مبانی نظری و پیشینه پژوهشی طراحی سلول فلوتاسیون ستونی در مقیاس پایلوت بر مبنای نتایج آزمایشگاهی(مطالعه موردی فسفات اسفوردی)

با سحافایل در خدمت شما هستیم با «پیشینه پژوهشی و تحقیق و مبانی نظری طراحی سلول فلوتاسیون ستونی در مقیاس پایلوت بر مبنای نتایج آزمایشگاهی(مطالعه موردی فسفات اسفوردی)» که بطور کامل و جامع به این مبحث پرداخته و نیاز شما را به هرگونه جستجوی بیشتری برطرف خواهد نمود.

فهرست محتوا

فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته

2-1- کاربرد سلول ستونی در ایران

2-1-1 كاربرد در مقياس آزمايشگاهي

2-1-2- كاربرد در مقياس نيمه صنعتي

2-2- مقدمه ای بر روش های طراحی و بزرگ مقیاس نمایی ستون های فلوتاسیون

2-3- بحث سینتیکی فلوتاسیون و کاربرد آن در طراحی و بزرگ مقیاس نمایی ستونهای فلوتاسیون

2-4- محدودیتهای روش سینتیکی در طراحی و بزرگ مقیاس نمایی ستونهای فلوتاسیون

2-5- تقابل بین زونهای جمع آوری و کف

2-6- مدل بزرگ مقیاس نمایی و طراحی

2-6- 1- فرآیند جمع‌آوری ذرات

2-6-2- ظرفیت حمل:

2-6-3- سطح جانبی حباب‌سازها

2-7- متوسط زمان ماند ذرات در ستون فلوتاسیون

2-7-1- مفهوم توزیع زمان ماند در سیستمهای ایده آل

2-7-2- توزیع زمان ماند در رآکتورهای واقعی

2-8- نرخ حمل و ظرفیت حمل جامد در ستونهای فلوتاسیون

2-8-1 مدلهای تجربی ظرفیت حمل

2-9-مدل ثابت سینتیک جمع اوری در ستونهای فلوتاسیون

منابع

در این فصل ابتدا سابقه کاربرد سلول ستونی در ایران ،سپس روش های طراحی و بزرگ مقیاس نمایی ستون های فلوتاسیون ،مزایا و معایب و سوابق کاربردی آنها مورد بررسی قرار می گیرند.سپس مدل بزرگ مقیاس نمایی Dobby & Finch که در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته بطور کامل تشریح خواهد شد.

2-1- کاربرد سلول ستونی در ایران

در ايران، براي اولين بار سلول فلوتاسيون ستوني در مقياس آزمايشگاهي، نيمه صنعتي و صنعتي در مجتمع مس سرچشمه ساخته شد. كاربرد صنعتي اين نوع سلول، براي اولين بار در كارخانه پرعياركني موليبدن مجتمع بوده است. سلول‌هاي آزمايشگاهي و نيمه صنعتي ساخته شده، در كارخانه پرعياركني نيمه صنعتي و براي فلوتاسيون مس مورد استفاده قرار گرفته‌اند[3].

2-1-1- كاربرد در مقياس آزمايشگاهي

اولين سلول ستوني آزمايشگاهي ساخته شده داراي قطر cm 6 و ارتفاع cm 184 و از جنس پلكسي گلاس بوده است. در مورد آزمايش‌هاي انجام شده با اين سلول و نتايج آنها گزارشي وجود ندارد، ولي از شواهد چنين بر مي‌آيد كه عملكرد اين سلول به دليل كم بودن ارتفاع آن مطلوب نبوده است ]3[.

سلول ستوني آزمايشگاهي ديگري كه مورد استفاده قرار گرفته است، داراي قطر cm 11 و ارتفاع cm 200 مي‌باشد و جنس آن نيز از پلكسي گلاس است. در آزمايش‌هاي انجام شده با اين سلول، ابتدا از مدار فلوتاسيون كارخانه نيمه صنعتي در هنگام استفاده از سلول‌هاي مكانيكي نمونه گيري شد. سپس سلول ستوني جايگزين سلول‌هاي مكانيكي مرحله پرعياركني ثانويه شده و نمونه گيري بعدي انجام شد. در طي آزمايش‌هاي انجام شده، سرعت ظاهري هواي ورودي به سلول ستوني از cm/s 25/0 تا 88/0 تغيير داده شد و بعد از نمونه گيري، وضعيت سلول‌هاي مكانيكي با سلول ستوني از نظر عيار و بازيابي مورد مقايسه قرار گرفت. در اين آزمايش‌ها، براي سلول ستوني از آب شستشو استفاده نشد. نتايج بدست آمده در بهترين حالت، 5/1% افزايش بازيابي و حدود 4% افزايش عيار را نشان مي‌دهد ]3[.

2-1-2- كاربرد در مقياس نيمه صنعتي

ابتدا يك سلول فلوتاسيون ستوني نيمه صنعتي با قطر cm 20 و ارتفاع cm 640 در كارخانه پرعياركني نيمه صنعتي ساخته شد. در اين سلول از حباب سازهاي تخلخلي استفاده شده است. براي تعيين سطح مشترك از يك چوب پنبه كه به يك لوله توخالي متصل شده است استفاده مي‌شد و كنترل عمق كف با تنظيم دستي شير تخليه باطله صورت مي‌گرفت. سيستم آب شستشو شامل شبكه لوله‌هاي مسي سوراخ شده بود ]3[.

در مورد آزمايش‌هاي اوليه انجام شده با اين سلول و نتايج بدست آمده، اطلاعات مدوني در مجتمع وجود ندارد، اما تحقيقي به منظور بررسي اثر سرعت ظاهري خوراك بر بازيابي ستون فلوتاسيون و مقايسه عملكرد آن با سلول‌هاي مكانيكي انجام شده است  كه مورد بررسي قرار خواهد گرفت]3[.

در تحقيق انجام گرفته، تمام آزمايش‌هاي انجام شده با سلول ستوني در سرعت ظاهري هواي cm/s 57/1، سرعت ظاهري آب شستشو cm/s 21/0 و عمق كف cm 40 بوده است و با تغيير دبي خوراك ورودي به سلول، ضمن بررسي اثر سرعت ظاهري خوراك بر بازيابي، عملكرد سلول ستوني با سلول‌هاي مكانيكي مورد مقايسه قرار گرفت. سري اول آزمايش‌ها با جايگزيني سلول ستوني بجاي سلول‌هاي مكانيكي تمام مراحل انجام شد و در مرحله بعد سلول جايگزين سلول‌هاي هر دو مرحله پرعياركني ثانويه و نهايي گرديد ]3[.

نتايج آزمايش‌هاي انجام شده نشان داد كه بازيابي سلول ستوني نسبت به بازيابي كليه سلول‌هاي مكانيكي و همچنين سلول‌هاي مكانيكي پرعياركني اوليه كمتر است ولي بازيابي سلول ستوني نسبت به بازيابي سلول‌هاي مكانيكي هر دو مرحله پرعياركني ثانويه و نهايي، تفاوت معني داري ندارد و سلول ستوني به راحتي مي‌تواند بجاي سلول‌هاي مكانيكي اين دو مرحله قرار گيرد. اين آزمايش‌ها مشخص كرد كه سلول ستوني براي ذرات درشت (mm 94+)، نمي‌تواند جايگزين سلول‌هاي مكانيكي شود ولي براي ذرات ريز (mm 44-)، براحتي جانشين مي‌شود ]3[.

در سال 1378، يك سلول فلوتاسيون ستوني در مقياس نيمه صنعتي به منظور استفاده در مرحله پرعياركني ثانويه طراحي، ساخته و نصب شد. طراحي اين سلول با توجه به مشخصات خوراك ورودي به مرحله پرعياركني ثانويه و كارآيي مورد نظر در اين مرحله و با استفاده از معادلات مورد استفاده در طراحي سلول‌هاي ستوني انجام شد. با توجه به اطلاعات موجود، اين سلول، اولين سلول فلوتاسيون ستوني در ايران است كه با استفاده از مشخصات خوراك مدار فلوتاسيون كارخانه نيمه صنعتي و روابط طراحي سلول ستوني ساخته شده است[3].

فهرست منابع

[1] Ityokombul. Mku T,”Design and scale up issues in column flotation”, Innovations in mineral processing,Sudbury, 1994, PP.187-199.

[2] Finch. J. A, and Dobby. G. S,”Column flotation “,Pergamon press,1989, PP.2-135.

[3]يحيايي. محسن، ” كاربرد سلول فلوتاسيون ستوني در كارخانه نيمه صنعتي مجتمع مس سرچشمه”، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی معدن، گرایش فراوری مواد معدنی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان 1380.

[4] اولياءزاده،منوچهر،نوعپرست،محمدوعبداللهي،هادي، “ماشينهاي فلوتاسيون (مباني واصول طراحي)”، انتشارات جهاد دانشگاهي واحد صنعتي اميركبير،1384.

[5] Andrew. L. Mular,N. Halbe,and Derek. J. Barratt,”Mineral processing plantdesign, practice, and control, proceedings”, Volume 1, pp. 1179-1196, 2002.

[6] Ityokombul. Mku T,”A mass transfer approach to flotation column design”,Chemical engineering science, 1992, Vol 47, No 13/14, pp. 3605-3612.

[7] لونشپیل.اوکتاو،”طراحی راکتورهای شیمیایی”،ترجمه:م. سهرابی،انتشارات دانشگاه صنعتی امیر کبیر، تهران،1379.

[8] Ityokombul. Mku T,”Selection of recovery zone height in flotation column design”, Chemical engineering and processing, 1993, Vol 32, pp. 77-82.

[9] Hernandez.Hugo,Gomez.C.O, and Finch. James,” A test of the flotation rate constant vs. bubble surface area flux relationship”, Interaction in mineral processing, 2001, pp.58-73.

[10] Dobby. Glenn Stephen, “A fundamental flotation model and flotation column scale up”, Ph. D. Thesis، McGill University، Montreal. Canada 1984.

[11]  استریتر. ویکتور، وایلی. بنجامین، “مکانیک سیالات”، ترجمه: م.ح. کاشانی حصار و غ. م. معتمدی، انتشارات نما، مشهد،1372.

[12] نوع پرست،محمد،”کنترل و مدل سازی پیشرفته در کانه آرایی”، جزوه درسی، دانشگاه تهران،1380.

[13] مهدیزاده. سیدمجتبی،”بهینه سازی بازداشت کانی های مس سولفوری در کارخانه فراوری مولیبدن مجتمع مس سرچشمه”، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی معدن، دانشگاه تهران،1379.

[14] Ityokombul. Mku T, and Trubelja. M. P, “Carrying Capacity in a pilot flotation Column”, Mineral & Metallurgical Processing, 1998, Vol 15, PP.41-46.

[15] غریبی خداکرم، اسدیان حامد، توکلی احمد، “جايگزيني سلول فلوتاسيون ستوني به جای سلولهای مكانيكي در مجتمع فسفات اسفوردی”، طرح پژوهشی، مرکز تحقیقات مهندسی وابسته به دانشگاه یزد، 1385.

[16] Ityokombul. Mku T,”What realy determines the height in column flotation? ”, Minerals and metallurgical processing, 1996, pp. 36-40.

[17] سی مونت گمری. داگلاس،”طرح و تحلیل آزمایشات”، ترجمه: غ. ح. شاهکار، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران،1376.

[18] سید مصطفی وزیری، محمد کلاهدوزان، منوچهر اولیازاده، محمد نوع پرست،”بزرگ مقیاس نمایی و طراحی ستون فلوتاسیون صنعتی کلینینگ مولیبدنیت در کارخانه پر عیار کنی مولیبدن مجتمع مس سرچشمه”، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی معدن، گرایش فراوری مواد معدنی، دانشگاه تهران، 1381.

[19] یونسیان. حسن، بنیسی. صمد،”طراحی، ساخت و نصب سلول ستونی جهت جایگزینی کلینرهای پنج، شش و هفت موجود در کارخانه مولیبدن”، فاز اول: تحقیق و طراحی سلول ستونی، پروژه داخلی،1379.