انجام پایان نامه

درخواست همکاری انجام پایان نامه  بانک مقالات رایگان انجام پایان نامه

سفارش پایان نامه

|

انجام پایان نامه ارشد

 پایان نامه 

انجام پایان نامه| بررسي مقايسه اي سلول هاي فلوتاسيون مورد استفاده در كارخانه هاي كانه آرايي(فلزي و غير فلزي) 53 ص

                                          فهرست مطالب
عنوان     
فصل اول: مفاهيم اوليه فلوتاسيون
1 1  .  مقدمه
1 2  آشنايي با مفهوم فلوتاسيون
1 3  معرف هاي شيميايي مورد استفاده در فلو تاسيون
1 31 کلکتورها
1 32فعال کننده ها
1 33بازداشت کننده ها
 134کف سازها
13 5تنظيم کننده ها
14پروسه فلوتاسيون
141فلوتاسيون
142هيدرو متالوژي
15 فلوتاسيون  کا نه هاي سرب وروي
151 فلوتاسيون کانه هاي سولفيدي
152فلوتاسيون کانه هاي اکسيده
فصل دوم:طراحي ماشينهاي فلوتاسيون مکانيکي
چکيده
21 مقدمه
22مفاهيم هيدرو ديناميکي
221اعداد بدون بعد
222زمان اقامت
23آناليز وتجزيه وتحليل هيدرو ديناميک ماشينهاي فلوتاسيون
231 اعداد مشخصه
232زمان اقامت
233سرعت ظاهري گاز
234سطح مقطع شار حباب
فصل سوم:اتوماسيون رافر در دستگاه فلوتاسيون اسکونديدا
خلاصه
31معرفي
3 2 توصيف سيستمFrothcam))
33سيستم متخصص
34تعيين اثرات ميزان جريان هوا وسطوح کف
35 فرآيند تجربي
351نتايج تجربي
3511تفاوتها در جريان بار ورودي
3512ارزيابي
36کنترل کيفيت اطلاعات
37نتايج وپيشنهادات
فصل چهارم:کاربرد تکنولوژي سلول jameson براي برداشت خزه و فسفر از درياچه هاي رشد يافته
خلاصه
41مقدمه
42عملکرد تکنولوژي جيمسون براي آبهاي زائد
43روشها
44نتايج وبحث ها
فصل پنجم: تکنولوژي بهينه کردن فلوتاسيون جيمسون بري ذرا ت درشت زغال
خلاصه
51معلومات
52 نمونه
521مطالعه پارامترها















فصل اول:مفاهيم اوليه فلوتاسيون

1∙1 مقدمه

پروسه فلوتاسيون يکي از روشهاي متداول فراوري مواد معدني است که براي اولين بار در سال 1906 به ثبت رسيده است∙کاربرد اين پروسه انتخابي بيشتر براي کانسار پيچيده فلزي ١چون سرب وروي ،اکسيدهاي آهن وروي،سولفاتهاي روي وآهن و همچنين کانسارهاي غير فلزي  مانند فلوئوريت ، فسفاتها،زغال سنگ وغيره مي باشد∙
کاربرد ساير روشهاي جداسازي مواد معدني از قبيل روشهاي ثقلي، مغناطيسي والکترواستاتيکي اختصاص به کانيهاي معين ويا مواد معدني متشکل از تعداد محدود ومشخصي از کانيها دارد  در حاليکه فلوتاسيون با بکار گيري اختلاف خواص شيميايي سطوح کانيها  ومواد شيميايي متعددي که امروزه فراهم آمده است تقريبا هيچگونه محدوديتي در جداسازي مواد معدني ندارد . مشکل نرمه در صنعت فلوتاسيون نيز اخيرا با مواردي که با استفاده از تکنيک فولو کولاسيون2 انتخابي در دسترس قرار گرفته است تا حدود زيادي رفع شده است.

فرايند فلوتاسيون به دلايل مشروحه ذيل از اهميت بيشتري نسبت به ساير روشهاي تغليظ  برخوردار است:
الف)كاهش منابع معدني با عيارهاي بالا  و مينرالوژي ساده که بتوان به روشهاي ساده فيزيکي ساده آنها را تغليظ نمود .

ب)کاربرد وسيع صنعت فلوتاسيون در محدوده  دانه بندي مواد معدني بين 20 تا 200 مش به طوريکه اين ابعاد از 10 مش در مورد زغال سنگ  ودر مورد ساير مواد مواد معدني از 48 مش وتا 10 تا 15 ميکرون
که در شرايط خاص تحت فراوري قرار ميگيرد، مورد استفاده قرار ميگيرد.






ج)تکنيکهاي مختلف فلوتاسيون منحصر به نوع کاني معين و يا تعداد محدودي از کانيهاي متشکله سنگهاي معدني نمي باشد∙
1∙2∙آشنايي با مفاهيم فلوتاسيون
فلوتاسيون يکي از مهمترين فرايندهاي جداسازي کانيها مي باشد ونقش بسيار مهم وتعيين کننده اي در فراوري مواد معدني به عهده دارد∙به قسمي که امروزه بيش از 109*2 تن  در سال ،مواد معدني تحت اين فرايند جداسازي قرار مي گيرد.فلوتاسيون باکاربردخواص شيميايي فيزيکي سطوح و براساس چسبندگي3حبابهاي هوا به قطعات کاني در يک محيط آبي و سپس شناور شدن4 اين مجموعه به طرف سطح مايع ونهايتا انتقال به لايه کف5 که در بالاي سطح مايع قرار گرفته است،مبتني مي باشد.
به منظور جداسازي کانيهاي ارزشمند 6 در يک سنگ، ابتدا آن را به ابعاد مناسب توسط دستگاههاي سنگ شکني وآسياها خرد مي نمايند.اين ابعاد به جز در موارد خاص به اندازه دجه آزادي7 ويا حتي با توجه به شرايط بهينه8 فرايند کوچکتر از آن نيز مي باشد.مواد خرد شده در آب توسط هم زن به صورت معلق در مي آيد که اصطلاحا به آن پالپ 9 مي گويند. رقت پالپ به طور معمول بين25٪تا 45٪وزني جامد مي باشد.سپس مواد شيميايي خاصي به پالپ اضافه گشته وضمن هم زدن دائمي  وپس از طي زمان معيني که براي تاخير مواد شيميايي لازم است آنرا به سلولهاي فلوتاسيون منتقل مينمايند اين مرحله را فاز آماده سازي مي نامند.






 
کف                               سلول فلوتاسيون با( همزن)

                      شکل 1-1 فرايند فلوتاسيون به صورت شماتيک

ذكر اين نكته ضروري است كه سطوح اكثريت كانيها پس از  عمليات خردايش  وقبل از  تاثير عوامل محيطي، به راحتي توسط آب خيس گشته  وفي الواقع تمايلي به دور نمودن آب از خود در مقابل هوا ندارد بطوريکه سطح اينگونه مواد را آب 1 پذير مي گويند. موادي که داراي سطوح هيدروفيل مي باشند  در فرايند فلوتاسيون فلوته نميگردند . لذا مي بايست سطح بعضي از کانيهاي مورد نظر را به صورت انتخابي 12 بقسمي آماده نمود که تمايل بيشتري به هوا بيابند .به عبارت ديگر آب را از خود دور نموده  ومتصل به حباب هوا گردند . اينگونه سطوح را آبران  يا آب گريز 13 مي نامند .شکل 1-2 تفاوت سطوح آب پذير را از لحاظ ترشوندگي وزاويه تماس آب با سطح کاني نشان مي دهد.
13 معرف هاي شيميايي14 مورد مصرف در فلوتاسيون
هدف نهايي از اضافه نمودن مواد شيميايي در فرايند فلوتسيون ايجاد وجلوگيري از هيدروفوب شدن سطح کانيها مي باشد .در فرايند فلوتاسيون از مواد شيميايي ديگري نيز به منظور فراهم نمودن شرايط مناسب  جهت تاثير در


امر فوق الذکر  و يا ايجاد پايداري حبابهاي هوا به منظور ايجاد وتوان  لازم جهت  حمل ذرات کاني به سطح سيال بر اساس قوانين شناوري استفاده مي گردد.
اهم مواد شيميايي که در فلوتاسيون مصرف مي گردد با توجه به خواص وعملکرد معينهر کدام به شرح ذيل تقسيم بندي مي گردد.
1∙3 ∙1∙ کلکتورها15
در فلوتاسيون کلکتورها مواد عالي فعال کننده سطوح16 کانيها مي باشند که به صورت انتخابي در سطح يک يا چند کاني مورد نظر جذب وسبب هيدرو فوب شدن آن مي گردد . وبدين ترتيب يک حباب هوا به صورت ترجيهي به اينگونه کانيها متصل گشته  وان را با خود به لايه کف که د ر بالاي سلول فلوتاسيون قرار دارد مي برد .جزئيات ديگر در اين رابطه در بخشهاي بعدي به تفصيل آورده خواهد شد.

























1∙3∙2فعال کننده ها17
فعال کننده ها موادي هستند که به منظور افزايش جذب انتخاب کلکتور بر سطح يک کاني مشخص بکار برده مي شوند .بعبارت ديگر فعال کننده ها  قبل از کلکتور  به پالپ افزوده شده و با انجام واکنشهايي در سطح بعضي از کانيها زمينه لازم جهت جذب کلکتور را بر روي آنان به صورت انتخابي فراهم آورده و باعث تسريع در عمل جذب کلکتور مي گردند.
1∙3∙3∙بازداشت کننده ها18
باز داشت کننده ها با عملکردي درست برعکس عملکرد فعال کننده ها با تاثير بر سطح بعضي از کانيها سبب جلوگيري از جذب کلکتور بر روي  آنان مي گردند و به عبارت ديگر هيدروفيل بودن سطوح  اينگونه کانيها را حفظ يا تشديد مي کند .
1∙3∙4∙کف سازها19
کف سازها نيز از مواد شيميايي فعال کننده سطوح بوده بطوريکه از اين مواد به منظور تشکيل  وپايداري کف استفاده مي شود به قسمي که کاني هاي  داراي سطوح هيدروفوب بتوانند به راحتي به حباب هوا اتصالي پايدار يابند .به طور کلي کف سازها جهت اهداف ذيل مورد استفاده قرار مي گيرند:
الف)کنترل ابعاد حباب هوا
ب)کنترل شکل حباب هوا
ج)ايجاد پايداري کافي حباب هوا در طي فرايند
د)کاهش انرژي سطحي سيال






1∙3∙5∙تنظيم کننده ها20
تنظيم کننده ها به تمامي مواد شيميايي (آلي و معدني )که سبب تنظيم  وتعديل شرايط محيط فلوتاسيون وشيمي پالپ مي گردد اطلاق مي شود که از آن جمله مواد تنظيم کنندهph  محلول را مي توان نام برد.


1∙4پروسه فلوتاسيون22
پس از مرحله آماده سازي پالپ وارد سلولهاي فلوتاسيون23 مي گردد .سلول فلوتاسيون به عنوان يک رآکتور متشکل از يک تانک،هم زن وتجهيزات لازم براي توزيع ويا ايجاد حبا ب هوا در  پالپ مي باشد وهواي دميده شده در درون سلول به صورت حبابهايي با ابعاد قابل کنترل از درون پالپ به طرف سطح سلول حرکت مي نمايند.همچنان که آب برروي سطوح هيدروفيل جذب مي گردد ،حبابهاي هوا نيز بر روي سطوح هيدروفوب قرار گرفته وبه آن متصل مي گردند.اين مجموعه حباب وقطعات کانيهاي متصل به آن با در نظر گرفتن تاثير نيروي ارشميدسي بر آن از آب سبکتر بوده وبه طرف سطح پالپ حرکت کرده وبالا مي آيند.مجموعه اين حبابهاي متصل به کانيها با پايداري مناسبي که توسط کف ساز به آن داده شده است در بالاي سطح پالپ به صورت لايه اي از کف جمع شده وسپس اين مجموعه توسط پاروهايي که در بخش فوقاني سلول تعبيه شده از سلول خارج مي گردد.
لازم به ذکر است که ذرات هيدروفوب که توسط حبا ب هوا به سطح سلول منتقل  وسپس از آن خارج مي شوندددچنانچه متشکل از کاني يا کانيهاي ارزشمند باشنددراينصورت کف،محصول پر عيار شدهاي را تشکيل مي دهد واين روش را فلوتاسيون مستقيم24 ميگويند.گاهي از اوقات مي توان از فلوتاسيون معکوس25 استفاده کرد به طوريکه سطح کانيهاي گانگ يا باطله را هيدروفوب نموده و آنها را فلوته وبه عنوان باطله از سلول خارج نمود.در اينصورت باقيمانده کانيها در پالپ محصول پر عيار 26 راتشکيل خواهند داد.
در تمامي مراحل آماده سازي وفلوتاسيون  به منظور جلوگيري از ته نشين شده فاز جامد وافزايش سينيتيک فرآيندها،  پالپ توسط دستگاه هم زن27 هم زده مي شود .بنابراين مي توان مراحل مختلف فرآيندفلوتسيون را پس از اضافه نمودن موادشيميايي لازم وطي زمان آماده سازي به طور خلاصه شامل سه مرحله مختلف مي توان دانست .
•    مرحله اول که در آن نزديک شدن وتلقي حباب وقطعه کاني اتفاق مي افتد به طوري که در اين حالت يک فيلم نازک مايع بين اين دو(حباب وقطعه کاني)قرار دارد.
•    مرحله دوم که در آن فيلم مزبور تا حد گسيختگي نازک ميگردد .
•    مرحله سوم که در آن فيلم نازک مايع گسيخته شدهوتماس والصاق پايداري ميان حباب هوا وقطعه کاني بوجود مي آيد.پس از تحقق الصاق پايدار کاني هيدروفوب به حباب هوا ايندو مجموعا به طرف سطح پالپ شناور گشته و به لايه کف منتقل مي گردند.

درک صحيح از فرايند فلوتاسيون نيازمندبررسي دوجنبه فيزيکي وشيميايي سيستم مي باشد. از جمله بايد دانست که چرا بعضي از مواد جامد قابليت فلوتاسيون سريعي دارند وبعضي ديگر فاقد آن مي باشند.عوامل تغيير وکنترل شيمي سطح کانيها کدامند؟ونقض پارامترهاي ترموديناميکي در شيمي و فيزيک سطح چه مي باشند؟مکانيزم عمل مواد شيميايي مصرفي در فلوتاسيون وتنظيم قابليت تر شوندگي سطح کانيهاي مختلف چگونه است؟
تاثير ساختمان کريستالي وشيمي کريستالي کانيها چيست؟وهمچنين عوامل کنترل سينيتيک محاصره قطعات کاني توسط حبابهاي هوا وسينيتيک کلي فرآيند وسلولهاي فلوتاسيون کدامند؟
از نقطه نظر صنعتي جنبه هاي هيدروديناميکي ومهندسي فلوتاسيون داراي مفاهيم علمي وعميقي مي باشند که مي بايست مورد ارزيابي قرار گيرد.آنچه در اين ميان اهميت ويژهاي دارد درک دقيق وتصوير علمي از اين فرآيند مهم جداسازي  28 است.

مباني علمي فلوتاسيون در نيمه دوم قرن بيستم وبه ويژه در دو دهه اخير رشد شاياني نموده است وهر چه هنوز  جنبه هاي نا شناخته اي وجود دارد  که مورد مطالعه محققين است ليکن فلوتاسيون امروزه يک روش مبتني بر سعي وخطا نبوده ومي بايست با يافتن پايه هاي علمي ودرک پديده هاي نسبتا پيچيده ترمو ديناميک سطح ومکانيز مهاي جذب از يک سو وجنبه هاي مهندسي آن از سوي ديگر به عنوان علم و تکنيک ارزشمند به مطالعه آن پرداخت.جدول1-1 تعدادي از کانيهاي متداول را که عمدتا تحت فرآيند فلوتاسيون بازيابي مي شوند را نشان مي دهد بطوريکه در قسمت فرمول شيميايي عنصر يا عناصر ارزشمند هر يک از کانيها قيد گرديده است.





فرمول شيميايي    نام كاني    فرمول شيميايي    نام كاني
China clay       کائولينيت    P                   أپاتيت
Al sil            كيانيت    As,au               آرسنوپيريت
Mg             منيزيت    Cu                آزوريت
Fe              منيتيت    Baso4              باريت
Cu              مالاکيت    Al                بوکسيت
Mo            موليبدنيت    B                 اسيد بوريک
          C     گرافيت    Cu                بورنيت
P               فسفريت    Sn                کاسيتيريت
U,ra            پيچ بلاند    Sr                 سيليسيت
          S               پيريت    Pb                 سروزيت
Nb,etc           پيروکلر    Ca                 کلسيت
Fes            پيروتيت    Cu                 کالکوپيريت
Sio2           کوارتز    Cr                 کروميت
Ti              روتيل    Cu                 کريزکولا
W              شيليت    Hg                سينابر
Alsil            سيليمانيت    C                 زغال سنگ
   Zn            اسميتزونيت    B                 کلمانيت
Zn               اسفالريت    Cu                 کوليت
Li                اسپيدومن                     فلدسپار
Sb               استيبنيت    Caf2               فلوئوريت
S                سولفور    Pbs                گالن
K               سيلويت    Au               طلا
                 تالک    Nacl              هاليت
Ba             ويتريت    Fe                هماتيت
W              ولفراميت    Ti                 ايلمنيت
Zr              زيرکن    Be                بريل


جدول 1-1 تعدادي از کانيهاي متداول که به روش فلوتاسيون قابل فراوري هستند.



1∙4∙1∙ فلوتاسيون
يکي از مهمترين روشهاي تغليظ مواد،روش فلوتاسيون است.اين روش سابقه طولاني داشته  از قرن19 توسعه بيشتري يافته است.امروزه سنگهايي را که حتي عيارشان بين (1 تا 0.5 ) است به شرط اقتصادي بودن  به روش فلوتاسيون تغليظ مي کنند .اين روش نسبتا گران است  و در صورتيكه بخواهند روزانه 200 تا 300 تن به بالا مواد معدني راپر عيار کنند از آن استفاده مي شود .البته بايستي عيار محصول خروجي حد معيني را دارا باشد روش مزبور اغلب جهت سولفورها بکار مي رود اساس كار فلوتاسيون بر مبناي خواص فيزيکي-شيميايي سطحي استوار است و از مزاياي روش فلوتاسيون،کاربرد آن جهت سنگهاي معدني با چندين نوع مواد کاني همراه مي باشد که عملا آرايش آنها از طريق فيزيکي مکن نبوده ويا به آساني صورت نميگيرد  همچنين اگر در يک سنگ معدن اختلاف وزن مخصوص مواد موجود کم باشد.بهترين روش جهت جداسازي مواد، روش فلوتاسيون بوده،راندمان کار نيز به مراتب بيشتر از روشهاي ديگر است.بطوريکه در بعضي موارد به 98٪نيز برسد.در صورتيکه در روشهاي ديگر راندمان بين 50 تا 60٪است.
در روش فلوتاسيون دانه هاي مواد معدني در حد 200 الي 300 ميکرون خرد مي شوند.مواد خرد شده را با آب به نسبت 15 تا 35٪مخلوط کرده و معرفهاي (reagent)شيميايي لازم از قبيل بازداشت کننده ها ،فعال کننده ها ،کف ساز وغيره به آن افزوده مي گردد.مخلوط حاصل، جهت پوشش سطح دانه ها از مواد شيميايي به اندازه کاني به هم زده مي شوند .حبابهاي هوا توسط مواد شيميايي  در سطح دانه جذب شده و دانه هاي کاني مورد نظر به حالت کف در سطح مايع شناور مي گردند.
1∙4∙2∙ هيدرومتالوژي
اين روش در ايران جهت روي ومس وبرخي کانيهاي ديگر احتمال دارد و جهت سرب چندان اقتصادي نمي باشد(به علت پايين بودن قيمت سرب)و جهت سرب از همان روش ذوب کنسانتره استفاده مي گردد.
روي فلز با ارزشي است .بخش اعظم توليد روي در دنيا از منابع معدني سولفوري تامين مي گردد  که معمولا با استفاده از روش فلوتاسيون کنسانتره روي تهيه وبا اعمال روشهاي حرارتي، روي توليد مي گردد .فرآيند ذوب شامل ذوب و جداسازي سرب نيز مي تواند باشد .اين روش از مزاياي عدم آلودگي محيط زيست،مصرف کم انرژي و امکان استفاده از ذخاير کم عيار برخوردار است و به همين خاطر کاربرد وسيع دارد.
قدرت روش هيدرومتالوژي به دوره کيميا گري مي رسد که با فرو بردن يک قطعه آهن در محلول کات کبود(cuso4)به علت جايگزيني مس با آهن،گمان برده مي شود که آهن به مس تبديل شده است و بر اين اساس تلاش مي شودمس را به طلا تبديل کنند.هيدرومتالوژي شامل دو بخش است:بخش ليچينگ يا فروشويي وبخش رسوبدهي. در بخش اول فلز يا کاني مورد نظر به کمک يک حلال مناسب بصورت ترکيبات محلول در مي آيد.در اين مرحله با فيلتراسيون مي توان فاز محلول را از جامد جدا کرد .در بخش دوم فلز محلول به کمک مواد شيميايي با جريان الکتريسيته رسوب داده مي شوند.

1∙5  فلوتاسيون کانه هاي سرب وروي
امروزه اين روش گسترش زيادي يافته و بهترين روش جهت توليد کنسانتره وخوراک کارخانه هاي هيدرومتالوژي  و ذوب مي باشد،لازم است آن را توضيح داد:
1∙5∙1∙  فلوتاسيون کانه هاي سولفيدي
معمولا سولفورهاي سرب وروي با هم بوده ويا اينکه هر يک از آنها به مقدار کمي از ديگري در بر دارد .
در فلوتاسيون سنگهاي سولفيد،سرب وروي کوشش مي گردد که تمامي سرب ومس  نيزفلزات قيمتي شناور شده وسپس به فلوتاسيون سولفيد روي پرداخت.براي فلوتاسيون سولفيد سرب ،کلکتور گرنتات بکار مي رود وبعنوان کف ساز نيز ميتوان از روغن کاج يا اسيد کريزيليک استفاده نمود .معمولا محيط کم قليايي جهت شناور شدن گالن کاملا مساعد ميباشد.مقدار مصرف کلکتور کم بوده کمتر از حدود 150 گرم در تن سنگ معدن کاني مي باشد. در چنين شرايطي سولفيد روي داراي خاصيت شناور شدن خوب نميباشد.معهذا جهت اینکه آنر ا بازداشت کنيم مي توان از مخلوط سيانور سديم وسولفات روي استفاده نمود.مقدار مصرف سولفات روي معمولا 3 برابر سيانور سديم مصرفي مي باشد.
جهت بازداشت بلند مي توان از سولفيتها ياso2  استفاده نمود اگر از  so2 جهت بازداشت بلند استفاده شود محيط بايد کاملا خنثي يا کمي اسيدي باشد تا عمل بازداشت بلند به خوبي صورت گيرد.مقدار مصرف so2  بعنوان بازداشت کننده بلند ،نسبتا زياد بوده و به حدود kg 2به ازاي هر تن سنگ معدن مي رسد.
نکته اي که بايد لحاظ نمود اين است که در فلوتاسيون سرب وروي از محلولها دوباره نمي توان استفاده کرد.يعني آب مصرفي فلوتاسيون را نميتوان در مسير بقيه نگهداشت .زيرا وجود يونهاي مس در آب مانع از رسوب دادن بلند ، هنگام فلوتاسيون سرب خواهد شد  و از طرف ديگر با وجود يونهاي سيانور سديم  در محلول فلوتاسيون روي با اشکال مواجه خواهيم شد.






انجام پایان نامه

برای دیدن ادامه مطلب از لینک زیر استفاده نمایید

 


سفارش پایان نامه