این جلسه روز پنجشنبه ۹ تیر ۱۴۰۱ برگزار شد، و به بررسی تأثیر عملکرد پمپ‌های مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی یک مجتمع مس سرچشمه بر فرآیند پرداخته شد.

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 ۶۳-۶۲ 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 با دانه 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.

شکل۱: مدارفلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی ۱

معرفی پمپ گریز از مرکز

در پمپ‌های گریز از مرکز، سیال به مرکز پمپ و چشمی پروانه وارد می‌شود. سپس در اثر کاهش فشار در این ناحیه، پروانه توسط الکتروموتور با سرعت بالا دوران کرده و مایع جابجا می‌شود. در این شرایط، انرژی جنبشی سیال افزایش یافته و در اثر نیروی گریز از مرکز به اطراف پرتاب می‌شود. انرژی جنبشی سیال، به دلیل طراحی خاص مجرای خروجی پمپ به انرژی پتانسیل فشار تبدیل می‌شود. پمپ‌های گریز از مرکز از جمله پمپ‌های بسیار پرکاربرد در کارخانه‌ها هستند. در شکل ۲، یک پمپ گریز از مرکز نمایش داده شده است.

مکانیزم کار این پمپ‌ها ایجاد خلاء درون پمپ است تا سیال یا پالپ ورودی را مکش کند. یعنی مواد در اثر اختلاف فشار از فشار زیاد به فشار کم مکش می‌شود. به همین دلیل، باید قبل از شروع به کار، درون پمپ مقداری سیال یا پالپ باشد تا این اختلاف فشار ایجاد شود. در واقع با شروع بکار پمپ، سیالی که درون پمپ قرار دارد توسط پروانه به کنار زده شده و در قسمت میانی آن، خلاء ایجاد می‌شود که باعث مکیده شدن سیال بیرونی به داخل پمپ می‌شود.

شکل۲: شماتیک پمپ گریز از مرکز

مخازن و پمپ‌های کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر

کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق گیر به منظور افزایش درجه آزادی همانطور که در شکل ۳ مشخص است وارد یک مخزن که وظیفه آن تقسیم کننده بار به مخازن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر است که حجم هر یک از این مخازن ۱۱٫۵ متر مکعب می‌باشد،وارد می‌شود. در هر ضلع مدار فلوتاسیون، سه پمپ از نوع گریز از مرکز با محور قائم در نظر گرفته شده است که یک پمپ در حالت آماده به کار قرار دارد.دور هر کدام از این پمپ‌ها ثابت است و دوغاب را به سمت مدار خردایش مجدد ارسال می‌کنند.

شکل۳: نمایی از مخازن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر

انتقال نیروی محرکه موتور پمپ به وسیله تسمه و پولی انجام می‌گیرد. همچنین در محل ورود دوغاب به پمپ توری‌هایی نصب شده است. وظیفه این توری‌ها، جلوگیری از ورود ذرات درشت و ضایعات به پروانه و آسیب رساندن به آن است(شکل۴).

بازرسی فرآیند از کارخانه پرعیارکنی یک بر اساس پایش های روزانه انجام شد.بخش از فرم پایش مربوط به فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه و پمپ‌های مدار فلوتاسیون در شکل ۵ آورده شده است.

شکل۵٫ فرم پایش فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه و پمپ‌های مدار فلوتاسیون

 استفاده از دو پمپ انتقال کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر

بر اساس پایش‌های انجام شده از سطح مخزن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر مشخص شد که سطح پالپ در این مخازن پایین بوده است.دلیل کاهش دبی کنسانتره بخش پرعیارکنی اولیه ، با کاهش عیار خوراک کارخانه از ۱٫۱۷ به ۰٫۶۰ بوده که این امرسبب شده کنسانتره پرعیارکنی اولیه رمق‌گیرکاهش داشته و به طوریکه این کاهش دبی باعث ایجاد نوسان بار در مدار خردایش مجدد شده است. دبی کنسانتره سلول های پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر با استفاده از موازنه جرم مدار ۶۸۵ متر مکعب بر ساعت بدست آمد، این درحالی است که طبق طرح اولیه کارخانه دبی راه‌یافته به مخازن پمپ‌ها ۹۷۳ مترمکعب بر ساعت است،که با کاهش ۳۰ درصدی دبی مواجه شده است.

در ادامه با استفاده ازداده‌های ثبت شده در اتاق کنترل، نمودار فراوانی تغییرات فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه با استفاده از دو پمپ درمدت زمان ۱۵دقیقه رسم شد(شکل۶) و مشخص شد که در ۵۰ درصد موارد، فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه کمتر از ۱۲psi  می باشد که عملا نشان می‌دهد جدایش به خوبی در هیدروسیکلون صورت نمی‌گیرد و همچنین در ۳۲ درصد موارد در محدوده psi16-20 نشان داده شد.

شکل۶: نمودار فراوانی تغییرات فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه با استفاده از دو پمپ

استفاده از یک پمپ انتقال کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر در شرایط معمول

با بررسی های انجام شده در رابطه با استفاده از دو پمپ سبب هوا کشیدن پمپ ها و همچنین نوسان فشار هیدروسیکلون های ثانویه شده است. هدف جلوگیری از هوا کشیدن پمپ‌های کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر و همچنین کاهش نوسان فشار می‌باشد.کارخانه پرعیارکنی یک، برای شناوری کردن کانی مس از سه نوع کلکتورZ11، ۷۲۴۰ و ۴۱۳۲ استفاده می‌شود.درزمان استفاده از کلکتور ۴۱۳۲ از یک پمپ استفاده شد و مشخص گردیدکه فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه در عدد ۱۹psi تقریباً ثابت و به دنبال آن، نوسان سطح مخزن پمپ سیکلون ثانویه نیز کمتر شد(شکل۷).البته بررسی‌ها نشان داد که مخزن تقسیم‌کننده بار به مخازن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر شروع به سرریز کرد که دلیل خاصیت کف‌سازی کلکتور ۴۱۳۲ بود.

شکل۷٫ نمودار فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه و سطح مخزن با وجود یک پمپ کنسانتره

شرایط استفاده از کلکتورهای Z11 و۷۲۴۰ (شرایط معمول) از یک پمپ برای انتقال کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر به مدار خردایش مجدد استفاده شد. با انجام این کار، مشاهده شد متوسط فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه برابر با ۱۶_/۵psi شد(شکل۸)،همچنین مخزن تقسیم‌کننده بار سرریز نداشت ،به طوری‌که بار به‌صورت یکنواخت به سمت مدار خردایش مجدد فرستاده می‌شد.

شکل۸٫ نمودار فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه و سطح مخزن با وجود یک پمپ کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیردر شرایط استفاده از کلکتورهای Z11 و۷۲۴۰

استفاده از یک پمپ  کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیردر شرایط انتقال کنسانتره چهار سلول اول پرعیارکنی اولیه به سرریز هیدروسیکلون‌های ثانویه

با توجه به عیار بالای کنسانتره چهار سلول اول هر ردیف از پرعیارکنی اولیه ،این امکان وجود دارد به منظور افزایش بازیابی مدارکنسانتره چهار سلول اول توسط پمپ‌های رافر مستقیم به خوراک مرحله شستشوی یک اضافه شود. با محاسبات انجام‌شده، مشخص شد دبی کنسانتره کمتری (معادل ۵۵۰ متر مکعب برساعت) به مخزن پمپ‌های کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر  در این شرایط وارد می‌شد. در نتیجه، استفاده از دو پمپ کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر به مدار خردایش مجدد باعث ایجاد نوسان فشار در هیدروسیکلون ثانویه می‌شد، به طوری که متوسط فشار آن برابر با ۱۰_/۷۱psi  بود (شکل۹). از این‌رو، پیشنهاد شد که از یک پمپ برای انتقال کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر به مدار خردایش مجدد استفاده شود. مشخص شد در زمان استفاده از یک پمپ کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیربه مدار خردایش مجدد، متوسط فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه برابر با ۱۷_/۷psi  (نزدیک به مقدار طراحی) شد.

شکل۹٫ نمودار فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه با استفاده ازیک پمپ کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیردر مدار هنگام استفاده از پمپ‌های رافر مستقیم

دلایل خرابی پمپ‌های گریزازمرکز

طبق بررسی‌ها مشخص شد که یکی از دلایل خرابی پمپ‌های گریزاز مرکز کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر، بریدن شافت است. از دیگر دلایل خرابی پمپ‌ها، خوردگی پروانه پمپ و سوراخ‌شدن پوسته پمپ است که دلیل آن بخاطر ایجاد حفره‌زایی(کاویتاسیون) ناشی از هواکشیدن پمپ‌ها است .شکل۱۰ دلایل خرابی پمپ‌های کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر نشان داده شده است.

شکل۱۰: دلایل خرابی پمپ‌های گریز از مرکز

این جلسه روز پنجشنبه ۱۲ خرداد ۱۴۰۱ برگزار شد، و به بررسی راهبری پمپ‌های کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی یک مجتمع مس سرچشمه پرداخته شد.

شکل۱: مدار خردایش مجدد کارخانه پرعیارکنی ۱

درمدار خردایش مجدد هر ضلع دو آسیای گلوله‌ای از نوع سرریز شونده با توان ۹۰۰ اسب بخار درنظرگرفته شده است. در حال حاضر، هر آسیا با یک خوشه شامل ۴ هیدروسیکلون ثانویه در مداربسته قرار دارد. 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.

پارامترهای عملیاتی موثر بر جدایش در هیدروسیکلون

شکل۲: هیدروسیکلون ثانویه و عملیات موثر بر جدایش

درصد جامد خوراک هیدروسیکلون یکی از عوامل مهم و تأثیرگذار بر طبقه‌بندی ذرات در هیدروسیکلون است. با افزایش درصد جامد پالپ، ته‌نشینی با مانع و مقاومت در برابر حرکت چرخشی بیشتر شده و درنتیجه ذرات درشت به سرریز راه پیدا می‌کنند. با افزایش درصد جامد خوراک هیدروسیکلون، حد جدایش و بازیابی آب راه‌یافته به ته‌ریز افزایش می‌یابند.

عوامل مختلفی باعث ایجاد تغییرات در فشار هیدروسیکلون می‌شوند که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به دبی ورودی به هیدروسیکلون (شامل خوراک ورودی به کارخانه و بار درگردش مدار)، تعداد هیدروسیکلون موجود در مدار و سرعت پمپ خوراک هیدروسیکلون‌ها اشاره کرد. تغییر در مشخصات خوراک (مانند سختی و دانسیته سنگ معدن) نیز تأثیر بسزایی در بار درگردش و خوراک ورودی به هیدروسیکلون دارد و باعث تغییرات فشار در هیدروسیکلون می‌شود. افزایش میزان فشار پالپ ورودی به هیدروسیکلون موجب افزایش نیروی گریز از مرکز شده که نتیجه آن کاهش حد جدایش و افزایش ظرفیت هیدروسیکلون است.

استفاده از دو پمپ انتقال کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر

با توجه به نوسان بار درمدارخردایش‌ مجدد و تأثیرآن برفشار هیدروسیکلون‌های ثانویه، دسترسی به نمودار فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه و سطح مخزن برای خوشه ۱ تا۴ (که دارای حلقه کنترل فشار هستند) در اتاق کنترل فراهم شد. داده‌های ثبت شده در اتاق کنترل نمودار درمدت ۱۵دقیقه (شکل ۳) نشان داد که ۲۸٫۷۵ درصد فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه در محدوده psi  ۰-۴  و ۳۲ درصد آن در محدوده psi 16-20بود.

شکل۳: نمودار فراوانی تغییرات فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه با استفاده از دو پمپ

مشکلات استفاده از دو پمپ کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر به مدار خردایش مجدد عبارت اند از:

1. هواکشیدن پمپ های کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر
2. نوسان فشار در هیدروسیکلون‌های ثانویه
3. نوسان سطح مخزن پمپ سیکلون‌های ثانویه
4. ایجاد حفره‌زایی در پمپ‌ها
5. تولید نرمه

 محاسبه دبی وارد شده به مخزن انتقال کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر

بر اساس پایش‌های انجام شده از سطح مخزن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر مشخص شد که سطح پالپ در این مخازن پایین بوده است.دلیل کاهش دبی کنسانتره بخش پرعیارکنی اولیه ،کاهش عیار خوراک کارخانه از ۱٫۱۷ به ۰٫۶۰ می باشد که این کاهش دبی باعث ایجاد نوسان بار در مدار خردایش مجدد شده است. جهت محاسبه مقدار دبی کنسانتره سلول های پرعیارکنی اولیه و کنسانتره سلول های رمق‌گیر و مشخص کردن میزان کاهش‌ دبی، ابتدا از نقاط مختلف مدار نمونه گیری انجام شد و با عیارسنجی‌های انجام شده مدارفلوتاسیون با استفاده از نرم افزار موازن، موازنه جرم شد.با محاسبات انجام شده از مقدار دبی راه‌یافته به مخزن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر مشخص شد که ۶۸۵ متر مکعب بر ساعت  دبی به مخزن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر انتقال می‌یابد که با طرح اولیه کارخانه که ۹۷۳ مترمکعب بر ساعت است کاهش ۳۰ درصدی دبی داشته است.

استفاده از یک پمپ انتقال کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیردر مدار

به دلیل کاهش دبی ورودی به مخزن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر استفاده از دو پمپ همانطور که مشخص شد باعث نوسان بار در مدار خردایش مجدد شد به همین منظور از یک پمپ  در زمان استفاده از کلکتور ۴۱۳۲ برای انتقال کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر به مدار خردایش مجدد استفاده شد.بررسی ها نشان داد مخزن تقسیم کننده بار به مخازن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر شروع به سرریز کردن کرد که دلیل آن بخاطر سنگین بودن کف در زمان استفاده از کلکتور ۴۱۳۲ می باشد و همچنین در اتاق کنترل نمودار فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه در عدد psi 19 تقریبا ثابت شد و در ادامه نوسان سطح مخزن پمپ سیکلون ثانویه نیز کمتر شد(شکل ۴).

شکل۴: نمودار فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه و سطح مخزن با استفاده از یک پمپ انتقال کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیردر مدار

در ادامه نیز در شرایط استفاده از کلکتور Z11  و۷۲۴۰  استفاده از یک پمپ برای انتقال کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر به مدارخردایش مجدد انجام شد و مشاهده شد مخزن تقسیم کننده بار به مخازن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر و مخزن پمپ نیز مشکل سرریز نداشته و همچنین بار به صورت یکنواخت به مدارخردایش مجدد ارسال می‌شد.

استفاده از یک پمپ انتقال کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیردر شرایط رافرمستقیم

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 خوراک مرحله شستشوی یک 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 که این کار به منظور افزایش بازیابی کلی مدار انجام می‌شود. درصورت انتقال کنسانتره چهار سلول ابتدایی هر ردیف پرعیارکنی اولیه توسط پمپ های رافر مستقیم به سرریز هیدروسیکلون‌های ثانویه حجم بار منتقل شده به مخزن انتقال کنسانتره‌ سلول های پرعیارکنی اولیه و رمق گیر کاهش می یابد. به منظور محاسبه دبی کنسانتره چهارسلول پرعیارکنی اولیه به سرریز هیدروسیکلون های ثانویه،از خوراک،کنسانتره و باطله چهارسلول اول پرعیارکنی اولیه نمونه برداری به مدت دو ساعت و در بازه‌های زمانی هر ۱۵دقیقه یک بار انجام شد، به طوری که متوسط دبی راه یافته به سرریز هیدروسیکلون‌های ثانویه برابر ۱۳۵٫۶۵ مترمکعب بر ساعت می‌باشد.

با محاسبات بدست آمده از کنسانتره چهارسلول پرعیارکنی اولیه به سرریز هیدروسیکلون های ثانویه، همانطور که در شکل۵ مشخص است استفاده از دو پمپ کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر به مدار خردایش مجدد به دلیل دبی کم کنسانتره باعث ایجاد نوسان فشار در هیدروسیکلون ثانویه می‌شود، به طوری که  متوسط فشار آن برابر با psi 10.71  می باشد. به همین منظور از یک پمپ برای انتقال کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر به مدار خردایش مجدد استفاده شد ومشخص شد در زمان استفاده از یک پمپ کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیربه مدار خردایش مجدد،متوسط فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه برابر با psi17.74 است. همچنین مخزن تقسیم کننده بار به مخازن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر و مخزن پمپ هیچگونه سرریزی نداشته است.

شکل۵: نمودار فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه با استفاده ازیک پمپ انتقال کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیردر مدار هنگام استفاده از پمپ‌های رافر مستقیم

بررسی خرابی پمپ‌های گریزازمرکز

از جمله خرابی پمپ‌های گریزازمرکز در کارخانه پرعیارکنی ۱ عبارت اند از:

1. بریدن شافت: زمانی یکی از پمپ ها از مدار خارج می‌شود به دلیل رسوب گرفتگی بار در داخل مخزن و همچنین سیمانی شدن بار بعد از مدتی،زمانی که پمپ وارد مدار می‌شود بریدن شافت پمپ‌های گریزاز مرکز اتفاق می‌افتد.
2. خوردگی پروانه پمپ
3. سوراخ‌شدن پوسته پمپ

دلیل خوردگی پروانه‌های پمپ و همچنین سوراخ شدن پوسته پمپ  به عواملی مانند ایجاد پدیده‌کاویتاسیون، کارکرد بالای پمپ،جنس و پخت لاستیک پروانه پمپ و ترک خوردگی یا سوراخ بودن لاستیک پروانه مربوط می‌شود(شکل ۶).

شکل۶: بررسی خرابی پمپ‌های گریز از مرکز

این جلسه روز پنجشنبه ۱۲ اسفند ۱۴۰۰ برگزار شد و به بررسی راهبری پمپ‌های مدار فلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی یک مجتمع مس سرچشمه پرداخته شد.

شکل۱: مدارفلوتاسیون کارخانه پرعیارکنی ۱

مدار خردایش کارخانه پرعیارکنی ۱ مجتمع مس سرچشمه از ۸ آسیای گلوله‌ای موازی تشکیل‌شده که تناژ هر آسیا بر اساس طراحی اولیه ۲۲۵ تن برساعت 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 .برای خردایش مجدد کنسانتره سلول‌های پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر، در هر ضلع دو آسیای گلوله‌ای از نوع سرریز شونده با توان ۹۰۰ اسب بخار درنظرگرفته ‌شده است. در حال حاضر، هر آسیا با یک خوشه شامل ۴ هیدروسیکلون ثانویه در مداربسته قرار دارد. در این مدار، ابتدا کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر با محصول آسیاهای خردایش مجدد مخلوط و سپس برای جدایش ذرات ریز از درشت به هیدروسیکلون‌های ثانویه ارسال می‌شود. سرریز هیدروسیکلون‌های ثانویه با دانه‌بندی ۸۶ درصد عبوری ازسرند ۴۴ میکرون، خوراک مرحله‌ شستشوی اول را تشکیل می‌دهد. درصد جامد خوراک، سرریز و ته‌ریز هیدروسیکلون‌ها طبق طراحی اولیه به‌ترتیب ۳۹، ۱۵ و ۶۵ درصد است. مجموع باطله‌های پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر نیز باطله نهایی مدار فلوتاسیون را تشکیل می‌دهند.

معرفی پمپ گریز از مرکز

در پمپ‌های گریز از مرکز، سیال به مرکز پمپ و چشمی پروانه وارد می‌شود. سپس در اثر کاهش فشار در این ناحیه، پروانه توسط الکتروموتور با سرعت بالا دوران کرده و مایع جابجا می‌شود. در این شرایط، انرژی جنبشی سیال افزایش یافته و در اثر نیروی گریز از مرکز به اطراف پرتاب می‌شود. انرژی جنبشی سیال، به دلیل طراحی خاص مجرای خروجی پمپ به انرژی پتانسیل فشار تبدیل می‌شود. پمپ‌های گریز از مرکز از جمله پمپ‌های بسیار پرکاربرد در کارخانه‌ها هستند. در شکل ۲، یک پمپ گریز از مرکز نمایش داده شده است.

مکانیزم کار این پمپ‌ها ایجاد خلاء درون پمپ است تا سیال یا پالپ ورودی را مکش کند. یعنی مواد در اثر اختلاف فشار از فشار زیاد به فشار کم مکش می‌شود. به همین دلیل، باید قبل از شروع به کار، درون پمپ مقداری سیال یا پالپ باشد تا این اختلاف فشار ایجاد شود. در واقع با شروع بکار پمپ، سیالی که درون پمپ قرار دارد توسط پروانه به کنار زده شده و در قسمت میانی آن، خلاء ایجاد می‌شود که باعث مکیده شدن سیال بیرونی به داخل پمپ می‌شود.

یکی از مهم‌ترین قسمت‌های پمپ‌ گریز از مرکز پوسته‌ی آن می‌باشد. پوسته‌ی پمپ‌های گریز از مرکز حالت حلزونی شکل دارد، به این صورت است که در ابتدای حرکت سیال به بیرون، فاصله پوسته از مرکز پمپ حداقل و هر چه به سمت خروجی نزدیک‌تر می‌شویم این فاصله افزایش پیدا می‌کند.طبق رابطه برنولی با افزایش قطر لوله سبب کاهش سرعت و در نتیجه افزایش فشار سیال در آن ناحیه می‌شود.

شکل۲: شماتیک پمپ گریز از مرکز

انواع پروانه در پمپ‌های گریزازمرکز

وظیفه پروانه در پمپ‌های گریز ‌از‌‌مرکز انتقال انرژی ازشافت به مایع مورد پمپاژ بوده تا انرژی جنبشی مایع افزایش یابد. این عمل توسط پره‌ها صورت می‌گیرد. پره‌های پروانه تنها قطعه پمپ بوده که قادر به افزایش انرژی مایع می‌باشند و سایر قطعات پمپ، حتی آنهایی که وظیفه تبدیل انرژی را به عهده دارند (نظیر پوسته)، مصرف کننده انرژی هستند. به همین خاطر پروانه را می‌توان مهمترین قطعه پمپ‌های گریزازمرکز دانست. پروانه‌های موجود در پمپ‌های گریز از مرکز همانطور که در شکل ۳ مشخص است عبارت اند از:

پروانه بسته: در این پروانه پره‌ها بین دو صفحه دایره‌ای شکل قرار گرفته‌اند و سیال از طریق کانال مابین این دو صفحه و بین پره‌ها عبور می‌کند. برای سیال تمیز و با درصد جامد پایین کاربرد دارد.

پروانه نیمه باز: پره‌ها در این پروانه از یک طرف به یک صفحه دوار وصل شده‌اند و از طرف دیگر به سمت بخش داخلی پمپ باز هستند. این نوع پروانه پمپ برای مواد با غلظت بالا مانند پمپ‌های کفشوی کارخانه سنگ‌شکنی و انبار نرمه استفاده می‌شود.

پروانه باز: در پمپ‌های گریزازمرکز پروانه باز، پره‌های پمپ از دوطرف باز هستند. پروانه باز برای انتقال سیالات حاوی مواد جامد معلق و ناخالصی طراحی شده‌اند مانند پمپ لجن کش.

شکل۳: انواع پروانه‌های پمپ گریز از مرکز الف) باز ب) نیمه باز  ج) بسته

مخازن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر

کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق گیر به منظور افزایش درجه آزادی همانطور که در شکل ۴ مشخص است وارد یک مخزن که وظیفه آن تقسیم کننده بار به مخازن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر است که حجم هر یک از این مخازن ۱۱٫۵ متر مکعب می‌باشد، وارد می‌شود. در هر ضلع مدار فلوتاسیون، سه پمپ از نوع گریز از مرکز با محور قائم در نظر گرفته شده است که یک پمپ در حالت آماده به کار قرار دارد. دور هر کدام از این پمپ‌ها ثابت است و پالپ را به سمت مدار خردایش مجدد ارسال می‌کنند.

شکل۴: نمایی از مخازن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر

انتقال نیروی محرکه موتور پمپ به وسیله تسمه و پولی انجام می‌گیرد. همچنین در محل ورود دوغاب به پمپ توری‌هایی نصب شده است. وظیفه این توری‌ها، جلوگیری از ورود ذرات درشت و ضایعات به پروانه و آسیب رساندن به آن است(شکل۵).

شکل۵: نمایی از پمپ‌های گریز از مرکز با محور قائم

موازنه جرم مدار فلوتاسیون

بر اساس پایش‌های انجام شده از سطح مخزن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر مشخص شد که سطح پالپ در این مخازن پایین بوده است.دلیل کاهش دبی کنسانتره بخش پرعیارکنی اولیه ،کاهش عیار خوراک کارخانه از ۱٫۱۷ به ۰٫۶۰ می باشد که این کاهش دبی باعث ایجاد نوسان بار در مدار خردایش مجدد شده است. جهت محاسبه مقدار دبی کنسانتره سلول های پرعیارکنی اولیه و کنسانتره سلول های رمق‌گیر و مشخص کردن میزان کاهش‌ دبی، ابتدا از نقاط مختلف مدار نمونه گیری انجام شد و با عیارسنجی‌های انجام شده مدارفلوتاسیون با استفاده از نرم افزار موازن، موازنه جرم شد.با محاسبات انجام شده از مقدار دبی راه‌یافته به مخزن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر مشخص شد که ۷۰۰ متر مکعب بر ساعت  دبی به مخزن کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر انتقال می‌یابد که با طرح اولیه کارخانه که ۹۵۵ مترمکعب بر ساعت است کاهش ۲۷ درصدی دبی داشته است.

ایجاد نمودار فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه و سطح مخزن برای خوشه ۲و۳ بر حسب زمان

با توجه به نوسان بار درمدارخردایش‌ مجدد و تاثیرآن برفشار هیدروسیکلون‌های ثانویه، ابتدا نمودار فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه و سطح مخزن برای خوشه ۲و۳ که دارای حلقه کنترل فشار می‌باشد راه‌اندازی شد. همانطور که در شکل۶ مشخص است مشاهده شد که فشار در هیدروسیکلون‌های ثانویه در محدوده psi 18-1 دارای نوسان می باشد.

شکل۶: نمودار فشار هیدروسیکلون‌های ثانویه و سطح مخزن با استفاده از دو پمپ

مشکلات استفاده از دو پمپ کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر به مدار خردایش مجدد عبارت اند از:

1. هواکشیدن پمپ های کنسانتره پرعیارکنی اولیه و رمق‌گیر
2. نوسان فشار در هیدروسیکلون‌های ثانویه
3. نوسان سطح مخزن پمپ هیدروسیکلون‌های ثانویه
4. ایجاد حفره‌زایی در پمپ‌ها
5. تولید نرمه