بخشی از مقاله
چکیده:
امروزه یکی از رویکردهاي مهم صنعت فرآوري مواد معدنی، بازیافت باطلهها است. اهمیت بازیافت باطلهها نه تنها از دیدگاه اقتصادي حائز اهمیت است، بلکه بازیافت آنها کمک شایانی به کاهش تاثیرات منفی زیست محیطی این مواد می کند. از نظر فنی نیز به دلیل اینکه این مواد قبلا خرد شده اند و نیاز به خردایش ندارند، بخش زیادي از هزینه ها که مربوط به خردایش است، حذف می شوند.
در این تحقیق مشخص شد که بخش زیادي از باطله کارخانه زغالشویی انجیر تنگه واقع در منطقه البرز مرکزي مربوط به دستگاه جیگ است. این بخش از مواد داراي درصد بالایی زغال هستند که بلا استفاده در طبیعت رها شده اند. یکی از روشهاي موثر در کاهش خاکستر زغالسنگ، فلوتاسیون ستونی است. در این تحقیق، بکارگیري این روش در فرآوري زغال موجود در باطله مد نظر است تا علاوه بر کمک به کاهش اثرات زیست محیطی باعث افزایش راندمان کارخانه زغالشویی البرز مرکزي شود. به علاوه، مقدار بهینه پارامتر هاي عملیاتی فلوتاسیون ستونی براي بدست آوردن جدایش بهینه زغال از باطله ارزیابی شد.
-1 مقدمه
مجموعه معادن زغالسنگ زیرآب - البرز مرکزي - حدود 100 سال است بهرهبرداري صنعتی میشود. منطقه سوادکوه - زیرآب، پل سفید - یکی از مناطق زیباي مازندران است که از سال 1368 کارخانه زغالشویی انجیر تنگه شرکت زغالسنگ البرز مرکزي با تکنولوژي سنتی روسی در این منطقه شروع به کار کرد، و از همان زمان باطله مواد همراه زغالسنگ در محلی انبار شده است.
این کارخانه براي شستشوي زغال سنگ، از دو روش فرآوري - فلوتاسیون،جیگ - استفاده میکند. از زمان شروع به کار کارخانه زغالشویی انجیر تنگه، تاکنون بیش از 1/5 میلیون تن باطله در زمینی به مساحت چندین هکتار که داراي ارزش زراعی و به ارتفاع متوسط 8 متر است جهت دپو باطله اختصاص داده شده است. باطله هاي کارخانه به طور نگرانکنندهاي در حال افزایش است و موجب اثرات مخرب زیستمحیطی در منطقه شده است که با مصرف زغال موجود در این باطله ها، گام موثري در راستاي کاهش آلودگیهاي حاصل از دپوي این باطلهها برداشته خواهد شد.
مطالعات انجام شده توسط شرکت زغالسنگ البرز مرکزي نشان داده است، حدود 70 درصد این باطلهها از جیگ ماشین بدست آمدهاند که به طور متوسط حاوي حدود 45 درصد زغال با ارزش است - خاکستر 55 درصد - در نتیجه با توجه به درصد بالاي زغالسنگ در این بخش از باطلهها، ارائه راهکاري جهت بازیافت آنها با استفاده از روش فلوتاسیون ستونی یا روش- هاي دیگر اهمیت پیدا میکند. به این وسیله از هدرروي مقدار زیادي ماده معدنی با ارزش جلوگیري شده و تاثیرات منفی زیست محیطی آنها نیز کمتر خواهد شد.
همچنین کمک به افزایش راندمان کارخانه زغالشویی البرز مرکزي میشود. استفاده از باطلههاي زغالسنگ نه تنها از لحاظ اقتصادي بلکه از لحاظ زیستمحیطی حائز اهمیت است. زیرا با مصرف باطلهها زمینهاي با ارزش زراعی که براي دپوي باطله به خود اختصاص دادهاند، جهت مصارف مفید دیگر آزاد خواهند شد. تا به امروز این باطلهها، مصرف مفیدي براي شرکت البرز مرکزي به جز پرکردن معدن - که این کار به ندرت در ایران انجام میشود - دربرنداشته است. این مطالعه در زمینه امکان کاربردي بازیافت زغال از باطله کارخانه زغالشویی البرز مرکزي و استفاده مفید از آن در کارخانه ذوب آهن اصفهان است.
همان طوري که در شکل 1 دیده میشود، دپو کردن باطلههاي زغالشویی علاوه بر از بین بردن زیبایی منطقه سبب آلودگی آبهاي زیرزمینی هم شده است. همچنین اکسید شدن پیریت موجود در باطله حاصل از شستشوي زغال در معرض اکسیژن هوا و رطوبت، باعث تولید زهاب اسیدي - AMD - می شود و با توجه به اینکه رودخانه دلیلم در جوار منطقه دپو شده باطله جریان دارد، این زهاب اسیدي وارد چرخه آب رودخانه و آب هاي زیرزمینی شده و سبب آلودگی هاي زیست محیطی و آلوده شدن آب هاي مورد استفاده براي زراعت و آشامیدن میشود. - اسلامی اندارگلی،1384، شاه حسینی و همکاران، - 1389
فلوتاسیون رایج ترین روش جدایش استفاده شده براي شستشوي ذرات ریز زغال، از سال 1920 می باشد. مزیت اصلی سلول فلوتاسیون ستونی نسبت به فلوتاسیون مکانیکی عبارتند از: توانایی جدایش بالاتر، هزینه عملیاتی و سرمایه گذاري پایین تر، کمترین سطح بناي مورد نیاز، قابلیت کنترل اتوماتیک .Jena - 2008 - مهمترین مشخصه سلول فلوتاسیون ستونی از فلوتاسیون مکانیکی شکل سلول و عدم استفاده از پره براي تولید حباب است.
در سلول مکانیکی حباب هاي هوا به وسیله این پره ها تولید میشوند در حالی که در سلول ستونی این حباب ها به وسیله اسپارژر - یک آلیاژ فلزي متخلخل - به کمک هواي فشرده تولید میشود. همچنین استفاده از آب شستشو در سلول ستونی، امکان زغال با خاکستر کمتر را فراهم می کند. خوراك از یک سوم ارتفاع ستون از بالا، به وسیله پمپ پرستالتیک به ستون خوراك دهی می شود و هواي فشرده از طریق اسپارژر متخلخل بالاتر از نقطه خروجی باطله وارد ستون می شود در این راستا ذرات خوراك که از بالا به طرف پایین در حرکت هستند، با حباب هاي تشکیل شده توسط اسپارژر در ناحیه جمع آوري در ستون برخورد کرده سپس ذرات آبران - هیدروفوبیک - جذب شده به حباب هاي هوا به ناحیه شستشو حرکت میکنند.
ذرات غیر قابل شناور از ته ستون به وسیله پمپ پرستالتیک خارج می شوند. ایرادهاي اصلی فلوتاسیون ستونی، اختلاط در محور ستون، انسداد اسپارژ - حباب ساز - و مشکلاتی در مورد ارتفاع ستون در دستگاه می باشند .Reddy - 1988 - در چند دهه گذشته تعداد زیادي از طراحان فلوتاسیون ستونی روش هایی را براي حذف این ایرادها و افزایش بازیابی از طریق تولید حباب هاي ریزتر توسعه دادند. طرح کلی از سلول فلوتاسیون ستونی که در آزمایشگاه استفاده شد در شکل 2 نشان داده شده است.
