دهمین جلسه هفتگی مرکز تحقیقات کاشی‌گر در کارخانه تغلیظ سرباره در تاریخ ۳دی ۱۴۰۳، با موضوع استانداردسازی راهبری بخش خردایش ؛ جدا کردن مس فلزی ورودی به کارخانه در مراحل اولیه مدار خردایش برگزار شد.

در این جلسه باتوجه به تعیین اهداف جدید در کاهش عیار باطله کارخانه تغلیظ سرباره مجتمع مس سرچشمه، به بررسی استاندارد سازی راهبری بخش خردایش (جداکردن مس فلزی ورودی به کارخانه در مراحل اولیه مدار خردایش) با بررسی پروژه‌ای مشابه توسط آقایان پروفسور بنیسی و پروفسورلاپلانت در سال۱۹۹۱ در کارخانه طلای Hemlo کانادا (شکل۱) پرداخته شد.

شکل۱: پروژه بررسی رفتار طلا در مدار خردایش کارخانه فرآوری طلاHemlo  کانادا توسط پروفسور بنیسی و پروفسورلاپلانت

همانطور که در شکل۱ مشخص است، مدار خردایش این کارخانه تاحدود زیادی مشابه کارخانه تغلیظ سرباره مجتمع مس سرچشمه است. براساس دانه‌بندی سنگ معدن و طلا در سرریز و ته ریز هیدروسیکلون اولیه (شکل۲)، مشخص شده است که درصد تجمعی عبوری طلا نسبت به سنگ معدن درهر دو قسمت بیشتر است.

شکل۲: نمودار درصد تجمعی عبوری سنگ معدن و طلای ته ریز هیدروسیکلون اولیه مدار خردایش کارخانه طلا Hemlo

در نمودار شکل ۳ منحنی کارایی هیدروسیکلون برای سنگ معدن و طلا به چهار قسمت سنگ معدن، سنگ معدن پرعیار، طلا و طلای آزاد مشخص شده‌اند. براساس نمودار منحنی کارایی، بار در گردش سنگ معدن ۲٫۸ و طلا ۶۸ درصد می‌باشد که نشان دهنده وجود ذرات ریز در حال گردش در مدار خردایش می‌باشند.

شکل۳: محنی کارایی هیدروسیکلون برای سنگ معدن و طلا

یکی از مهمترین قوانین طراحی کارخانه‌های فرآوری، جداسازی مواد باارزش در اولین فرصت است. در کارخانه Hemlo پس از بررسی‌های انجام شده مشخص شد که ذرات آزاد طلای زیادی درحال گردش در مدار هستند و امکان جداسازی آن‌ها  در مدار خردایش وجود دارد. بنابراین پروفسور بنیسی و پروفسور لاپلانت طرحی را برای فلوتاسیون آنی ذرات در مدار خردایش ارائه دادند (شکل۴). این طرح موجب کاهش هدرروی طلا در باطله، کاهش گردش طلا در مدار، جدایش زودتر و راحت‌تر برخی از ذرات طلا شد.

شکل۴: فلوتاسیون آنی ذرات طلا در مدارخردایش کارخانه Hemlo

طی بررسی‌های انجام شده مشخص شده که در صورتی‌که سرباره حاصل از کوره‌های ذوب  به‌صورت آهسته سرد شوند، تاثیرات مثبتی بر روند عیار و بازیابی فرآیند تغلیظ سرباره‌ مس گذاشته خواهد شد. بنابراین می‌توان با ریختن پاتیل سرباره‌ها به داخل سطوح صاف و کاهش ضخامت این لایه، اندازه بلور و سختی را به شکل مناسب‌تری در اختیار داشت (شکل ۵).

شکل۵: تخلیه سرباره‌ها داخل خندق (Ditch)

خوراک ورودی کارخانه سرباره از چند بخش شامل سرباره‌های قدیمی که به‌صورت توده‌ای سرد شده، سرباره‌ای که با ریختن پاتیل به داخل خندق به شکل آهسته سرد شده و سنگ معدن که ریجکت آسیاهای کارخانه تغلیظ مجتمع مس‌سرچشمه می‌باشند، تشکیل شده است (شکل ۶).

شکل۶: خوراک ورودی کارخانه تغلیظ سرباره

همانطور که در شکل ۷ مشخص است، سرباره‌های موجود که خوراک ورودی به کارخانه تغلیظ سرباره هستند، دارای مس فلزی خالص در بستر خود می‌باشند. با توجه به اینکه بخشی از مس موجود در کوره‌های ذوب در فاز مایع نزدیک به سرباره‌ها هستند. بخشی از آن‌ها به همراه سرباره به داخل پاتیل‌های ذوب ریخته می‌شوند.

شکل۷: ذرات و قطعات مس فلزی موجود در بستر سرباره

اولین قسمت از مدار آسیاکنی کارخانه تغلیظ سرباره، آسیای نیمه خودشکن است که خوراک ورودی آن محصول سنگ ‌شکن فکی است که به انبار ذخیره ابتدای مدار فرستاده می‌شود. مواد برگشتی از آسیای نیمه خودشکن پس از جدایش روی سرند، به روی نوار برگشتی آسیای نیمه خودشکن ریخته می‌شوند و توسط یک پولی مغناطیسی‌، جدایش ذرات آهنی و سرباره انجام می‌شود.

شکل۸: تجهیزات واقع در جریان خروجی از آسیای نیمه‌خودشکن

طی یک بازه نمونه‌گیری ۱۵دقیقه‌ای، برخی از قطعات محتمل مس فلزی برروی نوار برگشتی جمع آوری شدند. پس از تقسیم این قطعات به ۵ دامنه ابعادی (شکل۹) و عیارسنجی آن‌ها مشخص شد که عیار متوسط مس این قطعات ۹۷درصد است. باتوجه به نتایج بدست‌آمده مشخص شد که مس فلزی موجود در حال گردش داخل آسیای‌نیمه خودشکن است و پس از رسیدن به ابعاد مناسب برای فلوتاسیون، باتوجه به خواص شیمیایی و دانسیته بالای آن نمی توان این ذرات مس را به وسیله حباب هوا شناور کرد و علت افزایش عیار باطله مس در کارخانه تغلیظ سرباره تا حدودی بستگی به آن دارد.

شکل۹: نمونه‌های مس فلزی گرفته شده روی نوار برگشتی آسیای‌نیمه خودشکن

درشکل۱۰ درام مغناطیسی نوار برگشتی آسیای‌نیمه خودشکن را مشاهده می‌کنید که پس از نصب، عملکرد مناسبی نداشت. درنتیجه پس از چند روز استفاده از این درام، جدایش فلزات آهنی به واسطه آهنربای مغناطیسی در نوار بعدی انجام شد. پس از بررسی های انجام شده مشخص شد که یکی از نقاطی که همواره مس فلزی را می‌توان جمع آوری کرد، در همین نقطه می‌باشد. درنتیجه محلی که برای جدایش مس فلزی موجود در خوراک کارخانه تغلیظ سرباره مشخص شد، درام مغناطیسی است و می‌توان عیار باطله فلوتاسیون تغلیظ سرباره را با جدایش مس فلزی موجود برروی نواربرگشتی که سهم کمی در افزایش عیار باطله مدارفلوتاسیون  دارد را کاهش داد.

شکل۱۰: محل جدایش مس فلزی روی نوار برگشتی

نهمین جلسه هفتگی کارخانه تغلیظ سرباره مرکز تحقیقات کاشی‌گر درتاریخ ۱۵ آذر ۱۴۰۳ با موضوع استاندارد‌سازی راهبری بخش خردایش کارخانه فرآوری سرباره برگزار شد.

در این جلسه، ابتدا به بررسی شرایط تولید کارخانه و میزان تفاوت آن نسبت به مقدار طراحی اولیه پرداخته شد. یکی از نکات قابل توجه، میزان پیش‌بینی قابلیت در دسترس بودن کارخانه است که نسبت به حالت معمول سایر کارخانه‌های فرآوری مس کمتر می‌باشد. شکل ۱ نشان‌دهنده بهبود قابلیت دسترسی در سه سال گذشته است که شرایط رو به رشدی داشته است. عوامل مهمی مانند خراب شدن تجهیزات، ایجاد توقفات زیاد به دلیل سایش بالای نوع خوراک ورودی به کارخانه و همچنین عدم کیفیت مطلوب تجهیزات خریداری شده، در کاهش قابلیت دسترسی کارخانه تغلیظ سرباره موثر بوده‌اند. همچنین، طراحی‌های اشتباه در بکارگیری قطعات و عدم موجودی قطعات یدکی در کارخانه نیز از دیگر عوامل کاهش قابلیت دسترسی نسبت به میزان طراحی هستند. برای بهبود این شرایط، شناسایی گلوگاه‌هایی که بیشترین آسیب را می‌بینند، ضروری است. سپس طراحی‌های نادرست و ناسازگار با شرایط عملیاتی و فرآیندی کارخانه باید اصلاح شوند. در مرحله بعد، بازرسی و پایش وضعیت تجهیزات باید به صورت پیوسته و مداوم طی بازه‌های زمانی کوتاه‌تر انجام شود.

شکل۱: مقایسه قابلیت دسترسی در سه سال گذشته با میزان طراحی کارخانه تغلیظ سرباره

تناژ ورودی آسیای نیمه خودشکن نشان‌دهنده ظرفیت ورودی کارخانه است که طبق شکل ۲، وضعیت رو به رشد ظرفیت تولید کارخانه را نشان می‌دهد. دلایل اصلی کاهش تناژ کارخانه در سال ۱۴۰۲ نسبت به سال ۱۴۰۱، سالم بودن تجهیزات در سه ماهه ابتدایی راه‌اندازی کارخانه تغلیظ سرباره بوده است. در سه سال گذشته، از ابتدای راه‌اندازی تلاش شده است تا ظرفیت تناژ ورودی به کارخانه تغلیظ سرباره افزایش یابد.

شکل۲ : مقایسه میانگین تناژ کارخانه تغلیظ سرباره

بررسی‌های صورت گرفته در شکل ۳ نشان می‌دهد که روند بازیابی کارخانه سرباره در سه سال اخیر رو به رشد بوده است.

شکل۳: مقایسه میانگین بازیابی در سه سال گذشته با مقدار طراحی

یکی از مهم‌ترین شاخص‌های اصلی استانداردسازی فرآیندها، بررسی عیارهای خوراک، کنسانتره و باطله در کارخانه‌های فرآوری است. با توجه به اینکه خوراک ورودی کارخانه تغلیظ سرباره مخلوطی از سرباره ذوب، رجکت آسیاها و رجکت کارخانه‌های تغلیظ سرچشمه می‌باشد، فرآیند همگن‌سازی خوراک ورودی به کارخانه باید به شکل مطلوب و استانداردی انجام شود تا از ایجاد نوسان در فرآیندهای پایین‌دست جلوگیری گردد. مطابق با شکل ۴، طی سه سال گذشته، مقدار عیار خوراک ورودی کارخانه به میزان طراحی نزدیک شده است. همچنین، عیار کنسانتره کارخانه در سال ابتدایی راه‌اندازی ۷۷/۲۵ بود که پس از گذشت یک سال به اندازه پیش‌بینی شده در طراحی نزدیک شده است. یکی از چالش‌های موجود در کارخانه‌های فرآوری، کاهش میزان عیار باطله آن‌ها است. با توجه به هزینه‌های عملیاتی در فرآیندهای بالادستی، باید شرایط عملیاتی کارخانه را به حدی رساند که کمترین هدرروی ماده باارزش اتفاق بیفتد. در سه سال اخیر پس از راه‌اندازی کارخانه تغلیظ سرباره، مطابق با شکل ۴، نشان داده شده است که عیار باطله روند کاهشی را طی کرده است.

شکل۴ : مقایسه عیار خوراک، کنسانتره و باطله در سه سال گذشته با مقدار طراحی کارخانه تغلیظ سرباره

هشتمین جلسه هفتگی کارخانه تغلیظ سرباره مجتمع مس سرچشمه‌ مرکز تحقیقات فرآوری مواد کاشی گر در تاریخ ۱ آذر ۱۴۰۳ برگزار شد، به بررسی استاندارد‌ سازی مدارخردایش کارخانه تغلیظ سرباره با هدف ایجاد امکان استفاده از دو آسیای گلوله‌ای پرداخته شد.

طبق طراحی اولیه مدار کارخانه تغلیظ سرباره، مدارآسیاکنی این کارخانه دارای یک آسیای نیمه خودشکن و دو آسیای گلوله‌ای است. آسیاهای گلوله‌ای در طراحی اصلی، به صورت سری هستند. به طوریکه محصول آسیای نیمه خودشکن ابتدا وارد آسیای گلوله‌ای اول و محصول آن وارد آسیای گلوله ای دوم می‌شد (شکل ۱). کارخانه سرباره در طراحی اولیه دارای دو خوشه هیدروسیکلون است.خوشه اول که دارای ۸ سیکلون است که ۳ سیکلون آن در حالت آماده به کار هستند. طبق طرح اولیه خوراک خوشه اول از آسیای نیمه خودشکن تامین می شود؛ ته ریز این هیدروسیکلون وارد آسیای گلوله شماره یک و سرریز آن وارد آسیای گلوله ای شماره دو می شود. خوشه هیدروسیکلون شماره ۲ دارای ۲۰ سیکلون است. خوراک این خوشه هیدروسیکلون سرریز هیدروسیکلون شماره یک می باشد. طبق طرح اولیه سرریز آن وارد مدار فلوتاسیون شده و ته ریز آن وارد آسیای گلوله‌ای شماره دو می‌شود. با توجه به تولید نرمه زیاد، دراین حالت مدار آسیاکنی و مشکلاتی که در فرآیند های پایین دست برای تولید رخ می‌داد. تصمیم گرفته شد که آسیاهای گلوله‌ای از حالت سری خارج شوند و عملا یکی از آنها از مدار خارج شوند و در صوت امکان به صورت موازی استفاده شوند.

شکل۱: مدار سری آسیاهای گلوله‌ای کارخانه تغلیظ سرباره مجتمع مس سرچشمه

مطابق با طراحی اولیه کارخانه تغلیظ سرباره شکل۲، تناژ ورودی به آسیای نیمه خودشکن ۱۶۶٫۶۷ تن برساعت در نظر گرفته شده است.  پیش بینی طراح آن ۲۰درصد بار برگشتی از آسیای نیمه خودشکن بوده است.

شکل۲: طراحی پایه آسیای نیمه خودشکن

با توجه به مقدار رجکت آسیای نیمه خودشکن، طراح این کارخانه از دو سرند لرزان مطابق شکل۳ برای محصول در نظر گرفته است. مواد منتقل شده روی سرند لرزان، محصول آسیای نیمه خودشکن می‌باشند که به داخل شوت ریخته شده و سپس به سمت سرند لرزان فرستاده می‌شود. طول این سرند ۴٫۸ متر، عرض۲٫۴ متر،اندازه چشمه های بالا۱۰*۲۰ میلیمتر و چشمه های پایین آن ۶*۸ میلیمتر درنظر گرفته شده است.

شکل۳: سرندهای لرزان مدار آسیاکنی کارخانه تغلیظ سرباره

مطابق بررسی‌های انجام شده (شکل۴)، درصد باربرگشتی خوراک ورودی آسیای نیمه خودشکن بین ۲ الی۵ درصد می باشد. باتوجه به محدودیت ایجاد شده به دلیل حذف یکی از آسیاهای گلوله ای که به صورت سری بودند، تناژ ورودی به کارخانه کاهش پیدا کرده است که یکی از عوامل اصلی آسیب دیدگی بیشتر در سرند لرزان می‌باشد.

شکل۴: درصد بار برگشتی آسیای نیمه خودشکن

با توجه به نتایج بدست آمده در سری بودن آسیاهای گلوله ای مدارآسیا کنی کارخانه تغلیظ سرباره، مدار اصلاح شده آسیاهای گلوله به صورت موازی (شکل۵) پیشنهاد شد. در این مدار قسمت های جدید شامل خوشه هیدروسیکلون جدید، مقسم خوراک ورودی به آسیاهای گلوله‌ای، مخزن زیرآسیای نیمه خودشکن، دوپمپ برای مخزن جدید و خطوط لوله های انتقال مواد در نظر گرفته شده بود.

شکل۵: مدار موازی آسیاهای گلوله ای کارخانه تغلیظ سرباره مجتمع مس سرچشمه

پس از بررسی های انجام شده برای جایابی تجهیزات جدید (شکل۶) مشخص شد که در قسمت برق و کنترلی کارخانه نیاز به توسعه فاز mcc کارخانه سرباره می باشد. پس از پیگیری های انجام شده مشخص شد که پروژه توسعه فاز جدید mcc بسیار زمان بر خواهد بود.

شکل۶: بررسی جایابی برای تجهیزات جدید جهت موازی شدن آسیاهای گلوله ای

همچنین به دلیل کاهش میزان تناژ ورودی به کارخانه، کاهش بار روی سرند لرزان و خوردگی زیاد بدنه سرندهای لرزان و آسیب دیدگی شدید آنها، امکان استفاده در طولانی مدت از این سرندهای لرزان وجود ندارد (شکل۷).

شکل۷: آسیب دیدگی سرندهای لرزان

با توجه به بررسی های انجام شده، مشخص شد که می توان با توجه به تناژ رجکت، وضعیت عملیاتی کارخانه، سایز و شکل دهانه خروجی آسیای نیمه خودشکن (شکل۸) از یک سرند ترومل در دهانه خروجی به جای سرند لرزان استفاده کرد.

شکل۸: دهانه خروجی آسیای نیمه خودشکن

بنابراین با توجه به ظرفیت ایجاد شده در بکارگیری از سرند ترومل، بدون درنظر گرفتن پروژه توسعه فاز MCC کارخانه تغلیظ سرباره، با کمترین اتلاف زمان در تغییر مدار، می توان آسیاهای گلوله‌ای مدار آسیاکنی کارخانه تغلیظ سرباره را به صورت موازی براساس طراحی جدید (شکل۹) استفاده کرد.

شکل۹: طرح جدید مدار آسیاکنی کارخانه تغلیظ سرباره همراه با استفاده از سرند ترومل

هفتمین جلسه کارخانه تغلیظ سرباره مجتمع مس سرچشمه‌ مرکز تحقیقات فرآوری مواد کاشی‌گر در تاریخ ۱۷ آبان ۱۴۰۳ برگزار شد. در این جلسه پارامترهای متالورژیکی کارخانه مورد بررسی قرار گرفت.

در مدار خردایش کارخانه تغلیظ سرباره(شکل۱)، اولین قسمت سنگ شکنی می باشد که به وسیله کامیون باردهی شده و پس از آن محصول سنگ شکن فکی به انبار ذخیره فرستاده می‌شود. محصول سنگ‌شکن خوراک آسیای نیمه خودشکن را تامین می‌کند. خروجی آسیای نیمه خودشکن به روی سرند لرزان می‌ریزد. ذرات باقی مانده روی سرند مجددا وارد آسیای نیمه خودشکن شده و ذرات عبوری از سرند وارد مخزن شماره یک می‌شوند. پالپ این مخزن به خوشه هیدروسیکلون پمپ می‌شود. سرریز هیدروسیکلون وارد مدار فلوتاسیون شده و ته ریز آن به عنوان بار در گردش به آسیای گلوله‌ای فرستاده می‌شود. محصول این آسیا پس از ورود به مخزن شماره دو به مخزن شماره یک پمپ شده و پس از آن به همراه محصول آسیای نیمه خودشکن به خوشه هیدروسیکلون پمپ می‌شود.

شکل۱: مدار خردایش کارخانه تغلیظ سرباره

مدار فلوتاسیون کارخانه تغلیظ سرباره مجتمع مس سرچشمه (شکل ۲) شامل مراحل مختلفی است. سرریز هیدروسیکلون‌ها وارد تانک حالت دهنده شده و پس از آن وارد مرحله رافر با چهار سلول می‌شود. باطله این مرحله وارد رمق‌گیر یک و باطله این قسمت هم به عنوان خوراک وارد مرحله رمق‌گیر دو می‌شود. باطله رمق‌گیر دو نیز خوراک رمق‌گیر سه را تامین می‌کند. درنهایت باطله رمق‌گیر سه به تیکنر باطله فرستاده می‌شود. حجم هر کدام از این سلول‌ها ۳۰ مترمکعب می باشد. کنسانتره مراحل رمق‌گیر ۱، ۲ و ۳ هر کدام به مراحل قبل از خود منتقل می شوند. بخشی از کنسانتره مرحله رافر به صورت مستقیم به مخزن کنسانتره نهایی و بخشی از آن وارد مراحل شستشوی یک خواهد شد. مرحله شستشوی ۱و۲ دارای دو سلول و مرحله شستشوی ۳ دارای یک سلول با حجم ۸ مترمکعب می‌باشند. کنسانتره هر قسمت از مراحل شستشو، خوراک مرحله شستشوی بعد می‌شود. باطله هر کدام از این مراحل هم به قسمت شستشوی ماقبل خود و باطله شستشوی یک به عنوان بخشی از خوراک به سلول‌های رافر منتقل می‌شوند. کنسانتره مرحله شستشوی سه به عنوان محصول نهایی به همراه بخشی از کنسانتره مرحله رافر به تیکنرکنسانتره منتقل خواهد شد.

به دلیل پایین بودن سینتیک سرباره تعداد سلول‌های بیشتری در  مدار قرار داده شده است تا با افزایش زمان ماند در مدار، بازیابی افزایش پیدا کند.

مکانیزم انتقال مواد در مدار فلوتاسیون کارخانه تغلیظ سرباره با توجه به دانسیته بسیار بالای آن به صورتی است که دو سلول ابتدایی در هر مرحله خوراک خود را به صورت خودمکش از طریق لوله به داخل سلول منتقل می‌کنند.

شکل۲: مدارفلوتاسیون کارخانه تغلیظ سرباره

طبق طراحی اولیه کارخانه تغلیظ سرباره مجتمع مس سرچشمه عیار خوراک، کنسانتره و باطله به ترتیب ۱٫۷، ۲۲٫۹ و ۰٫۳۹ درصد با بازیابی ۷۸٫۵ درصد می‌باشد. در شکل ۳ منحنی عیار و بازیابی کلی مشخص شده است. همانطور که از شکل مشخص است با استانداردسازی وبهینه‌سازی کارکرد تجهیزات منحنی عیار و بازیابی به سمت بالا و راست منتقل خواهد شد.

شکل ۳: مقایسه عیار و بازیابی

در شکل ۴ عیار خوراک، کنسانتره و باطله سه سال اخیر از ابتدای راه اندازی با میزان طراحی مقایسه شده است. در سال ابتدایی راه اندازی با توجه به استفاده از مراحل ۲ و ۳ شستسشو و بیشتر بودن درصد کالکوسیت در خوراک کارخانه، عیار کنسانتره بیش از اندازه طراحی بود.

شکل ۴: مقایسه عیارخوراک، کنسانتره و باطله در سه سال اخیر با طرح کارخانه

در شکل ۵ بازیابی کارخانه از ابتدای راه اندازی در سال‌های مختلف با مقدار طرح نشان داده شده است. یکی از دلایل افزایش بازیابی را می‌توان افزایش طول عمر همزن سلول‌هایی فلوتاسیون عنوان کرد.

شکل ۵: مقایسه بازیابی سه سال اخیر کارخانه با میزان طراحی

در شکل ۶ روند تغییرات عیار و بازیابی کارخانه تغلیظ سرباره در ۷ ماه ابتدایی سال ۱۴۰۳ مشخص شده است. طبق بررسی‌های انجام شده، مهمترین دلیل افزایش بازیابی کارخانه تغلیظ سرباره در مرداد ماه، وضعیت مطلوب و استاندارد تجهیزات بوده است. در نتیجه می‌توان با افزایش تعداد تعمیرات دوره‌ای در هر سال و استفاده از تجهیزات و قطعات با کیفیت بهتر که در مقابل خوردگی بالای خوراک این کارخانه مقاومت بیشتری دارند، درآمد بیشتری را با توجه به افزایش بازیابی بدست آورد.

شکل۶: مقایسه عیار و بازیابی در ۷ ماهه ابتدایی سال ۱۴۰۳

ششمین جلسه هفتگی کارخانه فرآوری سرباره که در تاریخ ۱۹ مهر ۱۴۰۳ برگزار شد، به بررسی تغییر طرح آسترهای بدنه آسیای نیمه خودشکن پرداخته شد.

در مدار خردایش کارخانه فرآوری سرباره از یک آسیای نیمه خودشکن سرعت ثابت ۳/۱۳ دور بر دقیقه، با قطر ۶۰۰۰ میلی‌متر و طول موثر ۶۵۰۰ میلی‌متر استفاده شده است. آسترهای این آسیا کاملا فلزی است(شکل۱). بررسی‌هایی که تاکنون در این آسیا انجام شده است، نشان می‌دهد که آسترهای طرح اصلی آنان به دلیل شرایط آسیا، بسیار مستعد شکست آستر هستند. شکست آستر علاوه بر جنس آسترها، ناشی از مسیر نامناسب حرکت بار است. تنها راه تغییر مسیر مواد، تغییر طرح آستر است. آسترهای بدنه آسیا، تنها آسترهایی هستند که طرح آنان تغییر کرده بود و نسبت به طرح اولیه تغییرات زیادی داشته است. مهمترین این تغییرات، کاهش تعداد ردیف آسترها از ۴۸ ردیف به ۳۲ ردیف، کاهش تنوع آسترها از سه نوع به دو نوع سه پیچ و چهار پیچ و افزایش زاویه صفحه بالابر آسترها بود.

                                                                                     شکل۱: نمایی از داخل آسیای نیمه خودشکن کارخانه تغلیظ سرباره

اولین مرحله‌ای که در مرکز تحقیقات فرآوری مواد کاشی‌گر برای بهینه‌سازی این طرح انجام شد، انجام شبیه‌سازی کل آسیا به روش اجزای گسسته با نرم‌افزار KMPC-DEM بود. مسیر حرکت مواد نشان داد که با وجود تغییر طرح صورت گرفته و افزایش زاویه بالابر به ۳۰ درجه، هنوز بخشی از مواد برخورد مستقیم با آستر دارند.

هدف از تغییر طرح در آسترهای آسیای نیمه خودشکن کارخانه تغلیظ سرباره مجتمع مس سرچشمه، بهبود عملکرد خردایش است.

شکل۲ نمایشی از مسیر حرکت بار در آسیای نیمه خودشکن را نشان می‌دهد. در چرخش و ریزش بار داخل آسیا نقطه ای به نام پاشنه بار تعریف شده که بیشترین خردایش در این قسمت می‌باشد و با رنگ قرمز مشخص شده است.

                                                                                   شکل۲: مسیر حرکت بار در آسیا نیمه خودشکن

درحال حاضر اکثر مراکزی که در طراحی آستر و ‌شبیه سازی آسیا فعالیت دارند، تصورشان بر این است که زمان تعویض آستر هنگامی است که ارتفاع  آستر به یک سوم ارتفاع اولیه خود رسیده است. اما با توجه به بررسی و شبیه سازی های متعدد انجام شده توسط مرکز تحقیقات فرآوری مواد کاشیگر، زمان تعویض آسترهای آسیا با توجه به کارکرد آن با در نظر گرفتن نحوه حرکت بار در داخل آسیا بایستی گرفته شود. در شکل۳ مسیرحرکت بار در داخل آسیا با توجه به سایش آسترها نشان داده نشان داده شده است.

شکل۳: شبیه سازی مسیر حرکت بار در داخل آسیا قبل و بعد از سایش آسترهای بدنه

شبیه سازی مسیر حرکت بار داخل آسیای نیمه خودشکن جهت تصحیح بخش اول که رفع مشکل برخورد ذرات به بدنه آسیاست، تنها راه حل، افزایش زاویه صفحه بالابر است. با مطالعه زوایای مختلف صفحه بالابر در نهایت مشخص شد که اگر این زاویه ۵ درجه افزایش داشته باشد، مسیر حرکت مواد به طور قابل ملاحظه‌ای تصحیح خواهد شد.

در شکل۴، تفاوت حرکت بار در‌شبیه‌سازی این آسترها نشان داده شده است. با توجه به شکل، ظرفیت بالابری آسترها به حداکثر ممکن رسیده است. همچنین با توجه به اینکه هیچ فاصله‌ای بین ناحیه آبشاری بزرگ و کوچک ایجاد نشده است، نشان می‌دهد که در این شرایط، طیف گسترده‌ و پیوسته‌ای از بار خرد کننده ایجاد شده که هر کدام دارای انرژی های متفاوتی هستند. به عبارت دیگر در نتایج قبل، بار خرد کننده یا در حالت پرتاب قرار می‌گرفت و یا در حالت سایش، اما در شرایط کنونی بسیاری حالات مختلف ایجاد شده است که می‌تواند طیف‌های پیوسته‌ای از انرژی خردایش را ایجاد کند. این طرح جدیدترین رویکرد در صنعت فرآوری مواد معدنی برای تغییر طرح است.

شکل۴: مقایسه شبیه سازی حرکت بار داخل آسیا

با توجه به اینکه چرخش آسیای نیمه خودشکن کارخانه فرآوری سرباره فقط در یک جهت می‌باشد، گروه طراحی در طرح جدید توانستند از این موضوع به عنوان یک امتیاز مثبت استفاده کنند. ایجاد انحنا باعث بزرگتر شدن پاکت بار بین آسترها و ریزش یکنواخت گلوله‌ها در آبشاری بزرگ شد(شکل۶). به عبارتی اگر سطح آستر با یک شیب ملایم و به صورت هلالی شکل به هم متصل شوند، آستری بوجود می‌آید که همه زوایای صفحه بالابر از صفر درجه تا ۳۵ درجه را ایجاد کند. در این صورت می‌توان به واسطه‌ی وجود این گستره زوایا، یک طیف ذرات با انرژی‌های مختلف ایجاد کرد.

شکل۵: نمایی از پاکت بار در طراحی جدید و فعلی

با پایش‌های انجام شده از طرح فعلی آسترهای آسیای نیمه خودشکن، مشخص شد که  میزان سایش در ردیف اول و بخشی  از ردیف دوم بیشتر از سایر نقاط می باشد. برای رفع این چالش در طرح جدید، توزیع فلز در این بخش از آسترها افزایش پیدا کرد (شکل۶).

شکل۶: تغییر توزیع فلز در آسترهای بدنه ردیف اول و دوم آسیای نیمه خودشکن

در پایان پس اعمال تغییرات فوق آسترهای بدنه طراحی شدند. مقایسه طرح آسترهای بدنه طرح فعلی و جدید آسیای نیمه خودشکن در شکل۷ نشان داده شده است.

شکل۷: طرح جدید و فعلی آسترهای بدنه آسیای نیمه خودشکن

در این جلسه  که درتاریخ ۲۲شهریور ۱۴۰۳ برگزارشد، به طور خلاصه به بررسی تغییر طراحی آسترهای آسیای نیمه خودشکن پرداخته شد. در ادامه، روش انجام کار، نتایج شبیه‌سازی طرح‌های قبل و طرح‌های پیشنهادی نشان داده شده است.

به منظور طراحی آسترهای آسیا ابتدا باید مسیر حرکت ذرات داخل آسیا شبیه‌سازی شود. به منظور طراحی آسترها ابتدا می‌بایست مسیر حرکت ذرات داخل آسیا شبیه‌سازی شود. مرکز تحقیقات فرآوری مواد کاشی‌گر از سال‌های بسیار دور به این تکنولوژی دست پیدا کرده است.

در مدار آسیاکنی کارخانه فرآوری سرباره از یک آسیای نیمه خودشکن سرعت ثابت استفاده شده است. آسترهای این آسیا کاملا فلزی است. بررسی‌هایی که تاکنون در این آسیا انجام شده است، نشان می‌دهد که آسترهای طرح اصلی آنان به دلیل شرایط آسیا، بسیار مستعد شکست آستر هستند. شکست آستر علاوه بر جنس آسترها، ناشی از مسیر نامناسب حرکت بار است. تنها راه تغییر مسیر مواد، تغییر طرح آستر است. مشخصات آسیای نیمه خودشکن در شکل ۱ آورده  شده است.

شکل ۱: مشخصات آسیای نیمه خودشکن

آسترهای دیواره ورودی و خروجی این آسیا، از نوع شعاعی هستند و از آنجا که آسیا تنها در یک جهت قابلیت چرخش دارد، این امکان فراهم است که بتوان از آسترهای منحنی به جای شعاعی استفاده کرد. استفاده از آسترهای منحنی، رویکردی جدید در طراحی آسترهای دیواره ورودی و خروجی است که سبب خروج سریع مواد خردشده از آسیا می‌شود. خروج مواد خرد شده سبب ایجاد فضای خالی برای مواد جدید و در نتیجه افزایش تناژ می‌شود.  آسترهای هد ورودی این آسیا شامل دو بخش داخلی و بیرونی هر کدام ۲۰ عدد می باشد (شکل۲) .

شکل ۲: آسترهای هد ورودی

همانطور که در شکل ۳ مشاهده می کنید، حلقه بیرونی قرمز رنگ نحوه سایش ایجاد شده آسترهای هد ورودی را نشان می دهد. دلیل سایش با این مدل در آسترهای هد ورودی به یک طرف چرخیدن آسیای نیمه خودشکن می باشد.

شکل ۳: نحوه سایش آسترهای هد ورودی

طبق شبیه سازی انجام شده شکل ۴ گلوله های آسیای نیمه خودشکن درقسمت ورودی در ناحیه چشم بار بصورت سایشی حرکت می‌کنند و همین موضوع دلیل اصلی ایجاد سایش در آسترهای هد ورودی است.

شکل ۴: شبیه سازی مسیرحرکت گلوله ها

همچنین یکی دیگر از اشکالات طراحی آسترهای هد ورودی، وارد شدن ضربات به ردیف اول آسترهای بدنه می‌باشد. این ضربات موجب شکستگی و سایش زیاد برای حلقه اول آسترهای بدنه می‌شود (شکل۵).

شکل ۵: اثرات ضربه بر روی آسترهای بدنه ردیف اول

طبق طراحی انجام شده توسط مرکز تحقیقات کاشی‌گر با تغییر طرح از حالت شعاعی به حالت انحنا دار، مسیر حرکت گلوله‌ها تغییر پیدا می‌کند و نتیجه آن کاهش سایش آسترهای هد ورودی است. شبیه سازی مسیر حرکت بار در شکل ۶ نشان داده شده است.

شکل ۶:مقایسه شبیه سازی در طرح های شعاعی و منحنی

یکی دیگر از نکات مثبت اصلاح طرح آسترهای هد ورودی آسیای نیمه خودشکن؛کاهش تعداد آنها از ۴۰ به ۳۰قطعه است. که موجب کاهش زمان در تعویض دوره ای آسترهای آسیای نیمه خودشکن می‌شود.(شکل۷)

شکل ۷: کاهش تعداد قطعات آسترهای هد ورودی آسیای نیمه خودشکن

آسترهای بدنه(جداره) اسیای نیمه خودشکن متشکل از ۴ ردیف در حلقه های۳۲ تایی به صورت ۳پیچ و ۴پیچ  یک در میان می باشند (شکل۸).

شکل۸: نمایی از آسترهای جداره آسیای نیمه خودشکن

بررسی‌هایی که تاکنون انجام شده، نشان داده که روند سایش‌ آسترهای آسیای نیمه‌خودشکن کارخانه فرآوری سرباره به نوعی است که ردیف اول و دوم عمر کوتاه تری دارند و زودتر از آسترهای دو ردیف بعدی تعویض می‌شوند. اگر با افزایش ارتفاع دو ردیف ابتدایی، عمر آسترهای هر چهار ردیف یکسان شود، منجر به کاهش توقفات می‌شود(نمودار۱).

نمودار۱: نرخ سایش آسترهای

این جلسه که در تاریخ 25 مرداد ماه 1403 برگزار شد به بررسی روند تعمیرات سالانه کارخانه فرآوری سرباره مجتمع مس سرچشمه پرداخته شد.

مدار کارخانه فرآوری مجتمع مس سرچشمه دارای یک سنگ شکن فکی می‌باشد.  ابعاد سرند گریزلی قبل از آن که خوراک سنگ شکن فکی را تامین می کند؛500×500 میلیمتر می باشد. سپس مواد با P80 برابر با  150میلیمتر به انبار ذخیره ارسال می‌شوند. مواد توسط خوراک دهنده به روی نوار خوراک آسیا ریخته و خوراک آسیای نیمه خودشکن را تامین می‌کند. محصول آسیای نیمه خودشکن وارد مخزن شماره1 شده و خوراک هیدروسیکلون را تامین می کند. ته ریز هیدروسیکلون وارد آسیاهای گلوله‌ای شماره1 و 2 شده( درحال حاضر تنها آسیای گلوله‌ای شماره2 در مدار می‌باشد).(شکل یک؛مدار خردایش کارخانه فرآوری سرباره)

به علت ورود قطعات فلزی به سنگ شکن، Toggle Plate سنگ‌شکن آسیب دیده بود. به همین منظور در این اورهال سنگ شکن تعویض شد.

مشخصات سنگ شکن جدید به شرح زیر می باشد:

یکی دیگر از مشکلات کارخانه فرآوری سرباره که موجب توقفات متعدد کارخانه می‌شود گرفتگی خوراک دهنده‌های انبار ذخیره بود. این انبار قابلیت خوراک دهی 19 ساعته به کارخانه را دارد. به علت گرفتگی تعدادی از خوراک دهنده‌ها و ایجاد فضای مرده زیاد این زمان به 4 الی 6 ساعت کاهش پیدا کرده بود.

در پایین این سازه سه نوار که هرکدام دو خروجی دارند؛ مجموعا شش خروجی قرار داده شده است. به منظور رفع این مشکل سه خروجی از انبار ذخیره  به وسیله صفحات فلزی که به وسیله شیبی از بالا به سمت پایین خوراک دهنده ایجاد شد، تا لبه‌پایینی که باعث جمع شدن مواد می‌شد حذف شود. (شکل دو و سه؛نمایی از شش خوراک دهنده انبار ذخیره و اصلاح خروجی انبار ذخیره)

                                                                    (شکل دو: نمایی از شش خوراک دهنده انبار ذخیره)

(شکل سه؛اصلاح خروجی های انبار ذخیره)

یکی دیگر از کارهای مهم انجام شده در تعمیرات سالیانه کارخانه فرآوری سرباره تعویض آستر‌های آسیای نیمه خودشکن بود. مشخصات این آسیا به شرح زیر است.

آسترهای سرورودی آسیای نیمه خوشکن شامل آسترهای داخلی و بیرونی(شکل چهارم) می باشند. آسترهای بدنه آسیای نیمه خودشکن متشکل از چهار ردیف در حلقه‌های 32 تایی(شکل پنجم) می باشد که آسترهای سه پیچ و چهارپیچ با ارتفاع بالابر14 سانتی متر و زاویه بالابری 30درجه می باشند.

(شکل چهارم؛آسترهای سرورودی آسیای نیمه خودشکن)

(شکل پنجم؛آسترهای بدنه آسیای نیمه خودشکن)

سر خروجی شامل شبکه‌ها و بالابرهای پالپ (شکل ششم) می‌باشد. تعداد هر کدام از آنها 20عدد می‌باشد.

(شکل ششم؛شبکه ها و پالپ لیفترهای آسیای نیمه خودشکن)

تعداد آسترهای تعویض شده سرورودی 20 عدد در این تعمیرات بود.

آسترهای ردیف دوم، سوم و چهارم بدنه نیز در این دوره تعویض شدند.

شبکه‌ها و پالپ لیفترهای داخلی و بیرونی هر کدام 20عدد که  ساخت 3 شرکت بودند نیز تعویض شدند.

نقاط قوت این اورهال به شرح زیر بودند.

1-ارتباط بیسیم: استفاده از بیسیم موجب تسریع روند تعویض آستر شده بود و نسبت به دفعات قبلی بیش از 6 ساعت از اتلاف زمان جلوگیری کرد.

2-استفاده از نیروهای ماهر.

نقاط ضعف این اورهال به شرح زیر بودند.

1-استفاده از پاندول بجای ضربه زن هیدرولیکی(شکل هفتم)

(شکل هفتم؛استفاده از پاندول بجای ضربه زن هیدرولیکی)

2-اندازه نبودن شبکه آخر سرخروجی موجب اتلاف زمان 6ساعته شد.(شکل هشتم)

(شکل هشتم؛برش شبکه آخر سرخروجی)

3-اتلاف زمان 1ساعته به دلیل خراب شدن آچار بادی.(شکل نهم)

(شکل نهم؛تعمیر آچاربادی)