بخشی از مقاله
چکیده
آب نقش زیادی در فرآوری کانی ها دارد و برای فرآوری یک تن ماده معدنی تقریباً 2 تا 3 تن آب مصرف میشود. با توجه به ارزش حیاتی و کمبود شدید آب، بازیابی هر چه بیشتر آب و استفاده مجدد از آن، در کارخانه های فرآوری ضروری است، بنابراین کیفیت آب بازیابی شده باید در حدی باشد که قابلیت استفاده مجدد را داشته باشد. یکی از مشکلات مرسوم در تیکنرها تشکیل کف در سطح تیکنر است که باعث افزایش کدورت سرریز تیکنرها و محدودیت در استفاده از آب های برگشتی میشود. برای شکستن اینکف ها معمولاً دوش های آبی در اطراف تیکنر نصب میشود ولی کارایی این دوش ها بسیار پایین است. در این تحقیق روشی برای جلوگیری از انتشار کف در تیکنرهای مس-مولیبدن مجتمع مس سرچشمه پیشنهاد و اجرا گردید.
در این روش ابتدا با انجام تغییراتی در چاهک خوراک دهی از سرریز کردن چاهک خوراک دهی جلوگیری شد و سپس دیواره بیرونی چاهک 20 سانتی متر افزایش ارتفاع داده شد و با نصب یک دوش روی چاهک خوراک دهی، از انتشار کف جلوگیری شد و با استفاده از دوش نصب شده، کفها شکسته شدند. علاوه بر این بعد از اصلاح چاهک برای جلوگیری از ورود آشغال به تیکنر یک سرند ثابت در مسیر ورود بار به تیکنر نصب گردید. مجموعه تغییرات باعث شکستن کف های روی تیکنر و کاهش بیش از 50 درصدی کدروت آب سرریز تیکنر گردید.
-1 مقدمه
مساله آب در طی سالیان اخیر به یکی از مهم ترین مسائل کشور و به تبع آن کارخانههای فرآوری تبدیل شده است. محدود بودن منابع آبی و کاهش آنها باعث شده است که بازیابی حداکثری آب در کارخانهها یکی از دغدغههای اصلی بیشتر مدیران باشد .[1] تیکنرها یکی از روشهای متداول برای آبگیری در یک کارخانه فرآوری میباشد. در فرآیند تیکنر کردن کارایی غلیظ کردن وابسته به چگونگی حرکت نسبی ذرات جامد و آب است. نظریهی تیکنر کردن بر اساس نظریهی Coe و Clevenger در سال 1916 بنا نهاده شدهاست 3]،.[2 فرآیند ته نشینی در تیکنر به این ترتیب است که ابتدا پالپ وارد چاهک خوراکدهی میشود. انرژی پالپ در چاهک خوراکدهی گرفته و پس از آن که آرام شد، به آرامی و بدون ایجاد تلاطم وارد تیکنر می شود.
در مخزن تیکنر به دلیل دانسیته بالا، ذرات جامد ته نشین می شوند و آب شفاف از سرریز خارج می شود. پس از فرآیند ته¬نشینی، ذرات جامد وارد بستر تیکنر میشوند و در آنجا تحت تاثیر فشردگی و نیروهای برشی قرار میگیرند. فرآیند فشردگی در اثر وزن مواد ته¬نشین شده که در افقهای بالاتر درون بستر تیکنر قرار گرفتهاند، اتفاق میافتد. عامل ایجاد نیروهای برشی نیز تیغه¬ها و میله¬های عمودی پاروها، شیب بخش مخروطی و دیواره¬های تیکنر است. طراحی تیکنرها بر این مبناست که سرعت رو به بالای آب در حدی باشد که کوچکترین ذرات نیز امکان ته¬نشینی پیدا کنند7]،.[3
ورود پالپ به تیکنرمعمولاً با فشار زیادی همراه است و همراه پالپ مقداری هوا نیز وارد تیکنر میشود و باعث تشکیل حباب های هوا در زیر سطح آب در تیکنر میگردد. از طرفیمعمولاً همواره بخشی از جامدات ورودی به تیکنر آبران میباشند و درنتیجه قابلیت اتصال به حباب های هوا را دارند. علاوه بر این در بیشتر کارخانههای فرآوری مواد از مواد شیمیایی برای آبران کردن مواد در واحد فلوتاسیون استفاده میشود که درنتیجه سهم مواد با قابلیت شناوری زیاد را افزایش میدهد. از این رو معمولا در سطح تیکنرها فلوتاسیون طبیعی رخ میدهد و همواره مقدار زیادی کف حاوی مواد جامد وجود دارد. با توجه به این که دانسیته این کف کمتر از آب است، این کف بر روی تیکنر شناور شده و به سرریز - آب بازیابی شده - منتقل میشود.
این موضوع یکی مشکلات مرسوم در تیکنرها است. انتقال کف حاوی مواد جامد به آب سرریز تیکنر باعث افزایش کدورت آن میشود. بنابراین استفاده از آب بازیابی شده در تیکنرها را با محدودیت مواجه میکند. برای شکستن این کف معمولا در محیط تیکنرها، دوشهای آبی قرار دارد که با فشار زیاد آب کفها را از بین میبرند. اما به دلیل این که شکستن کف در نزدیک محیط تیکنر رخ میدهد، ذرات جدا شده از کف ها فرصت کافی برای تهنشینی ندارند و در نتیجه بیشتر این کف ها به آب سرریز منتقل میشوند و باعث آلوده کردن آب بازیابی شده میشوند و استفاده از این آب را با محدودیت مواجه میکنند.
-1-1 چاهک خوراکدهی
چاهک خوراکدهی در مرکز تیکنر برای آرام کردن دبی ورودی قبل از ورود به مخزن و توزیع یکنواخت و شعاعی از جریان به درون تیکنر طراحی شده است. طرح چاهک خوراکدهی تأثیر بسیار زیادی بر فرآیندهای تهنشینی در تیکنر دارد. مهمترین ملاک ها در طراحی چاهک خوراک دهی و سیستم خوراک دهی به آن شامل موارد زیر است 9]،6،:[5
· توزیع بیشینه انرژی در چاهک خوراک دهی
· افزایش دادن زمان ماند پالپ درچاهک خوراک دهی
· جلوگیری ازورود مستقیم پالپ به ناحیه تهنشینی
· به حداکثر رساندن رقیق سازی طبیعی خوراک با استفاده از آب شفاف بازیابی شده
غلظت مواد جامد معلق در چاهک خوراک دهی، و زیر آن، حد واسط بین غلظت در جریان خوراک و غلظت ناحیه تهنشینی است. به عبارت دیگر، بین چاهک خوراک دهی و ناحیه ته نشینی، پیوستگی جریان وجود دارد. در سالهای گذشته تلاشهای بسیار زیادی برای طراحی چاهک خوراک دهی مناسب برای تیکنرها صورت گرفته است. در نهایت چاهک خوراک دهی پرهای - Vane feedwell - ، بهعنوان چاهک مناسب برای قرن 21 طراحی گردیده است - شکل . - 1 پره ها، چاهک را به دو منطقه با نرخ برش زیاد - قسمت بالایی چاهک - و نرخ برش کم - قسمت پایینی چاهک - تقسیم میکنند. مفاهیمی که در طراحی چاهک پرهای نقش داشته اند عبارتند از:
✓ حداکثر توزیع ذرات در محیط چاهک
✓ حداکثر نرخ برش در بالای چاهک
✓ رقیق سازی خوراک
✓ وجود منطقه با نرخ برش کم در پایین چاهک
✓ عملکرد مناسب در نرخ های جریان پایین
2؛-1 مدار آبگیری از کنسانتره مس-مولیبدن مجتمع مس سرچشمه
در مجتمع مس سرچشمه 4 تیکنر برای آبگیری از کنسانتره مس-مولیبدن وجود دارد. سرریز این تیکنرها باید به حوضچه آب برگشتی کارخانه فرستاده شود و به مصرف کارخانه رسانده شود .]8[ درصد جامد کنسانتره مس-مولیبدن به طور متوسط 16/2 و دانسیته جامد آن 4200 کیلوگرم بر متر مکعب و دبی ورودی به هر یک از تیکنرها 185 متر مکعب بر ساعت است. تهریز این تیکنرها خوراک کارخانه مولیبدن و سرریز آنها طبق طرح باید به حوضچه آب برگشتی کارخانه ارسال شود. طبق طرح اولیه کارخانه، سرریز این تیکنرها باید آب شفاف و درصد جامد ته ریز این تیکنرها 50 باشد .]8[
خوراک تیکنرهایکنسانتره - خصوصاً تیکنرهای مس-مولیبدن - محصول شناور شده کارخانه تغلیظ است و در نتیجه حاوی بخش زیادی کف است و همچنین با توجه به آبران بودن مواد موجود در آن و وجود مواد شیمیایی، در مکان های ریزش - مانند چاهک خوراک دهی تیکنر - که به صورت طبیعی کف تشکیل میگردد، این ماده به راحتی به حباب های هوا متصل شده و کف پایداری را تشکیل میدهد. از این رو برای شکستن کف هایی که بر روی این تیکنرها تشکیل میشود، دوش هایی در محیط تیکنر نصب شده است. اما در عمل این دوشها کارایی لازم را در شکستن کف ها ندارند و در نتیجه یکی از جدی ترین مشکلات فعلی این تیکنرها وجود کف بسیار زیاد بر روی سطح این تیکنرها و در نتیجه کدرورت بیش از حد سرریز این تیکنرها میباشد - شکل . - 2 انتقال این کفها به سرریز تیکنر علاوه بر هدر روی محصول با ارزش کارخانه، باعث گیرکردن لوله های انتقال و ایجاد مشکل در مصرف این آب مینماید.
