فهرست مطالب

چکیده………………………………………………………………………………. 2

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

– فصل اول: مقدمه.

زغال ماده سبک، شکننده و سیاه‌رنگ باقی‌مانده از نیم‌سوختن چوب یا دیگر اندام‌های گیاهی و جانوری است که قسمت اعظم ترکیبهای آن‌ تبدیل به کربن شده است. زغال ترکیبی از گوگرد، شیل، کائولن، کانیهای رسی و کربناتی بوده و ترکیب­های موجود در خاکستر زغال، سیلیس، اکسید آلومینیوم و سایر مواد مانند Fe2o3,Cao,Mgo می­باشد.به دلیل کیفیت پایین زغال در سالهای اخیر، نیاز به شستشوی زغال افزایش یافته است. ناخالصی های موجود در زغال به دو دسته خاکستر و سولفور تقسیم می شوند. هر چند ناخالصی های دیگری چون فسفر و نمک وجود دارند ولی مقدار آنها کم است[1].بیش از 60 درصد زغال جهت تولید انرژی الکتریکی و حدود 25درصد آن جهت تولید کک متالوژیکی استفاده می­شود. زغال ککشو باید مشخصات زیر را داشته باشد [2]:

خاکستر:6%، رطوبت:5 %، گوگرد: %1، مواد فرار: %23،دانه بندی :23-  میلیمتر

مواد معدنی با عیار متوسط، عمدتا به نوعی آرایش برای جدا کردن باطله و افزایش کیفیت محصول برای ارائه به بازار نیاز دارند. معمولا این واحد فراوری نزدیک چاه اصلی یا مدخل تونل اصلی احداث میشود. قسمت عمده باطله ای که به همراه کانیهای مفید استخراج می­شود شامل دیواره، سقف و کف می­باشد و بخشی از آن ممکن است به صورت ناخالصی و مواد زائد درون رگه یا لایه باشد که باطله همراه زغالسنگ بیشتر مربوط به قسمت دوم می­باشد. این مواد طی مراحل کانه آرایی از مواد مفید جدا وکنسانتره نهایی بدست می آید.در کشور ایران با توجه به ذخایر عظیم آهن و باتوجه به مطالعات انجام شده و تایید قابلیت استفاده از آنها در تولید آهن، ذخایر زغال سنگ مورد توجه قرار گرفت. به نحوی که با توجیه اقتصادی ایجاد کارخانه ذوب آهن، معادن زغالسنگ متعددی در مناطق البرز و کرمان فعال و کارخانه های تغلیظ زغال برای تولید با مشخصات مورد نیاز صنعت راه اندازی شد که در این میان میتوان به کارخانه زغالشویی انجیرتنگه اشاره کرد. سالانه میزان قابل توجهی از زغال در باطله جیگ و فلوتاسیون این کارخانه به هدر می­رود.بطور سنتی زغال با روش جداسازی ثقلی فرآوری می­شده است، که این روش بیشتر برای زغال­های درشت (اندازه های با قطر بیش از یک میلیمتر) مناسب بوده است. زغال های ریز (ذرات با اندازه قطر کمتر از یک میلیمتر) بطور کلی دور ریز می­شدند. این روش برای دهه گذشته مناسب بوده است که ذخایر عظیم زغال در دسترس بوده است. در صورتیکه، در دهه اخیر کاهش قابل توجهی در ذخایر ذغال مخصوصا ذخایر با کیفیت زغال مشاهده شده است. بنابراین بازیابی و فرآوری زغال­های ریز شامل بازیابی از باطله های روش های استخراج سنتی پر اهمیت جلوه می­کند. علاوه بر این به علت شرایط زمین شناسی، مقدار ذرات ریز در ذخایر رگه ای با قابلیت معدنی زغال به بیش از 35 درصد و برای دیگر ذخایر به 60 درصد می­رسد[1]. لذا بکارگیری روشهای فرآوری زغال های ریز رو به افزایش می باشد[2]. چندین روش و محرک برای شستشو و خلوص زغال های ریز وجود دارد. افزایش قوانین سختگیرانه زیست محیطی ایجاب می کند که ذرات ریز زغال را از نهر ها و رودخانه های جاری و از آبی که در پروسه فرآوری بکار رفته است، با بازگرداندن آن به سیکل تولید، بزداییم. افزایش توسعه اهداف تخصصی چون تبدیل کردن به گاز، تبدبل به مایع و سوخت های فسیلی در این دوره روی داده است. علاوه بر این پروسه فرآوری زغال های ریز ممکن است فقط بوسیله کاهش و تقلیل تراز سولفور از اکثر زغال ها بوسیله زدودن بسیار دقیق پیریت های پراکنده شده صورت گیرد[3].پروسه فرآوری زغال ریز بسیار پیچیده تر و پرهزینه تر از شستشوی زغال های درشت می­باشد. عملیات فلوتاسيون موثرترين روش براي عمل آوري زغال هاي ريز مي باشد، هر چند كه به استناد خصوصيات سطحي زغال همچون آگلومراسيون روغن در سالهاي اخير مورد توجه قرار گرفته اند. زغال ريز بطور كلي در يك مرحله پروسه فلوتاسيون انبارشي كه در آن هيچ طبقه بندي اوليه در خوراك صورت نگرفته باشد، عمل مي­آيد. اگرچه در بيشتر موارد بهتر است بوسيله عمليات جداسازي شكستگي هاي اندازه مختلف يا در نهايت بوسيله شناسايي اندازه هاي مختلف كه رفتارهاي متفاوت دارند، شرايط چرخشي عمليات را فراهم سازیم[4].سنتيك كف فلوتاسيون براي اندازه هاي مختلف شكستگي هاي زغال بخوبي شناخته نشده است. شايد زمان ماندگاری در سلول فلوتاسیون برای شكستگي هاي اندازه مختلف تغيير كند، تغيير هاي كوچك در مسير چرخش فلوتاسيون می تواند در سرتاسر پروسه مفيد باشد. اندازه هاي مختلف مي توانند در سرعت هاي مختلف بسته به نوع و غلظت واكنشگرها بازيابي گردند. براي مثال، فلوتاسيون منحصر بفرد براي شكستگي هاي با اندازه باريك مي تواند سبب افزايش بازيابي زغال براي اندازه مذكور با افزودن عامل واكنشگر مهيا كند، در صورتيكه فلوتاسيون انتخابي براي ديگر اندازه ها در مخزن موازي سلول هاي كف فلوتاسيون ممكن است بي ثمر باشد. اضافه مي گردد كه فلوتاسيون منحصر به فرد اندازه هاي مختلف، ‌فعل و انفعال ميان اندازه هاي مختلف ذرات ريز نسبت به سنتيك هاي فلوتاسيون هنوز ناشناخته مانده است. فلوتاسيون جدايشي شكستگي هاي با اندازه هاي منحصر بفرد مي تواند با انتخاب بهتر، بازيابي بهتر و يا هر دو با بكارگيري حداكثري ظرفيت طرح فلوتاسيون به بهبود بهره وري تفكيك منتهي شود. بكارگيري سرعت فلوتاسيون براي ارزيابي و بهبود كارايي پروسه فلوتاسيون زغال بطور كلي ناديده گرفته شده است[3].در فلوتاسيون زغال سرعت فلوتاسيون و مقادير مربوط به قابليت توليد و بهره وري سلول بر حسب تن بر كيلو وات ساعت و تن بر متر مكعب حجم سلول نسبت به عمليات فلوتاسيون خيلي از كاني ها بسيار مهم و با اهميت مي باشد. اين امر به علت مقدار واحد پايين زغال و هزينه بالاي مرتبط با آن در عمليات فلو تاسيون در مقايسه با ديگر روشهاي زغالشويي مي باشد[5].این تحقیق شامل 6 می باشد. در فصل دوم ابتدا  کلیاتی از کارخانه فلوتاسیون و تعیین پارامترهای فیزیکی نمونه بیان می شود. سپس در فصل بعدی تئوری فلوتاسیون زغال بیان می شود و بدین ترتیب در فصل چهارم روند آزمایشات صورت گرفته توصیف می شود. فصل پنجم آزمایشات سنتیک و نتایج آن رابیان می کند و در نهایت نتیجه گیری محتوای فصل ششم را شکل می دهد.

جدول 2-1 : ترکیب شیمیایی و محتوای انرژی زغال سنگ ها با درجات مختلف

جدول 2-1 : ترکیب شیمیایی و محتوای انرژی زغال سنگ ها با درجات مختلف

فصل دوم

به طور کلی زغالسنگ طی دو مرحله تشکیل می شود.  در مرحله اول مواد گیاهی در داخل باتلا ق­های خاصی رسوب می کنند و پس از تغییر و تحولاتی تورب ایجاد می شود. در مرحله دوم، تورب حاصله به وسیله رسوباتی که بعدها کمربالای آن را تشکیل می دهند پوشیده می شود و بعد از تغییرات فیزیکوشیمیایی، انواع زغالسنگها را به وجود می آورد.تغییرات فیزیکو شیمیایی تورب پس از مدفون شدن در زیر رسوبات یا به عبارت دیگر فرآیند تبدیل تورب به انواع زغالهای قهوه ای، نیمه بیتومینه، بیتومینه، نیمه آنتراسیت و آنتراسیت را زغالی شدن  یا دگرگونی زغال می گویند. این تغییرات تحت تأثیر دم ، فشار و زمان ایجاد می شود.تغییرات مرحله دگرگونی زغالسن گها طی دو مرحله بیوشیمیایی و ژئوشیمیایی انجام می گیرد. در مرحله بیوشیمیایی، مواد گیاهی انباشته شده در باتلاق در اثر عملکرد باکتریهای بی هوازی تجزیه می شوند و تورب را به وجود می آورند. در مرحله ژئوشیمیایی تورب حاصله در اثر فشارهای قائم طبقات در برگیرنده و گرمای درون زمین، دگرگون می شود و زغالسنگهای مختلف به وجود می آیند [6].

2-2-کلیاتی درباره زغالسنگ

با توجه به شرایط زمین شناسی تشکیل زغال سنگ و میزان ترکیبات همراه آن، زغالسنگ دارای انواع متنوعی بوده و از سوخت های دارای پتانسیل آلودگی بالا به شمار می رود. برای کاهش اثرات مخرب زیست محیطی ناشی از مصرف زغالسنگ، زغال خام استخراج شده از معدن تحت عملیات فرآوری قرار گرفته و با حذف ترکیب های همراه، زغال سنگ نسبتا پاکی به عنوان سوخت تولید می گردد که دارای اثرات سوء زیست محیطی کمتری می باشد. از سوی دیگر بدنبال خارج سازی ترکیب های مضر اعم از ترکیب های معدنی و آلی از زغال در کارخانجات زغالشویی و فرآوری زغال، باطله ها و پساب های چنین کارخانجاتی نیز باعث آلودگی محیط زیست می شوند. به طور کلی آلودگی ناشی از زغالسنگ را می توان در سه گروه باطله های جامد، پساب ها و انتشار گاز خلاصه نمود که هر آلودگی صرف نظر از دسته بندی فوق می تواند اثرات زیست محیطی خاصی را دارا باشد. در جدول (2-1) به ترکیب شیمیایی و محتوای انرژی زغالسنگ های مختلف اشاره شده است [6].

2-3- ویژگیها و عوامل مؤثر در طبقه بندی زغالسنگ ها

زغالسنگ ها ویژگیهای مختلف شیمیایی و فیزیکی دارند که بر اساس آنها انواع زغالسنگ ها را از تورب تا آنتراسیت طبقه بندی می کنند. هیچ یک از این پارامترها را نمی توان به تنهایی برای طبقه بندی مورد استفاده قرار داد بلکه همواره مجموعه هایی از این ویژگی ها برای طبقه بندی زغال به کار می رود. برای طبقه بندی زغال در کشورهای مختلف از پارامترهای متفاوتی استفاده می شود [7].

پارامترهایی که در همه جا به کار می روند عبارتند از:

 – رطوبت

–  خاکستر

 – مواد فرار

–  درصد کربن

 – ارزش حرارتی

 –  قابلیت انعکاس نوری ویترینیت

  1. رطوبت : رطوبت در زغالسنگ به دو صورت ظاهری و آنالیتیکی وجود دارد. رطوبت ظاهری ممکن است به حالت اتفاقی و پس از استخراج به ترکیب زغالسنگ ها وارد شود ولی رطوبت آنالیتیکی، رطوبت بین مولکولی است که در زغالسنگها وجود دارد.

مقدار رطوبت آنالیتیکی زغالسنگ ها در مراحل اولیه دگرگونی سریعاً کاهش می یابد و در زغالسنگ هایی که دگرگونی بیشتری را تحمل کرده اند یک درصد است تقریباً ثابت و برابر 5/0 تا5/1 در صد است.

  1. خاکستر : در ترکیب تمام زغالها کمابیش مقداری مواد غیر آلی وجود دارد که پس از احتراق به صورت خاکستر باقی می ماند. بخشی از این مواد غیر آلی مربوط به مواد معدنی موجود در ماده اصلی گیاهان است، که به آن خاکستر متن می گویند و بخش دیگر موادی است که در حین استخراج از کمربالا و یا کمرپایین به زغالسنگها اضافه می شود که این بخش، خاکستر آواری نام دارد. از آنجا که ساختار لایه های زغالی یکسان نیست، لذا در حین استخراج لایچه های ناخالصی نیز اضافه می شود که به آن خاکستر همراه می گویند.
  2. مواد فرار : قدیمی ترین طبقه بندی زغالسنگها بر اساس میزان مواد فرار (در نمونه خشک بدون خاکستر) انجام می گرفت. میزان مواد فرار زغالسنگ با افزایش دگرگونی کاهش می یابد. به دلیل اختلافات قابل توجه در اختصاصات شیمیایی ماسرالها این ویژگی را نمی توان به تنهایی به عنوان یک پارامتر دقیق و مناسب در طبقه بندی زغالها ملاک عمل قرار داد
  3. درصد کربن ، هیدروژن و اکسیژن: کربن، هیدروژن و اکسیژن سه عنصری هستند که ترکیب اصلی زغال را تشکیل می دهند. میزان کربن ثابت زغالسنگ ها با افزایش دگرگونی، افزایش می یابد و از میزان کسیژن و هیدروژن آن کاسته می شود.
  1. ارزش حرارتی : مقدار حرارتی که در اثر سوختن یک کیلوگرم زغالسنگ ایجاد می شود، ارزش حرارتی نام دارد. با افزایش رده دگرگونی، ارزش حرارتی نیز افزایش می یابد. ارزش حرارتی زغالسنگ ها در اثر اکسایش کاهش می یابد.
  2. قابلیت انعکاس نوری ویترینیت : میزان بازتاب نور از سطح ویترینیت ها، قابلیت انعکاس نوری ویترینیت نامیده می شود. با افزایش درجه زغالی شدن (دگرگونی)، قابلیت انعکاس نوری ویترینیت نیز افزایش می یابد.

2-4: کلیاتی درباره ی کارخانه فلوتاسیون زغال زیراب

کانسار زغال زیرآب در شمال ایران در استان مازندران واقع است. معدن کارمزد در 15کیلومتری زیراب و در طول جاده زیراب_آلاشت قرار دارد. کارخانه زغالشویی انجیرتنگه زیر نظرشرکت البرزمرکزی بوده و با هدف شستشو و تغلیظ (کاهش خاکستر) زغالسنگهای استخراج شده از معادن این شرکت برای تولید زغال با پارامترهای مطلوب برای مصرف در کارخانه ذوب آهن اصفهان طراحی شده است. در حال حاضر کارخانه در صورت وجود خوراک مورد نیاز با ظرفیت سالانه 200000تن در سال (70 تن کنسانتره در ساعت) و به نحو روزانه دو شیفت کار می­کند. در این کارخانه از روش ثقلی جیگ و فلوتاسیون استفاده می­شود [4].

2-4-1- معرفی معادن کارمزد زیرآب و کارخانه زغالشویی انجیرتنگه زیرآب

کانسار زغال زیراب در استان مازندران واقع شده است. معدن کارمزد در 15کیلومتری زیراب و در طول جاده زیراب_آلاشت قرار دارد. گسترش طولی معادن کارمزد در حدود 10کیلومتر می باشد.کارخانه زغالشویی انجیرتنگه زیر نظرشرکت البرز مرکزی بوده و با هدف شستشو و تغلیظ (کاهش خاکستر) زغالسنگ­های استخراج شده از معادن این شرکت برای تولید زغال با پارامترهای مطلوب برای مصرف در کارخانه ذوب آهن اصفهان طراحی شده است. این کارخانه در سال1367 تاسیس گردید و در استان مازندران-شهرستان سوادکوه-شهر زیراب و در محل انجیرتنگه در فاصله 3کیلومتری غرب جاده آسفالته قائم شهر- تهران و در 45 کیلومتری جنوب شهرستان قائمشهر و 185کیلومتری تهران واقع شده است[4].

2-4-2- کلیاتی در مورد کارخانه زغالشویی زیرآب

کلیه تجهیزات کارخانه برای فراوری زغالسنگ در یک ساختمان و در 4طبقه قرارگرفته است. هدف از اجرای پروژه تاسیس کارخانه زغالشویی زیراب، شستشوی زغالسنگ استخراجی از معدن کارمزد و کارسنگ بود که بعدها با گسترش معدن کیاسر، زغالسنگ استخراجی از این معدن نیز برای شستشو  به این کارخانه آورده شد. همچنین زغالسنگهای استخراج شده از بعضی معادن متفرقه نیز برای شستشو وارد این کارخانه می شوند. بطورکلی اساس فراوری زغالسنگ در این واحد زغالشویی را 3 روش سنگ جوری، روش ثقلی(جیگ) و فلوتاسیون تشکیل می دهد.

زغال ورودی توسط سرندهای ثابت و لرزان به 3 دسته تقسیم می شود:

  • ذرات درشت تر از 80 میلیمتر (خوراک قسمت سنگجوری)
  • ذرات بین 80-5/0 میلیمتر (خوراک قسمت جیگ)
  • ذرات ریزتر از 5/0 میلیمتر (خوراک قسمت فلوتاسیون)

محصول کارخانه(کنسانتره) از چند قسمت از کارخانه خارج میشود:

  • کنسانتره با ابعاد درشت تر از 80 میلیمتر (محصول قسمت سنگجوری)
  • کنسانتره با ابعاد80-13 میلیمتر (محصول قسمت جیگ)
  • کنسانتره با ابعاد 13-5/0 میلیمتر (محصول آبگیری شده توسط سانتریفیوژ)
  • کنسانتره با ابعاد ریزتر از 5/0 میلیمتر (محصول بخش فلوتاسیون)

آب مصرفی به طور متوسط 40 مترمکعب در ساعت و برق مصرفی کارخانه حدودا یک مگاوات در ساعت می­باشد[4]. بار ورودی به کارخانه دارای خاکستر 33-27 درصد است که پس از شستشو در کارخانه به 11-10 درصد خاکستر می رسد و آماده ارسال به کارخانه ذوب آهن می شود.

منحنی های انتخابی (نسبت متوسط ثابت های سرعت) برای فلوتاسیون بخشی از گالن از اسفالریت

منحنی های انتخابی (نسبت متوسط ثابت های سرعت) برای فلوتاسیون بخشی از گالن از اسفالریت

2-1- تشکیل زغال سنگ……………………………………………………………… 11

2-2-کلیاتی درباره زغالسنگ………………………………………………………….. 11

2-3- ویژگیها و عوامل مؤثر در طبقه بندی زغالسنگ ها ……………………………12

2-4: کلیاتی درباره ی کارخانه فلوتاسیون زغال زیراب…………………………….. 14

2-4-1- معرفی معادن کارمزد زیرآب و کارخانه زغالشویی انجیرتنگه زیرآب…….. 14

2-4-2- کلیاتی در مورد کارخانه زغالشویی زیرآب………………………………… 15

2-5- تعیین پارامترهای فیزیکی نمونه ها ………………………………………….17

2-5-1- مقدمه………………………………………………………………………… 17

2-5-2- شاخص تورم آزاد. ……………………………………………………………19

2-5-3- تعیین مساحت سطح………………………………………………………. 19

2-5-4- تعیین چگالی واقعی و ظاهری…………………………………………….. 20

2-5-5- اندازه گیری اندیس قابلیت خردایش هاردگرو ……………………………..21

فصل سوم: تئوری فلوتاسیون زغال.

سوخت های فسیلی از منابع مهم و متداول تولید انرژی در صنعت به شمار می روند که عمدتاً شامل نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ می باشند. در این میان به علت محدود بودن ذخایر گاز طبیعی و عدم دسترسی اکثر کشورها به آن، عمده ترین سوخت های رایج در جهان نفت و زغال سنگ بوده که انتظار می رود بعلل روند رو به زوال تولید نفت، شیوه تشکیل بسیار ساده زغال سنگ و وفور منابع آن، تولید زغال سنگ در آینده رشد بسیار زیادی داشته باشد. از طرف دیگر به دلیل آنکه تولید و مصرف زغال سنگ مسایل زیست محیطی بیشتری را نسبت به سوخت های دیگر در بردارد بایستی بررسی های اجمال در خصوص به حداقل رساندن میزان نشر آلاینده های ناشی از تولید و استفاده از این سوخت ارزشمند، به عمل آید [8].

3-2-1- ساختمان زغال و پدیده زغالی شدن

بصورت تشریح کلی، زغال به عنوان سوخت فسیلی جامد کاربرد دارد، رنگ آن سیاه یا قهوه ای می باشد که بطور برجسته از آلتراسیون گیاهان تشکیل یافته است و معمولا بصورت رگه هایی در داخل دیگر لایه های جامد رخنمون پیدا می کند. زغال از تجزیه بیولوژیکی گیاهان در شرایط زیست محیطی مناسب و سازگار با تغییرات فیزیکی و شیمیایی تشکیل می شود. فاکتورهای بیولوژیکی نقش مهمی در مرحله اول پروسه زغالی شدن ایفا می کنند. دماهای بالا درجه زغالی شدن و سرعت این تبدیل را تسهیل می کنند. بطور کلی زغالی شدن بصورت یک تغییر و تبدیل پیوسته گیاهان با هر فاز مشخص بوسیله یک درجه معین، سنجش درجه زغالی شدن پیش می رود. این درجه و رتبه بطور کلی تحت قالب گروه های ذیل ترقی می یابد: زغال سنگ نارس ، زغال قهوه ای، زغال سنگ چوب نما، زغال های قیریو زغال سنگ خشک و خالص (آنتراسیت) [7].چندین طبقه بندی برای رنکینگ گروه های مختلف زغال ارائه شده است. از آن جمله سیستم ASTM آمریکا یک طبقه بندی منحصر بفرد قابل قبول ارائه کرده است (جدول 3-1)که در آمریکای شمالی کاربرد دارد. طبقه بندی برای اهداف علمی بسیار مناسب و کاربردی است، اگرچه درجه و رتبه فاکتور مهمی در آماده سازی زغال مانند بکارگیری و کاربرد زغال نمی باشد. اگرچه خصوصیات برای مشخص کردن درجه و رتبه به منظور مقایسه درجه خلوص انواع مختلف زغال بکار می رود [8].در همه کشورها سیستم طبقه بندی بر اساس حجم ماده بخار شونده ( یعنی ماده ای که در دمای حدود 950 درجه سانتیگراد از زعال متصاعد می شود) صورت می گیرد. طبق رده بندی ذیل، درجه و رتبه زغال با کاهش حجم ماده بخار شونده افزایش می یابد. زغال کک یا قیری حجم ماده بخار شونده متوسط (31-22 درصد)، زغال قیری با حجم ماده بخار شونده پایین (22-14 درصد)، شبه آنتراسیت (14-8 درصد) و آنتراسیت (8 درصد)

بازیابی های سرب انباشته در سرب ناهموار در Broken HiII South

بازیابی های سرب انباشته در سرب ناهموار در Broken HiII South

3-1- مقدمه. ………………………………………………………………………….24

3-2- طبقه بندی…………………………………………………………………….. 24

3-2-1- ساختمان زغال و پدیده زغالی شدن……………………………………… 24

3-2-2-  گوناگونی زغال……………………………………………………………… 25

3-2-3- طبقه بندی درجه و رتبه زغال……………………………………………… 25

3-3- پیش فرض های تئوریکی در خصوص فلوتاسیون زغال……………………… 26

3-3-1- تئوری فلوتاسیون…………………………………………………………….. 26

3-3-2-ترمودینامیک…………………………………………………………………… 27

3-3-3- هیدرو دینامیک و سنتیک……………………………………………………. 28

3-3-3-1- رخدادهای مورد نیاز برای فلوتاسیون……………………………………. 29

3-3-3-2- زمان القاء………………………………………………………………….. 30.

3-3-3-3- احتمال فلوتاسیون و سنتیک های فلوتاسیون……………………….. 31

3-3-4- نقش اندازه ذرات در فلوتاسیون…………………………………………… 31

3-3-4-1- تأثیر اندازه ذرات روی ترمودینامیک ها و هیدرودینامیک ها…………. 31

3-3-4-2- تأثیر اندازه ذرات روی بازیابی.. ………………………………………….32

3-3-4-3- رفتار فلوتاسیون برای ابعاد مختلف…………………………………….. 32

3-3-5- تأثیر اندازه ذرات روی گزینش پذیری……………………………………… 34

3-3-5-1- مشکلات فلوتاسیون ذرات ریز…………………………………………. 34

تداخل………………………………………………………………………………. 34

3-4- فلوتاسیون زغال……………………………………………………………. 35

3-4-1- بازنگری کلی……………………………………………………………… 35

3-4-1-1- سنتیک ها – هیدرودینامیک ها ………………………………………35

3-4-1-2- بازیابی…………………………………………………………………. 36

3-4-1-3- ترمودینامیک ها ………………………………………………………36

3-4-2- تأثیر متغیرهای مرتبط با زغال روی فلوتاسیون…………………….. 40

3-4-2-1- خصوصیات فیزیکی وشیمیایی…………………………………….. 40

3-2-2-1-1- اثرات کلی درجه و رتبه زغال………………………………….. 41

3-2-2-1-2 -تأثیرات منحصر بفرد پارامترهای درجه و رتبه………………… 44

3-2-2-2- خصوصیات سطوح………………………………………………….46

3-2-2-2-1- مشخصات سطح……………………………………………… 46

3-2-2-2-2 اجزاء سطح…………………………………………………….. 47

3-2-3- تأثیر متغیرهای سیستمی روی قابلیت شناوری………………. 47

3-2-3-1- اندازه اجزاء……………………………………………………….. 47.

3-2-3-2- واکنشگرها ……………………………………………………….51

فصل چهارم:آزمایشات فلوتاسیون

تمامی آزمایشهای فلوتاسیون کف در این تحقیق با بکار بردن ماشین فلوتاسیون آزمایشگاهی 5 لیتری Denver Agitair صورت پذیرفته است. نرخ دبی هوا توسط ابزارهایی به نام جریان سنج گاز Gilmont مدل     F-4001 که با یک لوله پلاستیکی از طریق پروانه موتور ماشین فلوتاسیون به منبع هوا متصل می شود، کنترل می گردد. در طول انجام آزمایشات این پروژه سرعت پروانه روی 1500 دور در دقیقه تنظیم شده است.افزودن واکنشگر با یک وسیله بنام اسپری ریز پخش با ظرفیت 100 میکرولیتر کنترل می شود. نفت سفید[1] به عنوان کلکتور و کربونیل ایزوباتیل متیل با نام اختصاری (MIBC) به عنوان کفساز بکار برده می شود. در طول این پروژه مقدار استعمال واکنشگر بصورت لیتر نفت سفید به ازای هر تن خوراک بیان می شود. اگرچه، نسبت کلکتور به کف­ساز در نسبت ثابت 5 به یک نفت سفید به MIBC نگه داشته می شود.

4-3- آزمایش­های فلوتاسیون مقدماتی

آزمایشهای مقدماتی فلوتاسیون کف روی باطله ها و مواد کنسانتره قبل از هیچگونه جدایش دانه بندی صورت گرفت. هدف از این کار مقدماتی مشخص کردن این مطلب می باشد که کدامیک از متغیرها (حجم پالپ، میزان دبی هوا و غلظت واکنشگر) مهمتر هستند و برای ادامه مطالعه پارامترهای با ارزشی می باشند.

4-3-1- فلوتاسیون حجمی:

مقدار متغیرها که در فلوتاسیون مقدماتی حجمی آزمایش می شوند عبارتند از: چگالی پالپ از 10 تا 20 درصد جامد، دبی هوا به میزان 2 و 6  لیتر بر دقیقه و مصرف واکنشگر با مقادیر 3/0، 6/0، 2/1 و 4/2 لیتر بر تن نفت سفید.برای هر آزمایش وزن خشک مورد نیاز نمونه به سلول 5 لیتری اضافه می گردد و آب تقریبا یک اینچ زیر لبه سلول اضافه می گردد. پالپ به مدت 2 دقیقه به هم زده می شود تا اجازه داده شود تمام ذرات بطور کامل فرصت خیس شدن داشته باشند. سپس مقدار مورد نیاز نفت سفید و MIBC افزوده می شود و پالپ برای دو دقیقه دیگر در آن شرایط باقی می ماند. سپس هوا اضافه می شود (در دبی مناسب) و کف بصورت دستی با یک ورقه پلاستیکی برای 5 دقیقه و یا تا زمانیکه کف بی اثر شود، بر داشته می شود. هر یک از محصولات هم باطله و هم کنسانتره فیلتر شده، خشک شده و وزن گردیده و در دو مرحله خاکستر می شود. شکل 4-1 دیاگرام این پروسه را نشان می دهد. شرایط آزمایش برای این آزمایش مقدماتی در جدول 4- 1 و نتایج آن در بخش 4-6 آمده است.

4-1- مقدمه…………………………………………………………………. 58

4-2- تجهیزات و مواد: ……………………………………………………….58

4-3- آزمایشهای فلوتاسیون مقدماتی…………………………………… 59

4-3-1- فلوتاسیون حجمی………………………………………………… 59

4-3-2- سنتیک های فلوتاسیون:…………………………………………. 61

4-4- سنتیک های فلوتاسیون برای سایز بندی های مشخص……….. 64.

4-4-1- آزمایشهای سنتیک آزمایشگاهی……………………………….. 64

4-5- بر هم کنش اندازه ها …………………………………………………67

4-6-  نتایج و مباحثه پیرامون آزمایشهای مقدماتی صورت گرفته……… 69

4-6-1- نتایج بدست آمده از آزمایشهای مقدماتی حجمی…………… 69

4-6-2- تأثیر واکنشگرها …………………………………………………….70

4-6-3- تأثیر چگالی پالپ………………………………………………….. 76

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل پنجم : نتایج آزمایشات سنتیک و مباحثه پیرامون آن

جدول 5-1 نتایج را بر حسب بازیابی ها در غلظت های واکنشگر و زمان­های ماندگاری متفاوت نشان می دهد. شکل 5-1 (a) تا (h) هر کدام معرف مواد و دانه بندی مختلف و تصویر منحنی بازیابی در مقابل زمان در ترازهای مختلف واکنشگر می باشند.برای ریزترین ذرات (زیر 325 مش) و درشت ترین ذرات (48×28 مش) باطله ها (شکل 5-1 (a) و (b) به ترتیب) غلظت واکنشگر مهمترین اثر را روی مشخصات منحنی های بازیابی در مقابل زمان دارد. در همه موارد بازیابی بطور پیوسته با زمان افزایش می یابد، و این افزایش در مصرف بیشترین مقدار واکنشگر سرعت بیشتری می گیرد. برای مثال، بازیابی آلی از باطله های زیر 325 مش در 6/0 لیتر بر تن نفت سفید بعد از 120 ثانیه به 14 درصد رسید، در صورتیکه در مقدار نفت سفید 6/3 لیتر بر تن و در همان دوره زمانی به 8/28 درصد می رسد. بعد از 600 ثانیه کامل و به ترتیب در مقدار نفت سفید 6/0، 2/1، 4/2 و 6/3 لیتر بر تن به 51، 6/62، 3/75 و 6/79 درصد می رسد. منحنی ها در شکل 5-1 (a) یک روند صعودی یکنواخت را حتی در زمان ماندگاری 600 ثانیه نمایان می کنند که نشان می دهد بازیابی بیشتر از مواد باطله زیر 325 مش می تواند با طولانی کردن زمان فلوتاسیون حاصل شود. مشخص است که منحنی ها همگرا نیستند و دلیل آن این است که علاوه بر تأثیر سنتیک های فلوتاسیون، میزان و حد واکنشگرها ( معیار ترمودینامیک) هنوز روی بازیابی نهایی قابل دستیابی از این اندازه اثر مهمی دارند. باطله ها با ابعاد 48×28 مش نیز رفتار مشابهی دارند که در شکل    5-1 (d) نشان داده شده است. تراز های بالای واکنشگر، بازیابی های با سرعت زیاد و بازیابی های نهایی بالاتر را نتیجه می دهند. برای مثال بعد از 60 ثانیه به ترتیب برای غلظت نفت سفید 6/0، 2/1، 4/2 و 6/3 مقدار بازیابی برابر با 8/70، 82، 7/85 و 1/90 درصد خواهد بود. بازیابی های نهایی 8/70، 5/90، 2/92 د 94 درصد به ترتیب در بازه زمانی 120 ثانیه بدست می آیند.

5-1- مقدمه……………………………………………………………….. 82

5-2- آزمایشهای سنتیک فلوتاسیون……………………………………. 82

5-2-1- بازیابی در مقابل زمان……………………………………………. 82

5-2-1-1- تأثیر تراز واکنشگر……………………………………………… 82

5-2-1-2- تأثیر اندازه ذرات………………………………………………… 89

5-2-1-3- تأثیر مواد……………………………………………………….. 91

5-2-1-4- مباحثه…………………………………………………………. 93



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان