در آن برای MIBC و اسید سولفوریک از دو مخزن جهت ذخیرهسازی و تزریق استفاده میشد و برای کلکتور (PAX) نیز سه مخزن جهت آمادهسازی پکس، ذخیرهسازی و تزریق در نظر گرفته شده بود، همچنین جهت تزریق هر کدام از مواد شیمیایی بعلاوه اضافهسازی پکس در چهار سلول، از دو دوزینگ پمپ (یک پمپ آماده به کار) استفاه میشده است.
شکل۲:مدار توزیع مواد شیمیایی طبق طرح اولیه کارخانه
مدار توزیع فعلی کلکتور (پکس)
به مرور و با گرفتگی پمپهای دوزینگ و عدم تعمیر و مراقبت، در حال حاضر هر ۱۲ دوزینگ پمپ مورد استفاده از مدار خارج شدند، همچنین به دلیل سوراخ شدن مخزن آمادهسازی پکس (مخزن۱ در شکل۲) همزن این مخزن در مخزن ذخیرهسازی (مخزن ۲ در شکل۲) قرار گرفت و درحال حاضر نقش آمادهساز را ایفا میکند، به جای مخزن تزریق دوزینگ پمپها نیز از یک مخزن ۲۰۰۰ لیتری واقع در پشت بام استفاده میشود و به سبب آن تزریق پکس به صورت ثقلی و مطابق با شکل۳ تنها در مخزن آمادهساز فلوتاسیون اضافه میشود.
شکل۳:مدار فعلی توزیع کلکتور (پکس) در خطوط ۵، ۶ و۷
افزایش نقاط توزیع کلکتور (PAX)
نحوه توزیع کلکتور در بخش فلوتاسیون از اهمیت بالایی برخوردار است چرا که ذرات با دانهبندی درشت برای آبران شدن نیاز به جذب کلکتور بیشتری نسبت به ذرات ریز داشته و در صورتی که تمام کلکتور مورد نظر تنها در یک نقطه تزریق شود بخش زیادی از آن به دلیل سطح ویژه بالای ذرات ریز بر روی آنها جذب شده و سبب کاهش شناوری ذرات درشت و افزایش مصرف پکس میشود؛ به همین دلیل و باتوجه به نامناسب بودن شرایط فعلی اضافهسازی کلکتور در خطوط، بررسی جهت افزایش نقاط تزریق پکس و تاثیر آن بر روی کاهش عیار گوگرد خوراک ورودی انجام شد.
لولههای انتقال پکس که در گذشته از مخزن تزریق پشتبام به داخل سلولهای فلوتاسیون کشیده شده بودند به دلیل عدم استفاده در طولانی مدت، آمادهسازی نامناسب پکس خشک و استفاده از آب برگشتی تیکنر جهت ساخت آن، دچار رسوب و نشست مواد و در نتیجه گرفتگی شده بودند؛ به همین منظور در اولین اقدام رفع گرفتگی این لولهها با استفاده از هوای فشرده صورت گرفت تا امکان انجام آزمایش با افزایش نقاط توزیع پکس فراهم شود (شکل۴).
شکل۴:انسداد لوله توزیع (سمت چپ)، رفع گرفتگی به وسیله هوای فشرده (سمت راست)
انجام آزمایش با افزایش نقاط توزیع
به منظور انجام آزمایش و بررسی تاثیر افزایش نقاط توزیع پکس بر روی عیار گوگرد کنسانتره، تزریق پکس از یک نقطه (۱۰۰ درصد در مخزن آمادهساز) به چهار نقطه و با درصدهای ۴۰، ۳۰، ۲۰ و ۱۰ به ترتیب در کانال تخلیه کنسانتره جداکننده مغناطیسی کلینر، مخزن آمادهساز فلوتاسیون، سلول دوم و سلول سوم افزایش یافت. از آنجایی که کنسانتره جداکنندههای مغناطسی کلینر خوراک مرحله فلوتاسیون را تشکیل میدهند اضافهسازی درکانال تخلیه کنسانتره کلینر انجام شد تا مخلوطسازی در مخزن شماره ۵ و پس از آن مجددا در مخزن آمادهساز انجام شود.
شکل۵:نمایش نقاط و درصد تزریق پکس جهت انجام آزمایش
نمونهگیری در دوحالت اولیه کارخانه و بعد از افزایش نقاط تزریق پکس به صورت ترکیبی انجام و نتایج آن جهت عیارسنجی ارسال شد که با توجه به نتایج بدست آمده (شکل۶) عیار گوگرد خوراک در حالت اول (۱۰۰ درصد پکس در مخزن آمادهساز) از ۰/۴۸۶ به ۰/۲۶۵ معادل ۴۵/۴ درصد و در حالت دوم (توزیع پکس در چهار نقطه) از ۰/۳۴۱ به ۰/۱۲۵ معادل ۶۳/۳ درصد کاهش داشته است.
شکل۶:نمودار تغییرات عیار گوگرد متناسب با تغییرات تعداد نقاط توزیع پکس
مشکل تزریق پکس در شرایط فعلی
از آن جایی که اضافهسازی پکس به صورت ثقلی انجام میشود و اندازهگیری مقدار آن نیز توسط مراقبتکار و به وسیله یک استوانه مدرج انجام میشود، در نتیجه با کاهش سطح مخزن تزریق پشتبام و در نتیجه کاهش فشار، دبی اضافهسازی پکس کاهش یافته و نیاز به تنظیم مجدد توسط اپراتور دارد بررسی بر روی تغییرات دبی تزریق پکس متناسب با سطح مخزن در ابتدای شیفت (کاملا پر) و در انتهای شیفت انجام شد؛ به منظور اطمینان از ثابت بودن وضعیت شیر و تغییر نکردن آن توسط مراقبتکار از یک صفحه مدرج جهت بررسی درصد بازشدگی شیر در زمانهای اندازهگیری استفاده شد (شکل۷).
نتایج حاصل نشان از کاهش مقدار اضافهسازی پکس از ۴۹ گرم بر تن در ابتدای شیفت به ۳۴ گرم بر تن درانتهای شیفت دارد که با توجه به عدم تزریق پکس مطابق با مقدار بهینه قابل توجه است و سبب افزایش عیار گوگرد کنسانتره نهایی میشود.
شکل۷: مخزن تزریق پشتبام خط۷ (سمت چب)، استفاده از صفحه مدرج جهت بررسی وضعیت شیر(سمت راست)
محاسبه مقدار بهینه اضافهسازی پکس
در حال حاضر مقدار اضافهسازی پکس در خطوط ۵، ۶ و ۷ در بازه ۴۰ تا ۵۰ گرم بر تن قرار دارد، با در نظر گرفتن نوسانات عیار گوگرد کنسانتره ارسالی به کارخانه گندلهسازی توجه به مقدار بهینه تزریق پکس مورد اهمیت است. به همین منظور مجموعه آزمایشهای فلوتاسیون با استفاده از پکس مایع شرکت سانیار و کفساز MIBC انجام شد. در این آزمایشها غلظت پکس از ۳۰ درصد به ۹ درصد (غلظت فعلی پکس ساخته شده در کارخانه) رسانده شد و آزمایش در مقادیر ۲۰، ۴۰، ۶۰، ۸۰ و ۱۰۰ گرم بر تن انجام شد و نمودار بازیابی گوگرد به باطله بر حسب مقدار مصرف پکس (شکل۸) با استفاده از نتایج بدست آمده رسم و مقدار ۸۰ گرم بر تن به عنوان مقدار بهینه بدست آمد..
شکل۸:نقطه بهینه مصرف کلکتور (پکس)
نتایج حاصل از آزمایشهای فلوتاسیون عیار آهن بالایی را در باطله (کف سلول) نشان میدهد به همین منظور جهت بررسی میزان مواد مغناطیسی که به باطله سلول راه پیدا میکنند، نمونهگیری از کف سلول اول فلوتاسیون خط ۶ انجام و آزمایش لوله دیویس بر روی آن انجام شد(شکل۹).
شکل۹: آزمایش لوله دیویس
نتایج آزمایش مقدار راهیابی مواد مغناطیسی به باطله سلول را ۴ درصد با انحراف ۰/۷۷ نشان داد؛ کنسانتره باقیمانده از آزمایش لوله دیویس جهت عیارسنجی ارسال و عیار آهن برابر با ۵۰/۵ درصد بدست آمد که با توجه به درصد بالای کانی آزاد موجود در آن (حاصل از کانیشناسی) مقدار قابل توجهی است؛ به همین دلیل استفاده از آب شستشو و نصب دوشهای مناسب روی سلول را میتوان به عنوان یک راه حل موثر عنوان کرد.
آخرین نظرات
سعید درویش تفویضی در: چهارصد و پنجاه و نهمین جلسه هفتگی مرکز تحقیقات فرآوری مواد کاشیگر (یک دهه تلاش جمعی برای بهبود طرح مجرای ورودی سنگشکنهای مخروطی ثالثیه مجتمع مس سرچشمه)
عالی فرشید جان، موفق باشی ...
محمد انصاری در: استانداردسازی فرآیند در کارخانههای مجتمع صنعتی و معدنی گلگهر:بازرسی فرآیندی جداکنندههای مغناطیسی تر کارخانه تغلیظ مگنتیت
سلام. برای رسم فلوشیت ها، از نرم افزار موازن که از تولیدات مرکز تحقیقات کاشیگر ا ...
jamal63 در: استانداردسازی فرآیند در کارخانههای مجتمع صنعتی و معدنی گلگهر:بازرسی فرآیندی جداکنندههای مغناطیسی تر کارخانه تغلیظ مگنتیت
سلام .وقت بخیر فلوشیت رو با چه نرم افزاری رسم کردین؟ ممنون ...
محمد انصاری در: انتشار کتاب "از مفهوم تا محصول - روش اجزای گسسته" (به زودی...)
سلام. در حال چاپ است. موفق باشید ...
محسن مرادی در: مجموعه کتب استانداردسازی راهبری کارخانهها از طریق بازرسی فرآیند
تشکر. موفق باشید. ...