پایان نامه طراحی سلول فلوتاسیون ستونی در مقیاس پایلوت بر مبنای نتایج آزمایشگاهی(مطالعه موردی فسفات اسفوردی)
فهرست محتوا
چکیده
هدف اصلی در این تحقیق طراحی و امکان سنجی بکارگیری سلول فلوتاسیون ستونی در مقیاس نیمه صنعتی به جای سلولهای مکانیکی در مدار فراوری فسفات اسفوردی بر اساس نتایج مطالعات آزمایشگاهی بوده است. برای این منظور از مدل فینچ و دوبای استفاده شده است. در این خصوص آزمایشهایی جهت تخمین ثابت سینتیک جمع آوری فسفات و آهن انجام شده وتاثیر پارامتر عملیاتی سرعت ظاهری گاز بر روی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس ثابت سینتیک برای عناصر فسفات و آهن به ترتیب 241/ 0(min-1) و 199/0(min-1) بدست آمد. پارامتر متداول دیگری که در بزرگ مقایس نمایی مورد استفاده قرار میگیرد، ظرفیت حمل است. مقدار این فاکتور برای دو عمق کف 80 و 45 سانتیمتر برابر 0135/0 و 022/0( بدست آمد. در نهایت بر اساس پارامترهای موجود در فلوشیت کارخانه و بر اساس خوراک ورودی 5 تن بر ساعت، سلول پایلوت طراحی شده است. با توجه به محاسبات طراحی و بزرگ مقیاس نمایی ستون پایلوتی با قطر 24/0 متر و ارتفاع 7 متر طراحی گردید. برای تعیین مناسبترین محل بکارگیری سلول ستونی در مدار فرآوری کارخانه فسفات اسفوردی، با قرار دادن سلول ستونی در مراحل پرعیارکنیاولیه (رافر)، پرعیار کنی ثانویه (اسکونجر) و کلینر آزمایشهایی انجام شد. به منظور مقایسه، برای هر آزمایش با سلول ستونی، بطور همزمان از سلولهای مکانیکی در تمام مراحل نمونه برداری انجام شد. مقدار بازیابی و عیار سلول ستونی با توجه به عیار آپاتیت بار ورودی به مراحل مختلف رافر، اسکونجر و کلینر به ترتیب 5/13، 5/3 و 5/34 بازیابی و عیار کنسانتره و هر مرحله به ترتیب 59%-5/36%، 66/27%-61/16% و 87%-41/39% بوده است. با توجه به اینکه بازیابی و عیار سلول ستونی به عنوان رافر از حالتهای دیگر برتری نسبی داشت، لذا بهترین محل بکارگیری سلول ستونی در مرحله رافر میباشد.
واژههای کلیدی:
فلوتاسیون ستونی، بزرگ مقیاس نمایی، ظرفیت حمل، سینتیک جمع اوری، طراحی پایلوت، فسفات اسفوردی
فهرست مطالب
- عنوان صفحه
- فصل اول: مقدمه 1
- 1-1-تاریخچه 2
- 1-2-مجتمع صنعتی و معدنی فسفات اسفوردی 3
- 1-2- 1- معدن فسفات اسفوردی 3
- 1-2-2- کارخانه فسفات اسفوردی 5
- 1-2-2-1- فلوتاسیون آپاتیت 5
- 1-2-2-2- بازیابی کنسانتره آهن 8
- 1-3- ماشین های فلوتاسیون ستونی 9
- 1-3-1- طرحکلیونحوهکار 10
- 1-4- پارامترهای عملیاتی موثر در عملکرد ستون های فلوتاسیون 14
- 1-4-1- ماندگیگاز 14
- 1-4-2- سرعت ظاهری گاز 15
- 1-4-3- سرعت ظاهری سطح حباب 18
- 1-4-4- سطح ویژه حباب 19
- 1-4-5- سطح ویژه مشترک 19
- 1-6- بررسی الگوهای اختلاط در ستون های فلوتاسیون 20
- 1-6-1- الگوی جریان پیستونی 21
- 1-6-2- الگوی جریان مخلوط کامل 22
- فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته 25
- 2-1- کاربرد سلول ستونی در ایران 26
- 2-1-1 کاربرد در مقیاس آزمایشگاهی 26
- 2-1-2- کاربرد در مقیاس نیمه صنعتی 27
- 2-2- مقدمه ای بر روش های طراحی و بزرگ مقیاس نمایی ستون های فلوتاسیون 28
- 2-3- بحث سینتیکی فلوتاسیون و کاربرد آن در طراحی و بزرگ مقیاس نمایی ستونهای فلوتاسیون 30
- 2-4- محدودیتهای روش سینتیکی در طراحی و بزرگ مقیاس نمایی ستونهای فلوتاسیون 32
- 2-5- تقابل بین زونهای جمع آوری و کف 35
- 2-6- مدل بزرگ مقیاس نمایی و طراحی 37
- 2-6- 1- فرآیند جمعآوری ذرات 37
- 2-6-2- ظرفیت حمل: 40
- 2-6-3- سطح جانبی حبابسازها 40
- 2-7- متوسط زمان ماند ذرات در ستون فلوتاسیون 41
- 2-7-1- مفهوم توزیع زمان ماند در سیستمهای ایده آل 41
- 2-7-2- توزیع زمان ماند در رآکتورهای واقعی 43
- 2-8- نرخ حمل و ظرفیت حمل جامد در ستونهای فلوتاسیون 45
- 2-8-1 مدلهای تجربی ظرفیت حمل 46
- 2-9-مدل ثابت سینتیک جمع اوری در ستونهای فلوتاسیون 49
- فصل سوم: روش تحقیق و مواد 50
- 3-1- روش های تجربی تعیین متوسط زمان ماند 51
- 3-1-1- روش انجام آزمایش های RTD 52
- 3-2- روش اندازه گیری ظرفیت حمل 54
- 3-2-1- روش انجام آزمایش ظرفیت حمل 55
- 3-3- روش های اندازه گیری ثابت سینتیک جمع آوری 57
- 3-3-1- تخمین ثابت سینتیک از طریق آزمایش های ناپیوسته 57
- 3-3-2- تخمین ثابت سینتیک از طریق آزمایش های پیوسته 58
- 3-3-3- روش انجام آزمایش سینتیک ناپیوسته 59
- 3-4- اندازهگیری پارامترهای عملیاتی 60
- 3-4-1- اندازهگیری دبی هوا،دبی پالپ و آب شستشو 61
- 3-4-2- اندازه گیری ماندگی گاز 62
- 3-4-3- اندازه گیری عمق کف 63
- 3-5- تعیین مناسبترین محل بکارگیری سلول ستونی 65
- 3-5-1- استفاده از سلول ستونی در مرحله پرعیارکنی اولیه (رافر) 65
- 3-5-2-استفاده از سلول ستونی در مرحله اسکونجر 66
- 3-5-3- کاربرد سلول ستونی در مرحله پرعیارکنی نهایی 67
- فصل چهارم: ارائه یافته ها و نتایج 68
- 4-1- نتایج آزمایش های ظرفیت حمل 69
- 4-1-1- تحلیل آزمایشات 70
- 4-1-2- تخمین ظرفیت حمل 73
- 4-1-3- تخمین ظرفیت حمل با استفاده از مدل های موجود 74
- 4-2- نتایج آزمایش سینتیک ناپیوسته 76
- 4-2-1- تصحیح عیارها برای برقراری موازنه جرم 76
- 4-2-2- نتایج آزمایش 76
- 4-3- نتایج آزمایش RTD 81
- 4-4- نتایج محاسبات بزرگ مقیاس نمایی و طراحی 84
- 4-4-1- محاسبه درصد کانیها در خوراک 85
- 4-4-2- ثابت سینتیک جمع آوری 85
- 4-5- محاسبات مرحله به مرحله بزرگ مقیاس نمایی 85
- 4-5-1- مراحل طراحی 87
- 4-5-2- بزرگ مقیاس نمایی با استفاده از ظرفیت حمل 89
- 4-6- طراحی ستون پایلوت 90
- 4-6-1- طراحی اسپارجرها 91
- 4-6-2- بخش ته ریز ستون 92
- 4-6-3- ارتفاع کلی ستون 93
- 4-6-4- محل ورودی خوراک 93
- 4-6-5- طراحی لاوک 94
- 4-6-6- دوش ها 95
- 4-6-7- سیستم اندازه گیری ماندگی گاز 95
- 4-6-8- سیستم اندازه گیری و کنترل عمق کف 96
- 4-7- نتایج استفاده از سلول ستونی به جای سلول های مکانیکی در مراحل مختلف مدار فلوتاسیون 98
- 4-7-1- نتایج استفاده از سلول ستونی به جای سلول های مکانیکی در مراحله پر عیار کنی اولیه 98
- 4-7-2- نتایج استفاده از سلول ستونی به جای سلول های مکانیکی در مراحله پر عیار کنی ثانویه(اسکونجر) 101
- 4-7-3- نتایج کاربرد سلول ستونی در مرحله پرعیارکنی نهایی 103
- 4-7-4- نتایج مقایسه انرژِی مصرفی (برق)سلول ستونی با سلول های مکانیکی در مرحله پرعیار سازی نهایی 106
- فصل پنجم: بحث، نتیجه گیری و پیشنهادات 107
- 5-1- بحث 108
- 5-2- نتیجه گیری 109
- 5-3- پیشنهادها 109
- منابع و مراجع 111
- پیوست 113
- پیوست یک: تحلیل واریانس 114
- پیوست دو: روش لاگرانژ 119
- پیوست سه: نتایج آنالیزهای شیمیایی 122
- پیوست چهار : نقشه های ساختمانی و فلوشیت کارخانه مجتمع فسفات اسفوردی 129
فصل اول:
مقدمه
1-1-تاریخچه
اولین بار ستونهای فلوتاسیون صنعتی در اواسط دهه 1910 توسط Gahl در کمپانی مس Inspiration طراحی و نصب گردید اما موفقیتهای اصلی و تجاری این تکنیک در دهه 1960 توسط Wheeler و Boutin که مشکلات ناشی از ته نشینی ذرات روی حبابسازها را رفع کرده بودند، آغاز گردید و به طور گستردهای برای آرایش مواد معدنی مختلف مانند مس و مولیبدینیت، مس و نیکل، سیلیس و آهن، ذغال سنگ و ناخالصیهای آن، سرب و روی و فسفات استفاده شد [1].
توجه اصلی به فلوتاسیون ستونی و کاربرد آن در کانه آرایی در سال 1980 اغاز گردید و در این زمان اولین سلول ستونی صنعتی در معدن Gaspe در کانادا طراحی و نصب شد. امروزه سلولهای ستونی دستخوش تغییرات زیادی شدهاند. به دلیل اینکه فلوتاسیون ستونی اولین بار توسط متخصصین کانادایی ثبت گردید گاهی به ان سلول کانادایی نیز گفته میشود [2].
در ایران اولین بار ستون فلوتاسیون نیمه صنعتی در کارخانه پایلوت پلنت مجتمع مس سرچشمه توسط دکتر بنیسی و همکارانش طراحی و ساخته شدو تستهای مختلفی بر روی کارایی و قابلیت کاربرد آن در طرحهای توسعهای کارخانه تغلیظ مس سرچشمه انجام گرفت و توانایی آن برای ارتقاء کارایی فلوتاسیون به اثبات رسید [3].
با توجه به کاربرد روزافزون این سلولهای فلوتاسیون، کسب تجربههای عملی و گسترش دانستههای تئوری در مورد فرایندهای جدایش در انها ضروری است. از آنجایی که یکی از مهمترین قسمتهای سلول فلوتاسیون ستونی بخش کنترل اتوماتیک انها میباشد، وجود بخش کنترل و ابزار دقیق بر روی کارایی ستون اثر بسزایی دارد و به کمک آن میتوان فرایند جدایش در ستون را به خوبی تنظیم و کنترل نمود و شرایط فرآیند جدایش مواد را بهبود بخشید.
1-2-مجتمع صنعتی و معدنی فسفات اسفوردی
1-2- 1- معدن فسفات اسفوردی
معدن فسفات اسفوردی در 35 کیلومتری شمال غربی شهرستان بافق در استان یزد واقع شده است. مختصات جغرافیایی آن در طول َ 38 ْ 55 شرقی و در عرض َ 47 ْ 31 شمالی واقع میباشد. معدن بوسیله جاده آسفالته به شهرستان بافق متصل میگردد و راه آهن چغارت–اصفهان این جاده را در 14 کیلومتری شهرستان بافق قطع میکند.
این منطقه در ناحیه بیابانی واقع شده است، متوسط بارش سالیانه 50 میلیمتر میباشد و حداکثر آن به 300 میلیمتر میرسد. دمای متوسط آن 40 درجه سانتیگراد است که در زمستان به ندرت به صفر و در تابستان بعضاً به 50 درجه سانتیگراد نیز میرسد. کوههای اسفوردی در شمال ذخیره واقع شدهاند که حداکثر سطح تراز آنها 2000 متر میباشد و قله آهنی واقع در جنوب ذخیره تا ارتفاع 1760 متر بالا آمده است. پوشش گیاهی منطقه نسبتاً ضعیف میباشد بطوریکه ارتفاعات منطقه فاقد پوشش گیاهی بوده و مناطق پست دارای پوشش گیاهی شامل بوتهها و درختچهها میباشد.
مطالعات شناخت ویژگیهای کانسار نشان میدهد که که کانیهای موجود در ذخیره متنوع بوده و تیپ سنگهای موجود در منطقه به 5 نوع تقسیم میشوند که عبارتند از:
- سنگهای حاوی منیتیت و آپاتیت (زون اصلی آپاتیتدار)
- پیروکسنیتهای آلتره شده (سنگ سبز)
- توفها–الگومراتها و دولومیتها
- ریولیتها
- نفوذیهای حد وسط
کانیهای حاوی فسفر در این ذخیره و در مجموعه سنگهای فوق که خوراک کارخانه فرآوری را تأمین میکنند در سه زون غالب وجود دارند که این زونها در معدن به نام زون آپاتیت (زون اصلی)، زون دایک آپاتیت (زون صورتی) و زون آپاتیت-آهن (زون آهن) شناخته میشوند. نکته مهم این است که بار ورودی به کارخانه در وضعیت فعلی فقط از نظر عیاری کنترل میشود و نسبت مخلوط سنگهای استخراجی برای ورود به کارخانه به نحوی تنظیم میگردد که بار ورودی دارای عیار تقریبی 14% P2O5 باشد.
به طور خلاصه میتوان گفت که ناحیهای که معدن در آن واقع شده است یک بالا آمدگی و یک منطقه فلززایی در ایران مرکزی است. در مجموع این ناحیه شامل سنگ آهن مرکزی–سرب و روی کوشک، منگنز ناریگان و غیره میباشد که معدن اسفوردی یکی از چند ذخیره آهن آپاتیت شناخته شده در منطقه است. سنگهای در برگیرنده معادن فسفات اسفوردی-سنگ آهن چغارت و چادرملو، آذرین نفوذی کامبرین و سنگهای پرکامبرین است که همگی حاوی کانههای هماتیت، منیتیت و آپاتیت میباشد. فاز کوهزایی آلپی در تشکیل بلوکهای ساختمانی جداگانه آن نقش اساسی را ایفا میکند، یکی از بلوکهای تشکیل شده بلوک پشت بادام-بافق میباشد، که از طرف شرق و غرب به وسیله گسلهای بزرگ کوهبنان و داوران محدود شده است. این بلوک منطقه وسیعی از جمله کانسار فسفات اسفوردی را در بر میگیرد، در شکل 1-1 نمایی از معدن فسفات اسفوردی نشان داده شده است.
1-2-2- کارخانه فسفات اسفوردی
کارخانه کانهآرایی اسفوردی از واحدهای سنگشکنی (سنگ شکنهای فکی، مخروطی)، آسیای میلهای (تر)، آسیای گلولهای (تر)، فلوتاسیون (سلولهای رافر و کلینر)، تیکنر و سد باطله تشکیل شده است. خوراک کارخانه در سال حدود 360 هزار تن است، ظرفیت اسمی واحد سنگ شکن فکی حدود 140 تن بر ساعت و سنگ شکن مخروطی 188 تن بر ساعت و ظرفیت اسمی واحد آسیا 5/57 تن بر ساعت میباشد.
مواد معدنی پس از استخراج به واحد سنگشکنی حمل میشود. این مواد پس از دو مرحله خردایش و طبقه بندی توسط سرند، نهایتاً با ظرفیت 5/57 تن بر ساعت و معادل 14 میلیمتر وارد آسیای میلهای میشود. خروجی آسیای میلهای به شکل پالپ و با دانهبندی معادل 600 میکرون به هیدروسیکلون پمپ میشود. تهریز هیدروسیکلون با دانهبندی معادل 750 میکرون توسط یک آسیای گلولهای که با هیدروسیکلون در مدار بسته قرار دارد، ذرات را تا رسیدن به ابعاد ریزتر از 100 میکرون تحت خردایش قرار میدهد. سرریز هیدروسیکلون با دانهبندی ریزتر از 150 میکرون جهت نرمهگیری به یک هیدروسیکلون خوشهای پمپ میشود. سرریز هیدروسیکلون خوشهای با ابعاد ریزتر از 10 میکرون بعنوان باطله در نظر گرفته میشود و به سد باطله میرود. تهریز هیدروسیکلون خوشهای (نرمهگیر) بعنوان خوراک واحد فلوتاسیون به آمادهسازهای فلوتاسیون آپاتیت وارد میشود.
چنانکه ذکر شد این کارخانه شامل تجهیزات مورد نیاز کلاسیک برای فلوتاسیون آپاتیت و جدایش مغناطیسی آهن همراه میباشد. در حال حاضر هر دو بخش فلوتاسیون فسفات و خط تولید کنسانتره آهن با مشخصاتی که در ادامه به آن اشاره میشود فعال است.
1-2-2-1- فلوتاسیون آپاتیت
محصولات 150-10 میکرون هیدروسیکلون خوشهای وارد مرحله فلوتاسیون آپاتیت میشود. دستگاههای مورد استفاده در این بخش به شرح ذیل است:
مواد در ابتدا با ظرفیت 3/53 تن در ساعت وارد کاندیشینر اول بخش آپاتیت میشوند، در این کاندیشینر پالپ آماده مرحله فلوتاسیون آپاتیت میگردد. در عمل با افزودن تنظیم کنندهها ) کربنات سدیم و سود 10%) PH به حدود 5/9 تا 10 افزایش مییابد. قبلاً نشاسته و در حال حاضر دکسترین به عنوان بازدارنده کانیهای اکسیده آهن به مقدار 350 گرم بر تن با عیار محلول 8% اضافه میشود. در این مرحله برای آماده کردن پالپ برای فلوتاسیون آپاتیت باید غلظت جامد کاهش یابد و بنا بر این به آن آب نیز اضافه میشود.
پالپ پس از آماده سازی در آماده ساز اول وارد آماده ساز دوم بخش آپاتیت میشود. در این آماده ساز نیز با اضافه کردن کلکتور های مورد نیاز به شرح زیر آماده سازی صورت میگیرد:
اولین کلکتور مورد استفاده پوروکل POROCOL SCO40 با غلظت 5 درصد و به مقدار 650 گرم بر تن میباشد. پروکل PROCOL 4396 ساخت آلاید کلوتید انگلیس با غلظت 10 درصد و به مقدار 80 گرم بر تن به عنوان کمک کلکتور استفاده میشود. MIBC (متیل ایزوبوتیل کربنیل) با غلظت 100 درصد و مصرف 75 گرم بر تن به عنوان کف ساز استفاده میگردد. پس از افزودن مقدار وزنی مشخص از دو کلکتور اپاتیت آماده فلوتاسیون میشود.
سلولهای اولیه[1] (رافر) فلوتاسیون شامل 5 سلول میباشد که هر کدام 5 متر مکعب ظرفیت دارند. در این سلولها برای رساندن غلظت وزنی به 20% آب نیز اضافه میشود. در این مرحله فسفات بصورت کف جدا میشوند و به سلولهای کلینر وارد میشود و ته ریز آن از طریق پمپ به خط بازیابی آهن حرکت میکند.
ظرفیت کلینر اول[2]، برابر با 4/16 تن در ساعت است و در این کلینر به آنها آب+کربنات سدیم یا سود برای تنظیم PH در فاصله 10-9 اضافه میشود. کلینر اول دارای 3 سلول 5 متر مکعبی است. در کلینر اول نیز کف پالپ جدا میشود و با دبی 54 متر مکعب در ساعت از طریق پمپ و مخزن به تیکنر آپاتیت فرستاده میشود و ته ریز آن نیز وارد کلینر دوم[3] میشود.
کلینر 2 دارای 4 سلول 5 متر مکعبی است که در آنجا مقداری آب+سود اضافه میشود و همچنین مقداری کف ساز MIBC نیز اضافه میگردد و کف آن نیز جدا شده و بوسیله پمپ و مخزن، بادبی 140 متر مکعب در ساعت به اولین سلول کلینر اول فرستاده میشود تا همچنین چرخه را دوباره طی کند. ته ریز آن نیز در مخزن جمعآوری میشود و با پمپی با دبی 153 متر مکعب در ساعت به اول سلولهای رافر فرستاده میشود تا چرخه را بطور کامل طی نماید.
همانگونه که گفته شد سرریز کلینر اول به تیکنر آپاتیت پمپ میشود و در آنجا آبگیری صورت میگیرد و با دبی 3/57 متر مکعب بر ساعت آب از این تیکنر جدا میشود و وارد مخزن میگردد. آپاتیت که آبگیری شده است، بوسیله پمپهایی که زیر آن قرار دارد با دبی 13 متر مکعب در ساعت به تانک ذخیره با ظرفیت 40 متر مکعب فرستاده میشود و همان جا به هم زده شده و نگهداری میگردد تا بوسیله پمپ با دبی 13 متر مکعب در ساعت به فیلتر خلأ (مکشی) استوانهای آپاتیت پمپ شود. آپاتیت آبگیری شده از طریق شوت بر روی نوار نقاله ریخته میشود و به ساختمان کنسانتره هدایت میگردد و در آنجا دپو میگردد و در این بین تأسیساتی برای ایجاد خلأ و فشار برای فیلتراسیون موجود میباشد و آبی که گرفته میشود با دبی 10 متر مکعب در ساعت به تیکنر آپاتیت بر گردانده میشود.
1-2-2-2- بازیابی کنسانتره آهن:
باطله بخش فلوتاسیون خط فسفات با جامد 14% وارد تیکنر شده پس از غلیظسازی به دستگاه مغناطیسی شدت پائین LIMS)) پمپ میشود. منیتیتها توسط LIMS جذب شده، باطله آن به تیکنر هدایت و پس از غلیظسازی به دستگاه مغناطیسی شدت بالا (HIMS) پمپاژ میشود. باطله HIMS به بخش باطله هدایت شـده، محصول HIMS (هماتیتها) همراه محصول LIMS (منیتیتها) به تیکنر خوراک سرند ارسال و از تیکنر به منظور جداسازی بخش دانه درشت (150+ میکرون) به سرند فرکانس بالا منتقل میگردد. رو سرندی که اهم آن سیلیس میباشد به بخش باطله هدایت شده، زیرسرندی (100- میکرون) به بخش فسفرزدایی انتقال مییابد. در کاندیشنر اول این بخش، نشاسته جهت بازداشت آهن و سود برای تنظیم PH=10 اضافه میشود. در کاندیشنر دوم، کلکتور Lilaflot به منظور فلوتهشدن فسفر و ناخالصیهای دیگر اضافه شده، بعد وارد سلولهای فسفرزدایی میشود. سرریز سلولها (فسفر و ناخالصی) بصورت کف از محصول جدا و به تیکنر باطله هدایت میگردد، تهریز (محصول) جهت غلیظسازی وآبگیری به تیکنرکنسانتره آهن منتقل شده، پس از آبگیری توسط فیلتر وکیوم، کیک فیلترکه محصول نهایی کنسانتره آهن میباشد با عِیار 63 درصد Fe و رطوبت 5/8 درصد بوسیله نوارنقاله وارد انبار محصول آهن میگردد.
به جهت مشکلات کمبود آب و هزینه بالای فیلترپرس باطله، باطله کارخانه توسط جوی به سد باطله هدایت و پس از رسوب بخش جامد، آب آن بازیافت شده مجدداً مورد استفاده قرار میگیرد. بدلیل پایین بودن شیب توپوگرافی منطقه وعدم امکان ایجاد سدهای متعدد و همچنین جهت کاهش آسیب به محیط زیست، سدهای باطله پس از پر شدن تخلیه، دوباره استفاده میشود.
نقشههای ساختمانی و فلوشیت کلی مدارهای کارخانه فراوری فسفات اسفوردی در (پیوست 4) آورده شدهاند.
1-3- ماشینهای فلوتاسیون ستونی:
از انواع جدید ماشینهای فلوتاسیون که به تدریج در صنعت گسترش یافتهاند، ماشینهای فلوتاسیون ستونی میباشند. این نوع ماشینها که از عمر آنها بیش از 25 سال نمیگذرد، ابتدا در کانادا و بعد در دیگر کشورها در مدارهای فرآوری مواد معدنی رواج یافت. در این نوع ماشینها، برخلاف ماشینهای فلوتاسیون رایج، از وسیلهای مکانیکی برای همزدن پالپ و متفرق کردن دانههای جامد و حبابهای هوا استفاده نمیشود. بنابراین در مصرف انرژی و هزینه نگهداری صرفه جویی قابل توجهی شده است [4]. امروزه بیشترین کاربرد فلوتاسیون ستونی در صنایع فلزات پایه از جمله: مس، سرب و روی، زغال و یا مس/ مولیبدن میباشد. در شکل 1-3، نمای کلی سلول فلوتاسیون ستونی مورد استفاده در این تحقیق نشان داده شده است. این سلول دار ای (قطر cm 25 و ارتفاع m 7) میباشد. امکان استفاده از فشارسنج برای تشخیص موقعیت سطح مشترک نیز در بدنه این سلول پیش بینی شده است. سیستم تولید حباب شامل سه حباب ساز از نوع متخلخل با پوشش پارچه فیلتر میباشد و برای سیستم آب شستشوی آن از شبکه لولههای پلی اتیلن سوراخ شده استفاده گردیده است.
Abstract
The flotation columns have wide spread uses in mineral processing industry. In most of mines, flotation column have replaced by conventional flotation cell. Due to the improvement in the efficiency of the cleaner circuit and reduction in maintenance costs and energy consumption, use of flotation column cell, a suitable replacement was chosen instead of the two stage, purpose scale – up and design has been used in a column cell.
To design a full size flotation column, like other industrial reactors, several experiments should be done in laboratori and pilot scales. The scale up model of flotation columns is based on two parameters: the carrying capacity (Ca) and the collection zone rate constant (kc).
Collection zone rate constant is the description of flotation rate based on the assumption that the Collection process is a first order rate process. For estimating kc, several batch rests have been done in a pilot column 0.24 m in diameter and 5 m height. kc have obtained from the slope of the recovery vs. time plot. In addition, the effect of operation parameter on kc consider, too.
Carrying capacity is defined as the maximum mass flow rate (flow rate per unit of column sectional area) of solids floated in the column. The experimental estimation of this parameter have done by altering the feed percent solids (for alter feed mass flow rate) at a given retention time until the concentrate mass flow rate reaches a maximum. The estimated Ca compared with empirical models and the conclusion considered.
The estimated parameters used for pilot column flotation scale up and design. The designed pilot column flotation can be used instead of rougher in esfordi phosphate plant.
Key words:
Column flotation, Scale-up, carrying capacity, Synthetic, Pilot design, phosphate Esfordi
[1] Rougher flotation
[2] Cleaner
[3] Re-Cleaner
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.