كانه آرايي در چادر ملو

[محسن آزماینده]

کانه آرایی

1) کلیات

کانه آرایی عبارتست از مجموعه عملیاتی که بر روی یک ماده معدنی پس از استخراج انجام می شود تا آن را قابل مصرف کند. این واژه به نامهای دیگری از جمله پرعیار کردن و یا تغلیظ مواد معدنی نیز شناخته می شود.

هر ماده معدنی که به طور اقتصادی قابل بهره برداری باشد، کانه نامیده می شود. هر کانه متشکل از تعدادی کانی است که حداقل یکی از آنها کانی با ارزش موجود در ماده معدنی است و در حقیقت ماده معدنی برای دستیابی به آن کانی استخراج می شود. سایر کانی های متشکله ماده معدنی گانگ نامیده می شوند.

هدف از عملیات کانه آرایی در بیشتر موارد، جدا کردن کانی یا کانی های با ارزش از گانگ است. کانه استخراج شده در شروع عملیات کانه آرایی خوراک نامیده می شود. پس از مجموعه عملیات کانه آرایی، محصولی به نام کنسانتره یا محصول آراسته تولید می شود. که مشخصات فنی آن توسط مصرف کننده مشخص شده است. این مشخصات شامل عیار، دانه بندی، نوع و مقدار سایر کانی های همراه، میزان رطوبت و غیره است.

باقیمانده بار اولیه، باطله نامیده می شود که باید برای انبار کردن آن محل مناسبی را در حوالی کارخانه کانه آرایی پیش بینی کرد. با توجه به حجم قابل ملاحظه باطله در اکثر حالات، بهره برداری از یک معدن بدون اجرای عملیات کانه آرایی در نزدیک معدن امکان پذیر نیست. زیرا در غیر اینصورت، هزینه ای که برای حمل و نقل کانه ای مصرف می شود که بخش عمده آن باطله است، آن کانه را تبدیل به ماده ای غیر اقتصادی می کند.

بسته به نوع کانه و مشخصات مورد نظر در کنسانتره عملیات کانه آرایی ممکن است شامل مراحلی ساده یا بسیار پیچیده باشد. نخستین مرحله این عملیات، آزاد کردن کانی های با ارزش موجود در کانه از کانیهای گانگ است. برای نیل به این هدف، باید کانه را طی یک یا چند مرحله خرد کرد. عملیات خرد کردن معمولا همراه با عملیات طبقه بندی از نظر ابعاد است که به منظور بدست آوردن محصولی با دانه بندی مشخص و یا برای خارج کردن ذراتی که به میزان لازم خرد شده اند، انجام می شود. بدین ترتیب، از خرد شدن بیش از حد ذرات جلوگیری می شود.

مرحله دوم شامل پرعیار کردن یا جدا کردن کانی های با ارزش از کانی های گانگ است. این عملیات، بر مبنای مشخصات کانی ها پایه گذاری شده اند و با استفاده از اختلاف خواص فیزیکی، شیمیایی یا شیمی فیزیکی کانی ها با یکدیگر می توان آنها را جدا کرد. با توجه به اینکه بیشتر روشهای جدا کردن به طریقه تر انجام می شوند، بنابراین مرحله سوم عملیات را می توان شامل جدا کردن فازهای جامد و مایع از یکدیگر یا به عبارتی آبگیری و خشک کردن محصولات آراسته دانست. مرحله نهایی نیز، شامل عملیات تخلیه کانی های گانگ و در اکثر حالات بازیابی آب موجود در این بخش از مواد است. ترتیب و توالی مجموعه عملیات در یک کارخانه کانه آرایی معمولا توسط شمای آرایش یا فلوشیت نشان داده می شود که به کمک آن می توان سرعت میزان پیچیدگی عملیات کانه آرایی را دریافت.







2) پروسس کارخانه تغلیظ:

استحصال محصولات چادرملو طی مراحل اصلی زیر به انجام می رسد:

1) خردایش و جداسازی مغناطیسی اولیه

2) خردایش ثانویه و جداسازی اکسید مغناطیسی آهن

3) جداسازی اکسید غیرمغناطیسی آهن

4) فسفرزدایی اکسید غیرمغناطیسی

5) بازیابی فسفر برای به دست آوردن آپاتیت



خردایش و جدایش اولیه:

هدف این مرحله آسیا کردن سنگ آهن شکسته و همگن شده در آسیای خودشکن، کاهش دانه بندی ورودی از حد 300 میلیمتر تا زیر 200 میکرون به منظور حصول درجه آزادی مناسب می باشد. هدف از جداکننده مغناطیس اولیه (کوبر) نیز کاهش بار ورودی به آسیای گلوله ای بازیابی مگنتیت است. به طوریکه 5/33 درصد از بار ورودی به آسیای گلوله ای را کاهش می دهد. کنسانتره این جداکننده، میدان ضعیف به آسیای گلوله ای و باطله آن نهایتا به جداکننده مغناطیسی میدان قوی ارسال می شود.

خردایش ثانویه و جداسازی مگنتیت:

هدف این مرحله، افزایش درجه آزادی و استحصال کنسانتره اکسید مغناطیسی آهن است. بدین منظور دانه بندی بار ورودی به آسیای گلوله ای از حد 200 میکرون به زیر 50 میکرون کاهش می یابد که وارد یک سری جداکننده مغناطیسی میدان ضعیف می شود. کنسانتره حاصل به بخش فیلترها برای آبگیری و باطله آن نهایتا به جداکننده میدان قوی منتقل می شود.

جداسازی مغناطیسی میدان قوی:

هدف این مرحله استحصال اکسید غیرمغناطیسی آهن (هماتیت) است. باطله جداکننده های میدان ضعیف، خوراک این جداکننده است. کنسانتره حاصل که همان هماتیت می باشد و فسفر آن بیش از حد مطلوب است، به بخش فسفرزدایی ارسال می شود.


فسفرزدایی:

هدف این مرحله، کاهش میزان فسفر اکسید غیرمغناطیسی آهن است. کنسانتره حاصله از جداکننده میدان قوی وارد سیستم فلوتاسیون شده و میزان فسفر آن تا حد مطلوب کاهش می یابد. کنسانتره سیستم فلوتاسیون، محصول نهایی است که با کنسانتره به دست آمده از جداکننده های میدان ضعیف مخلوط شده و پس از آبگیری، به محل انباشت محصول نهایی کنسانتره آهن ارسال می شود.

بازیابی فسفر:

هدف این مرحله، تغلیظ فسفر به عنوان محصول آپاتیت است. باطله جداکننده میدان قوی که دارای مقدار قابل توجهی فسفر است، وارد سیستم فلوتاسیون فسفر می گردد که پس از فلوته شدن، محصول به دست آمده کنسانتره آپاتیت است.

در حال حاضر، به دلیل بعضی مسائل اقتصادی این مرحله انجام نمی گیرد.

[محسن آزماینده]

کانه آرایی در مجتمع چادرملو

هدف از کانه آرایی سنگ آهن چادرملو،تهیه کنسانتره مطلوب از سنگ اهن موجود برای استفاده در فولادسازی به روش احیای مستقیم است. در مورد کنسانتره سنگ آهن چادرملو که ناخالصیها و سایر عناصر مضر در حد مطلوب کم هستند تنها معیار تعیین کننده مطلوبیت کنسانتره، عیار فسفر است که باید کمتر از 045/0% باشد و به هیچ وجه از 05/0% تجاوز نکند.

بر اساس نتایج حاصله از آزمایشات کانه آرایی یک نوع کنسانتره سنگ آهن برای احیای مستقیم و کنسانتره آپاتیت برای استفاده در صنایع پتروشیمی، فرآیند فرآوری سنگ آهن چادرملو به شرح زیر بنیانگذاری و طراحی گردیده است. شایان ذکر است که با توجه به محدودیت ظرفیت برخی از ماشین آلات و قابلیت اطمینان کاری بیشتر و حداکثر استفاده از ظرفیت کارخانه در صورت خرابی های اتفاقی، خطوط فراوری با ظرفیت سالیانه هر خط 7/1 میلیون تن کنسانتره به صورت مستقل از یکدیگر طراحی شده اند. در مرحله اول بهره برداری سه خط فرآوری با مجموع ظرفیت 1/5 میلیون تن کنسانتره در سال پیش بینی شده است که در مراحل دوم و سوم توسعه با افزودن یک خط در هر مرحله نهایتا به ظرفیت 5/8 میلیون تن کنسانتره قابل توسعه است.

نظر به اینکه واحد های سنگ شکنی، همگن سازی، نوار های نقاله و نیز ایستگاه بارگیری قابل توسعه نمی باشند، لذا این واحدها برای ظرفیت نهایی توسعه یعنی 12 میلیون تن سنگ آهن خام و 5/8 میلیون تن کنسانتره طراحی و در نظر گرفته شده اند.

[محسن آزماینده]

1. واحد خردایش و جداکننده های مغناطیسی کوبر

سنگ آهن همگن شده در سیلوهایی به ظرفیت تقریبا 400 متر مکعب (1000 تن) که در آغاز هر خط فرآوری پیش بینی شده اند، وارد و به وسیله 4 کوبر لرزان با ظرفیت قابل تنظیم که در زیر هر سیلو قرار دارد، به طور یکنواخت تخلیه و از طریق نوار نقاله BC-15 که دارای ظرفیت 500 تن در ساعت، عرض نوار 1 متر و به طول 46 متر به آسیای خود شکن که اولین قسمت واحد خردایش و جداکننده مغناطیسی ست، تغذیه می شود. لازم به ذکر است که این آسیا به دلیل کاهش توان مصرفی، با مقداری گلوله با قطر 125 میلی متر شارژ می شود. این گلوله ها در خردایش مواد ورودی نقش چندانی نداشته و تنها به منظور تسریع خروج مواد خرد شده از داخل آسیا (که به دیواره آسیا چسبیده اند) استفاده می شوند.

واحد مزبور عهده دار خردایش سنگ آهن شکسته شده تا حدود 80 درصد کوچکتر از 200 میکرون و جدایش مغناطیسی کوبر به منظور حذف کانیهای غیر مغناطیسی از بار ورودی به بخش تولید کنسانتره مغناطیسی است.

ماشین آلات و تجهیزات پیش بینی و طراحی شده برای این واحد عبارتند از: آسیای خود شکن از نوع دیافراگمی به قطر 7/9 و طول 4 متر ساخت شرکت Krupp-Polysius آلمان با ظرفیت 392 تن در ساعت که دارای دو موتور کوپل مکانیکی هر یک با توان 4 مگاوات. میزان کل بار داخل آسیا معادل 30% حجم آن بوده و دانه بندی 85% بار ورودی، زیر 200 میلی متر و 15% آن بین 200 تا 300 میلی متر است.

سرند ویبراتوری نوع سرکوتاه[1] ساخت شرکت Allis Mineral System یک طبقه با سطح سرندی 66/9 متر مربع، توری از جنس پلی اورتان، قطر چشمه 6/1 میلی متر، ظرفیت 432 تن در ساعت. این سرند با آسیای خود شکن در مدار بسته قرار دارد. خروجی آسیا به این سرند تغذیه شده و سرریز آن به وسیله سه دستگاه نوار نقاله (BC16,17,18) به آسیای خود شکن برگشت داده می شود.

ظرفیت هر سه نوار 50 تن در ساعت با عرض 650 میلی متر بوده که طول نوارهای BC16 و BC18 هر کدام 15 متر و طول BC17 تقریبا 39 متر است.

جداکننده های مغناطیسی کوبر که یک جداکننده با میدان ضعیف است، کانه های مغناطیسی را از سایر کانه های غیر مغناطیسی جدا می نماید. کنسانتره آن که محتوی کانه مغناطیسی درگیر با ناخالصی ها و مواد مضر است، جهت خردایش و جدایش مغناطیسی چند مرحله ای به منظور تولید کنسانتره نهایی مغناطیسی به بخش تولید کنسانتره مغناطیسی تغذیه می گردد. بخش غیر مغناطیسی که حاوی کانیهای آهن غیر مغناطیسی و ناخالصی های مختلف و مواد مضر است به واحد جدایش مغناطیسی میدان قوی داده می شود.

دو دستگاه جداکننده کوبر با ظرفیت هر یک 206 تن در ساعت برای هر خط پیش بینی گردیده است.

[محسن آزماینده]

2. واحد تولید کنسانتره مغناطیسی

کنسانتره مگنتیتی به دست آمده از جداکننده کوبر به منظور خردایش بیشتر و رسیدن به درجه آزادی مطلوب و انجام عملیات فرآوری بعدی جهت افزایش عیار آهن و کاهش فسفر به یک آسیای گلوله ای که با یک هیدروسیکلون در مدار بسته قرار دارد، خرد می گردد. قطر آسیای مزبور 4/5 متر و طول آن 25/9 متر از نوع سرریز کننده[2] ساخت Krupp Polysius است. در هر خط، یک آسیا با ظرفیت 274 تن در ساعت وجود دارد. دانه بندی خوراک ورودی صفر تا 6/1 میلی متر و دانه بندی محصول آسیا شده 80% کوچکتر از 200 میکرون است.



محصول آسیا شده به وسیله هیدروسیکلون تیپ D15LB-368 ساخت Sala با ظرفیت متوسط 770 تن جامد در ساعت دانه بندی شده، فراکسیون کوچکتر از 50 میکرون از سرریز آن به بخش جداسازی مغناطیسی[3] و دانه بندی درشتتر از 50 میکرون از ته ریز آن به آسیا جهت خردایش مجدد برگشت داده می شود. قطر گلوله این آسیا 25 میلی متر و قدرت موتور آن 650 کیلووات می باشد.

محصول دانه ریز که به درجه آزادی مطلوب رسیده است، به مجموعه جداکننده های مغناطیسی با میدان متوسط[4] که از چهار دستگاه تشکیل شده، تغذیه می گردد.

تعداد این جداکننده ها در هر خط چهار عدد بوده که سه دستگاه اول در مجموعه قرار دارد که با آرایش سه قلو و جهت چرخش عکس جریان دوغاب بوده و ظرفیت آن 283 تن در ساعت می باشد. دستگاه چهارم که از نوع تک واحدی WS1230 است، به منظور تنظیم بهتر غلظت دوغابی که جهت آبکشی به بخش فیلتر ها تغذیه می گردد، مستقیما قبل از این بخش قرار داده شده است.

آزایش جداکننده های مزبور به گونه ای ست که کنسانتره هر واحد خوراک جداکننده بعدی را تشکیل داده و نهایتا پس از چهار مرحله جدایش و پاک کردن، کنسانتره مغناطیسی با عیار آهن 5/59% و فسفر 04/0% استحصال می گردد.

یاطله به دست آمده از جداکننده های اول و دوم به وسیله دو دستگاه پمپ سانتریفوژ افقی با ظرفیت هر یک 507 تا 620 متر مکعب به دو مجموعه هیدروسیکلون تغذیه می گردد. مجموعه هیدروسیکلون های مزبور با ظرفیت 30 تن جامد در ساعت پیش بینی گردیده است. این هیدروسیکلون ها عملا به منظور تنظیم و افزایش غلظت دوغاب برای مراحل بعدی فرآوری و نیز حذف نرمه های باطله و غیر قابل بازیابی از دوغاب در نظر گرفته شده اند. سرریز سیکلون به تیکنر اصلی و ته ریز آن به باکس پمپ وارد شده و از آنجا به اسلاری اسکرین وارد می شود. کنسانتره حاصل که مقدار اندکی است، (حدود 18%وزنی بار ورودی به آن) به خوراک آسیای گلوله ای اضافه گشته و باطله آن همراه با باطله جداکننده کوبر به وسیله پمپ سانریفوژ افقی با ظرفیت 650 تا 820 متر مکعب در ساعت به مجموعه سرندهای کنترل دانه بندی ورودی به بخش جداکننده های مغناطیسی میدان قوی منتقل می شوند.

مجموعه سرندهای مزبور[5] دارای 20 متر مربع سطح سرند و چشمه هایی به ابعاد 300 میکرون است. خوراک دهی سرند به وسیله یک توزیع کننده دوغاب در سه نقطه در طول سرند انجام می گردد. سرریز این سرند جهت خردایش بیشتر به آسیای خود شکن برگشت داده می شود و ته ریز آن به وسیله پمپ سانتریفوژ افقی با ظرفیت 670 تا 810 متر مکعب در ساعت به مخزن تنظیم کننده بار ورودی به بخش جدایش مغناطیسی میدان قوی منتقل می گردد. در صورت بروز اختلال در واحد تولید کنسانتره غیر مغناطیسی دوغاب مزبور به جای ورود به مخزن تنظیم کننده، به منظور جلوگیری از توقف کامل خط فرآوری تا رفع اشکال به تیکنر اصلی باطله پمپاژ می شود.



3. واحد تولید کنسانتره غیر مغناطیسی

باطله واحد تولید کنسانتره مغناطیسی بالغ بر 159 تن جامد در ساعت است که حاوی کانی های غیر مغناطیسی آهن و عمدتا هماتیت می باشد. این باطله به عنوان خوراک ورودی در واحد تولید کنسانتره غیر مغناطیسی مورد فرآوری قرار می گیرد. محصول این واحد، کنسانتره غیر مغناطیسی (هماتیت) است که پس از مخلوط شدن با کنسانتره مغناطیسی، کنسانتره نهایی را تشکیل می دهد و باطله آن که حاوی 60% کل فسفر سنگ آهن خام به صورت آپاتیت است برای تولید کنسانتره آپاتیت در واحد مربوطه مورد فرآوری قرار خواهد گرفت.

جداکننده مغناطیسی میدان قوی که در این واحد به کار گرفته شده، از نوع مخصوص با گرادیان بالا با شدت حداکثر 5000 گاوس و ظرفیت 265 تن جامد در ساعت است. کنسانتره به دست آمده از این مرحله فرآوری، دارای معیار های 65% آهن و 3/0% فسفر است. با توجه به آخرین آزمایشاتی که توسط شرکت Sala به عمل آمده است، مشخص گردید که دانه بندی خوراک ورودی به این مرحله عملا درشتتر از آن است که در آزمایش پایلوت عمل گردیده، لذا به منظور دستیابی به درجه آزادی مطلوب، خردایش مجدد کنسانتره به دست آمده از HGMS ضروری است. بنابراین، کنسانتره استحصالی توسط هیدروسیکلون به ظرفیت 176 تن در ساعت در حد 50 میکرون دانه بندی شده، فراکسیون دانه ریز به وسیله یک تیکنر لاملی از نظر غلظت دوغاب تنظیم و به مخزن جمع آوری کننده قبل از فلوتاسیون فسفرزدایی هدایت می گردد.

تیکنر مزبور با 648 صفحه لامل با شیب 55 درجه، 500 متر مربع سطح ته نشینی داشته و گنجایش مخزن آن 112 متر مکعب است. فراکسیون دانه درشت هیدروسیکلون به وسیله یک آسیای گلوله ای با قطر داخلی 3 متر، طول 1/5 متر، ظرفیت 71 تن در ساعت، با قطر گلوله 25 تا 30 میلی متر و قدرت موتور 2/4 مگاوات، خردایش مجدد شده و به منظور جداسازی مغناطیسی ذرات آزاد شده مجددا به مخزن قبل از جداکننده میدان قوی HGMS پمپاژ می گردد. این پمپاژ توسط یک پمپ سانتریفوژ افقی با ظرفیت 95 تا 115 متر مکعب در ساعت انجام می گردد. کنسانتره به دست آمده از جداکننده HGMS به منظور افزایش عیار آهن و کاهش فسفر به بخش فلوتاسیون کاهنده فسفر هدایت می گردد.

[محسن آزماینده]

4. واحد فسفرزدایی

این بخش از 6 سلول برای هر خط با گنجایش هر سلول 9 متر مکعب تشکیل شده است. ظرفیت تقریبی کل مجموعه حدود 70 تن جامد در ساعت است.

فلوتاسیون در این بخش به صورت معکوس است. کف حاصله که در واقع باطله محسوب می شود، به عنوان باطله نهایی به مخزن پمپاژ باطله هدایت و از آنجا به سد باطله پمپاژ می شود. بدین ترتیب کنسانتره غیر مغناطیسی با کیفیت آهن 67% و فسفر 045/0% بر اساس روش محاسباتی از نتایج آزمایشات پایلوت قابل استحصال است. دو کنسانتره غیر مغناطیسی و مغناطیسی (هماتیت و مگنتیت) در مخزن جمع آوری کننده قبل از آبگیری، مخلوط و کنسانتره نهایی که بر اساس روش محاسباتی دارای آهن 1/69% و فسفر 041/0% و بازیابی وزنی 71% خواهد بود، به دست می آید.



5. واحد بازیابی آپاتیت

باطله جداکننده مغناطیسی با گرادیان بالا (HGMS) به وسیله پمپ های سانتریفوژ افقی با ظرفیت 530 تا 640 مترمکعب در ساعت جهت نرمه گیری به دو هیدروسیکلون با قطر هر واحد 150 میلی متر تغذیه می گردد. این نرمه گیری عمدتا به علت بهبود کیفیت جداسازی و کاهش مواد شیمیایی مصرفی و محتوای کم آپاتیت در نرمه، ضروری است.

بخش نرمه گیری شده دوغاب به میزان 53 تن جامد در ساعت به عنوان خوراک بخش فلوتاسیون بازیابی آپاتیت به مخزن جمع آوری کننده پمپاژ می گردد. پمپ سانتریفوژ شناور با ظرفیت 60 تا 80 متر مکعب، عهده دار این انتقال است. دوغاب پس از جمع آوری و آماده سازی به سلول های فلوتاسیون تغذیه می گردد. تجهیزات فلوتاسیون اولیه شامل 10 عدد سلول 11 متر مکعبی (دو گروه 3 تایی و یک گروه 4 تایی) می باشد که محصول فلوته شده در این بخش، خوراک مرحله پاک سازی یک مجموعه سلول 3/3 متر مکعبی متشکل از 10 سلول (یک گروه 4 تایی و 2 گروه 3 تایی) می باشد که آخرین مرحله تولید کنسانتره آپاتیت خواهد بود.

انتقال محصولات فلوته شده از مجموعه اول به مجموعه دوم و همچنین برداشت باطله مرحله دوم به اول توسط 5 دستگاه پمپ سانتریفوژ به ظرفیت تقریبی 60 متر مکعب بر ساعت تامین می شود. باطله این مجموعه و مجموعه قبل به وسیله پمپ سانتریفوژ افقی به تیکنر لاملی هدایت و از آنجا به مخزن باطله خروجی از تیکنر اصلی اضافه شده و به سد باطله پمپاژ می گردد. نهایتا کنسانتره آپاتیت به یک تیکنر معمولی با قطر 10 متر و ظرفیت 8 تن بر ساعت انتقال یافته و مواد ته نشین شده به وسیله پمپ سانتریفوژ به مقصد تغذیه کننده فیلتر جهت آبگیری ارسال می شود.

مواد شیمیایی مصرفی در بخش فلوتاسیون فسفر زدایی و بازیابی آپاتیت عبارتند از:
سودسوزآور به منظور تنظیم pH محیط تقریبا 225 تن در سال.
نشاسته به عنوان بازدارنده اکسیدهای آهن تقریبا 165 تن در سال.
فلوتینور یا BEROL به عنوان کلکتور آپاتیت تقریبا 1530 تن در سال.
روغن کاج یا کف ساز های دیگر.



6. واحد آبگیری

این واحد عهده دار آبگیری کنسانتره های آهن و آپاتیت می باشد که به طور مجزا انجام می شود.

1) آبگیری کنسانتره آهن

کنسانتره های مغناطیسی و غیر مغناطیسی آهن در یک مخزن مجهز به همزن، با یکدیگر مخلوط شده و سپس به وسیله 4 فیلتر خلا استوانه ای دوار آبگیری می شود. ظرفیت فیلترها 89 تن جامد در ساعت بوده، هر فیلتر دارای 46 متر مربع سطح موثر به قطر استوانه 6/3 متر و طول 4/5 متر است. کنسانتره آبگیری شده با حداکثر 5/10% رطوبت از هر خط فرآوری به نوار نقاله مربوطه و سپس به نوار نقاله BC-6 منتقل می گردد.

2) آبگیری کنسانتره آپاتیت

کنسانتره آپاتیت به وسیله پمپ سانتریفوژ به مخزن تغذیه کننده فیلتر منتقل و از آنجا به یک دستگاه فیلتر خلا استوانه ای دوار با ظرفیت 8 تن جامد در ساعت و 5/7 متر مربع سطح موثر به قطر 8/1 متر و طول 8/1 متر تغذیه شده و نهایتا کنسانتره آبگیری شده با حداکثر 10 % رطوبت به نوار نقاله جهت انتقال به انبار مربوطه ریخته می شود



7. بازیابی آب و دفع باطله

علاوه بر تیکنرهای لاملی که در نقاط مختلف خط فرآوری وجود دارند و آب بازیافتی به وسیله آنها به نقاط مختلف مصرف نتقل می گردد، یک دستگاه تیکنر ترکیبی (معمولی و لاملی) عهده دار بازیابی بخش عمده آب در گردش است. این تیکنر دارای قطر 5/16 متر و سطح ته نشینی 2300 متر مربع، حجم مخزن 910 متر مکعب و ظرفیت 52 تن جامد در ساعت و 2243 متر مکعب در ساعت، آب می باشد. به منظور تسریع در امر ته نشینی در این تیکنر، از مواد شیمیایی لخته ساز یا فلوکولان استفاده می شود. مواد ته نشین شده از طریق 2 پمپ به مخزن باطله ارسال می شود که به همراه باطله فلوتاسیون بازیابی آپاتیت و کف فلوتاسیون فسفرزدایی به وسیله پمپ و از طریق لوله به سد باطله پمپاژ می گردد. قسمت انتهایی لوله قابلیت انعطاف داشته و می تواند باطله را در طول سد باطله و در ارتفاعات مختلف تخلیه نماید.

[محسن آزماینده]

4) جداکننده های مغناطیسی در چادرملو

در این مجتمع از جدا کننده های استوانه ای با شدت میدان متوسط برای جدایش اکسید مغناطیسی آهن (Fe3O4) و از جدا کننده با شدت میدان زیاد برای جدایش اکسید غیرمغناطیسی آهن (Fe2O3) استفاده می گردد که در زیر مورد اشاره قرار می گیرند:



جمعا 7 دستگاه جداکننده استوانه ای با شدت میدان متوسط و یک دستگاه جداکننده با گرادیان بالا عهده دار جداسازی مگنتیت و هماتیت از سنگ آهن می باشند. جداکننده های استوانه ای از نظر مکانیزم شبیه به هم هستند . تفاوت بین آنها فقط در شکل هندسی مخزن جداسازی آنهاست. اصولا در جداکننده های استوانه ای، شکل هندسی مخزن جدایش اهمیت فوق العاده ای دارد و میزان جدایش تا حد بسیار زیادی به آن بستگی دارد. عملکرد اصلی جداکننده های کوبر، کاهش بار ورودی به آسیای گلوله ای مگنتیت می باشد، کاهش بار در حدود 34% از نظر اقتصادی بسیار حائز اهمیت است زیرا در غیر اینصورت، آسیای بزرگتری باید خریداری می شد که هزینه بسیار زیادتری نسبت به خرید دو دستگاه جداکننده کوبر در برداشت.

ته ریز سرند خروجی آسیای خودشکن به دو بخش تقسیم شده و هر یک وارد یکی از این دو جداکننده می شود. کنسانتره حاصل برای خردایش بیشتر به آسیای گلوله ای مگنتیت رفته و باطله آنها نهایتا به جداکننده شدت بالا می رود. بخش دیگر، جداکننده های اصلی هستند که عمل جدایش مواد خروجی آسیا گلوله ای مگنتیت را انجام می دهند که به صورت سری سه تایی می باشند. باطله حاصل از دو جداکننده اول و دوم به لحاظ آنکه هنوز دارای اکسید مغناطیسی آهن است، به یک جداکننده دیگر هدایت می شود. باطله جداکننده سوم از سری سه گانه فوق، به سیستم باطله کارخانه هدایت می شود. کنسانتره حاصل از جداکننده های سه گانه فوق به بخش فیلتراسیون می رود. این کنسانتره به آسیای گلوله ای مگنتیت بر می گردد و باطله آن همراه باطله جداکننده های کوبر نهایتا به جداکننده شدت بالا ارسال می شود.

کنسانتره حاصل از جداکننده های سه گانه درست قبل از ورود به فیلترها وارد یک جداکننده دیگر می گردد تا آخرین بقایای اکسید مغناطیسی آهن جدا شود.

شکل هندسی تانک در زونهای جذب، حمل، شستشو و آبگیری تاثیر مستقیم دارد. زون جذب نسبتا طولانی ست تا بتواند ذرات بسیار ریز را نیز جذب کند. زون حمل و شستشو طولانی ست تا ذرات بتوانند دور محور خود چرخش کنند که به این وسیله، ذرات باطله لابه لای آن جدا شود. زون آبگیری نسبتا کوتاه است تا با شستشوی ذرات مغناطیسی باعث جدا شدن ذرات باطله از آنها گردد.

در زون جذب به لحاظ شکل هندسی مخزن، ذرات مجبورند به طور عمودی به طرف استوانه و در جهت مخالف گردش آن حرکت کنند که بیشترین زمان تماس را با مغناطیس ایجاد می کند. بنابراین جدایش بهتری انجام می گیرد. زون حمل و شستشو و آبگیری مانند قبل عمل می کنند. زون جذب، به مراتب طولانی تر از بخش های دیگر است که به ذرات این امکان را می دهد تا فرصت کافی برای جذب شدن به مغناطیس داشته باشند. زون های حمل و آبگیری مانند قبل است.

جداکننده مغناطیسی با شدت میدان زیاد که در چادرملو استفاده می شود، دارای اجزاء زیر می باشد:

1) جداکننده HGMS با شدت میدان حدود 5000 گاوس که جدایش هماتیت در آن انجام می شود.

2) سیستم خنک کننده که مسئول تامین آب مورد نیاز برای خنک کردن کویل های الکترو مغناطیسی هستند. حرارت ایجاد شده در کویل ها از طریق مبدل حرارتی به وسیله آب گرفته می شود.

3) مخزن خلأ، کنسانتره حاصل از طریق شستشو با فشار بالا از جدا کننده جدا می شود و به درون مخزن خلأ مکیده می شود. مخزن خلأ خود نقش یک مخزن معمولی را ایفا می کند و مواد درون آن از طریق پمپ به بخش فلوتاسیون برای فسفر زدایی هدایت می شود.

4) پمپ خلأ مسئولیت تولید خلأ در مخزن خلأ را دارد.

5) سیستم برق و کنترل، سیستم برق، مسئولیت تولید برق مستقیم DC برای کویل ها و نیز برق متناوب AC برای موتورهای گوناگون را دارد. همچنین سیستم کنترل که عملیات تجهیزات مربوطه را از طریق کامپیوتر کنترل می کند. این سیستم کنترل، نهایتا در ارتباط با مرکز کنترل کارخانه قرار می گیرد.

6) ماتریکس، مسئولیت کنترل مواد ورودی به جداکننده را دارد که تقریبا شبیه سرند عمل می کند. ماتریکس مانع از ورود مواد خارجی مثل چوب و غیره و نیز مانع ورود مواد بزرگتر از 8/0 میلی متر می شود. ذرات بزرگتر از 8/0 میلی متر می توانند صدمه جدی به سیستم جداکننده بزنند.

کنسانتره حاصل از جداکننده HGMS برای فسفرزدایی به بخش فلوتاسیون فسفرزدایی می رود که محصول آن، نهایتا با اکسید مغناطیسی مخلوط شده، وارد فیلترها می گردد. باطله حاصل از HGMS به لحاظ داشتن مقدار قابل توجهی فسفر، برای بازیابی و تغلیظ فسفر به سیستم فلوتاسیون بازیابی فسفر برای جداکردن آپاتیت هدایت می شود.



5) فلوتاسیون در کارخانه تغلیظ چادرملو

در بخش تغلیظ کارخانه از سیستم های فلوتاسیون برای اهداف ذیل استفاده می شود:

1) فلوتاسیون به منظور فسفرزدایی

2) فلوتاسیون به منظور بازیابی فسفر



1. فسفرزدایی

نظر به اینکه کنسانتره حاصله از جداکننده مغناطیسی گرادیان بالا دارای عیار فسفر بیش از حد قابل قبول می باشد، لذا فسفر زدایی به منظور کاهش عیار فسفر تنها راه علمی و فنی یعنی فلوتاسیون را پیش رو می نهد. در این مرحله با تنظیم مواد شیمیایی، زمان فلوتاسیون و تعداد دوره های فلوتاسیون، تهیه کنسانتره با عیار فسفر مناسب برای فولاد سازی ضمن بازیابی آهن عملی می گردد. فلوتاسیون هماتیت به روش معکوس یعنی بازداشت هماتیت و فلوتاسیون آپاتیت به عنوان باطله در سلولهای 9 متر مکعبی با دوغابی به pH>8 انجام می شود. مواد شیمیایی که در این مرحله فلوتاسیون مورد مصرف قرار می گیرند عبارتند از:

سود سوزآور به عنوان تنظیم کننده pH محیط.

نشاسته ذرت به عنوان بازدارنده اکسید های آهن.

برول یا فلوتینور به عنوان جمع کننده آپاتیت.

روغن کاج یا کف سازهای دیگر برای ایجاد حباب های هوا.

پس از فلوتاسیون کنسانتره هماتیتی تولیدی با کیفیت Fe=67%, P=0/045% با کنسانتره مغناطیسی در مخزن جمع آوری کننده قبل از فیلتراسیون مخلوط می شود. کل بازیابی وزنی کارخانه برای کنسانتره های مگنتیتی و هماتیتی 68% برآورد گردیده است.



2. بازیابی فسفر

باطله حاصل از جداکننده مغناطیسی گرادیان بالا حدود 60% کل فسفر سنگ آهن خام را در بر دارد و با توجه به اینکه فسفر مزبور عمدتا به صورت آپاتیت می باشد، لذا با استفاده از فلوتاسیون مستقیم آپاتیت و بازداشت کانی های دیگر، می توان محصول آپاتیت مناسب با عیارP2O5=30-35% را استحصال نمود که با عیار فسفر کنسانتره ای تجاری بازار مطابقت می نماید.

در این مرحله از فلوتاسیون از مواد شیمیایی ذیل استفاده می شود:

سود سوزآور به عنوان تنظیم کننده pH محیط.

نشاسته ذرت به عنوان بازدارنده کانی های موجود.

برول یا فلوتینور به عنوان جمع کننده آپاتیت.

روغن کاج به عنوان کف ساز.

باطله خروجی از جداکننده مغناطیسی گرادیان بالا، پس از نرمه گیری توسط هیدروسیکلون وارد تانک های آماده ساز[6] شده و از آنجا وارد مرحله اول فلوتاسیون[7] در سلولهای 11 متر مکعبی با pH>8 می شود. محصول حاصل از سه مرحله پاکسازی[8] در سلول های 3/3 متر مکعبی به عنوان کنسانتره آپاتیت به تیکنر و سپس به بخش فیلتراسیون هدایت می شود


منابع:

[1] Low Head

[2] Over Flow

[3] Cleaner

[4] MIMS: Medium Intensitty Magnetit Seprator

[5] Slurry Screen

[6] Conditioner

[7] Rougher

[8] Cleaner