این جلسه در تاریخ 11 مردادماه 1403 برگزار شد که به بررسی، پایش و استاندارسازی پارامترهای تاثیرگذار بر کارآیی پمپهای خلاء و فیلترهای نواری خطوط ۵، ۶ و ۷ پرداخته شد.
در ابتدا مدار فیلتر نواری خطوط ۵، ۶ و ۷ تولید کنسانتره گل گهر معرفی شد. در این خطوط از ۳ فیلتر نواری استفاده میشود که طبق طراحی ۲ فیلتر نواری در حال کار و یکی آماده به کار میباشد.
خوراک دهی فیلترهای نواری از طریق کنسانتره وارده از جداکننده مغناطیسی مرحله آبگیری از طریق سه پمپ گریز از مرکز به صورت مجزا به هر فیلتر انجام میشود.
برای هر فیلتر نواری از یک پمپ خلأ مجزا استفاده میشود که وظیفه ایجاد نیروی مکش را دارد. نحوه کار بدین صورت است که پالپ روی فیلتر نواری خوراک دهی میشود، آبگیری انجام شده و توسط لوله جمع آوری اصلی آب و هوا وارد تانک خلأ که وظیفه جداسازی آب و هوا از یکدیگر را دارد میشود.
به دلیل اینکه امکان دارد ذراتی ریزتر از چشمه پارچه وجود داشته و از روزنه پارچه عبور کند و این ذرات به همراه آب فیلتریت از تانک خلأ خارج میشود در نتیجه، آب فیلتریت از طریق کانال هایی با کف کش به مرحلهی فلوتاسیون برگشت داده میشود. هوای جداشده در پمپ خلأ نیز از طریق اگزوز هایی به هوای اتمسفر منتقل میشود.
محصول فیلتر نواری که همان کیک فیلتر است طبق طراحی با رطوبت ۸ درصد توسط نوار نقاله ابتدا به مخزن خوراک دهی HPGR انتقال یافته و از آنجا برای افزایش بلین محصول راهی HPGR شده و سپس راهی کارخانه گندلهسازی میشود (شکل ۱).
شکل 1: مدار آبگیری کنسانتره خطوط 5، 6 و 7 شرکت معدنی و صنعتی گلگهر
پس از آن به معرفی اجزای کلی فیلترهای نواری پرداخته شد. این اجزا شامل 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 نیز نقش جدایش آب و هوا را برعهده دارند و پمپهای خلأ که وظیفه تامین نیروی مکش را بر عهده دارند(شکل۲).
در جهت تامین فشار منفی (خلأ) از پمپهای خلأ استفاده میشود. مقدار بهینه این فشار ۰/۶- بار طبق طراحی اولیه کارخانه است.
شکل 2: شماتیک و اجزا فیلتر نواری خلاء
پمپ خلاء حلقه آب، دارای پروانه هایی متصل به یک نقطه مرکزی (چشم پمپ) است که در یک بدنه استوانه ای قرار گرفته و به صورت موازی از مرکز به سمت خارج نصب میشوند. ورودی پمپ، سیال است. در این پمپها مانند پمپ های گریزازمرکز، فاصله پروانه تا پوسته با نزدیک شدن به خروجی پمپ، به جهت افزایش فشار سیال، کمتر میشود. گفتنی است که کاهش خروجی مانند پمپ های گریزازمرکز به دلیل شکل پوسته پمپ نیست؛ بلکه به دلیل عدم نصب پروانه در مرکز است. (شکل 3).
شکل 3: شماتیکی از نحوه عملکرد پمپ خلاء
در پمپ خلاء، آب حدود 25 درصد از حجم پوسته پمپ را تشکیل میدهد. آب شکل ظرف را به خود میگیرد و از آن به عنوان پیستون استفاده میشود و باعث تراکم سیال در پمپ میشود. یکی از دلایل استفاده از رینگ آب، بستن روزنه ها جهت جلوگیری از خروج هوای وارد شده به پوسته از روزنه های موجود در پوسته است و به نوعی نقش عایق را ایفا میکند. همچنین، وقتی پروانه پمپ شروع به چرخیدن میکند، آب موجود در پوسته پمپ را به دلیل نیروی گریزازمرکز به دیواره پوسته پرت میکنند و در ناحیه ورودی خلاء ایجاد میشود. با حرکت به سمت خروجی پمپ، به دلیل خارج از مرکز بودن پروانه، هوا و سیال در قسمت خروجی متمرکز شده (افزایش فشار) و از خروجی به بیرون هدایت میشود (شکل 3)
شکل 4: شماتیک پمپ خلاء
مطابق شکل 4 هر پمپ خلأ به طور کلی از یک ورودی و خروجی هوا و آب تشکیل شده است که بخش ورودی به تانک های خلأ و خروجی هوا به یک محفظه جداکننده آب و هوا متصل است؛ از طرفی برای ایجاد حلقه آب و آب بندی پمپ در دو سر پمپ خلأ تزریق میشود و از سمت دیگر با چرخش پروانه ی پمپ آب تزریق شده خارج میشود (شکل۴).
همانگونه که در شکل نیز مشخص است قطعات مختلف پمپ از جمله پروانه پمپ که درون پوسته پمپ قرار میگیرد از طریق درگاه ورودی (port plate) به پوسته ورودی و خروجی متصل میگردد (شکل 5).
شکل 5: اجزای تشکیل دهنده پمپ خلاء
در پمپ های خلاء، بخش هایی هستند که هوای ورودی در آن قسمت ها تجمع میکند. به علت خاصیت شکل پذیری آب و اینکه پروانه در راستای محور مرکزی قرار ندارد، ضخامت لایه (رینگ) آب در قسمت های مختلف پوسته متفاوت است. در شکل 3، مشاهده میشود که در قسمت ورودی هوا، به علت چرخش پروانه، لایه آب به سمت پوسته پمپ متمایل شده و در نتیجه، ضخامت آن کمتر شده و خلاء ایجاد شده است. در اثر این اتفاق، هوا وارد پوسته پمپ میشود. هر چه ضخامت لایه آب کمتر باشد، فشاری که باید هوا را منتقل کند نیز کاهش مییابد. در نتیجه، در ابتدا فشار کم و کمتر خواهد شد. با ادامه جریان سیال (سمت راست شکل 3)، به علت کاهش نیروی گریز از مرکز، ضخامت لایه آب و در نتیجه فشار هوا بیشتر میشود. به طور کلی، میتوان گفت که حجم فضای بین لایه آب و محور پمپ، تعیین کننده میزان فشار هواست.
از جمله چالش های پمپ های خلاء، تأمین آب کافی است. در صورت کمتر بودن آب ورودی برای سیلینگ پمپ، در اثر عدم تشکیل رینگ آب به صورت کامل، پدیده حفره زایی شروع می شود. همچنین در صورت بیشتر بودن آب ورودی به پمپ ها انرژی لازم صرف خارج کردن آب اضافی و همچنان تشکیل نشدن حلقه آب به بهترین شکل میشود. در هر دوی این موارد کاهش مکش مشاهده میشود.
یکی دیگر از نشانه های زیاد بودن آب ورودی به پمپ های خلاء، بیرون زدن ببیش از حد آب از خروجی هوا پمپ (اگزوز) است (شکل 6).
شکل 6: خارج شدن آب از خروجی هوای پمپ خلاء (اگزوز)
در چنین شرایطی برای رفع این مشکل به کمک یک دبی سنج سیار (portable flowmeter) مقادیر آب ورودی به هر پمپ خلاء در چند نوبت اندازه گیری شد (شکل 7). اساس کار این فلومتر بر پایه ارسال امواج فراصوت و تطابق آن با شرایطی که برای دستگاه تعریف شده از جمله جنس و قطر لوله و دانسیته مواد عبوری از آن است. لازم به ذکر است که با توجه به ظرفیت مکش و ابعاد پمپ، مقدار آب مورد نیاز در محدوده 18 تا 22 مترمکعب در ساعت مشخص شده است.
شکل 7: اندازه گیری دبی آب ورودی به پمپ های خلاء توسط دبی سنج سیار
با توجه به مقادیر اندازه گیری شده در 15 نوبت برای پمپ 2 خط 7، مشخص گردید که دبی آب دارای نوسانات بسیار زیاد و همچنین در اکثر مواقع بسیار بالاتر از مقدار بهینه آن است. میانگین دبی بدست آمده در این دوره پایش برابر 4/3 ± 26/7 متر مکعب بر ساعت است (شکل 8).
شکل 8: نمودار تغییرات 15 روزه مقدار آب ورودی به پمپ 2 خط 7
برای حل این مشکل با تثبیت شرایط عملیاتی، آب ورودی به پمپ های خلاء توسط شیر تنظیم قبل از آن برای شرایطی که یک پمپ آماده به کار و دو پمپ در حال کار است کم و زیاد شده است. برای راحتی محاسبه آن ابتدا شیر 100 درصد باز نگه داشته شده و به صورت پله ای هر مرحله 20 درصد کاهش پیدا میکرد. در این زمان پس از گذشت یک مدت زمانی برای تایید کاهش مقدار ان و اعمال تغییرات بر روی فشار مکش و در نتیجه آن رسیدن به مسیر مکش، نمونه گیری ها و ثبت پایش هایی از جمله فشار مکش، دبی آب ورودی، رطوبت کیک فیلتر و ضخامت کیک فیلتر انجام شد (جدول 1).
جدول 1: تغییرات ثبت شده دبی آب ورودی، توانکشی و رطوبت در بازشدگی های متفاوت شیر آب ورودی پمپ
با توجه به اینکه نمونه گیری ها چندین مرتبه و در زمان های متفاوت تکرار شد و نتایج مشابهی بدست آمد، بازشدگی 70 تا 90 درصدی برای شیر آب ورودی به پمپ های خلاء برای رسیدن به مقدار استاندارد 18 تا 22 مترمکعب در ساعت آب ورودی در نظر گرفته شد. همچنین طبق جدول 1 مشاده می شود که در این بازه کمترین رطوبت نیز ثبت شده است.
شکل 9 نیز مکان های نمونه گیری از روی فیلترهای نواری برای رطوبت سنجی و نقاطی در مقسم خوراک برای تعیین درصد جامد مشخض شده است.
شکل 9 : نقاط نمونه گیری دردصد جامد و رطوبت کیک فیلتر
از دیگر مشکلات اساسی موجود در بخش آبگیری کنسانتره خطوط 5، 6 و 7، تنظیم نبودن درصد جامد خوراک فیلترهای نواری است. در شکل 10 تغییراتی از یک دوره پایش 20 روزه درصد جامد خوراک فیلتر 2 خط 7 آورده شده است. همانگونه که مشخص است در اکثر مواقع و شرایطی که بار ورودی به کارخانه در حالت پایدار است، درصد جامد مقدار بالایی است و میانگین این تغییرات برای این دوره پایش 10/8 ± 62/1 ثبت شده است. همانگونه که در ابتدا نیز بیان شد، دردص جامد خوراک فیلترهای نواری طبق طراحی حدداکثر 55 درصد است و در حال حاضر این مقدار رو به بالا گزارش میشود (شکل 10).
شکل 10: نمودار تغییرات 20 روزه درصد جامد خوراک ورودی به فیلترهای نواری
برای حل این مشکل و به استاندارد رساندن مقدار درصد جامد، رقیق سازی از دو مسیر انجام شد. یکی انشعاب آب رقیق ساز موجود بر روی مخزن 07 و دیگری از مسیر انشعاب آب رقیق ساز جداکننده مغناطیسی مرحله آبگیری (دیواترینگ) است (شکل 11).
شکل 11: نقاط افزودن آب رقیق ساز به کنسانتره نهایی (خوراک فیلتر نواری)
در این زمان اندازه گیری درصد جامد از نقاط یاد شده انجام شد. در این حین پایش هایی از جمله سطح مخزن 07، رطوبت کیک فیلتر، ضخامت کیک و فشار مکش ثبت شدند. در زیر میتوان این مقدار را برای یکی از این اندازه گیری ها مشاهده کرد (جدول 2).
در این زمان مشاهده می شود که با کاهش درصد جامد، کاهش رطوبت نیز محسوس است. در زمانی که درصد جامد از 54/8 به 55/2 افزایش داشتیم اما رطوبت همچنان کاهش بوده به علت ایجاد تغییرات کنترلی در راهبری بلت فیلتر توسط اتاق کنترل است.
جدول 2: پایش عملکرد فیلتر نواری در درصد جامد های متفاوت
یکی از مشکلات اصلی در زمان رقیق سازی، محدودیت حجم مخزن 07 است. بطوریکه میتوان مشاهده کرد در تناژهای بالا (معمول) با کاهش جزئی درصد جامد، سرریز مخازن سریعا شروع شده و حتی با افزایش دور پمپ خوراکدهی نیز این مقادیر به راحتی قابل کنترل نیست و فقط با بستن انشعاب رقیق ساز به حالت پایدار بر میگردد.
همین امر موجب شد در وهله اول فقط بتوانیم رقیق سازی را در زمانی انجام دهیم که خوراک ورودی حداکثر 350 تن بر ساعت (طبق طرح اولیه) باشد و شرایط عملیاتی برای کار کردن دو فیلتر و آماده به کار بودن یک فیلتر باشد.
برای حل این مشکل و رقیق سازی در زمان های بیش باردهی، با بررسی های بیشتر مشخص گردید که حجم موثر مخزن 07 در خط 7 به علت نشست مواد درون مخزن کاهش یافته و در حال حاضر فقط از 70 درصد حجم مخزن استفاده میشود ( شکل 12). همچنین علت عمده این نشست موادها علاوه بر تغییرات شدید درصد جامد، خرابی موتور همزن این مخزن است. عدم همزنی در این مخزن با توجه به تغییرات شدید درصد جامد، سریعا باعث نشست یکطرفه مواد در این مخزن شده است.
شکل 12: نشست مواد در مخزن 07 (مخزن خوراک فیلترهای نواری)
برای رفع مشکل یاد شده، در یکی از توقفات مخزن یاد شده تمیز شد و مواد نشسته درون مخزن با همکاری تمام نیروهای خدمات و تعمیرات خارج گردید (شکل 13).
همچنین پیگیری های لازم برای تامین موتور با قدرت مناسب در این بخش انجام شد. در حال حاضر موتور جدید بدست مجموعه نرسیده است و تاکنون برای آن اقدامی انجام نشده است. همچنین پیشنهاد شده است که تا زمان آماده سازی موتور جدید، انشعابات هوای فشرده دور تا دور مخزن تعبیه شود و عملیات همزنی برای این مخزن صورت پذیرد (شکل 13).
شکل 13: سمت راست) موتور معیوب همزن مخزن 07 سمت چپ) تمیز کردن مخزن 07 در توقف کارخانه
از دیگر مشکلات موجود در اثر تغییرات شدید درصد جامد خوراک فیلتر نواری، گرفتن دهانه مقسم خوراک در قسمت پایینی آن است (شکل 14). در این زمان بر ار گرفتگی های بوجود آمده بار بصورت نامنظم و غیر یکنواخت روی فیلتر ریخته می شود با وجود تشکیل حوضچه پالپ همچنان به صورت غیریکنواخت به حرکت خود ادامه میدهد. این مشکل در اثر برخورد پالپ با اولین تیغه یکنخواخت کننده کمی جبران می شود. اما مشکل اصلی در هواکشی و افت فشار بصورت مقطعی در راستای طول فیلتر است. با این وجود کاری که در این قسمت انجام میشود صرف مکش هوا (بجای آب موجود در خوراک) می شود و در نهایت موجب افزایش رطوبت کلی میگردد.
شکل 14: گرفتگی دهانه ورودی مقسم خوراک فیلتر نواری
این جلسه در مورخه ۱۹ بهمن برگزار شد که به بررسی، پایش و استاندارسازی راهبری تیکنرهای باطله و سیستم فلوکولانتسازی خطوط ۵، ۶ و ۷ پرداخته شد.
در ابتدا مدار آبگیری از باطله خطوط ۵، ۶ و ۷ گل گهر معرفی شد. خطوط تولید کنسانتره ۵، ۶ و ۷ موازی و مشابه هستند که در انتهای مدار هر خط، یک تیکنر نرخ بالا با قطر ۲۸ متر جهت آبگیری از باطله وجود دارد. خوراک ورودی تیکنر از جداکنندههای مغناطیسی مرحله پیش پرعیار کنی، پرعیارکنی اولیه و پرعیارکنی نهایی و باطله مرحله فلوتاسیون با درصد جامد ۴ الی ۶ درصد وارد چاهک خوراک دهی میشود. سرریز تیکنر وارد مخزن تامین آب برگشتی شماره ۰۱ (WB01) شده و جهت استفاده در مدار بازگردانده میشود.
ته ریز تیکنر با درصد جامد ۵۰ درصد طبق طرح قدیم به سد باطله راه مییافت اما در طرح توسعه با یک مرحله رقیق سازی با درصد جامد ۱۲ الی ۱۴ درصد وارد تیکنر باطله کارخانه آبگیری شده و که سرریز آن با ورود به ناحیه مخازن تامین آب ۹۵۱ دوباره به مدار بازگردانده شده و ته ریز آن با درصد جامد ۶۵ درصد وارد فیلترهای فشاری ۶ گانه میشود. آب فیلتریت به چاهک خوراک دهی تیکنر مرکزی بازگردانده شده و کیک خروجی آن با رطوبت ۸ تا ۱۵ درصد راهی دپو باطله میشود (شکل ۱).
شکل ۱: مدار آبگیری باطله خطوط ۵، ۶ و ۷ تولید کنسانتره شرکت گلگهر
شرح اجزای تشکبل دهنده سیستم ساخت فلوکولانت در خطوط ۵، ۶ و ۷ از جمله مخزن و قیف خوراکدهی فلوکولانت خشک، مارپیچ و مجرای ریزش فلوکولانت خشک، انشعابات آب موجود برای سیستم ساخت فلوکولانت، مخزن اولیه سهگانه، مخزن ثانویه و پمپ تزریق فلوکولانت مطابق شکل ۲ صورت گرفت.
شکل ۲: اجزای تشکبلدهنده سیستم ساخت فلوکولانت
طبق طرح اولیه سیستم فلوکولانت سازی بدین گونه بوده است که فلوکولانت خشک از مخزن فلوکولانت خشک (قیف ۰/۰۴۵ مترمکعبی) توسط خوراک دهندهی مارپیچی وارد مخازن ۳ گانه به ظرفیت ۱/۵ مترمکعب میشده و بعد از آماده سازی با دو پمپ مارپیچی در ۴ نقطه به چاهک و ۲ نقطه در مسیر اضافه میشده است.
در این سیستم از دو آب آماده سازی برای ساخت فلوکولانت و آب رقیق سازی بدون وجود استاتیک میکسر (مخلوط کننده ثابت) برای افزایش رقت فلوکولانت تزریقی استفاده میشده است.
در این سیستم تجهیزات ابزار دقیقی مثل روتامتر (دبی سنج ثابت) برای کنترل دبی آب، Level switch (کنترل کننده سطح) در بخش سوم ایم مخزن بطوریکه وقتی سطح به بیشینه تعریف شده ( ۸۵ درصد) در داخل مخزن میرسد، به صورت همبند آب آماده ساز و خوراک دهندهی مارپیچی را قطع میکند و همین طور وقتی سطح به کمینه ( L=35% ) میرسد دستور به وصل شدن آب آماده ساز و خوراک دهندهی مارپیچی میداد و همچنین یک سطح پایین دیگر نیز در نظر گرفته شده (۱۵ درصد) که باید با پمپ های تزریق فلوکولانت در یک مدار قرار گیرند. همین طور استاتیک میکسر (مخلوط کننده ثابت) برای افزایش رقت فلوکولانت تزریقی قابل استفاده بوده که طی مرور زمان این تجهیزات به علت عدم دانش کافی و کنترل و نگهداری نامناسب از سیستم حذف شدهاند (شکل ۳).
شکل ۳: شماتیک مدار سیستم ساخت فلوکولانت طبق طراحی اولیه
در طرح فعلی سیستم فلوکولانت سازی، راهبری مقادیر تزریق آب و فلوکولانت در تمامی مراحل به صورت دستی انجام پذیر است و بدین شکل فلوکولانت آمادهسازی شده از طریق تزریق فلوکولانت خشک (قیف ۰/۰۴۵ مترمکعبی) توسط خوراک دهندهی مارپیچی به مخازن ۳ گانه به ظرفیت ۱/۵ مترمکعب و آب آماده سازی که به صورت دستی کنترل میشود ساخته شده و وارد مخزن ثانویه برای ذخیره سازی شده و از آنجا با یک پمپ مارپیجی در ۴ نقطه به چاهک اضافه میشود.
در سیستم فعلی تمامی تجهیزات کنترلی نظیر سطحسنج مخازن، روتامتر و سیستم کنترلی همبند قطع یا وصل عملیات ساخت و تزریق فلوکولانت وجود ندارد و هیچگونه کنترلی در زمینه ساخت و تزریق وجود ندارد. همچنین در سیستم جدید اضافه شدن مخلوط کننده ثابت (استاتیک میکسر) و یک پمپ پشتیبان قابل مشاهده است (شکل ۴).
شکل ۴: شماتیک فعلی مدار سیستم ساخت فلوکولانت
طبق طرح اولیه کارخانه، جهت اختلاط بهتر فلوکولانت با پالپ ورودی، فلوکولانت در دو نقطه از مسیر، به خوراک اضافه میشده است که با تغییر بخشی از لوله ۲۴ اینچی خوراکدهی، مجرایی جهت اضافه شدن فلوکولانت در مسیر ایجاد نشده است و نقاط یاد شده قابل استفاده نیست.
جهت بهبود عملکرد تیکنر و جلوگیری از کدورت سرریز تیکنر، تعداد نقاط اضافه شدن فلوکولانت افزایش یافت. به همین منظور، سه نقطه قبل از ورود مواد به چاهک در دهانه ورود چاهکاضافه گردید. (شکل ۵)
شکل ۵: موقعیت نقاط تزریق فلوکولانت به خوراک ورودی تیکنر
برای تامین فلوکولانت آمادهسازی برای نقاط جدید تعبیه شده، در ایتدا یک انشعاب ثقلی مستقیما از بخش سوم مخزن اول وارد مسیر این سه نقطه می شد. با وجود پمپ ثانویه (پشتیبان) در خط ۶، فلوکولانت این تقاط مستقیما از این پمپ تامین می شد (شکل ۶).
شکل ۶: طرح اولیه و نهایی تأمین انشعاب فلوکولانت مورد نیاز نقاط جدید تزریق فلوکلانت خط ۶
با توجه به عدم رقیقسازی فلوکولانت آماده سازی در هنگام تزریق از انشعاب ثقلی بخش سوم مخزن اولیه یا مستقیما از پمپ پشتیبان، پس از نصب پمپ دوم در خط ۵، مسیر انشعاب مستقیم پمپ دوم با تغییر و قرار گرفتن در مسیر پمپ اول و قبل از استاتیک میکسر، اصلاح گردید (شکل ۷).
شکل ۷: طرح اولیه و نهایی تأمین انشعاب فلوکولانت مورد نیاز نقاط جدید تزریق فلوکلانت خط ۵
پس از افزودن مخزن ثانویه ساخت (ذخیرهسازی) فلوکولانت در جهت کنترل سطح این مخزن، از یک حسگر گلابی (level switch) استفاده میشد. این قطع کن جریان با مارپیچ تزریق فلوکولانت خشک و آب آمادهساز به صورت همبند قابل استفاده بوده است. پس از گذشن زمان و عدم استفاده از تجهیزات کنترلی ساخت فلوکولانت، این حسگر نیز از دسترس خارج شده و دیگر کاربردی ندارد.
به همین منظور یک انشعاب برای سرریز این مخزن در نظر گرفته شد. در ابتدا سرریز این مخزن توسط یک لوله با نزدیکی کانال آب سرریز تیکنر ریخته میشد و به همراه آب سرریز وارد مخازن تامین آب شده و از آنجا به سایز تجهیزات خط وارد شده و آسیبهایی را به همراه داشته است.
پس از بررسیهای بیشتر، در جهت استفاده بهتر از فلوکولانت آمادهسازی شده (رقیقسازی انجام نشده) با توجه به ارتفاع مخزن و موقعیت چاهک خوراکدهی تیکنر، این مسیر اصلاح شد و با افزایش طول لوله مستقیما به چاهک اضافه میشود (شکل ۸).
شکل ۸: تصحیح موقعیت سرریز تانک ثانویه ساخت فلوکولانت
۱) حسگر گلابی معیوب ۲) سرریز در کانال آب بازیابی شده ۳) افزایش طول لوله و ریزش در نزدیکی تیغههای جداکننده کف و کانال آب سرریز ۴) افزایش طول لوله و انتقال مستقیم انشعاب ثقلی به مرکز چاهک خوراکدهی
در جهت ساخت فلوکولانت طبق شرایط بهینه طراحی شده و یا اصلاح مقادیر یاد شده با توجه به نغییرات کنونی در وضعیت خوراک و شرایط تیکنرها نیازمند دانستن مقادیر دقیق اضافه شدن آب و فلوکولانت خشک برای ساخت فلوکولانت هستیم. در همین جهت و به منظور استاندارسازی راهبری سیستم ساخت فلوکولانت، نصب کنتورهای آب بر روی مسیر انشعاب آب آمادهساز انجام شد (شکل ۹).
با تعیین موقعیت صحیح نصب کنتور، اصلاح مسیر انشعاب آب تمیز (مخزن ۹۵۱) و آب پشتیبان ساخت (مخزن ۰۳) در خط ۷ و پس آن نصب کنتور در موقعیت جدید در هر سه خط صورت گرفت (شکل ۱۰).
شکل ۹: نصب کنتور آب بر روی مسیر آب آمادهساز فلوکولانت خط ۷
الف) قبل از نصب کنتور ب) نصب در موقعیت اول ج) موقعیت صحیح و نهایی نصب کنتور
شکل ۱۰: نصب کنتور آب بر روی مسیر آب آمادهساز فلوکولانت خط ۶
سمت راست) قبل از نصب سمت چپ) نصب در موقعیت صحیح و نهایی
پس ازنصب کنتورها در موقعیت صحیح اندازهگیری مقادیر آب ورودی ساخت و تزریق فلوکولانت خشک در زمانهای مختلف انجام شد. اندازه گیری مقدار آب با کنتور نصب شده (دقت اندازه گیری ۰٫۰۰۰۱) و همچنین اندازهگیری اب با ظرفی با حجم معیین جهت تایید صحت اندازهگیری ها صورت میگیرد. اندازه گیری مقدار فلوکولانت خشک نیز با توجه به متغییر بودن دور مارپیچ تزریق فلوکولانت، در فرکانس های مختلف دور موتور و وزن کردن مقادیر در زمان مشخص صورت گرفته است (شکل ۱۱).
شکل ۱۱: انجام اندازهگیری مقادیر فلوکولانت خشک و مقدار آب آمادهساز عبوری جهت ساخت فلوکولانت
جدول زیر مقادیر اندازهگیری شده به صورت دستی طی چندین مرحله در شرایط پایدار تیکنر و حالتهای مختلف تزریق فلوکولانت خشک و آب را نشان میدهد.
جدول ۱: مقادیر اندازهگیری شده نرخ تزریق آب آمادهساز، نزخ تزریق فلوکولانت خشک و غلظت ساخت
با توجه به تفاوتهایی که در خوراک ورودی به تیکنر از جمله تغییر نوع بار ورودی، تغییر درصد جامد و تناژ وروردی کنونی و همچنین نوع فلوکولانت استفاده شده در جهت تعیین مقادیر بهینه ساخت و تزریق فلوکولانت در طرح اولیه، نیازمند مشخص کردن یک مقدار بهینه مصرف آب و فلوکولانت در جهت ساخت و تزریق و همچنین مقدار رقیقسازی با توجه به تغییرات فعلی هستیم.
محسوسترین و تاثیرگذارترین تغییر، مربوط به تغییرات درصد جامد است. در شکل زیر نمودار تغییرات اندازهگیری شده درصد جامد طی ۳۰ روز قابل مشاهده است. میانگین تغییرات ۱۲/۶ درصد و کمترین و بیشترین مقدار به ترتیب ۶ و ۲۰ درصد است.
شکل ۱۲: نمودار تغییرات درصد جامد خوراک ورودی به تیکنر در طول مدت ۳۰ روز
همچنین میانگین تغییرات روزانه تناژ خشک ورودی به تیکنر معادل ۱۶۰ تن بر ساعت بوده و با توجه به نزدیکی این مقدار به طرح اولیه (حداکثر ۱۵۶ تن در ساعت) از این عامل در تعیین مقادیر صرف نظر میشود.
در این زمان با در نظر گرفتن تغییرات موجود در خوراک ورودی (درصد جامد) تست های تهنشینی در درصد جامد ۱۲ برای تعیین مقدار بهینه در این درصد جامد با مقادیر مختلف مصرف فلوکولانت خشک (گرم بر تن) و غلظت (درصد) انجام شد.
با تحلیل و مقایسه نتایج بدست امده از آزمایش تهنشینی، غلظت ۰/۱۵ درصد و مقدار ۳۰ گم بر تن مصرف فلوکولانت خشک بهترین مقدار تعیین شد. همچنین با تطبیق این شزایط با حجم مخازن و دبی خروجی و ورودی با مخازن، مقدار تزریق محلول آمادهسازی شده به تیکنر معادل ۳۲۰۰ لیتر درساعت محاسبه گردید.
جدول ۲: مقادیر بهینه ساخت فلوکولانت طبق طرح اولیه، نتایج آزمایشهای تهنشینی و مقادیر اندازهگیری شده به صورت دستی
از دیگر اقدامات صورت گرفته، می توان به استفاده از مخلوطکنندههای ثابت (استاتیک میکسر) در هر سه خط است. استاتیک میکسرهای موجود در این خطوط پس از ۴ سال برای اولین بار تمیز شدند و با اندازهگیری دستی دبی آب ورودی از انشعاب موجود (حداکثر ۴۰۰۰ لیتر در ساعت) مشخص گردید که قابلیت رقیقسازی محلول آمادهسازی شده تا ۲ برابر وجود دارد. در همین راستا آموزش مراقبتکاران در جهت استفاده صحیح از این تجهیز و اهمیت باز بودن شیر در حالت ۱۰۰ درصد، استفاده از این تجهیز به صورت استاندارد در دستور کار قرار گرفت (شکل ۱۳).
شکل ۱۳: سمت راست) باز کردن و شستشو استاتیک میکسر خط ۷ ب) تنطیم آب رقیقساز (قبل از استاتیک میکسر) در حالت بازشدگی صد درصدی
این جلسه در مورخه ۱۸ آبان برگزار شد که به بررسی، پایش و استاندارسازی تعدادی از تجهیزات فیلتر های نواری خلأ مورد استفاده در بخش آبگیری کنسانتره خطوط ۵، ۶ و ۷ پرداخته شد.
در ابتدا مدار فیلتر نواری خطوط ۵، ۶ و ۷ تولید کنسانتره گل گهر معرفی شد. در این خطوط از ۳ فیلتر نواری استفاده میشود که طبق طراحی ۲ فیلتر نواری در حال کار و یکی آماده به کار میباشد.
خوراک دهی فیلترهای نواری از طریق کنسانتره وارده از جداکننده مغناطیسی مرحله آبگیری از طریق سه پمپ گریز از مرکز به صورت مجزا به هر فیلتر انجام میشود.
برای هر فیلتر نواری از یک پمپ خلأ مجزا استفاده میشود که وظیفه ایجاد نیروی مکش را دارد. نحوه کار بدین صورت است که پالپ روی فیلتر نواری خوراک دهی میشود، آبگیری انجام شده و توسط لوله جمع آوری اصلی آب و هوا وارد تانک خلأ که وظیفه جداسازی آب و هوا از یکدیگر را دارد میشود.
به دلیل اینکه امکان دارد ذراتی ریزتر از چشمه پارچه وجود داشته و از روزنه پارچه عبور کند و این ذرات به همراه آب فیلتریت از تانک خلأ خارج میشود در نتیجه، آب فیلتریت از طریق کانال هایی با کف کش به مرحلهی فلوتاسیون برگشت داده میشود. هوای جداشده در پمپ خلأ نیز از طریق اگزوز هایی به هوای اتمسفر منتقل میشود.
محصول فیلتر نواری که همان کیک فیلتر است طبق طراحی با رطوبت ۸ درصد توسط نوار نقاله ابتدا به مخزن خوراک دهی HPGR انتقال یافته و از آنجا برای افزایش بلین محصول راهی HPGR شده و سپس راهی کارخانه گندلهسازی میشود (شکل ۱).
شکل ۱: نمایی از مدار آبگیری کنسانتره خطوط ۵، ۶ و ۷
پس از آن به معرفی اجزای کلی فیلترهای نواری پرداخته شد. این اجزا شامل 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 نیز نقش جدایش آب و هوا را برعهده دارند و پمپهای خلأ که وظیفه تامین نیروی مکش را بر عهده دارند(شکل۲).
شکل ۲: نمایی از مدار آبگیری کنسانتره خطوط ۵، ۶ و ۷
در جهت تامین فشار منفی (خلأ) از پمپهای خلأ استفاده میشود. مقدار بهینه این فشار ۰/۶- بار طبق طراحی اولیه کارخانه است.
برای پایش مقدار فشار ایجاد شده از شروع فیلتراسیون تا تخلیه آب و هوا نیازمند دانستن مقدار دقیق فشار در سرتاسر مسیر مکش هستیم. این امر بهوسیله فشارسنج های با قابلیت اندازهگیری فشار منفی امکان پذیر است. همانطور که در شکل ۳ مشخص است، فشارسنجها بر روی لوله اصلی جمع آوری آب و هوا، تانکهای خلأ و پمپهای خلأ نصب شده است.
شکل ۳: موقعیت فشارسنج های موجود در بخش فیلترهای نواری خلأ
جهت اطمینان از مقادیر فشار اندازهگیری شده توسط فشارسنج ها و تایید پایشهای در حال انجام، نیاز به تایید این مقادیر بوده است که در شرایط مختلف فیلتر همچون کار در پایدارترین حالت، فیلتر بدون ورود خوراک (روشن بودن پمپ خلأ و انجام مکش) و در زمان توقف کامل فیلتر طی چندین مرحله تمامی فشارسنجها رصد شد و با مقایسه مقادیر نشان داده شده و همچنین برررسی ظاهری گیج فشار از نظر سلامت فیزیکی، تعداد فشارسنجهای سالم و خراب در تمامی ۹ فیلتر بدست آمد. (جدول ۱)
جدول ۱: تعداد فشارسنج های موجود و قابل نصب در فیلترهای خط ۵، ۶ و ۷
پس ار آن با انجام امکان سنجی لازم و بررسی ها بیشتر، با وجود مشخص بودن مکان نصب فشارسنج، تعیین گردید که حداقل تعداد ۱۰ فشارسنج در مسیر مکش مورد نیاز است. از این تعداد ۴ عدد در هر کدام از مقاطع لوله جمع آوری آب و هوا ( کل طول لوله به چهار مقطع جداگانه تقسیم می شود)، برای هر تانک خلأ یک عدد و روی هر پمپ نیز یک فشارسنج نصب شود. در نتیجه برای هر سه خط جمعاً تعداد ۹۰ فشارسنج نیاز است. البته برای اندازهگیری با اطمینان بیشتر نصب دو عدد فشارسنج در هر کدام از موقعیت های گفته شده، پیشنهاد میشود.
از دیگر مزیت های نصب فشارسنج در تمامی نقاط یاد شده، یافتن سریعتر و راحتر نقاط دارای افت مکش از طریق هواکشی و نشتی است. معمولا این نشتی و خرابی ها از دهانه جعبه خلأ، سایش بدنه لوله اصلی جمع آوری آب و هوا، خرابی شیر ها و دمپرهای اتمسفر و خلأ در تانک خلأ و نشتی های مربوط به پمپ است.
در شکل ۴ مشاهده میشود که فشار نشان داده شده در پمپ، تانک و سه نقطه از چهار نقطه لوله اصلی آب و هوا ۰/۵- است و در یک نقطه همزمان این فشار ۰/۳- است و وجود مشکل در این مکان را نشان می دهد. با بررسی های بیشتر سایش دهانه جعبه خلأ در دومین مقطع از لوله اصلی آب و هوا مشاهده شد.
به طور کلی وجود هرگونه نشتی باعث افت مکش و در نتیجه آن افزایش رطوبت کیک محصول فیلتراسیون را به همراه دارد.
شکل ۴: تفاوت در فشار اندازه گیری شده و وجود سایش در جعبه خلأ فیلتر ۲ خط ۵
پراکسیهای سیستم خودکار تنظیم انحراف پارچه در پایین فیلتر نواری و در کنارههای آن قرار دارند. عملکرد این پراکسی به این صورت است که وقتی پارچه فیلتر دچار انحراف شد با برخورد پارچه به پراکسی، هشدار و دستوری صادر میشود و ایربگهایی که به صورت یکطرفه سر یکی از درامهای پارچه تعبیه شده در جهت مخالف باد شده و پارچه را به مسیر اصلی خود برمیگرداند. (شکل ۵)
شکل ۵: شماتیک پراکسیهای تنظیم پارچه و ایربگ
از مشکلات این پراکسیها میتوان به رسوب گرفتگی ناشی از ریزش پالپ بر سر آنها و در نتیجهی آن عدم شست و شوی مناسب از طریق مراقبت کاران، که منجر به خرابی آنها میشود، کوتاه بودن پراکسی یا عدم تنظیم ارتفاع مناسب که باعث می شود در زمان انحراف پارچه به میله پراکسی برخورد نکند و در نتیجه پارچه بیش از حد منحرف شده و فیلتر نواری متوقف میشود و مشکل دیگر هم به دلیل جایگذاری نامناسب پراکسی در زیر فیلتر نواری، دسترسی به آنها سخت بوده و در هنگام تعمیرات به ناچار بایستی فیلتر نواری متوقف شود تا رفع ایراد صورت گیرد.
برای حل مشکلات یاد شده موقعیت پراکسی ها را در خط ۷ تغییر داده و به بالای فیلتر منتقل شد. اما در خط ۵ و ۶ این امر فقط با نصب پایه برای تغییر جایگاه انجام شد و میله و سنسور القایی (جهت دریافت تغییرات و ارسال سیگنال برای تنظیم پارچه) به علت بالا بودن آمار پارگی و تعمیرات جزئی پارچه فیلتر به بالای فیلتر منتقل نشده و از این امر اجتناب شد. (شکل ۶)
شکل ۶: موقعیت پراکسی سیستم خودکار تنظیم انحراف پارچه در خطوط ۵، ۶ و ۷
با بررسی های بیشتر مشخص شد که علت پارگی های متعدد پارچه فیلتر در خط ۷، نغییر جایگاه پراکسی نیست و علت اصلی در سیستم توزیع هوای فشرده است.
کثیف بودن تابلو به علت ریزش پالپ یا روغن ریزی، نبود فیلتر در مسیر هوای فشرده و خرابی شیرهای برقی (solenoid valve) باعث شده تا پس از انحراف پارچه، توزیع هوای فشرده به ایربگها درست انجام نشود و با عدم تنظیم پارچه، برخورد با بدنه فیلتر و ستونهای طول مسیر پارگی، تا خوردن و مستعمل شدن پارچه سریعتر صورت پذیرد. (شکل ۷)
همچنین یک کلید قطع کن (drift switch) در بالای فیلترتعبیه شده است و در مواقعی کاربرد دارد که سیستم تنظیم خودکار عمل نکند و پارچه با عبور بیش از حد از پراکسی و برخورد با دریفت سوییچ، حرکت نوار متوقف شود. اما در خط ۷ به علت کار نکردن سیستم تنظیم انحراف پارچه و قطع شدن مکرر فیلتر، طول این کلید برای راحتی کار مراقبت کاران کوتاه شده و پارچه با آن برخوردی ندارد و همین امر زمینه پارگی زود هنگام پارچه به علت برخورد با بدنه فیلتر را افزایش میدهد. (شکل ۸)
موارد یاد شده در جهت بهبود کارآیی فیلتراسیون، با ارائه راهکار و دستورالعمل بازرسی و تمیزکردن دوره ای تجهیزات اصلاح گردید.
شکل ۷: تابلو توزیع هوای فشرده سیستم تنظیم انحراف پارچه
شکل ۸: کوتاه بودن طول پراکسی سیستم تنظیم انحراف پارچه خط ۷
در پمپهای خلأ مواد یا سیال از جایی که فشار زیاد است به جایی که فشار کم است، حرکت میکنند. پمپ از یک سمت به فیلترهای نواری و از طرف دیگر به محیط بیرون متصل است. سیال از فیلتر که در آن فشار بالاست به سمت پوسته پمپ خلأ که در آن جا مکش ایجاد شده و فشار کم است، منتقل میشود. پمپ خلأ حلقه آب، دارای پروانههایی متصل به یک نقطه مرکزی (چشم پمپ) است که در یک بدنه استوانهای قرار گرفته و به صورت موازی از مرکز به سمت خارج نصب میشوند. ورودی پمپ، سیال است. در این پمپها مانند پمپهای گریزازمرکز، فاصله پروانه تا پوسته با نزدیک شدن به خروجی پمپ، به جهت افزایش فشار سیال، کمتر میشود (شکل ۹).
پروانه پمپهای خلأ بین صفحات انتهایی (صفحات انتقال) قرار دارد که روزنه هایی در آنها ایجاد شده است.
در پمپ خلاء، آب حدود ۲۵ درصد از حجم پوسته پمپ را تشکیل میدهد. آب شکل ظرف را به خود میگیرد و از آن به عنوان پیستون استفاده میشود و باعث تراکم سیال در پمپ میشود. یکی از دلایل استفاده از رینگ آب، بستن روزنهها جهت جلوگیری از خروج هوای وارد شده به پوسته از روزنههای موجود در پوسته است و به نوعی نقش عایق را ایفا میکند. همچنین، وقتی پروانه پمپ شروع به چرخیدن میکند، آب موجود در پوسته پمپ را به دلیل نیروی گریز از مرکز به دیواره پوسته پرتاب میکنند و در ناحیه ورودی خلأ ایجاد میشود. با حرکت به سمت خروجی پمپ، به دلیل خارج از مرکز بودن پروانه، هوا و سیال در قسمت خروجی متمرکز شده (افزایش فشار) و از خروجی به بیرون هدایت میشود.
شکل ۹: نمایی از پمپ خلأ و شماتیکی از اجزای پمپ خلأ
از راه های یافتن خرابی ها در پمپ، وجود نشانه هایی از نشتی در بدنه و پوسته پمپ، افت شدید مکش با وجود شرایط خوراکدهی و فیلتراسیون پایدار و همچنین مشاهده خارج شدن بیش از حد آب از دهانه اگزوز خروجی هوا است (شکل ۱۰).
شکل ۱۰: نشانه های خرابی و عدم کارکرد صحیح پمپ خلأ
همچنین بیشترین آمار نشتی پمپ خلأ از قسمت اتصال درگاه ورودی (port plate) به پره (impeller) است. بدلیل اینکه این صفحه در ابتدای ورودی پمپ است و معمولا به همراه آب و هوای وارد شده به پمپ مقداری ذرات جامد هم وجود دارد، این سایش ها بوجود میآیند (شکل۱۱).
اولین اقدام در جهت رفع و یا کاهش نشتی ها، استفاده از چسب های مخصوص واشرساز از داخل و بیرون نقطه تعیین شده بوده است. این اقدام موجب رفع نشتی ها برای مدت کوتاهی شد و پس از آن با شروع نشتی نیاز به چسب کاری مجدد داشت. اما بدلیل اینکه حرکت پره پمپ خارج از مرکز است امکان استفاده از چسب را محدود کرده و فقط از روی بدنه عایق کاری می شد (شکل ۱۱).
پس از آن پیشنهاد شد که به جای چسب در قسمت درونی، از نوعی لاستیک خام (rubber) با ضخامت کم استفاده شود. این عایق نیز به علت عدم دسترسی و امکان نصب در موقعیت به صورت دائم، باید با چسب نصب می شده که علاوه بر مشکل کنده شدن چسب، کنده شدن لاستیک و گیر کردن در دهانه خروجی و یا آسیب به پره ها را به همراه دارد. به همین علت از نصب این نوع لاستیک خودداری شد (شکل ۱۱).
شکل ۱۱: محل دقیق نشتی های پمپ (سمت راست) – استفاده از چسب در محل نشتی (۱) – نمونه ای از لاستیک خام (۲)
در اقدام بعدی به جهت نصب یک عایق دائمی، یک تیغه فلزی به صورت تسمه دور تا دور پوسته پمپ جوشکاری شد. این کار از صفر تا صد در محل و در زمان توقفات بر روی پمپی که بیشترین خرابی را داشته (پمپ ۲ خط ۶) انجام شد (شکل ۱۲).
طبق پایش های صورت گرفته از زمان نصب تاکنون (۴ ماه) میانگین فشار تامین شده در این پمپ از ۰/۱ ± ۰/۳- بار به ۰/۰۵ ± ۰/۵- بار افزایش داشته است.
همچنین دفعات رفع نشتی و مشکلات مربوط پمپ در این دوره ۴ ماهه فقط ۲ بار بوده است. ( سایر پمپ ها در مدت زمان مشاهده به طور میانگین ۸ بار رفع نشتی گردیده است.)
با مشاهده نتایج مثبت نصب تسمه در محل اتصال صفحه ورودی و خروجی با پره، این کار بر روی ۲ پمپ از ۳ پمپ ذخیره موجود برای هر سه خط صورت گرفت.
شکل ۱۲: نصب تسمه فلزی در قسمت اتصال صفحه ورودی با پره
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. ...