• بازدید : 53 views
  • بدون نظر
این فایل در ۵۳صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

پروسه فلوتاسيون يکي از روشهاي متداول فراوري مواد معدني است که براي اولين بار در سال ۱۹۰۶ 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 کولاسيون۲ 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 ۲۰ تا ۲۰۰ مش به طوريکه اين ابعاد از ۱۰ مش در مورد زغال سنگ  ودر مورد ساير مواد مواد معدني از ۴۸ مش وتا ۱۰ تا ۱۵ 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∙
۱∙۲∙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 ۱۰۹*۲ تن  در سال ،مواد معدني تحت اين فرايند جداسازي قرار مي گيرد.فلوتاسيون باکاربردخواص شيميايي فيزيکي سطوح و براساس چسبندگي۳حبابهاي هوا به قطعات کاني در يک محيط آبي و سپس شناور شدن۴ اين مجموعه به طرف سطح مايع ونهايتا انتقال به لايه کف۵ که در بالاي سطح مايع قرار گرفته است،مبتني مي باشد.
به منظور جداسازي کانيهاي ارزشمند ۶ 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 آزادي۷ ويا حتي با توجه به شرايط بهينه۸ 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 ۹ مي گويند. رقت پالپ به طور معمول بين۲۵٪تا ۴۵٪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.
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 ۱ 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 ۱۲ 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 ۱۳ مي نامند .شکل ۱-۲ تفاوت سطوح آب پذير را از لحاظ ترشوندگي وزاويه تماس آب با سطح کاني نشان مي دهد.
۱۳ معرف هاي شيميايي۱۴ 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.
۱∙۳ ∙۱∙ کلکتورها۱۵
در فلوتاسيون کلکتورها مواد عالي فعال کننده سطوح۱۶ 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.
۱∙۳∙۲فعال کننده ها۱۷
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.
۱∙۳∙۳∙بازداشت کننده ها۱۸
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 .
۱∙۳∙۴∙کف سازها۱۹
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
۱∙۳∙۵∙تنظيم کننده ها۲۰
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.
۱∙۴پروسه فلوتاسيون۲۲
پس از مرحله آماده سازي پالپ وارد سلولهاي فلوتاسيون۲۳ 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 مستقيم۲۴ ميگويند.گاهي از اوقات مي توان از فلوتاسيون معکوس۲۵ 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 ۲۶ 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 زن۲۷ 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.جدول۱-۱ 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.
  • بازدید : 32 views
  • بدون نظر
این فایل در ۶۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

معدن سرب نخلک یکی از قدیمی ترین معادن ایران می باشد . تجهیزاتی که در معدن مورد استفاده قرار می گیرند همگی از نوع ابتدایی بوده و کار با آنها بسیار مشکل می باشد . معدن سرب نخلک از دو قست عمده زیرزمینی و کارخانه تغلیظ تشکیل شده است . در معدن زیرزمینی طی چند سال اخیر ، اخراج رگه های با صرفه مد نظر بوده و راه اندازی و احداث طبقات دیگر معدن از دستور کار حذف شده اند.
معدن سرب نخلک در فاصله ۱۲۰ کیلومتری شمال شرقی نائین و ۵۰ کیلومتری شمال شرقی انارک در حاشیه کویر مرکزی ایران واقع شده است . در بخش شرقی یک رشته کوه منفرد و با طول و عرض جغرافیایی’۵۰ ،۰۵۳ و ’۳۴ ،۰۳۳ قرار دارد . آب و هوای منطقه گرم و خشک می باشد که درجه حرارت در تابستان در سایه به ۰۴۸ و در زمستان گاهی تا۰۱۴-می رسد . بلندترین قله آن بنام کوه قلعه بزرگ حدود ۱۴۴۰ متر از سطح دریا ارتفاع دارد . لیکن عملیات استخراج عمدتاً در بخش شمال شرقی معدن در ارتفاع حدود ۱۰۰۰ متر از سطح زمین تا ۸۱۵ متر طبقه ۲۴۰- متری صورت می گیرد . معدن با شهرستان نائین بوسیله یک جاده آسفالته ارتباط دارد . بر طبق نظریه کارشناسان قدیمی و جدید ، معدن سرب نخلک از ۲۰۰۰ سال قبل مورد بهره برداری قرار گرفته و این موضوع با کشف ابزار آلات ابتدایی سنگی و آهنی در کارگاههای قدیمی تایید می شود . تعداد این کارگاههای قدیمی حدود ۳۰۰ عدد می باشد که این تعداد زیاد ، نشان دهنده شدت عملیات استخراجی در گذشته می باشد . کارهای سطحی قدیمی به عنوان یک قاعده دارای شکل شیار مانندی هستند و معمولاً در امتداد قسمت های پر عیار رگه ها کنده شده اند ، در حالیکه رگه های کم عیار و کانه های پراکنده در دیوارها و ستون ها به صورت دست نخورده باقی مانده اند شدت استخراج در نواحی جنوبی چاه شماره ۱ که قسمت های   پر عیار مواد معدنی بر اثر فرسایش عریان شده ، بیشترین حد را داشته است . در حال حاضر در معدن نخلک ۶ حلقه چاه موجود می باشد . تعداد زیادی کارهای قدیمی در فاصله چاههای شماره ۱ تا ۵ و نیز نواحی شمال غربی چاه ۵ وجود دارد . چاه شماره ۴ مخصوص آسانسور و رفت و آمد افراد ، چاه شماره ۵ جهت اسکیپ و چاه شماره ۶ جهت تهویه تعبیه شده اند . تقریباً تمام مواد معدنی پر عیار در این ناحیه از سطح خورده شده و تعدادی از کازگاهها به شکل سینوس و یا عرض کم تا طبقه ۱۲۵- متری نیز ادامه یافته است . بر طبق اطلاعات موجود کانی سازی تا عمق قابل توجهی گسترش یافته است . در مناطق جنوبی تعداد کارگاههای قدیمی کم است . تعدادی از رگه ها در تپه های کم ارتفاع شمالی در ناحیه کلاه نمدی وجود داشته که استخراج شده است . در دهه های گذشته کانسار از طریق چاه ها و تونل ها شدیداً مورد استخراج قرار گرفته است . تا سال ۱۳۳۲ معدن در اختیار شرکت خصوصی مولد بوده است ولی هیچگونه اطلاعات زمین شناسی در مورد کانسار در دوره مذکور در دست نمی باشد . قبل از دولتی شدن معدن ، احتمالاً رگه های موجود در بین چاه های یک و سه بیشتر بوده که توسط بخش خصوصی استخراج شده است .
بر اساس مطالعات بنه  در سال ۱۹۲۹ در معدن سرب نخلک ، حدود ۵۳ سال قبل بهره برداری مشاهده شده است که البته با در نظر گرفتن امکانات و وضعیت آن زمان که تا سال ۱۳۳۲ ادامه داشته است ، از آن پس شرکت سرب نخلک به شرکت سهامی کل معادن ایران واگذار گردیده است که از آن تاریخ تاکنون مراحل کارهاهی استخراج و ذوب به شرح زیر می باشد :
از سال ۱۳۳۲ تا پایان سال ۱۳۴۹ مراحل ا کتشاف و استخراج رگه های معدنی همراه با ذوب سرب بوسیله سه کوره ذوب سنتی در معدن نخلک ادامه داشته است و کارهای استخراجی عمدتاً در افق های معدنی در طبقه ۱۲۵- و ۱۳۷- متری و کمی هم در طبقات ۱۳۷- متری و کمی هم در طبقات سطحی صورت گرفته است . از سال ۱۳۴۹ به علت عدم رعایت اصول ایمنی در کوره های ذوب سرب که باعث آلودگی هوای منطقه ، خصوصاً هوای معدن شده ، همچنین مصرف بی رویه چوبهای جنگلی جهت گرم کردن کوره ها که خود در این منطقه کویری باعث نابودی درختان شده است ، همچنین مقرون به صرفه نبودن عمل ذوب در کوره های سنتی ، ادامه کار در کوره های مذکور متوقف گردید . در حال حاضر معدن سرب نخلک با تعداد ۲۳۹ نفر کارگر و کارمند ، سالیانه در حدود ۲۰۰۰ تن سنگ معدن با عیار متوسط ۷ % و نقره حدود ۸۰ گرم در تن استخراج و به کارخانهه تغلیظ فصلی حل می شود . در کارخانه تغلیظ مرحله پر عیار کردن انجام می شود و محصول بدست آمده در حال حاضر سالیانه حدود ۱۲۰۰ تن کنسانتره سرب با عیار ۶۴-۶۲ درصد سرب و حدود ۶۵ گرم نقره در تن می باشد .
صادرات محصول کنسانتره از معدن به کشور روسیه انجام می گیرد . خاطر نشان می شود که سرب به علت رادیو اکتیو بودن جایگاه خود را در صنعت به تدریج از دست می دهد و محصول کنسانتره فقط به علت داشتن نقره با ارزش می شود .
 

عتیقه زیرخاکی گنج