این جلسه روز پنجشنبه ۳۰  دی ۱۴۰۰ برگزار شد، موضوعاتی که در این جلسه مورد بحث قرار گرفت به شرح زیر می‌باشد:

• کاربرد شیرآهک در مدار فلوتاسیون مس
• آشنایی با شاخص کیفیت آهک پخته
• معرفی مدار پخت سنگ آهک خام
• معرفی مدار کارخانه شیرآهک سازی
• انتقال آب شستشوی کارخانه به تانک دوغاب بزرگ
• تعیین مدت زمان لازم به منظور شستشوی مسیر انتقال شیرآهک به تانک‌های دوقلو

امروزه به منظور تنظیم pH در مدار فلوتاسیون از شیرآهک (هیدروکسید کلسیم) استفاده می‌شود. میزان متوسط مصرف آهک در فلوتاسیون مس بین ۲ تا ۲٫۵ کیلوگرم بر تن در نظر گرفته شده است. به طور کلی هزینه مصرفی این تنظیم کننده بیش از ۲ برابر هزینه کلکتور است.  دو جایگزین برای آهک در نظر گرفته است که علاوه بر گران بودن آن‌ها نسبت به آهک، یک سری مشکلات را نیز در پی خواهند داشت: کربنات سدیم Na2CO3 و هیدروکسید سدیم NaOH. کربنات سدیم از نظر تنظیم pH محدودیت دارد. با هیدروکسید سدیم می‌توان pH را تا ۱۴ تنظیم کرد ولی خوردگی زیادی را ایجاد می‌کند.

شکل ۱: تأثیر منیزیم بر مقدار آهک مصرفی برای تنظیم pH

به منظور تولید آهک پخته (Quicklime) دمایی بالاتر ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد نیاز است. به طور متوسط به ازای هر ۱۰۰ گرم کربنات کلسیم، ۵۶ گرم آهک پخته تولید خواهد شد. زمانی که آهک خام در معرض حرارت قرار گیرد گاز کربن دی اکسید از سطح شروع به خارج شدن خواهد کرد. اما باید به این نکته اشاره کرد که افزایش حرارت در پخت آهک تا یک حد مناسب خواهد بود به طورکلی افزایش درجه حرارت به بیش از ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد یا افزایش زمان ماند مواد در کوره باعث سوختن سنگ آهک می‌شود همچنین ممکن است ذرات پخته شده به هم متصل شوند. برای تعیین کیفیت آهک پخته از T60 استفاده می‌شود که این شاخص برابر است با مدت زمان لازم برای رسیدن درجه حرارت ۶۰۰ گرم آب از ۲۰ به ۶۰ درجه بعد از اضافه کردن ۱۵۰ گرم آهک پخته(زمانی آهک در آب ریخته شود گرما تولید خواهد شد یعنی این فرآیند گرمازا است). به طور کلی این شاخص بین ۵/۰ تا ۵ دقیقه تغییر خواهد کرد. زمانی که T60 بیش از ۵ دقیقه باشد شیرآهک کارایی لازم را نخواهد داشت.

محصول مدار خردایش (سنگ آهک خام با ابعاد ۱۹-۶  میلیمتر) در دو مخزن ۵۰۰ تنی ذخیره می‌شود. در قسمت پایین این مخازن، نوار نقاله دور متغیر نصب شده که سنگ آهک را بوسیله نوارهای ۴۸ و ۴۹ به کوره منتقل می‌کند. به منظور پخت آهک، طبق طرح باید ۱۱٫۳ تن بر ساعت سنگ آهک وارد کوره شده و پس از عملیات کلسیناسیون، ۶٫۱ تن بر ساعت آهک پخته از کوره خارج شود. کلسیناسیون آهک به واسطه تابش مستقیم مشعل درون کوره صورت می‌گیرد. محصول کوره از انتهای آن به واسطه استوانه‌هایی بنام ماهواره خارج شده و به نوار زنجیری منتقل می‌شود. وظیفه این ماهواره خارج کردن ذرات پخته و کاهش دمای بسیار بالای ذرات است. در شکل ۲ نمایی از کوره پخت آهک آورده شده است.

شکل ۲: مدار پخت سنگ آهک خام

هدف از کارخانه شیر آهک سازی، تولید هیدروکسیدکلسیم برای تنظیم محیط قلیایی در مدار فلوتاسیون کارخانه‌های پرعیارکنی می‌باشد. در این کارخانه، آهک خشک پخته با آب مخلوط شده، ذرات درشت و ناخالصی‌های نامحلول توسط کلاسیفایر جدا شده و به بیرون از کارخانه منتقل می‌شود و شیرآهک با درصد جامد ۱۸ به عنوان محصول کارخانه به مخازن دو قلو ذخیره شیرآهک ارسال می‌گردد. مدار کارخانه شیرآهک سازی شامل یک آسیای گلوله‌ای، طبقه‌بندی کننده مارپیچی(کلاسیفایر)، هیدروسیکلون و مخازن پمپ انتقال است. بار ورودی به آسیا از خوراک دهنده‌های مارپیچی و لرزان زیر مخازن ذخیره ۲۵۰ تنی تأمین می‌شود. در طرح اصلی کارخانه با توجه به نیاز کارخانه پرعیارکنی ۱، ۴ مخزن ذخیره آهک پخته در نظر گرفته شده است. در حال حاضر به دلیل توسعه تغلیظ و افزایش مصرف شیرآهک، ۵ مخزن جدید احداث شده است. بار ورودی به ۴ مخزن اصلی همان محصول کوره و بار ورودی به ۵ مخزن جدید آهک پخته خریداری شده است.

آسیای گلوله‌ای برای تناژ ۲۱٫۱ تن بر ساعت طراحی شده است. تناژ ورودی به آسیا توسط ترازوی قرار داده شده روی نوار نقاله شماره ۵۱ اندازه‌گیری می‌شود. ذرات درشت خروجی آسیا روی سرند گردان مانده و از مدار خارج شده و ذرات عبوری از سرند، وارد طبقه بندی کننده مارپیچی می‌شوند. ذرات درشت ته‌نشین شده در طبقه‌بندی کننده مارپیچی به نوار ۶۷ منتقل و از مدار خارج می‌شوند و دوغاب سرریز شده از طبقه بندی کننده مارپیچی به مخازن هیدروسیکلون راه یافته که ته‌ریز هیدروسیکلون به آسیا برگشته و سرریز به مخازن انتقال وارد می‌شود. در شکل ۳ نمایی از مدار کارخانه شیرآهک سازی آورده شده است.

شکل ۳: مدار کارخانه شیرآهک‌سازی

عملیات خردایش آهک پخته به عوامل مختلفی وابسته است. از جمله این موارد می‌توان به درصد جامد درون آسیا اشاره نمود. در درصد جامدهای پایین به دلیل افزایش میزان آب، زمان ماند آهک درون آسیا کاهش یافته و عملیات خردایش به خوبی صورت نمی‌گیرد. همچنین در درصد جامدهای بالا، گلوله بر روی پالپ شناور شده و از آسیا خارج می‌شود. برای تنظیم درصد جامد آسیای شیر آهک از حلقه کنترل استفاده شده است. این حلقه شامل ترازو، دبی سنج و شیرکنترلی می‌باشد.

شیرآهک خروجی از آسیا به وسیله آب سرندشو و کلاسیفایر به درصد جامد پایین‌تر رسیده (ورودی به کلاسیفایر ۲۰ درصد ، سرریز کلاسیفایر ۱۹ درصد) و به هیدروسیکلون منتقل می‌شود. سرریز هیدروسیکلون به عنوان محصول نهایی و ته‌ریز به آسیا منتقل می‌شود. مراقبتکار وظیفه دارد میزان آب ورودی به کلاسیفایر و سرند را به مقدار مناسبی تنظیم نماید. از مشکلات موجود می‌توان به بازگشت آب شستشوی کف کارخانه توسط پمپ کفشو به درون آسیا اشاره کرد. این حجم از آب در محاسبه درصد جامد آسیا در نظر گرفته نشده و باعث کاهش درصد جامد درون آسیا و کاهش خردایش می‌گردد. همانطور که در شکل ۴ مشاهده می‌کنید برای رفع این مشکل مسیر جدیدی برای پمپ کفشو در نظر گرفته شد. این مسیر می‌تواند آب شستشوی کف کارخانه را به تانک ۲ (تانک بزرگ) منتقل کند.

شکل ۴: ایجاد مسیری برای انتقال آب شستشوی کف کارخانه به تانک بزرگ

به منظور ارسال دوغاب تانک بزرگ به ورودی کلاسیفایر مسیری در نظر گرفته شده است. پس از روشن کردن پمپ تانک دوغاب بزرگ، اکثر پالپ به بیرون از لاندر خوراک کلاسیفایر ریخته شد. در نتیجه برای استفاده از غبارهای جمع‌آوری شده در خط تولید شیرآهک سازی نیاز بود مسیر ورودی به کلاسیفایر به قسمت بالاتر منتقل شود که این کار انجام شد.

شکل۵: مسیر جدید ارسال دوغاب از تانک بزرگ به کلاسیفایر

همچنین پمپ و الکتروموتور تانک ۱ و الکتروموتور تانک ۲ نصب گردید. با توجه به خرابی دبی سنج تانک ۲ نیاز است دبی سنج جدید خریداری و نصب شود.

یکی از مشکلات موجود نبود حلقه‌ای برای ارسال آب جهت شستشوی مسیر به منظور جلوگیری از رسوب مواد در لوله ارسالی از کارخانه شیرآهک سازی به سمت تانک‌های دوقلو است. برای جلوگیری از وجود نوسان در دانسیته شیرآهک ارسالی، پیشنهاد شد که یک شیر کنترلی روی مخازن انتقال نصب شود و پس از خاموش شدن آسیا برای مدت زمان مشخص، آب به سمت تانک‌های دوقلو ارسال شود. بعد از آن شیر کنترلی بسته شده و همچنین پمپ انتقال نیز خاموش شود که در حال حاضر شیر نیشگونی تهیه شده روی مسیر انتقال نصب شده است.

شکل ۶: شیر نیشگونی نصب شده روی مخزن انتقال

این جلسه روز پنجشنبه ۲۷ خرداد ۱۴۰۰ برگزار شد، موضوعاتی که در این جلسه مورد بحث قرار گرفت به شرح زیر می‌باشد:

• معرفی مدار فلوتاسیون کارخانه‌ی پرعیارکنی یک
• معرفی انواع سلول‌های فلوتاسیون
• تأثیر طراحی بخش ثابت و متحرک همزن بر اندازه حباب
• اهمیت تعویض جهت چرخش همزن‌ها
• راه حل‌های موجود برای افزایش عمر همزن‌ها

مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی یک شامل ۲ ضلع مشابه است که در هر ضلع ۴ ردیف پرعیارکنی اولیه، ۲ ردیف شستشو-رمق‌گیری و ۲ آسیا خردایش مجدد وجود دارد (شکل ۱). طبق طراحی اولیه کارخانه، سرریز هیدروسیکلون های اولیه با دانه بندی ۷۰ درصد کوچکتر از ۷۴ میکرون خوراک مدار فلوتاسیون را تشکیل میدهد. باطله مراحل پرعیارکنی اولیه و رمقگیر به عنوان باطله نهایی از سیستم خارج می‌شود. کنسانتره این مراحل برای افزایش درجه آزادی وارد مدار خردایش مجدد می‌شوند. سرریز هیدروسیکلون های ثانویه بادانه بندی ۸۶ درصدکوچکتر ۴۴ میکرون خوراک مرحله شستشوی اول را شامل می‌شود. کنسانتره مرحله شستشوی اول خوراک مرحله شستشوی دوم و کنسانتره مرحله شستشوی دوم خوراک مرحله شستشوی سوم می‌شود. نهایتا کنسانتره مرحله شستشوی سوم به عنوان کنسانتره نهایی از سیستم خارج خواهد شد. باطله هر مرحله نیز به صورت ثقلی به یک مرحله قبل‌تر بر می‌گردد.

شکل ۱: معرفی مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی یک

در ادامه به منظور آشنایی با انواع سلول‌های فلوتاسیون، سلول‌های مکانیکی، ستونی و واکنشگر – جداکننده معرفی شد. وظیفه همزن در سلول‌های مکانیکی معلق نگه داشتن ذرات جامد، تولید حباب‌های هوا، مخلوط سازی پالپ و توزیع حباب‌های هوا در داخل سلول در نظر گرفته شده است.

شکل ۲: شماتیکی از بخش ثابت و متحرک همزن

به دلیل اینکه سلول‌های کارخانه پرعیارکنی یک از نوع جریان باز هستند (شکل ۳) بدین معنی که پایین سلول ها به هم راه دارد اگر در یک سلول تلاطم مشاهده شود این تلاطم بر روی سلول‌های قبل و بعد نیز تاثیر می‌گذارد پیامد این تلاطم‌ها راهیابی بخشی از خوراک به کنسانتره خواهد بود.

شکل ۳: سلول فلوتاسیون نوع جریان باز

پس از بررسی سلول‌های کارخانه پرعیارکنی یک به موضوع تاثیر بخش ثابت و متحرک همزن بر اندازه حباب و بازیابی هوا پرداخته شد. در شکل ۴ دو نوع از طراحی بخش متحرک و یک نوع از طراحی بخش ثابت مشاهده می‌شود.

شکل ۴: طراحی بخش‌های متحرک و ثابت

در این تحقیق رابطه بین نوع بخش متحرک مورد استفاده با بازیابی هوا و قطر متوسط حباب در سرعت‌های ظاهری مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داده که با افزایش سرعت ظاهری گاز، قطر متوسط حباب‌ها و بازیابی هوا به ترتیب افزایش و کاهش می‌یابند. همچنین در این تحقیق مشخص شده است که درصورت عدم وجود بخش ثابت همزن، قطر متوسط حباب و بازیابی هوا به چه صورت تغییر خواهند کرد.

شکل ۵: رابطه بین قطر متوسط حباب‌ و سرعت ظاهری گاز

شکل ۶: رابطه بین بازیابی هوا و سرعت ظاهری گاز

یکی دیگر مشکلات همزن‌ها، سایش یک‌طرفه آن‌ها می‌باشدکه تعویض جهت چرخش همزن‌ها طبق طراحی اولیه کارخانه، برای بخش پرعیارکنی اولیه هرهفته یکبار و برای بخش شستشو هردوهفته یکبار در نظرگرفته شده است. این عمل باعث جلوگیری از سایش یک‌طرفه همزن و افزایش عمر آن می‌شود. سایش شدید تیغه‌های همزن(شکل ۷) باعث ایجاد حباب‌های درشت و تلاطم در سلول می‌شود. به منظور کاهش ساییدگی تیغه‌های همزن می‌توان به کنترل کردن هیدروسیکلون‌های اولیه برای کاهش ورود ذرات درشت به سلول‌های پرعیارکنی اولیه، باز و بسته کردن دوره‌ای شیرهای نیزه‌ای، شستن سلول‌ها برای خارج کردن ذرات درشت،  تعویض دوره‌ای جهت چرخش همزن برای افزایش عمر اشاره کرد.

شکل ۷: مقایسه تیغه‌های سالم و سایش یافته

به منظور جلوگیری از سایش یک‌طرفه، جهت چرخش همزن‌های ردیف ۵ پرعیارکنی اولیه تعویض گردید همچنین شستشوی سلول‌های بخش پرعیارکنی اولیه در دوره‌های زمانی مشخص انجام می‌شود.

این جلسه روز پنجشنبه ۲۳ اردیبهشت ۱۴۰۰ برگزار شد، موضوعاتی که در این جلسه مورد بحث قرار گرفت به شرح زیر می‌باشد:

• معرفی مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی۲
• معرفی سلول‌های تانکی
• بازیابی هوا در سلول‌های فلوتاسیون
• بررسی وضعیت سطح‌سنج‌ سلول‌های تانکی

مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی ۲ مجتمع مس سرچشمه از ۲ فاز مشابه تشکیل شده است در شکل ۱ یک فاز مورد بررسی قرار می‌گیرد. در هر فاز ۸ سلول برای پرعیارکنی اولیه، ۳ سلول برای مرحله شستشوی اول، ۵ سلول برای مرحله رمق‌گیری و یک سلول ستونی برای شستشوی مرحله نهایی در نظر گرفته شده است. طبق طراحی اولیه کارخانه، سرریز هیدروسیکلون‌های اولیه با دانه‌بندی ۸۰ درصد کوچکتر از ۹۰ میکرون خوراک مدار فلوتاسیون را تشکیل می‌دهد. باطله مراحل پرعیارکنی اولیه و رمقگیر به عنوان باطله نهایی از سیستم خارج و کنسانتره این مراحل نیز برای افزایش درجه آزادی وارد بخش خردایش مجدد خواهد شد. سرریز هیدروسیکلون‌های ثانویه بادانه بندی ۸۰ درصدکوچکتر ۳۸ میکرون خوراک مرحله شستشو یک را شامل می‌شود. کنسانتره مرحله شستشو اول به منظور رسیدن به عیار کنسانتره مد نظر وارد سلول ستونی خواهد شد. کنسانتره ستون به عنوان کنسانتره نهایی به صورت ثقلی به تیکنرهای مس-مولیبدن فاز ۱ و ۲ منتقل می‌شود. باطله هر مرحله نیز به صورت ثقلی به یک مرحله قبل‌تر بر می‌گردد.

شکل ۱: معرفی مدار یک فاز از کارخانه پرعیارکنی دو

در مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی ۲ از سلول‌های تانکی ۱۳۰ و ۵۰ متر مکعبی استفاده شده است. این سلول‌ها یک‌سری مزایا و معایب دارند که از جمله مزایای این سلول‌ها می‌توان به هزینه تعمیر و نگهداری کمتر، کنترل راحت‌تر سلول‌ و فضای مورد نیازکمتر اشاره کرد. این سلول‌ها معایبی نیز از جمله عدم تعلیق یکنواخت ذرات، عدم جمع‌آوری مناسب کنسانتره، وجود فضای مرده در گوشه‌ی سلول و حساسیت بالا خوهند داشت. در سلول‌های جدید به منظور جمع آوری مناسب کنسانتره از یک ناو داخلی و مخروط میانی استفاده شده است(شکل ۲).

شکل ۲: نما بالا از ناو داخلی و مخروط میانی قرار گرفته داخل سلول

یکی از پارامترهای مهم در سلول‌های فلوتاسیون، بازیابی هوا است. شکل شماره ۳ میزان بازیابی هوا در سرعت‌های ظاهری مختلف برای ۴ سلول ۷۰ متر مکعبی که پشت سر یکدیگر قرار گرفته اند را نشان می‌دهد. به طور کلی بازیابی هوا در سلول‌ها به دلیل کم شدن ذرات آبران کاهش خواهد یافت. با افزایش میزان سرعت ظاهری گاز اندازه حباب‌ها نیز بزرگتر می‌شود به همین دلیل است که پایداری حباب‌ها کاهش می‌یابد.

شکل ۳: بررسی بازیابی هوا در ۴ سلول با سرعت ظاهری مختلف

کنترل سطح سلول‌های فلوتاسیون:

شیرهای کنترل سطح شیرهایی هستند که در انتهای هر بانک قرار گرفته‌اند. وظیفه اصلی این شیرها کنترل سطح پالپ در سلول‌های فلوتاسیون است. به بیان دیگر می‌توان از این شیرها به‌عنوان ابزاری برای تنظیم ارتفاع کف در سلول‌ها استفاده کرد. تنظیم ارتفاع کف در سلول‌های فلوتاسیون به دو طریق قابل انجام است. اولین روش، تنظیم دبی هوای ورودی به سلول است. از آنجایی که افزایش دبی هوا به سلول‌های فلوتاسیون از حد مشخصی، منجر به کاهش عیار کنسانتره خواهد شد، از روش دوم که دقت بیشتری دارد استفاده می‌شود. این روش شامل تنظیم سطح پالپ در سلول‌‌های فلوتاسیون با استفاده از شیرهای کنترل سطح یا نیزه‌ای است. تنظیم ارتفاع کف به اندازه‌ای اهمیت دارد که در سلول‌های تانکی به روز دنیا سیستم‌ کنترل سطح پالپ در سلول‌های فلوتاسیون با جابجایی لحظه‌ای شیرهای نیزه‌ای تعریف شده است. در واقع جابجایی این شیرها، دبی خروجی از بانک سلول‌ها را تغییر می‌دهد. زمانی که دبی خروجی از بانک زیاد شود (وضعیت شیر نیزه‌ای در حالت باز) ارتفاع پالپ در بانک سلول پایین آمده و ارتفاع کف زیاد می‌شود و برعکس. ارتفاع کف رابطه مستقیمی با عیار کنسانتره دارد. هر چه ارتفاع کف بیشتر باشد ذرات بی‌ارزش باید راه طولانی‌تری برای راهیابی به کانال کنسانتره طی کنند، لذا با این کار عیار کنسانتره بیشتر خواهد شد.

شکل۴: تنظیم ارتفاع کف با شیرهای نیزه‌ای

در کارخانه پرعیارکنی ۲ ابتدا ارتفاع کف بصورت دستی با شناور اندازه‌گیری شد سپس این ارتفاع با نمایشگر در محل (شکل ۵) مقایسه گردید.

شکل۵: ارتفاع کف نمایشی در کارخانه پرعیارکنی ۲

مشخص شد که تعدادی از سطح سنج‌ها از کالیبره خارج شده‌اند. در فاز یک تنها ۳۳ درصد و فاز ۲ در حدود۴۴ درصد از سطح سنج‌های سلول کالیبره بودند، که پس از کالیبراسیون توسط واحد ابزاردقیق این مقدار برای فاز یک و دو به ترتیب به ۱۰۰ و ۸۵ درصد افزایش پیدا کرد.

این جلسه روز پنجشنبه ۱۹ فرروردین ۱۴۰۰ برگزار شد، موضوعاتی که در این جلسه مورد بحث قرار گرفت به شرح زیر می‌باشد:

• معرفی مدار فلوتاسیون کارخانه‌ی پرعیارکنی ۱
• مروری بر تحقیقات گذشته
• بررسی وضعیت سلول‌های رمق‌گیر در شرایط عادی
• نمونه گیری از مدار و بررسی عیارسنجی‌ها

مدار خردایش کارخانه پرعیارکنی ۱ مجتمع مس سرچشمه از ۸ آسیای گلوله‌ای موازی تشکیل‌شده که تناژ هر آسیا بر اساس طراحی اولیه ۲۲۵ تن بر ساعت 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(شکل ۱). برای خردایش مجدد کنسانتره سلول‌های پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر در هر ضلع دو آسیای گلوله‌ای از نوع سرریز شونده با توان ۹۰۰ اسب بخار به کار گرفته‌شده است. در حال حاضر هر آسیا با یک خوشه شامل۴ هیدروسیکلون ثانویه در مداربسته قرار دارد. این بدین معنی است که کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر، ابتدا به مخزن پمپ‌های هیدروسیکلون‌های ثانویه ارسال ‌شده و با محصول آسیای خردایش مجدد مخلوط و برای جدایش ذرات ریز از درشت به هیدروسیکلون ارسال می‌شود. سرریز هیدروسیکلون‌های ثانویه با دانه‌بندی ۸۶ درصد عبوری ازسرند ۴۴ میکرون خوراک شستشوی مرحله اول است. درصد جامد خوراک، سرریز و ته‌ریز هیدروسیکلون‌ها طبق طراحی اولیه به‌ترتیب ۳۹، ۱۵ و ۶۵ درصد است. مجموع باطله‌های پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر باطله نهایی مدار فلوتاسیون را تشکیل می‌دهند.

شکل ۱: معرفی مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی یک

به دلیل کاهش عیار خوراک مدار فلوتاسیون، مقدار کنسانتره بخش پرعیارکنی اولیه کاهش پیدا کرده و در نتیجه تناژ ورودی به بخش پرعیارکنی ثانویه کاهش یافته است. همین عامل سبب افزایش زمان ماند مواد در بخش  پرعیارکنی ثانویه شده که یکی از نتایج آن کاهش عیار کنسانتره نهایی است. در تحقیقی مشخص شد که بهترین گزینه برای افزایش عیار کنسانتره نهایی، افزایش تعداد مراحل شستشو می‌باشد. برای ایجاد امکان اجرایی کردن این روش، کنسانتره نهایی واحد فلوتاسیون به صورت ثقلی به تیکنرهای مس – مولیبدن ارسال شد تا علاوه بر ایجاد امکان افزایش یک مرحله شستشو و افزایش عیار کنسانتره نهایی، امکان مقابله با سرریزها و صرفه جویی در مصرف انرژی نیز فراهم شود.

پس از اجرای طرح افزایش یک مرحله شستشو در یک ضلع کارخانه (شکل ۲ و ۳) و مقایسه آن با ضلع دیگر مشخص شد عیار کنسانتره نهایی در ضلعی که طرح افزایش یک مرحله شستشو اجرا شده، ۵/۲ درصد نسبت به ضلع دیگر (بدون تغییر در بازیابی) افزایش داشته است.

شکل ۲٫ نحوه قرارگیری سلول‌ها در یک ردیف مدار پرعیارکنی ثانویه قبل از تغییرات

شکل ۳٫ نحوه قرارگیری سلول‌ها در یک ردیف مدار پرعیارکنی ثانویه بعد از تغییرات

براساس سفید شدن رنگ کف در سلول‌های انتهایی رمق‌گیر (شکل ۴)، پیشنهاد شد که یکی از ردیف‌های شستشو – رمق‌گیر از خط خارج شود و با حالت عادی مقایسه گردد.

شکل ۴٫ وضعیت رنگ کف در سلول انتهایی رمق‌گیر

برای مقایسه حالت عادی با تک ردیف شستشو – رمق‌گیری در هر ضلع، از نقاط زیر برای موازنه جرم نمونه برداری شد و برای عیارسنجی به آزمایشگاه ارسال گردید:

شکل ۵٫ نقاط نمونه برداری در مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی یک

پس از بررسی عیارسنجی‌ها، مشخص شد که براساس کاهش زمان ماند، عیار و بازیابی به ترتیب افزایش و کاهش پیداکردند.

پیشنهادات موجود برای افزایش بازیابی در حالت تک ردیف و بررسی بیشتر برای استفاده از تک ردیف شستشو – رمق‌گیری در هر ضلع:

• تنظیم میزان بارکشی‌ها
• افزودن مواد شیمیایی ابتدای سلول ۵ کلینر یک
• رفع عیب موتور پاروهای خاموش
• انتقال بخشی از کنسانتره مرحله کلینر یک به کنسانتره نهایی
• انتقال کنسانتره ۴ سلول اول هر ردیف به کنسانتره نهایی

در جلسه روز پنجشنبه به مورخ ۱۸ دی ۹۹ موضوعاتی که مورد بحث قرار گرفتند به شرح زیر می‌باشند:

معرفی مدار خردایش مجدد

بررسی پارامترهای عملیاتی موثر بر جدایش در هیدروسیکلون

راه اندازی حلقه کنترل فشار برای خوشه دو هیدروسیکلون ثانویه

نصب مجدد دوش‌های آب شستشو برای مرحله کلینر سوم

نصب پمپ‌های رافر مستقیم و بازگشت به حالت دو ثانویه

به منظور فرآوری مس از سنگ معدن به روش فلوتاسیون، لازم است تا سنگ معدن تا رسیدن ذرات حاوی مس به درجه آزادی مطلوب، خرد شود. این اقدام از سنگ شکنی اولیه شروع و تا آسیاهای خردایش مجدد ادامه پیدا می‌کند و در هر بخش با توجه به تجهیزات و نیاز فرآیند، دامنه ابعاد (دانه بندی) ذرات کوچک‌تر خواهد شد. مدار خردایش مجدد در هر ضلع از مدار فلوتاسیون متشکل از دو آسیای ثانویه،  دو پمپ‎‌ هیدروسیکلون‌ ثانویه و دو خوشه ۶ تایی هیدروسیکلون‌های ثانویه است. مجموع کنسانتره پرعیارکنی اولیه_رمق‌گیر با درصد جامد %۱۵ توسط پمپ به مدار خردایش مجدد ارسال می‌شود و از طریق مقسمی بین دو مخزن پمپ‌های هیدروسیکلون‌های ثانویه تقسیم می‌شود و با دوغاب خروجی از آسیاهای ثانویه با درصد جامد %۶۵ ترکیب می‌شود. پمپ‌های هیدروسیکلون‌های ثانویه، دوغاب را به سمت هیدروسیکلون‌های ثانویه پمپ می‌کنند. درصد جامد خوراک ورودی به پمپ %۳۹ می‌باشد. ته‌ریز هیدروسیکلون‌های ثانویه (ذرات درشت) با درصد جامد %۶۵ وارد آسیاهای ثانویه می‌شود و سرریز آنها (ذرات ریز و آزاد شده) خوراک مدار شستشو را با درصد جامد %۱۵ تامین می‌کند.

شکل۱: نمایی از مدار خردایش مجدد

رسیدن به درجه آزادی مطلوب (جدا شدن ذره باارزش و بی‌ارزش از یکدیگر)، به دلیل کم‌کردن احتمال شناوری ذرات بی‌ارزش در مدار شستشو اجازه می‌دهد تا عیار کنسانتره این بخش و به دنبال آن عیار کنسانتره نهایی افزایش پیدا کند. لذا عملکرد مناسب مدار خردایش مجدد، تاثیر زیادی در افزایش عیار کنسانتره نهایی می‌گذارد. تحویل خوراک با دانه بندی مطلوب به مدار شستشو که هدف اصلی و معیاری از کارایی مدار خردایش مجدد است، ۸۶ درصد عبوری از سرند ۴۴ میکرون (۳۲۵ مش) تعیین شده است. پارامترهای اصلی تاثیرگذار بر جدایش در هیدروسیکلون فشار و درصد جامد خوراک می‌باشند.

با توجه به تاثیر بار در گردش هیدروسیکلون‌های ثانویه هنگام افزایش دور پمپ (با ثابت ماندن تعداد سیکلون و افزایش دور پمپ باردرگردش بیشتر می‌شود) با ثابت ماندن تعداد سیکلون، حجم بیشتری از دوغاب وارد مخازن پمپ‌ها می‌شود که در بیشتر موارد نیاز به سه و در برخی موارد چهار هیدروسیکلون است. برای کنترل سطح مخزن پمپ‌های هیدروسیکلون‌های ثانویه لازم است تا حلقه مکمل آن یعنی حلقه کنترل فشار هیدروسیکلون با تغییر تعداد هیدروسیکلون راه اندازی شود. حلقه اول برای کنترل سرریز سطح مخزن را در عدد تعیین شده توسط مراقبت کار اتاق کنترل نگه می‌دارد، تغییرات دور پمپ تبدیل به فشار شده و به هیدروسیکلون‌های ثانویه منتقل می‌شود. برای طبقه بندی صحیح توسط هیدروسیکلون، لازم است تا فشار هیدروسیکلون در عدد مطلوب( psi15)  ثابت نگه داشته شود. این کار توسط حلقه دوم با تغییر تعداد هیدروسیکلون انجام داده می‌شود. به همین منظور لازم است تا از شیرهای کنترلی بجای شیرهای ساده فعلی برای بازو بسته کردن هیدروسیکلون‌ها استفاده شود. برای راه اندازی حلقه کنترل فشار به ترتیب اقدامات زیر باید انجام شوند:

• نصب فشارسنج‌های دیجیتال
• نصب شیرکنترلی هیدروسیکلون
• کابل‌کشی به منظور انتقال داده فشار‌سنج و شیر کنترلی به اتاق کنترل
• ایجاد مسیر هوا برای شیر کنترلی
• برنامه‌نویسی منطق کنترلی حلقه

شکل ۲: شیرکنترلی نصب شده

شکل ۳: کابل کشی به منظور راه اندازی حلقه کنترل فشار

شکل ۴: نمایش مقدار لحظه ای فشار و شیر کنترلی نصب شده در اتاق کنترل

در ادامه موضوع نصب مجدد دوش‌های آب شستشو مورد بحث و بررسی قرار گرفت. افزایش عیار کنسانتره نهایی زمانی ممکن است که از راهیابی ذرات بی‌ارزش به کنسانتره نهایی جلوگیری شود. کاهش سهم ذرات بی‌ارزش منجر به خالص شدن کنسانتره نهایی و افزایش عیار آن خواهد شد. یکی از ذرات بی‌ارزش موجود در خوراک فلوتاسیون سیلیس است که درصد آن در خوراک ورودی به کارخانه حدودا %۵۵ است. عیار سیلیس در مقایسه با مس و آهن در خوراک ورودی به فلوتاسیون بسیار بیشتر است. با توجه به آبدوست بودن سیلیس، راهیابی آن به کنسانتره در مدار فلوتاسیون تنها از طریق دنباله روی و به صورت غیر انتخابی خواهد بود. نتیجه هوادهی بیش از اندازه به سلول‌های فلوتاسیون و بارکشی زیاد به خصوص از سلول‌های انتهایی بخش پرعیارکنی اولیه، افزایش میزان سیلیس در کنسانتره بخش‌های مختلف است. میزان سیلیس خوراک ورودی به سلول‌های شستشوی مجدد وابستگی زیادی به راهبری سلول‌های پرعیارکنی اولیه و سلول‌های شستشو دارد. عیار سیلیس در خوراک ورودی به سلول‌های شستشوی مجدد با دوبار جدایش از حدود %۵۵ در خوراک مدار پرعیارکنی اولیه به حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد کاهش پیدا می‌کند. در نهایت به منظور جلوگیری از شناوری سیلیس به صورت دنباله روی از آب شستشو استفاده می‌شود. وظیفه آب شستشو جلوگیری از راهیابی ذرات کم‌عیار و باطله به کنسانتره نهایی است (شکل ۵) و این کار با افزودن آب با دبی و فشار مناسب در جهت عکس شناوری حباب‌ها انجام می‌شود. هنگام صعود حباب هوا به قسمت کنسانتره به دلیل خلاء تشکیل شده پشت سر حباب نیروی کشش حباب (Drag) ذرات باطله و کم‌عیار را به دنبال خود به سطح سلول منتقل می‌کند. قطعا راهیابی این ذرات به سطح سلول و کنسانتره منجر به کاهش عیار کنسانتره نهایی خواهد شد. آب شستشو با ایجاد جریان آب رو به پایین و خلاف جهت صعود حباب‌ها منجر به شستشوی حباب شده و از راهیابی ذرات باطله به کنسانتره جلوگیری می‌کند.

شکل ۵: تاثیر آب شستشو بر افزایش عیار

در کارخانه تغلیظ یک، این دوش‌ها برای آخرین مرحله شستشو در نظر گرفته شده‌اند. تعدادی از آن‌ها رسوب گرفته بودند و تعدادی نیز وجود نداشتند. تمامی دوش‌ها و مسیرهای لوله‌کشی تعویض گردید.

شکل ۶: نمایی از دوش‌های آب شستشو

در اواخر جلسه موضوع نصب پمپ‌های رافر مستقیم و بازگشت به حالت دوثانویه مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به  عیار مس و ترکیب کانی شناسی خوراک ورودی به کارخانه در طراحی اولیه، این امکان در نظر گرفته شده است تا کنسانتره چهار سلول اول هر ردیف از پرعیارکنی اولیه توسط پمپ‌های رافر مستقیم به کنسانتره نهایی اضافه شود. این اقدام به این دلیل است که با توجه به احتمال بیشتر شناوری ذرات ریز و آزاد شده در سلول‌های ابتدایی، کنسانتره این چهار سلول نسبت به سایر سلول‌ها سهم کمتری از ذرات قفل شده را دارد لذا عیار مس این بخش به کنسانتره نهایی و کنسانتره سلول‌های شستشو نزدیک است. همچنین با توجه به اینکه سهم زیادی از کنسانتره این بخش حاوی ذرات ریز و آزاد شده است، انتقال آن به مدار خردایش مجدد احتمال تولید نرمه در مدار را بیشتر می‌کند. امروزه در اغلب کارخانه‌های بزرگ و مطرح فرآوری کنسانتره سلول‌های ابتدایی بخش پرعیارکنی اولیه از سایر سلول‌ها جدا شده و  مستقیما وارد مدار شستشو می‌شود. در واقع کنسانتره چهار سلول ابتدایی پرعیارکنی اولیه مدار خردایش مجدد را دور می‌زند. مسیر مربوط به اجرای این کار در کارخانه فلوتاسیون در نظر گرفته شده است. مسیر مربوطه با یک شیر از مسیر ارسال کنسانتره چهار سلول ابتدایی به کنسانتره نهایی جدا شده و می‌تواند با وارد شدن به سرریز هیدروسیکلون‌های ثانویه از طریق پمپ‌های رافر مستقیم، مدار خردایش مجدد را دور بزند. با توجه به آنچه در دستورالعمل کارخانه آورده شده است، در صورت نیاز می‌توان کنسانتره پنج سلول بعد را نیز به پمپ رافر مستقیم ارسال کرد. به طور کلی در شرایط فعلی برای هر ضلع یک پمپ در نظر گرفته شده است. در صورت خرابی هر یک از پمپ‌ها نمی توان کنسانتره چهارسلول ابتدایی را به کنسانتره نهایی یا خوراک کلینر یک اضافه نمود به همین منظور یک پمپ به عنوان پمپ آماده به کار برای ضلع شمال و یک پمپ دیگر برای ضلع جنوب نصب گردیده است.

طی تحقیق انجام شده توسط آقای قاقازانیان در کارخانه تغلیظ یک مشخص شد که میزان بار درگردش از ۴۰۰ درصد طراحی به ۴۶ درصد کاهش یافته است (شکل۷). دلایل کاهش نرخ‌های جامد مدار خردایش مجدد کاهش عیار خوراک (کاهش دبی کنسانتره مرحله پرعیارکنی اولیه) و افزایش دانه‌بندی خوراک ورودی بوده است.

شکل ۷: کاهش میزان بار در گردش

در راستای این تحقیق آقای موسوی به این نتیجه رسیدند که می‌توان در هر ضلع یک آسیا را به عنوان یک آسیا آماده به کار از خط خارج کرد.

شکل ۹: شبیه سازی پیلیت

طی شبیه‌سازی انجام شده مشخص شده است که درحالت دو آسیا و چهار هیدروسیکلون بهترین شرایط برقرار می‌شود. زمانی که دو پمپ رافر مستقیم جدید در ضلع شمال و جنوب وارد مدار  گردید دوباره دو آسیا ثانویه در مدار قرار گرفت.  بر اساس میزان میزان بارکشی چهار سلول اول هر ردیف، تعداد پمپ در مدار متغیر است.

این جلسه روز پنجشنبه ۲۲ آبان ۹۹ برگزار شد، موضوعاتی که در این جلسه مورد بحث قرار گرفت به شرح زیر می‌باشد:

• مقدمه‌ای درباره بخش ثابت و متحرک همزن
• معرفی مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی یک
• دلایل کاهش بازیابی در مدارهای فلوتاسیون
• تقویت اتصال بین شفت و فلنج
• تاثیر عملکرد همزن‌ها برکارایی مدار
• راه‌حل‌های موجود برای کاهش تعداد توقفات همزن‌ها

شرایط هیدرودینامیکی مناسب در یک سلول فلوتاسیون زمانی حاصل می‌شود که همزن، دوغاب را در همه قسمت‌های سلول به طور یکسان توسط جریان‌های منظم چرخشی پخش کند و ذرات را برای برخورد حباب‌های هوا معلق نگه دارد. شرایط هیدرودینامیکی سلول به نرخ هوادهی، ته نشین شدن ذرات در سلول و سالم بودن پره‌های همزن از نظر سایش وابسته است.  شرایط هیدرودینامیکی مناسب درشکل ۱ نشان داده شده است.

نقش همزن در سلول‌های مکانیکی، معلق نگه داشتن ذرات جامد، تولید حباب‌های هوا،  توزیع حباب‌های هوا در داخل سلول ومخلوط سازی پالپ می‌باشد.

همانطور که در شکل‌های ۲ و ۳ مشاهده می‌شود فاصله بین صفحه متحرک همزن تا بالای تیغه‌های بخش ثابت و فاصله افقی بین بخش ثابت و متحرک همزن در همه جهت‌ها باید یکسان باشد.

تاثیر بخش ثابت همزن در سلول‌های فلوتاسیون، کاهش اندازه حباب و کاهش تلاطم در نزدیکی منطقه کف است.

مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی یک شامل ۲ ضلع مشابه است که در هر ضلع ۴ ردیف پرعیارکنی اولیه، ۲ ردیف پرعیارکنی ثانویه و ۲ آسیا خردایش مجدد وجود دارد (شکل ۴). طبق طراحی اولیه کارخانه، سرریز هیدروسیکلون های اولیه با دانه بندی ۷۰ درصد کوچکتر از ۷۴ میکرون خوراک مدار فلوتاسیون را تشکیل میدهد. باطله مراحل پرعیارکنی اولیه و رمقگیر به عنوان باطله نهایی از سیستم خارج میشود. کنسانتره این مراحل برای افزایش درجه آزادی وارد مدار خردایش مجدد می‌شوند. سرریز هیدروسیکلون های ثانویه بادانه بندی ۸۶ درصدکوچکتر ۴۴ میکرون خوراک مرحله شستشو یک را شامل می‌شود. کنسانتره مرحله شستشو یک به شستشو دو، کنسانتره مرحله شستشو دو به شستشو مرحله سه منتقل میگردد و نهایتا کنسانتره مرحله شستشو سه به عنوان کنسانتره نهایی از سیستم خارج میشود. باطله هر مرحله نیز به صورت ثقلی به یک مرحله قبل‌تر بر میگردد.

از جمله دلایل کاهش بازیابی در مدارهای فلوتاسیون می‌توان به درشت بودن دانه‌بندی خوراک ورودی به بخش فلوتاسیون، کارکرد نامناسب تجهیزات، مصرف کم و توزیع نامناسب مواد شیمیایی، بالا بودن مقدار pH و عدم بارگیری مناسب از سلول‌ها اشاره کرد.

در ادامه به موضوع اتصال شفت و فلنج اشاره شد. در شکل ۵ نشان داده شده است که اتصال شفت و فلنج ضعیف است و در صورت بریدن شفت گروه تعمیرات باید کل همزن را از سلول خارج و یک همزن دیگر جایگزین آن کنند.کاری که قبلا برای رفع این مشکل انجام شد اضافه کردن گوشه‌های مثلثی بود که این عمل باعث افزایش عمر همزن می‌گردد.

در ادامه تاثیر عملکرد همزن‌ها برکارایی مدار فلوتاسیون مورد بررسی قرار گرفت. به دلیل اینکه سلول‌های کارخانه پرعیارکنی یک از نوع جریان باز هستند (شکل ۶) بدین معنی که پایین سلول ها به هم راه دارد اگر در یک سلول تلاطم مشاهده شود این تلاطم بر روی سلول‌های قبل و بعد نیز تاثیر می‌گذارد پیامد این تلاطم‌ها راهیابی پالپ به ناو کنسانتره خواهد بود.

همچنین دلایل عملکرد نامناسب همزن‌های سلول‌های فلوتاسیون نیز بررسی شد. از جمله این دلایل می‌توان به فاصله نامناسب بین بخش متحرک و ثابت همزن اشاره کرد که پیامد آن آسیب رساندن به بخش ثابت و متحرک همزن می‌شود(شکل ۷).

بخش ثابت همزن از ۲ قطعه تشکیل شده است که این دو قطعه توسط بست به هم متصل می‌گردند در صورت اتصال ضعیف، این بست‌ها باز شده و در این صورت فاصله بین بخش ثابت و متحرک زیاد می‌شود‌ (شکل ۸).

سایش شدید تیغه‌های همزن(شکل ۱۰) باعث ایجاد حباب‌های درشت و تلاطم در سلول میگردد. به منظور کاهش ساییدگی تیغه‌های همزن می‌توان به کنترل کردن هیدروسیکلون‌های اولیه برای کاهش ورود ذرات درشت به سلول‌های پرعیارکنی اولیه، باز و بسته کردن دوره‌ای شیرهای نیزه‌ای، شستن سلول‌ها برای خارج کردن ذرات درشت،  تعویض دوره‌ای جهت چرخش همزن برای افزایش عمر اشاره کرد.

همچنین ته‌نشین شدن ذرات در سلول، کف کاذب را از بین میبرد(شکل ۱۱). در نتیجه جریان های منظم‌چرخشی از حالت استاندارد خود فاصله میگیرد و این عمل باعث راهیابی پالپ به ناو کنسانتره میگردد.

یکی دیگر از مشکلات، سایش یک‌طرفه همزن‌ها می‌باشدکه تعویض جهت چرخش همزن‌ها طبق طراحی اولیه کارخانه برای بخش پرعیارکنی اولیه هرهفته یکبار و برای بخش شستشو هردوهفته یکبار در نظرگرفته شده است. این عمل باعث جلوگیری از سایش یک‌طرفه همزن و افزایش عمر آن می‌شود.