مدار تولید کنسانتره خطوط ۵، ۶ و۷ از چهار بخش خردایش اولیه، جدایش، آبگیری و خردایش نهایی تشکیل شده است.
محصول آسیای گلولهای ابتدا وارد چهار جداکننده مغناطیسی تر شدت متوسط (مرحله کوبر) میشود. هدف این بخش، جدا کردن ذرات فاقد خاصیت مغناطیسی و ارسال آنها به باطله نهایی است. کنسانتره جداکننده مرحله کوبر که حاوی ذرات با خاصیت مغناطیسی کم تا زیاد است، برای طبقهبندی به هیدروسیکلون منتقل میشود. تهریز هیدروسیکلون (ذرات درشت و قفلشده) برای رسیدن به درجه آزادی مطلوب به آسیای گلولهای برگردانده میشود و سرریز هیدروسیکلون به جداکنندههای مغناطیسی پرعیارکنی اولیه ارسال میشود. در این مرحله، از سه جداکننده مغناطیسی تر با شدت کم استفاده شده است. کنسانتره این بخش برای رسیدن به عیار مدنظر، وارد سه جداکنندههای مغناطیسی تر شدت پایین (مرحله شستشو) میشود. کنسانتره مرحله شستشو برای سولفورزدایی وارد سلولهای فلوتاسیون میشود. روش فلوتاسیون در این کارخانه، از نوع فلوتاسیون معکوس است، یعنی سولفور شناور میشود و مواد با ارزش (کنسانتره آهن) بهعنوان باطله از آخرین سلول خارج میگردد. باطله مراحل پرعیارکنی اولیه و شستشو و نیز بخش شناور شده مرحله فلوتاسیون، جهت آبگیری و ارسال به تیکنرهای باطله، وارد مخزن شماره ۸ میشود. کنسانتره آهن پس از رسیدن به حد مجاز عیار سولفور، برای آبگیری و ارسال به فیلترهای نواری ابتدا وارد سه جداکننده مغناطیسی تر شدت پایین میشود. کنسانتره این بخش به عنوان کنسانتره نهایی به سمت فیلترهای نواری ارسال میشود و باطله نیز برای جلوگیری از هدرروی مواد باارزش و نیز تأمین درصد جامد خوراک جداکنندههای مغناطیسی مرحله کوبر به مخزن محصول آسیا باز میگردد.
شکل ۱: مدار تولید کنسانتره خطوط ۵، ۶ و۷ مجتمع صنعتی و معدنی گلگهر
بخش فلوتاسیون
سلول های فلوتاسیون به منظور شناورسازی بخش با ارزش تا ابعاد ۱۰۰ میکرون و جداسازی آن ها از باطله مورد استفاده قرار میگیرند؛ از آن جایی که فرآیند فلوتاسیون در خطوط تولید کنسانتره ۵، ۶ و ۷ از نوع معکوس است در نتیجه بخش شناور شده باطله بوده و بخش خارج شده از انتهای سلول، کنسانتره را تشکیل میدهد؛ لازم به ذکر است هدف از فعالیت بخش فلوتاسیون موجود در این خطوط سولفورزدایی و کاهش عیارگوگرد کنسانتره به منظور فراهم کردن عیار مطلوب گوگرد برای ارسال به کارخانه گندله میباشد. سولفور باعث شکنندگی و تردی فولاد در حرارتهای بالا، کاهش خاصیت جوش خوردگی، افزایش خوردگی، آلودگی هوا در حین پخت گندله، افزایش مصرف سنگ آهک و افزایش تولید سرباره در بخش فولادسازی میشود.
در فرآیند فلوتاسیون برای فراهم نمودن شرایط شناور شدن کانیهای هدف، از مواد شیمیایی جمعکننده (کلکتور) و کفساز استفاده میشود. نحوه توزیع این مواد شیمیایی به این ترتیب است که در حالحاضر این مواد شیمیایی فقط در مخزن آمادهساز اضافه میگردند.
شناورسازی کانی مورد نظر به کمک مواد شیمیایی به نام کلکتور صورت میگیرد که برخورد آن با سطح کانی سبب آبران شدن آن و چسبیدن به حباب های هوا و در نهایت راهیابی به سطح سلول میشود؛ همچنین به منظور پایداری حباب های هوا از ماده شیمیایی تحت عنوان کفساز استفاده میشود.
مشخصات نوع و مقادیر مورد استفاده مواد شیمیایی در بخش فلوتاسیون خطوط ۵، ۶ و ۷ در جدول ۱ آمده است.
جدول ۱- مشخصات مواد شیمیایی مورد استفاده در خطوط ۵، ۶ و ۷
سیستم توزیع مواد شیمیایی طبق طرح اولیه کارخانه
با توجه به شکل ۲، طبق طراحی اولیه کارخانه، هریک از مواد شیمیایی دارای دو مخزن بوده که یکی از آنها برای ذخیرهسازی و دیگری برای توزیع مواد شیمیایی مورد استفاده قرار میگرفت. در مخزن ذخیره، ماده شیمیایی به مقدار کافی نگهداری و به مخزن توزیع ارسال میشد، سپس مواد شیمیایی از مخزن توزیع، توسط پمپهای تزریق مواد شیمیایی بسته به مقدار مورد نیاز و تشخیص مراقبتکار به سلول های فلوتاسیون ارسال میشد. از آن جا که کلکتور نیاز به آمادهسازی اولیه دارد، یک مخزن بیشتر از مواد شیمیایی دیگر برای آن در نظر گرفته شده است؛ در این مخزن، PAX خشک به مقدار مشخص با آب ترکیب و سپس به مخزن ذخیره ارسال میشود.
شکل ۲- مدار توزیع مواد شیمیایی طبق طرح اولیه کارخانه
همان طور که در مدار شکل ۱ مشخص است مخازن شماره ۱، ۲ و ۳ به ترتیب وظایف آمادهسازی پکس، ذخیرهسازی و توزیع در پمپهای تزریق را در طرح اولیه برعهده داشته اند.
سیستم توزیع کلکتور فعلی در خطوط ۵، ۶ و ۷ تولید کنسانتره
شکل ۳، مدار فعلی توزیع مواد شیمیایی را نشان میدهد که در آن پمپهای دوزینگ و مخزن مربوط به آن کنار گذاشته شده است.
شکل ۳- مدار فعلی توزیع مواد شیمیایی خطوط ۵، ۶ و ۷
به مرور و با خراب شدن پمپ های دوزینگ این مرحله از مدار خارج شده و به جای آن یک مخزن ۲۰۰۰ لیتری بر روی پشت بام قرار گرفته است به صورتی که پکس آماده سازی شده به درون آن پمپ شده و به صورت ثقلی به مخزن آمادهسازی و سلول های فلوتاسیون (در حال حاضر فقط در تانک آمادهساز فلوتاسیون) اضافه میشود. همچنین با سوراخ شدن مخزن شماره ۱ پروانه همزن آن از نصب خارج و روی مخزن شماره ۲ نصب شد به این ترتیب تعداد مخزن آماده سازی پکس قدیمی کنار گذاشته و مخزن ذخیره پکس، جایگزین مخزن آمادهسازی شد.
۱- نشست مواد در مخزن و انسداد لولههای توزیع پکس
برای آمادهسازی پکس در مخزن آمادهسازی، مراقبتکار پکس خشک را از شوت بالای مخزن آمادهسازی پکس، درون مخزن میریزد تا وقتی که به صورت تجربی تشخیص دهد وزن مورد نظر برای ساخت پکس با غلظت ۱۰% تزریق شده است. سپس آب (آب برگشتی تیکنر) را درون مخزن تزریق میکند تا مخزن پر شود و آمادهسازی پکس صورت گیرد(شکل ۴).
شکل ۴- سیستم در حال حاضر آمادهسازی پکس
با توجه به شکل ۵، با استفاده از آب برگشتی تیکنر برای آمادهسازی پکس و وجود گل و لای در آن، نشست مواد در مخزن تزریق پکس پشتبام و لولههای توزیع پکس مشاهده میشد.
شکل ۵- استفاده از آب برگشتی و نشست مواد در مخازن و لولههای توزیع پکس
به همین دلیل مسیر لوله آب تمیز از مخزن آمادهسازی قبلی، به مخزن آمادهسازی فعلی انتقال و نشست مواد در مخازن پکس، کاهش یافت (شکل ۶).
شکل۶– تغییر مسیر لوله آب تمیز از مخزن آمادهسازی پکس قدیمی به مخزن آمادهسازی پکس کنونی
۲- عدم ساخت پکس با غلظت ۱۰ درصد
به دلیل عدم کنترل روی میزان پکس خشک تزریق شده به مخزن آمادهسازی پکس، غلظت پکس آماده شده یا بیشتر و یا کمتر از مقدار طرح (۱۰ درصد) میباشد.
۳- سرریز کردن مخازن پکس و MIBC
با توجه به اینکه سطحسنجهای کنترل سطح روی مخازن مربوط به پکس و MIBC مدتهاست از کار افتاده است، با پر شدن مخزن آمادهسازی پکس، شیربرقی آب بسته نمیشد و یا با پر شدن مخزن پکس روی پشتبام، پمپ خاموش نمیشد که این مورد باعث سرریز شدن مخازن میشد. در مخزن MIBC نیز به همین نحو، مخازن فاقد حسگر ارتفاع سطح میباشند.
۴- خرابی پمپها
هنگامی که مخزن پکس روی پشتبام خالی میشود، مراقبتکار باید متوجه خالی شدن پکس مایع شده باشد و از روی پشت بام خط، پمپ را به صورت دستی روشن کند و منتظر بماند تا مخزن روی پشتبام پر شود و وقتی که شروع به سرریز کردن میکند، پمپ را خاموش کند. گاهی اتفاق میافتد که مخزن آمادهسازی پکس کف کارخانه خالی از پکس مایع است و با روشن کردن پمپ جهت پر شدن مخزن روی پشتبام توسط مراقبتکار، پمپ هوا میکشد. این مورد خرابی پمپها را به همراه دارد.
اقدامات انجام شده
نصب حسگر و راه اندازی حلقهکنترلی مخزن مربوطه پکس
با وجود چالشهای ذکر شده در بخش ساخت و مصرف مواد شیمیایی، حسگرهای از کار افتاده روی تمام مخازن شناسایی شدند و تست سالم بودن یا نبودن آنها در محل و سپس کارگاه برق انجام شد. تنها دو حسگر پس از تعمیرات و کار روی آن قابل استفاده شدند که یکی از آنها روی مخزن آمادهسازی و دیگری روی مخزن پشتبام پکس نصب شد(شکل ۷). پس از نصب این حسگرها، برنامهای برای استفاده از حلقه کنترلی آن نوشته شد. حلقه کنترلی به اینصورت است که برای آمادهسازی پکس، مراقبتکار پکس را داخل مخزن آمادهسازی پکس میریزد و با تماس با اتاق کنترل، شیر برقی که در مسیر آب تمیز قرار دارد را باز میکند. با پر شدن مخزن و بالا آمدن شناور حسگر ارتفاع سطح و نشان دادن سطح بالا در اتاق کنترل، شیر برقی آب بسته میشود و از سرریز پکس آماده شده جلوگیری میکند.
همانطور که گفته شد، حسگر ارتفاع سطح دیگری روی مخزن پشتبام نصب شد که با خالی شدن مخزن و نشان دادن سطح پایین حسگر، پمپ بعد از مخزن آمادهسازی پکس روشن میشود (به شریط که مخزن آمادهسازی پکس خالی نباشد که پمپ هوا بکشد) و با پر شدن مخزن پکس روی پشتبام این حسگر دستور خاموش شدن پمپ را میدهد و از سرریز پکس مایع جلوگیری میشود. نمایی از لول سوئیچ در شکل ۸ قابل مشاهده میباشد.
شکل۷- حسگر نصب شده روی مخزن پکس پشتبام
شکل ۸- لول سوییچ نوع شناور
لازم به ذکر است که قبلا از حسگر گلابی شکل استفاده میشد که این نوع حسگرها پس از مدت کوتاهی از کار میافتادند و خرابی و خوردگی بدنه در آنها به طور مکرر مشاهده میشد(شکل ۹).
شکل ۹- سوراخ شدن شناور گلابی مخزن پکس پشت بام
پیشنهاد نصب و راهاندازی خوراک دهنده زیر شوت تزریق پکس
با توجه به اینکه غلظت پکس ساخته شده در فلوتاسیون از اهمیت بالایی برخوردار است، برای ساخت پکس مایع با غلظت ۱۰ درصد، پیشنهاد نصب خوراکدهنده مارپیچی زیر شوت تزریق پکس خشک داده شد که در شکل ۱۰ قابل مشاهده میباشد. با نصب این خوراکدهنده، ساخت پکس به صورت خودکار خواهد شد. به اینصورت که با خالی شدن مخزن آمادهسازی پکس، خوراکدهنده روشن و شیر برقی آب باز میشود و با پر شدن مخزن، خوراکدهنده خاموش و شیر برقی بسته میشود و عملا ساخت پکس با غلظت ۱۰ درصد بدون دخالت اپراتور ساخته خواهد شد.
شکل ۱۰- طرح پیشنهادی سیستم تزریق و ساخت پکس
همانطور که گفته شد، حسگر ارتفاع سطح دیگری روی مخزن پشتبام نصب شد که مطابق شکل ۱۱، در صورتی که مخزن آمادهسازی پکس خالی شود، حسگر روی مخزن آمادهسازی پکس، خوراک دهنده را روشن و شیر برقی آب را باز میکند تا آمادهسازی پکس انجام شود و زمانی که مخزن پر شود، این حسگر دستور بستن شیر برقی را میدهد. با خالی شدن مخزن تزریق روی پشتبام و نشان دادن سطح پایین حسگر، پمپ بعد از مخزن آمادهسازی پکس روشن میشود (به شرطی که مخزن آمادهسازی پکس خالی نباشد که پمپ هوا بکشد) و با پر شدن مخزن پکس روی پشتبام این حسگر دستور خاموش شدن پمپ را میدهد و از سرریز پکس مایع جلوگیری میشود.
شکل ۱۱- طرح پیشنهادی سیستم تزریق و ساخت پکس
مقدمه
مدار بخش جدایش
مدار تولید کنسانتره خطوط ۵، ۶ و۷ از چهار بخش خردایش اولیه، جدایش، آبگیری و خردایش نهایی تشکیل شده است (شکل۱). محصول آسیای گلولهای ابتدا وارد چهار جداکننده مغناطیسی تر شدت متوسط (مرحله کوبر) میشود. هدف این بخش، جدا کردن ذرات فاقد خاصیت مغناطیسی و ارسال آنها به باطله نهایی است. کنسانتره جداکننده مرحله کوبر که حاوی ذرات با خاصیت مغناطیسی کم تا زیاد است، برای طبقهبندی به هیدروسیکلون منتقل میشود. تهریز هیدروسیکلون (ذرات درشت و قفلشده) برای رسیدن به درجه آزادی مطلوب به آسیای گلولهای برگردانده میشوند و سرریز هیدروسیکلون به جداکنندههای مغناطیسی پرعیارکنی اولیه ارسال میشود. در این مرحله، از سه جداکننده مغناطیسی تر با شدت کم استفاده شده است. کنسانتره این بخش برای رسیدن به عیار مدنظر، وارد سه جداکنندههای مغناطیسی تر شدت پایین (مرحله شستشو) میشود. کنسانتره مرحله شستشو برای سولفورزدایی وارد سلولهای فلوتاسیون میشود. روش فلوتاسیون در این کارخانه از نوع معکوس است، یعنی سولفور شناور میشود و مواد باارزش (کنسانتره آهن) بهعنوان باطله از آخرین سلول خارج میگردد. باطله مراحل پرعیارکنی اولیه و شستشو و نیز بخش شناور شده مرحله فلوتاسیون، جهت آبگیری و ارسال به تیکنرهای باطله، وارد مخزن شماره ۸ میشود. کنسانتره آهن پس از رسیدن به حد مجاز عیار سولفور، برای آبگیری و ارسال به فیلترهای نواری، ابتدا وارد سه جداکننده مغناطیسی تر شدت پایین میشود. کنسانتره این بخش به عنوان کنسانتره نهایی به سمت فیلترهای نواری ارسال میشود و باطله نیز برای جلوگیری از هدرروی مواد باارزش و نیز تأمین درصد جامد خوراک جداکنندههای مغناطیسی مرحله کوبر به مخزن محصول آسیا باز میگردد.
شکل ۱: مدار تولید کنسانتره خطوط تولید کنسانتره ۵،۶و ۷ شرکت معدنی و صنعتی گلگهر
فلوتاسیون
فلوتاسیون یا شناورسازی مهمترین و همه جانبهترین روش کانهآرائی است. در این روش مواد باارزش به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خاص، به حباب های هوا میچسبند و تشکیل کف می دهند و مواد گانگ (در بعضی موارد کنسانتره) در آب باقی میماند.
فلوتاسیون یک فرآیند انتخابی بوده و قادر به جداسازی یک کانی خاص از مجموعه کانه میباشد که معمولا روی ذرات نسبتاً ریز (کمتر از ۱۰۰ میکرون) انجام میشود. به دلیل اینکه حبابهای هوا قادر به حمل ذرات بزرگ (۱ میلیمتر) نخواهند بود. برای چسبیدن کانی به حباب هوا، شرط اول آبران یا هیدروفوبیک (Hydrophobic) بودن ذره است. برای اینکه ذرات آبران چسبیده به حباب های هوا، به کف (کنسانتره) حمل شوند بایستی حبابها پایدار باشند و در بین راه در اثر ترکیدن بار خود را رها نکنند. برای آبران کردن ذرات، از مواد شیمیایی به نام کلکتور (Collector) و برای پایدار کردن حبابها از کفساز (Frother) استفاده میشود. فلوتاسیون در سیستم سه فازی جامد، مایع و گاز انجام می شود.
در خطوط تولید کنسانتره ۵، ۶ و۷ هدف از مرحله فلوتاسیون، کاهش عیار سولفور در محصول نهایی کارخانه برای بهبود گندله تولیدی میباشد. در این بخش از چهار سلول نوع ومکو در هر یک از خطوط تولید کنسانتره ۵، ۶ و۷ استفاده شده است (شکل ۲) که مشخصات فرآیندی و طراحی این بخش ازکارخانه (شامل یک مخزن آماده ساز و چهار سلول مکانیکی ۵۰ مترمکعبی) در جدول آمده است.
شکل ۲: سلول ها و مخزن آماده ساز فلوتاسیون خطوط تولید کنسانتره ۵،۶و۷
جدول ۱: مشخصات فرآیندی بخش فلوتاسیون خطوط تولید کنسانتره ۵،۶و۷
چالشهای بخش فلوتاسیون خطوط تولید کنسانتره ۵، ۶ و ۷
همانطور که اشاره شد، در خطوط تولید کنسانتره ۵، ۶ و ۷ از سلولهای نوع ومکو استفاده میشود. همانطور که در شکل ۳ مشاهده میشود، یکی از مهمترین چالشهایی که در این بخش وجود دارد، نشست مواد در سلولها و در نتیجه عدم کارایی مطلوب آن، میباشد.
شکل ۳: نشست مواد در سلول فلوتاسیون
نشست مواد در سلولها
در صورتی که درصد جامد خوراک ورودی به سلول ها یا میزان کلکتوری که به سلول ها اضافه می شود بیش از اندازه باشد، باعث نشست مواد در سلولها میشود. به دنبال تهنشین شدن مواد در سلولها، کارایی فلوتاسیون کاهش مییابد و جدایش باطله (سولفور) از کنسانتره به خوبی صورت نمیگیرد و عیار گوگرد در کنسانتره ارسالی به کارخانه گندلهسازی بیش از حد مطلوب خواهد شد.
یکی از نشانههای تهنشین شدن مواد در سلولها، سفید بودن رنگ کف (باطله) میباشد (شکل ۴) اگر باطله همراه با کف به سطح سلول منتقل شود، کف به رنگ تیره قابل مشاهده خواهد بود.
شکل ۴: سفید بودن رنگ کف (باطله) سلول فلوتاسیون
یکی دیگر از نشانههای نشست مواد در سلولها، آمپرکشی موتور آن میباشد که در اتاق کنترل قابل مشاهده میباشد. در صورت بالا رفتن آمپر موتور سلول، از اتاق کنترل به اپراتور مربوطه اطلاع داده میشود تا سلولها را از خط خارج کنند.
وقتی مواد وارد سلولها میشود، از وسط درفت تیوب (شکل ۵) به واسطه خلاء ایجاد شده توسط روتور به بالا هدایت میشود. نشست مواد در سلولها، باعث مسدود شدن کف کاذب (فاصله بین درفت تیوب تا کف سلول) میشود و مواد نمیتواند از این فاصله به بالا و به سمت روتور جریان یابد. در نتیجه مواد با حباب تماس پیدا نمیکند و جدایشی صورت نمیگیرد.
شکل ۵: درفت تیوب
از دلایل نشست مواد در سلولها میتوان به بالا بودن درصدجامد و درشت بودن ذرات اشاره کرد. جهت تعیین دانهبندی مواد ورودی و درصدجامد فلوتاسیون، نمونهای از خوراک این بخش گرفته شد. همانطور که در شکل ۶ مشاهده میشود، بهترین محل نمونهگیری از خوراک، قسمت خروجی مخرن آمادهسازی است که مواد پس از آمادهسازی وارد جعبه ارتباط میشود.
شکل ۶: بهترین محل نمونهگیری از خوراک ورودی به سلولهای فلوتاسیون
آنالیز ابعادی
همانطور که گفته شد، یکی از مهمترین دلایل نشست مواد در سلولها، بزرگ بودن ابعاد ذرات است. طبق طراحی، ۸۰ درصد مواد ورودی به بخش فلوتاسیون باید ابعادی کوچکتر از ۹۰ میکرون داشته باشند. پس از نمونهگیری و تعیین آنالیز ابعادی مواد ورودی به فلوتاسیون، ابعاد مواد ورودی یکبار ۱۷۲ و یکبار ۱۲۰ میکرون بدست آمد (شکل ۷).
شکل ۷: آنالیز ابعادی خوراک سلولهای فلوتاسیون
درصد جامد
درصد جامد خوراک فلوتاسیون نیز طبق طراحی ۳۲ در نظر گرفته شده است. درصدجامد بالا باعث افزایش دنبالهروی و نشست مواد در سلولها میشود. پس از اندازهگیری درصدجامد، همانطور که در شکل ۸ مشاهده میشود، درصدجامد خوراک فلوتاسیون، بیشتر از مقدار طراحی است. دلیل تنظیم نبودن درصدجامد، از کار افتادن حلقه کنترلی تنظیم درصدجامد میباشد (شکل ۹).
شکل ۸: درصدجامد خوراک فلوتاسیون
شکل ۹: حلقه کنترلی تنظیم درصدجامد
راهحل اشتباه برای جلوگیری از نشست مواد در سلولها
شرکت پیمانکار گلگهر در خطوط تولید ۵، ۶ و ۷، جهت جلوگیری از نشست مواد راهحلهایی ارائه داد که شامل قرار دادن لوله هوای فشرده در سلولها و نصب فن دمنده هوا روی لوله هوادهی به سلولها بود که در شکل ۱۰ قابل مشاهده میباشد.
شکل ۱۰: راهحل اشتباه شرکت پیمانکار برای جلوگیری از نشست مواد در سلولها
با قرار دادن لوله هوای فشرده در سلول، پس از باز کردن شیر هوای فشرده، سطح سلول (کف) دچار تلاطم میشد. تلاطم در سطح سلول باعث افزایش عیار گوگرد در کنسانتره میشود. همچنین پس از نصب دمنده هوا، به این نکته پی بردند هنگامیکه فن به برق متصل میباشد(زمانی که فن روشن است)، سرعت پرههای فن کمتر از زمانی است که فن خاموش میباشد. به عبارتی فن دمنده نهتنها به افزایش هوادهی به سلول کمک تکرد، بلکه با اشغال بخشی از سطح مقطع لوله هوادهی، باعث کاهش هوادهی به سلولها شد که این فن کنار گذاشته شد.
نشست مواد در کانال جمعآوری کف
از دیگر چالشهایی که در بخش فلوتاسیون خطوط تولید کنسانتره ۵، ۶ و ۷ وجود دارد، نشست مواد در کانال جمعآوری کف سلولهای فلوتاسیون به دلیل مسدود شدن لوله آب شستشوی کانال جمعآوری کف میباشد که در شکل ۱۱ قابل مشاهده میباشد. پس از جویا شدن علت مسدود شدن لوله آب شستشو، متوجه شدیم کیفیت نامطلوب آب برگشتی و همچنین کوچک بودن قطر لوله، باعث مسدود شدن لوله میشد که این مشکل سبب عدم راهیابی کف به کانال جمع آوری کف و برگشت بخشی از کف در مواقع بارکشی زیاد میشد. جهت جلوگیری از انسداد لوله آب شستشوی کانال جمعآوری کف، لوله ای با قطر بزرگتر، جایگزین لولهی قبلی شد.
شکل ۱۱: لوله آب شستشو کانالهای جمع آوری کف
جمعبندی و نتیجهگیری
- علت اصلی نشست مواد در سلولها بررسی شد که مهمترین دلیل آن، درصدجامد بالا و ورود ذرات درشت به سلولهای فلوتاسیون بود.
- به دلیل از کار افتادن حسگر دانسیتهسنج فراصوت، کنترلی روی درصد جامد خوراک ورودی به سلولها انجام نمیشود به همین دلیل درصدجامد خوراک فلوتاسیون در اکثر مواقع بیشتر از طرح و میانگین آن ۵±۳۵٫۵ اندازهگیری شد.
- ابعاد ۸۰ درصد مواد عبوری از روزنه سرند خوراک فلوتاسیون، اندازهگیری شد که مقدار آن یکبار ۱۲۰ و بار دیگر ۱۷۲ میکرون بدست آمد در حالیکه اندازه آن طبق طراحی باید ۹۰ میکرون باشد.
- استفاده از لولههوادهی داخل سلولها و فن دمنده، راه حل مناسبی برای عدم نشست مواد نبود.
در این ارائه که مورخ ۲۲/۰۲/۱۴۰۱ برگزار گردید به موضوع بهینه سازی توزیع مواد شیمیایی خطوط تولید کنسانتره ۶،۵و۷ مجتمع معدنی و صنعتی گلگهر پرداخته شد.
مدار تولید کنسانتره خطوط ۶،۵و۷
مدار تولید کنسانتره خطوط ۶،۵و۷ از چهار بخش خردایش اولیه، جدایش، آبگیری و خردایش نهایی تشکیل شده است. ذرات عبوری از چشمه سرند ۸ میلیمتر خوراک آسیای گلولهای را تشکیل میدهد. محصول آسیای گلولهای ابتدا وارد چهار جداکننده مغناطیسی تر شدت متوسط (مرحله کوبر) میشود. هدف این بخش، جدا کردن ذرات فاقد خاصیت مغناطیسی و ارسال آنها به باطله نهایی است. کنسانتره جداکننده مرحله کوبر که حاوی ذرات با خاصیت مغناطیسی کم تا زیاد است، برای طبقهبندی به هیدروسیکلون منتقل میشود. تهریز هیدروسیکلون (ذرات درشت و قفلشده) برای رسیدن به درجه آزادی مطلوب به آسیای گلولهای برگردانده میشود و سرریز هیدروسیکلون به جداکنندههای مغناطیسی پرعیارکنی اولیه ارسال میشود. در این مرحله، از سه جداکننده مغناطیسی تر با شدت کم استفاده شده است. کنسانتره این بخش برای رسیدن به عیار مدنظر، وارد سه جداکنندههای مغناطیسی تر شدت پایین (مرحله شستشو) میشود. کنسانتره مرحله شستشو برای سولفورزدایی وارد سلولهای فلوتاسیون میشود. روش فلوتاسیون در این کارخانه، از نوع فلوتاسیون معکوس است، یعنی سولفور شناور میشود و مواد با ارزش (کنسانتره آهن) بهعنوان باطله از آخرین سلول خارج میگردد. باطله مراحل پرعیارکنی اولیه و شستشو و نیز بخش شناور شده مرحله فلوتاسیون، جهت آبگیری و ارسال به تیکنرهای باطله، وارد مخزن شماره ۸ میشود. کنسانتره آهن پس از رسیدن به حد مجاز عیار سولفور، برای آبگیری و ارسال به فیلترهای نواری ابتدا وارد سه جداکننده مغناطیسی تر شدت پایین میشود. کنسانتره این بخش به عنوان کنسانتره نهایی به سمت فیلترهای نواری ارسال میشود و باطله نیز برای جلوگیری از هدرروی مواد باارزش و نیز تأمین درصد جامد خوراک جداکنندههای مغناطیسی مرحله کوبر به مخزن محصول آسیا باز میگردد. کنسانتره نهایی پس از آبگیری توسط فیلترها، برای رسیدن به نرمی یا عدد بلین موردنظر، تحت خردایش مجدد توسط HPGR قرار میگیرد. رطوبت موردنیاز جهت عملکرد مطلوب این تجهیز، کمتر از ۸ درصد است. بنابراین، برای رسیدن به این میزان رطوبت، بخشی از محصول فیلترها در منطقهای انبار شده و توسط گرمای خورشید خشک میشود، سپس این مواد مجدداً به خوراک HPGR اضافه میشوند. محصول HPGR به دو دسته تقسیم میشود. محصول میانی که به عنوان محصول نهایی به کارخانه گندله سازی ارسال و محصول لبه که برای افزایش عدد بلین به عنوان باربرگشتی مجدداً به HPGR خوراک دهی میشود (شکل ۱).
شکل ۱ : مدار خطوط تولید کنسانتره ۶،۵و۷
تاثیر توزیع مواد شیمیایی در سلولهای فلوتاسیون
شناخت تاثیر متقابل بین کلکتور و اندازه ذره کم و بیش شناخته شده است. تاثیر متقابل بین مقدار کلکتور، اندازه ذره و قابلیت شناور شدن در شکل آورده شده است. همانطور که از شکل دیده میشود برای یک اندازه ذره معین، هر افزایش در خاصیت آبرانی یا درجه پوشیدگی ذرات توسط کلکتور قبل از رسیدن به یک اندازه حداکثر، منجر به قابلیت شناور شدن میشود. همچنین از شکل ۲ دیده میشود که ذرات ریز نسبت به ذرات درشت برای شناور شدن به پوشش (مقدار کلکتور) کمتری نیاز دارند.
شکل ۲: تاثیر سه جانبه مقدار کلکتور، اندازه ذرات و قابلیت شناور شدن
بازیابی مس بر حسب اندازه، تابعی از مقدار کلکتور میباشد. بازیابی ذرات ریز با کاهش مقدار کلکتور تغییری نمیکند و برای رسیدن به یک بازیابی بهینه ذرات، میتوان از مقدار کلکتور کمتری استفاده نمود و همچنین بازیابی ذرات درشت با افزایش مقدار کلکتور بهبود مییابد(شکل۳).
شکل ۳: بازیابی بر حسب اندازه ذره در مقادیر مختلف کلکتور
از آنجا که ذرات ریز نسبت به ذرات درشت از سطح مخصوص بیشتری برخوردارند. کلکتور لازم برای پوشش بر واحد جرم ذرات ریز، خیلی بیشتر از ذرات درشت است. بنابراین اگر نحوه توزیع کلکتور طوری باشد که اکثر آن به یک نقطه در بالای ردیف اضافه شود توسط ذرات ریزی که نیاز به پوشیدگی کمتری برای شناورشدن دارند، مصرف خواهد شد و ذرات درشت به دلیل در دسترس نبودن مقدار کلکتور کافی در سلولهای بعدی، شناور نمیشوند. این مساله باعث طرح این نظریه شد که بخشی از کلکتور مصرفی به بالای ردیف سلول شناورسازی، اضافه شود و بقیه کلکتور جهت فراهم نمودن شرایط جمع آوری ذرات درشت که نیاز بیشتری به پوشش آبرانی برای جذب شدن به حباب هوا و رسیدن به سطح دارند، در سرتاسر ردیف، مرحله به مرحله توزیع گردد.
توزیع بهینه مواد شیمیایی ممکن است سبب کاهش مصرف کلکتور شود و خاصیت شناور شدن انتخابی را برای بعضی ذرات نیز فراهم نماید. از طرفی دنباله روی ذرات آبدوست در پشت سر حبابها در سلولهای اولیه نیز به دلیل شناور شدن با شدت کمتر، کاهش مییابد.
توزیع مواد شیمیایی طبق طرح اولیه
طبق طراحی اولیه کارخانه، هر یک از مواد شیمیایی دارای دو مخزن بوده است که یکی از آنها برای ذخیرهسازی و دیگری برای توزیع مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می گرفت. در مخزن ذخیره، ماده به مقدار کافی نگهداری شده و به مخزن توزیع، ارسال میشده است. سپس، مواد شیمیایی از مخزن توزیع، توسط دوزینگ پمپ بسته به مقدار مورد نیاز و تشخیص مراقبتکار به سلولهای فلوتاسیون ارسال میشد. از آنجا که کلکتور نیاز به آمادهسازی اولیه دارد، یک مخزن بیشتر از مواد شیمیایی دیگر برای آن در نظر گرفته شده است. در این مخزن، پودر گزنتات پتاسیم به مقدار مشخص با آب ترکیب و سپس به مخزن ذخیره ارسال میشود.
در طراحی اولیه برای آن که میزان اضافه شدن مواد شیمیایی دقیق باشد، یک دوزینگ پمپ در نظر گرفته شده تا با استفاده از آن، مواد شیمیایی طبق شرایط و نظر مسئول مربوطه به داخل سلولهای فلوتاسیون اضافه شود. مدار جریان مواد شیمیایی طبق طراحی اولیه کارخانه در شکل ۴ نشان داده شده است. همانطور که در این شکل مشاهده میشود، طبق دستورالعمل اولیه باید در هر سلول فلوتاسیون، کلکتور(PAX) و در سلول اول کفساز (MIBC) اضافه شود. همچنین جهت تنظیم pH از اسیدسولفوریک استفاده میشده است. میزان اضافه کردن اسید سولفوریک، کلکتور و کفساز طبق طرح به ترتیب ۲۰۰۰، ۲۰۰ و۵۰ گرم بر تن است.
شکل ۴: سیستم توزیع مواد شیمیایی خطوط ۵، ۶ و ۷ طبق طرح
در حال حاضر، کلکتور و کفساز فقط در مخزن آمادهساز اضافه میشود و از اسیدسولفوریک نیز استفاده نمیشود. به طور کلی، سیستم کنترلی برای اضافه کردن مواد شیمیایی به سلولهای فلوتاسیون، از کار افتاده است و مراقبتکار توسط شیرهای دستی، میزان مصرف کلکتور و کفساز را کنترل میکند. در حال حاضر، میزان اضافه کردن کلکتور و کفساز به ترتیب، ۷۰ و۳۶ گرم بر تن است. همانطور که در شکل ۵ نشان داده شده، در حال حاضر، در سیستم آمادهسازی و توزیع کلکتور ابتدا پودر گزنتات پتاسیم در آب درون مخزن آمادهساز (مخزن شماره ۱) با غلظت ۱۰ درصد حل میشود و سپس کلکتور به مخزن شماره ۲ (در پشت بام) منتقل میشود و این کار تا زمانی که مخزن پر شود ادامه پیدا میکند. کلکتور از مخزن شماره۲، بر اثر نیروی ثقل، وارد مخزن آمادهساز سلولهای فلوتاسیون میشود و مراقبتکار با استفاده از شیر دستی، میزان مصرف کلکتور را کنترل میکند. با توجه به این که کفساز نیاز به آمادهسازی ندارد، از داخل بشکه توسط پمپ به مخزن ذخیره کفساز (شماره ۳) منتقل میشود و کفساز داخل مخزن ذخیره، توسط پمپ به داخل مخزن شماره ۴ که روی آمادهساز سلولهای فلوتاسیون است، انتقال مییابد و سپس به صورت ثقلی به داخل مخزن آمادهساز سلولهای فلوتاسیون، که برای کنترل آن از شیر دستی استفاده میشود، اضافه میشود.
شکل ۵: سیستم توزیع مواد شیمیایی خطوط ۵، ۶ و ۷ طبق طرح
استفاده از مخزن و کنترل میزان مصرف کفساز به وسیله شیر دستی
در ابتدا کفساز توسط بشکه به مخزن آمادهسازی سلولهای فلوتاسیون اضافه میشد که این امر باعث مغایرت میزان مصرف کفساز با مقدار دستورالعمل و همچنین نوسان در میزان مصرف شده بود و گاهی مواقع اصلا به سلولهای فلوتاسیون هیچ کف سازی اضافه نمیشد. در شکل ۶ میزان مصرف کفساز طی ۳۰ روز در خط ۶ در زمانی که کفساز مستقیم از بشکه به مخزن آماده سازی اضافه شد، نشان داده شده است.
شکل۶: میزان مصرف کفساز در زمان اضافه کردن توسط بشکه
اقداماتی صورت گرفت گرفت که کفساز از داخل بشکه توسط پمپ به مخزن ذخیره منتقل میشود و از مخزن ذخیره، توسط پمپ به داخل مخزن شماره ۷ که روی آمادهساز سلولهای فلوتاسیون است، انتقال مییابد و سپس به صورت ثقلی به داخل مخزن آمادهساز سلولهای فلوتاسیون، که برای کنترل آن از شیر دستی استفاده میشود، اضافه میشود. این امر همانطور که در شکل نشان داده شده است باعث کاهش نوسان در میزان مصرف کفساز و نیز نزدیک شدن این مقدار با مقدار دستورالعمل شده است.
شکل۷: میزان مصرف کفساز در زمان استفاده شیر دستی
سیستم کنترل سطح پیشنهادی برای مخازن مواد شیمیایی
از آنجا که در حال حاضر تمام مراحل آمادهسازی، انتقال و اضافه کردن مواد شیمیایی به صورتی دستی توسط مراقبتکار کنترل میشود و میزان مواد شیمیایی اضافه شده به سلولهای فلوتاسیون، با سطح مخزن انتقال کلکتور و کفساز رابطه مستقیم دارد ( مواقعی که سطح مخزن پایین باشد میزان مواد شیمیایی اضافهشده به سلولها کم است)، بنابراین میتوان گفت که در حال حاضر، میزان مصرف مواد شیمیایی با مقدار طرح مغایرت دارد. حتی در بعضی مواقع دیده شده که هیچ ماده شیمیایی به سلولها اضافه نمیشود. همچنین، عدم استفاده از حلقههای کنترلی باعث سرریز کردن مخازن مواد شیمیایی نیز میشود.
برای جلوگیری از خالی شدن و سریز کردن مخزن توزیع کلکتور (مخزن روی پشتبام) و مخزن توزیع کفساز (مخزن بالای آمادهساز سلولهای فلوتاسیون)، باید حسگرهای ارتفاعسنج مخازن، در صورت وجود، کالیبره یا تهیه شوند. سپس، یک کنترل بین پمپ مخزن ماقبل خود و حسگرهای ارتفاعسنج آن برقرار شود( شکل ۸). برای جلوگیری از سرریز کردن مخزن آماده سازی کلکتور نیز سیستم کنترلی بین سطح مخزن و شیر برقی آب ورودی برقرار شود. برای مخزن کلکتور روی پشت بام با توجه به نوع حسگر موجود دستوری نوشته شود که بعد از گذشت ۱۵۰دقیقه که حسگر سطح پایین را نشان داد، پمپ شروع به کار کند تا نیاز به صرف هزینه برای تهیه حسگر نباشد. به وسیله این سیستم کنترل، میزان مواد شیمیایی اضافه شده به سلولهای فلوتاسیون تا حدی به مقدار دستورالعمل اولیه کارخانه نزدیک شده و از خالی شدن مخزن و نیز هدرروی مواد شیمیایی به هنگام سرریز کردن مخزن جلوگیری میشود.
شکل۸: سیستم توزیع مواد شیمیایی در حال حاضر و حلقه کنترلی پیشنهادی آن
طبق بررسیها و مشاهدات صورت گرفته، مشخص شد که تعدادی از حسگرها در طرح قدیم بدون استفاده در محل وجود دارد که میتوان برای راه اندازی سیستم کنترل جدید از آنها استفاده کرد. در شکل شماره ۹ تصویر یک حسگر بیاستفاده و محل پیشنهادی نصب آن نشان داده شده است.
شکل۹: نمونهای از حسگر بیاستفاده و محل پیشنهادی برای نصب آن
نصب همزن برای مخزن آمادهسازی کلکتور
از جمله اقداماتی که در بخش آمادهسازی کلکتور صورت گرفت تعمیر همزنهای معیوب و نصب آن بوده است (شکل ۱۰ ).
شکل ۱۰ : نصب همزن مخزن آمادهسازی کلکتور
آخرین نظرات
محمد انصاری در: فروش نرم افزار تعیین مسیر بار در آسیاهای گردان(GMT; Grinding Media Trajectory) به دانشگاه China University of Mining and Technology
سلام. لطفا با مدیریت داخلی تماس بگیرید. ...
jamal63 در: فروش نرم افزار تعیین مسیر بار در آسیاهای گردان(GMT; Grinding Media Trajectory) به دانشگاه China University of Mining and Technology
سلام. وقت بخیر آیا این نرم افزار هنوز موجود هست و قیمت آن چقدر است؟ ...
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 ...