این جلسه در مورخه ۳۱ فروردین ۱۴۰۲ برگزار شد و به بررسی یکی از مهم ترین مشکلات فیلترهای نواری خلأ که باعث افزایش رطوبت و توقفات بیشتر خطوط ۵، ۶ و ۷ می‌شود پرداخته شد.

در ابتدا مدار فیلتر نواری در این خطوط از ۳ فیلتر نواری استفاده می‌شود که طبق طراحی ۲ فیلتر نواری در حال کار و یکی آماده به کار می‌باشد.

 در ابتدا به معرفی اجزای کلی فیلترهای نواری پرداخه شد که اعم از نوار لاستیکی، پارچه فیلتر به عنوان واسطه فیلتراسیون، مقسم خوراک‌دهی که نقش آن خوراک‌دهی یکنواخت روی پارچه فیلتر می‌باشد. یکنواخت کننده‌ها که نقش پخش کردن و یکنواختی بار روی پارچه فیلتر را دارند. لوله های جمع آوری آب و هوا که نقش انتقال آب فیلتریت به تانک‌های خلأ را بر عهده دارند. تانک‌های خلأ نقش جدایش آب و هوا را برعهده دارند و پمپ‌های خلأ که وظیفه تامین نیروی مکش را بر عهده دارند(شکل۱).

شکل ۱: اجزای کلی فیلترهای نواری 

از دیگر اجزای بسیار مهم فیلترهای نواری جعبه خلأ می باشد که وظیفه انتقال نیروی مکش به زیر پارچه فیلتر می‌باشد. جعبه خلأ ثابت و نوار لاستکی در حال حرکت می‌باشد برای جلوگیری از نشت هوا و سایش و آسیب به نوار لاستکی از نوار اصطکاکی به صورت متحرک همزمان با نوار لاستیکی و صفحه تفلونی به صورت ثابت روی جعبه خلأ استفاده می‌شود(شکل۲).

شکل ۲: موقعیت و اجزای جعبه خلأ

از سوراخ‌‌‌های مکش آن برای انتقال نیروی مکش به زیر واسطه و انتقال آب فیلتریت به تانک ‌‌های خلأ استفاده می‌شود. این سوراخ ‌ها به جعبه خلأ با د‌هانه ۴ سانتی‌متر متصل هستند و قطر سوراخ‌ها ۱-۲ سانتی‌متر است. برای رسیدن به رطوبت بهینه کیک و مکش حداکــثری، سوراخ‌‌‌های مکش باید درون د‌هانه جعبه خلأ قرار گیرند. از آنجایی که قطر سوراخ ‌های مکش یکسان نیست و در یک راستا قرار ندارند، با انحراف نوار لاستیکی، سوراخ‌های مکش مسدود شده و آبگیری به درستی صورت نمی‌گیرد (شکل۳).

شکل ۳:وضعیت سوراخ‌های مکش نوار لاستیکی

از دیگر مشکلات در یک راستا نبودن سوراخ های مکش، عبور  ذرات کوچک تر از ۵۰میکرون کنسانتره از روزنه پارچه فیلتر و رسوب ذرات بر صفحات تفلونی می‌باشد که این موضوع باعث سایش شدید صفحه تفلونی می‌شود که در نتیجه نشت هوا از جوانب جعبع خلأ و افزایش رطوبت را به دنبال دارد(شکل ۴).

شکل۴: سایش شدید صفحات تفلونی در اثر ورود ذرات ریز کنسانتره

به همین منظور وضعیت نوار های لاستیکی خطوط ۶ و۷ که وضعیت بدتری داشتند مورد بررسی قرار گرفت بدین ترتیب که در سه اندازه در مقاطع فرد هر فیلترفاصله سوراخ‌های مکش تا لبه نوار لاستیکی اندازه گیری شد(شکل۵).

شکل۵: اندازه گیری فواصل سوراخ‌های مکش تا لبه نوار لاستیکی

در نموار زیر وضعیت نوار لاستیکی مربوط به فیلتر ۲ از خط ۶ می باشد که  د ترین حالت را در بین نوار  دارند که در برخی نقاط اختلاف ۶ سانتی متری دارد(شکل۶).

شکل۶: وضعیت سوراخ های مکش فیلتر ۲ از خط ۶

از دیگر مشکلات مورد بررسی تفاوت در فواصل نوارهای لاستیکی با وجود تشابه خطوط است که باعث دشواری راهبری فیلتر توسط مراقبتکار‌ها و آسیب به اجزای فیلتر در صورت انحراف می باشد(شکل۷).

شکل ۷: وضعیت فیلتر ۲  از خط ۷

سه راه حل برای حل در یک راستا نبودن و حل این مشکل وجود دارد که به شرح زیر است:

• تعویض نوار لاستیکی که این مورد با سه چالش توقف ۲ ماهه، تعداد محدود نوار در انبار و کمبود نیروی تعمیراتی رو به رو است.
• استفاده از خمیر نوار نقاله برای پرکردن و سوراخ کاری مجدد که این مورد برای یک متر از نوار اجرا شد(شکل ۸) تا استحکام آن در حین کارکرد بررسی شود که در نتیجه بعد از دوماه بررسی های انجام شد که استحکام خوبی دارد.
• استفاده کم تر فیلتری که وضعیت بدتری دارند و استفاده به صورت آماده به کار.
•   شکل۸: پرکردن سوراخ های مکش جهت ارزیابی استحکام آن 

این جلسه در مورخه ۲۶ آبان برگزار شد به بررسی مشکلات افزایش رطوبت محصول فیلترهای نواری و بهینه‌سازی زمانبندی تانک های خلأ پرداخته شد.

خطوط تولید کنسانتره ۵، ۶ و ۷ شرکت معدنی و صنعتی گل‌گهر موازی و مشابه هستند که در هر خط از سه فیلتر نواری خلأ برای آبگیری از کنسانتره با ظرفیت ۲۹۰ تن بر ساعت استفاده می‌شود. دو فیلتر در حال کار و دیگری آماده‌به‌کار است. خوراک فیلترهای نواری از جداکننده مغناطیسی مرحله آبگیری با درصد جامد ۵۵ (طبق طرح اولیه) با سه پمپ مجزا تأمین می‌شود. هدف در فیلترهای نواری رساندن رطوبت کنسانتره به ۸ درصد است تا برای عملکرد بهینه HPGR (جهت افزایش عدد بلین مدنظر کارخانه گندله‌سازی) مناسب باشد. چون آب فیلتریت دارای ذرات ریزتر از روزنه پارچه فیلتر است، به مرحله فلوتاسیون باز می‌گردد. شکل ۱ شمای کلی از مدار فیلتراسیون را در یک خط تولید نشان می‌دهد.

شکل۱: مدار فیلتزسیون خطوط ۶،۵و۷

طبق شکل ۱ از ۵ تانک خلأ برای جداسازی آب‌ و هوای جمع‌آوری‌شده از زیر نوارها به‌صورت گسسته استفاده می‌شود. هر یک از این تانک‌ها وظیفه جدایش آب‌ و هوا از ۳ تا ۴ مقطع از فیلتر نواری را برعهده دارند. دو تانک اول بزرگ‌تر و دو تانک بعدی به دلیل آب انتقالی کمتر قطر کوچک‌تری دارند. ۴ تانک‌ متصل به لوله جمع‌آوری اصلی (محل جمع‌آوری آب‌ و هوا از پالپ) و یک تانک متصل به پمپ خلأ است و نقش آبگیری در صورت بروز مشکل در هر یک از تانک‌ها را برعهده دارد(شکل۲).

شکل۲: نمایی از مقاطع و لوله اصلی جمع آوری آب و هوا

تانک دارای دو بخش است که توسط دریچه خلأ از هم جدا می‌شوند؛ آب‌ و هوای جمع‌آوری‌شده به طور پیوسته به بخش اول وارد می‌شود که در این حالت شیر خلأ بسته است. برای اینکه آب وارد بخش دوم شود باید فشار بخش اول و دوم برابر شود؛ که در این حالت شیر خلأ باز می‌شود. برای خارج شدن کامل آب از تانک، فشار بخش دوم باید با فشار اتمسفر برابر شود؛ که در این حالت شیر اتمسفر باز و شیر خلأ بسته می‌شود و آب درون تانک تخلیه می‌شود. از طرفی هوا نیز توسط پمپ خلأ از طریق لوله سرتاسری و متصل به پمپ خارج می‌شود. شکل ۳ اجزای این تانک‌ها را نشان می‌دهد.

شکل۳: تانک خلأ و اجزای آن

یکی از مشکلات زمان‌بندی تانک‌های خلأ، افت مکش و نشت هوا در زمان باز و بسته‌شدن هم‌زمان شیرهای خلأ و اتمسفر در هر ۴ تانک خلأ است که موجب افزایش تعمیرات در دریچه‌ها و شیرهای پنوماتیکی شده است. پیش از انجام این تحقیق، زمان‌بندی شیر‌های خلأ و اتمسفر به ترتیب ۲۵ و ۱۵ ثانیه بود. ازآنجایی‌که مقدار آب انتقالی به تانک‌ها از ابتدا تا انتها متفاوت است، نباید با هم باز و بسته شوند. همچنین، باید از حداکثر فضای در طبقات تانک‌ها استفاده شود تا از نشتی هوا بین باز و بسته‌شدن‌های مکرر شیر‌های پنوماتیکی جلوگیری شود(شکل ۴).

شکل۴: نقاط مختلف نشتی در نقاط مختلف تانک خلآ و افت مکش

به‌منظور آگاهی از مقدار آب انتقالی به هر یک از تانک‌های خلأ در شرایط عملیاتی مختلف شامل دور پمپ خوراک‌دهی، سرعت نوار و تناژ ورودی، از ابتدا و انتهای مقاطع مختلف مربوط به هر تانک طی بازه ۱۵ دقیقه‌ای، ۵ نمونه در هر نوبت گرفته شد و درصد جامد ورودی و رطوبت کیک در این مقاطع اندازه‌گیری شد. شکل۵ نقاط نمونه‌گیری را نشان می‌دهد.

شکل۵: نقاط نمونه‌گیری از فیلترها

بر اساس نتایج رطوبت سنجی، درصد جامد ورودی، تناژ ورودی و تناژ تولیدی فیلتر، مقدار آب انتقالی به هر تانک خلأ محاسبه شد. در نتیجه  با داشتن ابعاد تانک‌های خلأ، حجم طبقه بالایی تانک قبل از ورودی تانک و زمان آبگیری هر مقطع، زمان‌بندی تانک‌ها با توجه ‌به شرایط مختلف طبق جدول ۱ به دست آمد.

جدول ۱: زمان‌بندی بدست آمده در شرایط فعلی

از آنجایی که شرایط مدار و خوراک ورودی متغیر است، باید بدترین حالت یعنی پایین‌ترین درصد جامد (آب انتقالی بیشتر به تانک) و کمترین زمان به‌دست‌آمده را به عنوان زمان بهینه در نظر گرفت که برای تانک‌های ۱ تا۴ به ترتیب ۷۲، ۱۹۳، ۳۶۱ و ۱۰۴۹ ثانیه به دست آمد. از طرفی، درصد جامد ورودی طبق طرح اولیه باید ۵۵ باشد، در نتیجه زمان باز شدن شیر خلأ با این درصد جامد طبق جدول ۲ دست آمد.

جدول۲: زمان‌بندی بدست آمده برای شرایط طرح اولیه (درصد جامد: ۵۵)

با توجه به شرایط فعلی کارخانه، تغییر زمان‌بندی تمام تانک‌ها امکانپذیر نیست، در نتیجه با توجه نتایج به‌دست آمده و اهمیت زمان‌بندی تانک اول به دلیل بیش‌ترین مقدار آب منتقل شده به این تانک، زمان‌بندی شیرهای خلأ و اتمسفر به ترتیب از ۲۵-۱۵ به ۴۰-۲۰ ثانیه تغییر داده شد. نمونه‌گیری برای رطوبت‌سنجی کیک نهایی در بازه‌های زمانی ۱۵ دقیقه‌ای، قبل و پس از تغییرات انجام شد. جدول ۳ میانگین رطوبت را قبل و پس از تغییرات نشان می‌دهد.

جدول۳: نتایج رطوبت‌سنجی قبل و پس از تغییر زمان‌بندی تانک‌ خلأ ۱

  نتیجه‌گیری و جمع‌بندی

• از مهم‌ ترین مشکلات فیلتر‌های نواری و افت مکش نشتی هوا در نقاط مخلتف به ویژه تانک‌های خلأ می باشد.
• برای دستیابی به زمان بندی بهینه تانک های خلأ،  در شرایط مختلف از مقاطع مختلف نمونه گیری شد و مقدار آب انتقالی به هر تانک مشخص گردید.
• زمان بندی شیر‌های خلأ و اتمسفر به ترتیب از ۲۵-۱۵ به ۴۰-۲۰ ثانیه تغییر داده شد و برای تمامی خطوط کاهش رطوبت را بعد از تغییر شاهد بودیم و بیشترین تغییر ۰/۷۷ درصد  کاهش رطوبت بود.
• میزان باز و بسته شدن شیرهای خلأ و اتمسفر  و دریچه‌های یک تانک بعد از تغییر  به ترتیب ۱۲۹۶ و ۱۴۴۰ بار  در روز کاهش یافت.
• انجام عملیات کامیون چک توسط واحد برق به دلیل بهبود رطوبت کیک سریع تر و به سهولت انجام می گیرد.

در این جلسه که مورخ ۸ اردیبهشت ۱۴۰۱ برگزار شد و به بازرسی فرآیندی و بررسی حلقه‌های کنترلی تیکنر‌های باطله خطوط ۶،۵ و ۷ شرکت معدنی و صنعتی گل‌گهر پرداخته شد.

انواع سیستم‌های کنترلی در تیکنرها

باتوجه‌به پیشرفت روزافزون تکنولوژی و به‌وجودآمدن صحنه رقابت بین صنایع و نیز تغییرات سریع شرایط اقتصادی، کنترل و خودکارسازی فرآیندها در کارخانه‌های فرآوری مواد معدنی اهمیت بسیار ویژه­ای یافته است. هدف از کنترل فرآیند­ها، افزایش کیفیت، بازیابی، بهینه­سازی و کاهش هزینه است. هدف اصلی کنترل، پایدار کردن سیستم در مقابل اخلال­ها می­باشد. کنترلی که با این هدف کار می­کند، به‌عنوان کنترل پایدارساز یا تنظیم‌کننده نامیده می­شود. سیستم‌های متداولی که در تیکنر ها مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتنداز:

• کنترل خط گل به وسیله میزان فلوکولانت

این حلقه جزء حلقه‌های ابتدایی برای هر تیکنر، خصوصاً تیکنرهای نرخ بالا می‌باشد. ارتفاع گل یکی از مؤلفه‌های مهم در راهبری صحیح تیکنر است که باید به‌صورت پیوسته کنترل شود. اگر ارتفاع گل از حد مشخصی بالاتر باشد، موجب می‌شود که ذرات جامد به آب سرریز راه پیدا کرده و آب سرریز کدر شود. به همین دلیل، در تیکنرها ارتفاع گل به‌صورت پیوسته اندازه‌گیری شده و امروزه در بسیاری از کارخانه­های فرآوری ارتفاع گل به‌صورت خودکار با تغییر دور پمپ فلوکولانت کنترل می‌شود. هرچه ارتفاع بستر گل در تیکنر بیشتر باشد، آب محبوس شده از بین لخته‌ها بیشتر خارج‌شده و باعث افزایش درصد جامد ته ریز تیکنر و در نتیجه افزایش آبگیری می‌شود. البته این بستر باید در محدوده توان پاروهای تیکنر برای انتقال گل به مرکز تیکنر باشد.

• تنظیم کدورت آب سرریز به وسیله میزان فلوکولانت

هدف از ته‌نشینی در تیکنر، به‌دست‌آوردن آب شفاف در سرریز و پالپی با غلظت بالا در ته‌ریز می‌باشد. برای این که ذرات جامد به کانال سرریز راه پیدا نکند، باید عملکرد تیکنر به‌گونه‌ای باشد که سرعت روبه‌بالای آب از سرعت رو به پایین کوچک‌ترین ذرات جامد نیز کمتر باشد. موفقیت در این هدف بستگی به عواملی مانند قطر تیکنر، چاهک خوراک‌دهی، نحوه آماده‌سازی و اضافه‌کردن فلوکولانت و… دارد. در نتیجه در تیکنر‌ها علاوه بر دانسیته ته‌ریز، میزان کدورت سرریز نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. به دلیل اهمیت شفافیت آب سرریز از دستگاه کدورت سنج برای اندازه‌گیری پیوسته میزان کدورت آب سرریز تیکنر استفاده می‌شود. این حلقه در تیکنر‌هایی که شفافیت آب بسیار حائز اهمیت است استفاده می‌شود. شکل۱ نمونه ای از حسگر نوری اندازه گیری کدورت را نشان می دهد.

شکل۱: حسگر کدورت سنج

میزان دانسیته ته‌ریز تیکنر به‌وسیله دور پمپ

حلقه کنترل دانسیته ته‎ریز با میزان بازشدگی شیر ته‌ریز یا دورپمپ نظر گرفته می‌شود. بدین ترتیب که نقطه مطلوب دانسیته ته‌ریز تعریف شده و اگر دانسیته اندازه‌گیری شده با مقادیر نمایش‌داده‌شده کمتر از نقطه مطلوب باشد، میزان بازشدگی شیر ته‌ریز کاهش داده شده و بالعکس. این عمل تا زمانی که دانسیته ته‌ریز به نقطه مطلوب برسد ادامه پیدا می­کند. بازرسی فرآیندی نشان می‌دهد که یکی از مهم‌ترین چالش‌هایی که می‌تواند عملکرد این حلقه را تحت‌تأثیر بگذارد، خصوصیات و ماهیت خوراک ورودی به تیکنر و زمان مرده است. این حلثه کنترلی با تغییر ماهیت مواد ممکن است منجر به افزایش گشتاور و آسیب به سیستم محرکه پارو شود.

• میزان فشار ته ریز تیکنر به وسیله دور پمپ

باتوجه‌به ثابت بودن ارتفاع تیکنر، فشار وارده در قسمت مخروطی (فشار گل) بیانگر میزان گل موجود در بستر تیکنر است و بنابراین فشار گل ارتباط مستقیمی با دانسیته ته‌ریز دارد. برای کنترل این پارامتر از تغییر در سرعت پمپ‌های ته‌ریز تیکنر یا میزان‌باز بودن شیر کنترلی ته‌ریز تیکنر استفاده می‌شود. این حلقه کنترلی نسبت به حلقه‌های دیگر زمان مرده و نوسان کم تری دارد.

• میزان فشار پارو به وسیله دور پمپ

افزایش میزان گشتاور تیکنر، از علائم افزایش ضخامت گل در آن است. میزان ضخامت گل تشکیل شده در ته‌ریز تیکنر رابطه مستقیم با غلظت پالپ ته‌ریز دارد. زیرا با افزایش ارتفاع گل، آب بیشتری از لایه‌های زیرین آن خارج می‌شود که باعث افزایش درصد جامد ته‌ریز می‌شود. منطق این حلقه بدین ترتیب می¬باشد که نقطه مطلوب گشتاور تعریف شده  است و اگر گشتاور اندازه‌گیری شده کمتر از نقطه مطلوب باشد، میزان بازشدگی شیر ته‌ریز یا دور پمپ کاهش داده شده و بالعکس. این عمل تا زمانی که گشتاور به نقطه مطلوب برسد ادامه پیدا می‌کند. اساسی‌ترین عیب این حلقه، زیاد بودن زمان مرده گشتاور در تیکنرهای با قطر زیاد است.

حلقه کنترلی در تیکنرهای باطله خطوط تولید ۶،۵ و ۷ گل‌گهر

طبق طرح اولیه درصد جامد ته‌ریز تیکنر‌ها با دور پمپ‌ها کنترل می‌شد به‌طوری‌که مسیر هر دو پمپ ته‌ریز به سمت سد باطله یکسان بوده و دانسیته سنج و دبی سنج در این مسیر جهت کنترل تیکنر نصب بود (شکل۲). همان‌طور که پیش‌تر گفته شد چالش این حلقه کنترلی تغییر ماهیت خوراک تیکنر و رسی شدن آن است که باعث می‌شود مواد به‌خوبی ته‌نشین نشده و درصد جامد ته‌ریز کاهش یابد. شکل ۳ شماتیکی از حلقه کنترلی طرح اولیه و تجهیزات ابزار دقیق موجود در تیکنر‌های باطله را نشان می‌دهد.

شکل۲: دانسیته سنج مافوق صوت

شکل ۳: شماتیکی از سیستم کنترلی طرح اولیه و تجهیزات موجود

در حال حاضر مسیر پمپ‌های ته ریز تیکنر‌ها به دلیل عدم استفاده از پمپ آماده کار در صورت هرگونه مشکل در مسیر سد باطله جدا شده است (شکل ۴)، درحالی‌که سیستم‌های ابزار دقیق در یک مسیر نصب است. از طرفی دانسیته سنج از مدار خارج شده و از حلقه دبی سنج و دور پمپ جهت کنترل تیکنر استفاده می‌شود (شکل ۵).

شکل۴: مسیر پمپ ۳ بدون تجهیزات ابزار دقیق

شکل ۵: شماتیکی از سیستم کنترلی فعلی 

چالش مهم این حلقه این است که درصورتی‌که از پمپ و مسیری که تجهیزات ابزار دقیق در مسیر آن نصب نیست استفاده شود هیچ کنترل و اطلاعاتی از ته ریز تیکنر وجود ندارد در نتیجه درصد جامد ته ریز و بازیابی آب کاهش خواهد یافت.

همچنین در نمایشگر محلی و اتاق کنترل فشار روغن گیربکس پارو نیز قابل‌مشاهده است که اگر از محدوده قابل تنظیم بیشتر شود به‌صورت خودکار جهت جلوگیری از آسیب به پارو و سیستم محرکه پارو، بالا آورده می‌شود.

• سیستم کنترلی پیشنهادی برای تیکنرها

با توجه ‌به تجهیزات ابزار دقیق موجود در تیکنر‌ها و حلقه های کنترلی متداول جلقه های کنترلی زیر پیشنهاد می‌شود:

• کالیبراسیون حسگر ارتفاع گل و راه‌اندازی حلقه کنترلی با دور پمپ فلوکولانت که در حال حاضر این حسگر کالیبره نیست و فلوکولانت سازی با غلظت متغیر و با دور پمپ یکسان (حداکثر) به چاهک اضافه می‌شود. لازم به ذکر است باید غلظت ساخت فلوکولانت ثابت بوده و در شرایط مختلف با تغییر دور پمپ کنترل شود.
• راه‌اندازی حلقه کنترلی فشار ته‌ریز و دور پمپ که در حال حاضر از حسگر فشار در ته‌ریز تیکنر استفاده می‌شود که در نمایشگر محلی قابل‌مشاهده است اما در اتاق کنترل هیچ اطلاعاتی از این فشارسنج موجود نیست و عملاً استفاده‌ای از این تجهیز نمی‌شود.

چالش مهم این حلقه این است که فشارهای یکسان برای ارتفاع گل‌های متفاوت است؛ بنابراین لازمه عملکرد صحیح این حلقه، استفاده هم‌زمان از حلقه سطح گل با دور پمپ فلوکولانت است.

شکل ۶ و۷ به ترتیب تجهیزات غیر قابل استفاده در تیکنر و حلقه های پیشنهادی را نشان می دهد.

شکل۶: تجهیزات ابزار دقیق غیر قابل استفاده در تیکنر ها

شکل۷: سیستم های کنترلی پیشنهادی 

خلاصه و جمع بندی

• جهت جلوگیری از کدرشدن آب سرریز، خروجی کفکش زه کشی به چاهک تیکنر منتقل شد.
• مجرای‌های جدید اضافه شدن فلوکولانت در مسیر ورود خوراک به چاهک نصب شد.
• جهت پمپاژمناسب فلوکولانت و جلوگیری از گرفتگی مجراها باید از پمپ‌های مارپیچی استفاده کرد.
• حلقه کنترلی طبق طرح اولیه بر اساس میزان دانسیته ته ریز و تغییر دور پمپ بوده است که در حال حاضر از دبی سنج در مسیر جهت کنترل استفاده می شود.
• به منظور کنترل بهتر تیکنر در شرایط مختلف بایستی تجهیزات ابزار دقیق در هر دو مسیر ته ریز نصب شود.
• با کالیبراسیون تجهیزات ابزار دقیق موجود در خط می توان از حلقه‌های کنترلی متداول در تیکنر‌ها استفاده کرد.

تقدیر و تشکر

از تمامی عزیزان و کارکنانی که ما را در انجام کارها به ویژه مهندس خوش نیت(سرپرست مکانیک گل‌گهر)، مهندس کریمی(سرپرست مکانبک شرکت گهر روش) و مهندی قره داغی(کارشناس فرآیند گل‌گهر) کمال تشکر را داریم.

در این جلسه که مورخ ۲۵ فروردین‌ماه ۱۴۰۱ برگزار شد و به بازرسی فرآیندی تیکنر‌های باطله خطوط ۶،۵ و ۷ شرکت معدنی و صنعتی گل‌گهر پرداخته شد.

در ابتدای جلسه به‌طورکلی به معرفی مدار آبگیری از باطله خطوط ۶،۵ و ۷ پرداخته شد، خوراک تیکنر از باطله مراحل جداکننده مغناطیسی کوبر، رافر و فلوتاسیون (فلوتاسیون معکوس) تشکیل می‌شود، باطله‌ها از مخزن ۸(جمع‌آوری باطله) توسط پمپ‌های گریزازمرکز به چاهک تیکنر خوراک‌دهی می‌شود. مواد پس از ته‌نشینی و رسیدن به درصد جامد مطلوب توسط دو پمپ به سد باطله منتقل می‌شود. از طرفی دیگر آب پس از شفاف شدن به مخزن آب برگشتی جهت تأمین آب مورداستفاده مدار منتقل می‌شود (شکل ۱).

شکل۱: مدار آبگیری خطوط ۶،۵و۷(تیکنر)

تأثیر مقدار و نحوه اضافه‌شدن فلوکولانت

در تیکنر جهت ته‌نشینی مواد با ابعاد مختلف از فلوکولانت استفاده می‌شود، برای لخته‌سازی مؤثر باید فلوکولانت به طور یکسان با ذرات خوراک برخورد کند. طی پژوهش‌های صورت‌گرفته درگذشته جهت افزایش سرعت ته‌نشینی مواد باید فلوکولانت در مسیر و چندمرحله‌ای اضافه شود که در ادامه با یک مثال صنعتی انجام شده توسط مرکز تحقیقات کاشی گر اهمیت این موضوع مشخص شد (شکل ۲).

شکل۲: مـثال موردی تأثیر اضافه کردن فلوکولانت در مسیر

کار انجام شده مربوط به تیکنر باطله کارخانه زغال شویی می باشد که با توجه اینکه خوراک تیکنر از ذرات بسیار ریز تشکیل شده است دستیابی به آب سرریز با شفافیت را بسیار دشوار می‌کند. بدین منظور فلوکولانت در دونقطه از مسیر خوراک و چاهک با درصد ۴۰،۴۰ و ۲۰ درصد که این مورد بسیار مؤثر بوده و ته‌نشینی ذرات به‌خوبی صورت‌گرفته است در نتیجه به درصد جامد ۰٫۱ درصد سرریز رسیده‌اند.

پیشنهاد اضافه‌شدن فلوکولانت در مسیر

مطابق شکل ۳ طبق طرح اولیه فلوکولانت در چهار نقطه در چاهک خوراک‌دهی و دو نقطه در مسیر اضافه می‌شد که در حال حاضر فقط در چهار نقطه اضافه می‌شود.

شکل۳: محل اضافه شدن فلوکولانت طبق طرح و در حال حاضر

از جمله دلایلی که در مسیر خوراک اضافه نمی‌شود آماده‌سازی مناسب فلوکولانت و ایجاد لکه با ابعاد مختلف و تعویض لوله خوراک و درنظرنگرفتن مجرای جدید جهت اضافه‌شدن فلوکولانت می‌باشد. از آنجایی سایز لوله اضافه‌شدن فلوکولانت ۱ اینچ است لکه‌های تشکیل شده در این مجرا رسوب می‌گیرد و لوله مسدود می‌شود (شکل ۴).

پیشنهاد ما جهت رفع گرفتگی استفاده از لوله انعطاف‌پذیر (خرطومی) و قیف جهت آگاهی مراقبتکار از گرفتگی و رفع آن با هوای فشرده و آب پرفشار است که این طرح در مس سرچشمه انجام شده است.

شکل۴: مشکلات گرفتگی مجراهای ورودی فلوکولانت در مسیر

به دلیل اجرای طرح توسعه در ماه‌های آتی درنظرگرفتن مجرا در لولهٔ خوراک تیکنر اجرایی نشد و سه انشعاب جدید از مخزن آماده‌سازی فلوکولانت سوم به‌صورت ثقلی در تیکنر خط ۵ و ۷ و توسط پمپ پیستونی در تیکنر خط ۶ در سه‌نقطه از باکس ورودی چاهک اضافه شد، بدین ترتیب نقاط اضافه‌شدن فلوکولانت از ۴ به ۷ نقطه افزایش یافت (شکل ۵).

شکل۵: سه انشعاب نصب شده در باکس ورودی

شکل ۶ اقدامات صورت‌گرفته توسط واحد تأسیسات و برق‌کشی پمپ پیستونی را در خط ۶ نشان می‌دهد.

شکل۶: اقدامات انجام شده جهت نصب سه انشعاب

در تیکنر ۵ و ۷  به‌صورت ثقلی از مخزن سوم آماده‌سازی و تیکنر خط ۶ هم‌زمان به‌صورت ثقلی و پمپ از مخزن سوم و مخزن پمپاژ فلوکولانت انجام می‌شود. ازآنجایی‌که پمپ نصب شده دبی پایینی دارد پیشنهاد شد از پمپ‌های مارپیچی متداول در فلوکولانت استفاده شود که به همین منظور پمپ غیرقابل‌استفاده در خط ۵ به کارگاه ساخت جهت استفاده مجدد منتقل شد (شکل ۷).

شکل ۷: فلوشیت مسیر های فلوکولانت

ورود مواد با درصد جامد بالا به کانال آب سرریز

از دیگر مشکلات تیکنر در هر سه خط ورود خروجی کف کش زه‌کشی و زیر تیکنر به کانال آب سرریز در خط ۷ و سطح تیکنر در خط ۵ و ۶ بود مکه باعث گل‌آلود شدن آب سرریز شده و مشکلات مختلف در مدار ازجمله گرفتگی روزنه‌های مجراهای شستشو شده بود (شکل ۸).

شکل۸: ورود مواد گل آلود به کانال آب سرریز و سطح تیکنر

که با پیگیری‌های صورت‌گرفته این خروجی در هر سه خط به چاهک خوراک‌دهی منتقل شد (شکل ۹).

شکل۹: انتقال مسیر کفکش به چاهک

در این جلسه که مورخ ۲۷ آبان ماه ۱۴۰۰ برگزار شد به بازرسی فرآیندی تیکنر‌های باطله خطوط ۶،۵و۷ شرکت صنعتی و معدنی گل گهر پرداخته شد.

خطوط ۶،۵و۷ سه خط موازی و مشابه هستند که در انتهای مدارتولید از تیکنر جهت آبگیری باطله و بازیابی آب کارخانه استفاده می‌شود. از آنجایی که کشور ما با بحران کم آبی مواجه است بازیابی آب و برگشت آن به مدار امری ضروری است و باید عملکرد تیکنر ها بهینه باشد.

خوراک تیکنر از باطله مراحل جداکننده مغناطیسی کوبر، رافر و فلوتاسیون تشکیل می‌شود، باطله ها از مخزن۸(جمع آوری باطله) توسط پمپ های گریز از مرکز به چاهک تیکنر خوراک‌دهی می‌شود. مواد پس از ته نشینی و رسیدن به درصد جامد مطلوب توسط دو پمپ گریز از مرکز به سد باطله منتقل می‌شود. از طرفی دیگر آب پس از شفاف شدن به مخزن آب برگشتی جهت تامین آب مورد استفاده مدار منتقل می‌شود (شکل ۱).

شکل۱: مدار آبگیری باطله خطوط ۶،۵و۷

مشخصات کلی تیکنر های باطله به شرح زیر است:

• نوع تیکنر: نرخ بالا (High Rate Thickener)
• قطر: ۲۸ متر
• عمق: ۳/۸ متر
• نرخ خوراک ورودی خشک: حداکثر ۱۵۶ تن بر ساعت
• دانسیته جامد خشک: ۳/۱۸ تن بر متر مکعب
• درصد جامد خوراک: ۶-۴ درصد
• درصد جامد ته ریز: ۵۰ درصد
• شفافیت آب سرریز: حداکثرppm 250
• تعداد پارو:۴(۲ پاروی بلند و ۲پاروی کوچک)
• شیب ته ریز: ۹درجه

سیستم فلوکولانت سازی

از فلوکولانت جهت  لخته سازی و ته نشینی سریع تر مواد در تیکنر استفاده می‌شود. از سه مخزن ۰٫۵ مترمکعبی جهت ساخت وآماده سازی فلوکولانت با غلظت ۰٫۳ درصد استفاده می‌شود. سیستم فلوکولانت سازی از یک مخزن و خوراک دهنده مارپیچی جهت خوراک‌دهی فلوکولانت خشک استفاده می‌گردد. از  آب تمیز جهت آماده سازی فلوکولانت استفاده می‌شود؛ آب به دو صورت مستقیم به مخزن اولیه ورینگ آب( افشانه) به منظور اختلاط بهتر فلوکولانت خشک اضافه می‌شود(شکل ۲).

شکل۲: سیستم فعلی فلوکولانت سازی

طبق طرح اولیه فلوکولانت آماده سازی شده در مخزن سوم توسط دو پمپ دور متغیر در  ۲ نقطه از مسیر و ۴ نقطه  به چاهک تیکنر  با غلظت ۰٫۰۵ درصد رقیق سازی شده و اضافه می‌شود. در مخزن سوم از Level Switch جهت اطلاع از سطح مخزن استفاده می‌شود؛ اگر سطح مخزن کم تر یا بیش تر از محدوده مورد نظر باشد به صورت همبند خوراک دهنده فلوکولانت خشک و شیر کنترلی عمل می کند(شکل ۳).

شکل۳: مدار اضافه شدن فلوکولانت طبق طرح اولیه

در حال حاضر فلوکولانت سازی به صورت دستی انجام می‌شود. فلوکولانت پس از آماده سازی از مخزن سوم به صورت ثقلی وارد مخزن ۳٫۵ متر مکعبی می‌شود و توسط یک پمپ دور ثابت در۴ نقطه اضافه می‌شود. از دو آب تمیز و برگشتی جهت آماده فلوکولانت استفاده می‌شود(شکل ۴).

شکل۴: مدار اضافه شدن فلوکولانت طبق طرح اولیه

لازم به ذکر است در حال حاضر از Level Switch در مخزن پمپ فلوکولانت استفاده نمی‌شود در صورت بالا رفتن سطح مخزن فلوکولانت سرریز می کند.

چاهک خوراک‌دهی

از چاهک خوراک‌دهی جهت گرفتن انرژی پالپ ورودی به تیکنر و اختلاط بهتر پالپ با فلوکولانت در نتیجه ته نشینی بهتر مواد می‌شود. مطابق شکل ۵ در خطوط ۶،۵و۷ از چاهک به قطر ۳ متر و ارتفاع ۲٫۵۴ متر استفاده می‌شود که طبق شکل زیر در چهار نقطه چاهک فلوکولانت اضافه می‌شود.

شکل۵: نمایی از چاهک خوراک‌دهی

مشکلات تیکنر های باطله خطوط ۶،۵و۷

انتقال خروجی کف کش زیر تیکنر به سطح و کانال آب سرریز

در هنگام نمونه گیری از ته ریز تیکنر به دلیل فشار بالای جریان و نشتی پمپ های گریز از مرکز مقدار زیادی گل در زیر تیکنر جمع شده و توسط کف کش وارد سطح تیکنر در خط۵و۶ و کانال آب سرریز در تیکنر خط۷ می‌شود که همین موضوع باعث ورود زیادی گل به سطح تیکنر و کدورت آب سرریز می‌شودشکل(۶).

شکل۶: انتقال خروجی کفکش زیر تیکنر به سطح تیکنر

هدرروی فلوکولانت در نقاط مختلف تیکنر

به دلیل شکسته شدن مخزن پمپ فلوکولانت در خط ۶ در هنگام بالارفتن سطح مخزن مقدار زیادی فلوکولانت از بالای تیکنر هدر رفته در اطراف مخزن می ریزد که باعث راهیابی فلوکولانت به مخزن آب تمیز و سرازیر شدن فلوکولانت از سازه تیکنر می‌شود. از طرفی مجرایی در بالای مخزن  هر سه تیکنر تعبیه شده است که در صورت سرریز کردن مخزن، به سطح تیکنرخط ۶و۷ و کانال آب سرریز خط ۵ منتقل می‌شود شکل(۷).

شکل۷: هدرروی فلوکولانت در نقاط مختلف تیکنر

  انتقال آب خروجی پمپ های خلأ به مخزن تامین آب تمیز

طبق طرح اولیه کارخانه باید از آب تمیز برای پمپ های خلأ استفاده شود که در حال حاضر از آّب فرایند استفاده می‌شود که در صورت راهبری نادرست و گل شدن تیکنر خروجی این پمپ ها توسط یکی از کف کش‌های جمع آوری آب خروجی پمپ ها وارد مخزن آب تمیز می‌شود(شکل۸).

شکل ۸: انتقال خروجی پمپ های خلآ به مخزن آب تمیز

از آنجایی که از آب تمیز برای خنک کاری پمپ ها و جعبه خلأ استفاده می‌شود، برای جلوگیری از ورود آب گل آلود به مخزن آب تمیز و افزایش تعمیرات خروجی کف کش را به مخزن آب برگشتی انتقال داده شد(شکل ۹).

شکل۹: انتقال خروجی پمپ های خلأ از مخزن آب تمیز به مخزن آب برگشتی

نبود شیر نمونه گیری مناسب از خوراک و ته‌ریز تیکنر

جهت ارزیابی عملکرد تیکنر باید از خوراک و ته ریز تیکنر نمونه گیری شود، نبود شیر نمونه گیر در خوراک ورودی و فشار بالای جریان مجرای نمونه گیری در ته ریز تیکنر این کار را با مشکل روبه رو کرده است(شکل۱۰).

شکل۱۰: فشار بالای جریان ته ریز و دشواری نمونه گیری

با تعبیه دریچه ۲۰*۳۰ در بالای تیکنر در بازه یک ماهه از خوراک تیکنر نمونه گیری شد. مشخص شد که تغییرات درصد جامد ورودی و خروجی بسیار متغیر است به طوری که میانگین درصد جامد خوراک و ته ریز ۱۴ و ۴۸ درصد بدست آمد(شکل۱۱و۱۲).

شکل۱۱: تعبیه دریچه بالای چاهک جهت نمونه گیری

شکل۱۲: تغییرات درصد جامد خوراک و ته ریز

نبود تجهیزات جهت اندازه گیری غلظت فلوکولانت

نبود تجهیزات ابزار دقیقی از جمله سطح سنج در مخزن، فلوسوئیچ در مسیر آب، شیر کنترلی آب باعث عدم کنترل بر روی ساخت غلظت ساخت فلوکولانت شده و در صورت قطع شدن آب، مراقبتکار اطلاعی ازقطعی آب نشده و فلوکولانت خشک وارد مخزن آماده سازی اول شده و ایجاد لکه را بر پی خواهد داشت(شکل۱۳).

شکل ۱۳: ایجاد لکه در اثر قطعی آب

لازم ذکر است مراقبتکارها برای آگاهی از قطع شدن آب تمیز از دوش آب و انشعاب آب تمیز استفاده می کنند.

برای آگاهی از غلظت ساخت مخزن اولیه را تخلیه و لکه زدایی جهت اندازه گیری دقیق تر دبی و حجم آب مخزن انجام شد و شیر آب را در حالت متداول ۳۰درصد قرار داده و به مدت ۸ دقیقه (زمان پرشدن مخزن اولیه) از فلوکولانت خشک نمونه گیری و وزن شد، در نهایت در شرایط و فرکانس های مختلف نتایج زیر بدست آمد(شکل۱۴).

شکل ۱۴: تغییرات غلظت در شرایط مختلف

نکته قابل توجه تفاوت میران فلوکولانت خشک در یک فرکانس مشخص است.

رسوب مجرای ریزش فلوکولانت

به دلیل اینکه رینگ آب به صورت دستی تنظیم می‌شود اگر دبی آب از حدی بیشتر یا کمتر باشد باعث لکه در مخزن و مجرای ریزش خواهد شد. مطابق شکل۱۵ دبی بالای رینگ آب موجب پاشش این آب به قسمت بالا شده و داخل مجرا رسوب گرفته است.

شکل۱۵: رسوب مجرای ریزش در اثر تنظسم دستی رینگ آب

خلاصه و جمع بندی

• مشخصات تیکنرهای باطله خطوط ۶،۵و۷ و سیستم ساخت فلوکولانت مورد بررسی قرار گرفت.
• به منظور نمونه‌گیری از خوراک تیکنر، دریچه‌هایی در قسمت بالای چاهک خوراک‌دهی تعبیه شد.
• به طور میانگین درصد جامد خوراک تیکنر نسبت به مقدار طراحی بیشتر و درصد جامد ته‌ریز، کمتر می‌باشد.
• برای جلوگیری از گل‌آلود شدن مخزن آب تمیز و افزایش تعمیرات خروجی پمپ خلأ از مخزن آب تمیز به مخزن آب برگشتی منتقل شد.
• به منظور جلوگیری از کدر شدن آب سرریز بایستی خروجی کف‌کش از کانال آب سرریز به درون لوله خوراک منتقل شود.
• به منظور افزایش کارایی سیستم ساخت فلوکولانت نصب تجهیزات ابزاردقیقی نظیر شیرکنترلی آب و فلوسوئیچ ضروری است.

تشکر و قدردانی

در مسیر استاندارد سازی بخش آبگیری خطوط ۶،۵و۷ افراد زیادی مارا یاری کردند که جا دارد از آن ها تشکر و قدردانی کنیم.