مشخصات

عنوان: جدایش مواد معدنی با استفادهاز ترکیب نیروی گریز از مرکز و فلوتاسیون در مقیاس آزمایشگاهی

گروه تخصصی:  فنی و مهندسی

سازمان مجری:  واحد تربیت مدرس 

گروه پژوهشی: فنی و مهندسی

پژوهشگران: 
غفاری علی (مسئول طرح)

تاریخ خاتمه:  آذر 1389

کارفرما: 

خروجی طرح: 
 
تلفن: 37-88335335-88630480-88011001-021 ????? 4114-3945

نشانی سازمان مجری: تهران، بزرگراه جلال آل احمد، پل نصر، دانشگاه تربیت مدرس، صندوق پستی: 343- 14115
 

چکیده:

هدف اصلی این طرح جدایش مواد معدنی با استفاده از ترکیب دو مکانیزم فلوتاسیون و گریز از مرکز می باشد. این دو فرآیند به طور مجزا در کارخانه های فرآوری مواد معدنی برای پرعیارسازی مواد معدنی استفاده می شوند. بنابراین، برای اجرای این عملیات نیاز به ساخت دستگاهی است که بتوان در آن از قابلیت های این دو مکانیزم استفاده نمود. شکل هندسی و ابعاد سلول طراحی شد و سپس با توجه به اندازه های به دست آمده (قبل از ساخت دستگاه) شبیه سازی های لازم با استفاده از شبیه سازی CFD در نرم افزار FLUENT 6.3 انجام شد و در آن پارامترهای هندسی دستگاه با استفاده از شبیه سازی تعیین شد. در مرحله بعد با توجه به اندازه های به دست آمده از شبیه سازی، دستگاه مورد نظر ساخته شد و آزمایش جدایش مواد معدنی با استفاده از آن انجام شد.
برای انجام آزمایش های فلوتاسیون گریز از مرکز از نمونه های تهیه شده از خوراک کارخانه زغال شویی البرز مرکزی با دانه بندی
d80=105mm و %21.3 خاکستر، باطله کارخانه زغال شویی البرز مرکزی d80=125mm و %22.2 خاکستر و باطله کارخانه زغال سنگ البرز شرقی d80=120mm و %33.8 خاکستر استفاده شد.
در آزمایش های اولیه انجام شده توسط دستگاه فلوتاسیون سانتریفیوژی بیشترین مقدار بازیابی وزنی کنسانتره برابر %35.5 بوده و کم ترین میزان خاکستر در کنسانتره برابر %7.7 می باشد. در آزمایش های بهینه سازی مشاهده شد که با افزایش و کاهش درصد جامد در پالپ، افزایش سرعت چرخش سلول و کاهش قطر سلول، بازیابی وزنی کنسانتره کاهش یافت ولی با افزایش دبی خوراک، بازیابی وزنی سلول (تا %36.6) افزایش یافته و میزان خاکستر در کنسانتره آن به %12.1 رسید.
نتیجه اصلی و مهمی که در این طرح به دست آمد این است که (طبق آزمایش های انجام شده در این طرح) در فلوتاسیون گریز از مرکز زمان مورد نیاز برای انجام فرآیندی با بازیابی وزنی و میزان خاکستر یکسان به ازای واحد خوراک بسیار کم تر از مقدار زمان مورد نیاز در فلوتاسیون معمولی می باشد. به بیانی دیگر در مدت زمان صرف شده یکسان در فلوتاسیون معمولی و گریز از مرکز، میزان بازیابی وزنی و خاکستر در کنسانتره در فلوتاسیون گریز از مرکز خیلی بهتر از فلوتاسیون معمولی می باشد. بنابراین پیشنهاد می شود که از این دستگاه در مراحل اولیه خط فلوتاسیون استفاده شود و باطله آن جهت بازیابی مواد با ارزش باقیمانده در آن به سلول های معمولی منتقل گردد. از این طریق مدت زمان کلی فلوتاسیون کانسنگ کاهش می یابد.



کلیدواژگان: فرآوری مواد معدنی، جدایش، فلوتاسیون معمولی، فلوتاسیون گریز از مرکز، زغال سنگ

 
 
Title: Separation of mineral using combined centrifugal force and flotation in laboratory- Scale

Abstract:

The main goal of this project is separation of mineral using combined flotation and centrifugal mechanisms. These two processes are used in mineral processing plants for minerals concentration separately. So, to run this operation is needed to build a device to allow it features the two mechanisms can be used. Geometry and dimensions of the cell was designed and then the measurements obtained (before making the device) required simulations using CFD software FLUENT 6.3 simulation was performed and the geometric parameters using the simulation system were determined. Then the measurements obtained from the simulation, the desired system was manufactured. Mineral separation experiments were performed using it.
To performe the centrifugal flotation tests the samples was taken from the feed of Alborz-e-Markazi coal washing plant with d80=105
mm and 21.3% ash content, tailings of Alborz-e-Markazi with d80=125 mm and 22.2% ash content and tailings of Alborz-e-Sharghi with d80=120 mm and 33.8% ash content was used.
In the initial experiments conducted by centrifugal flotation device, maximum weight recovery of concentrate was 35.5% and minimum ash content in concentrate was 7.7%. Optimization experiments showed that increasing and decreasing in the solid percent in the pulp, increasing in the cell rotation speed and decreasing in the cell diameter, decreased the weight recovery of concentrate. However, increasing in flow rate of feed, weight recovery of concentrate increased (up to 36.6%) and the ash content in the concentrate reached to 12.1%.
Important result obtained in this project is that (according to experiments were performed in this project) time needed per unit of feed in the centrifugal flotation much less than the time needed in the conventional flotation for process with the same weight recovery and the ash content. In the other words, at the same time in the conventional and centrifugal flotation, the weight recovery of concentrate and the ash content in the centrifugal flotation, concentrate is much better than conventional flotation. Therefore, recommended that this equipment be used in the first stage of the flotation process. Then, the tailing to be transferred to conventional cells to recover the valuable materials remaining in it. This way, reduce the total residence time of ore flotation.



Keyword(s): mineral processing, separation, conventional flotation, centrifugal flotation, coal