اسفند 1392
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
شرکت سنگ آهن چادرملو، به منظور استفاده بهینه از باطله­های کارخانه فرآوری این معدن، که از زمان آغاز بهره­برداری تولید شده است، یک مدار بازیابی آهن از باطله را احداث نموده است. این مدار شامل جداکننده­های مغناطیسی رافر و کلینر می­باشد. هدف این پروژه، ارزیابی عملکرد این مدار است. به این منظور از جریان­های خوراک، باطله و کنسانتره نمونه­گیری در دو نوبت صورت گرفت و آنالیزهای شیمیایی روی آنها انجام شد. آزمایش­های مغناطیسی در شدت­های مختلف نیز روی نمونه­ها انجام شد. با استفاده از نمونه خوراک و جداکننده استوانه­ای طراحی آزمایش­ها با 3 پارامتر تاثیرگذار انجام گردید و همچنین آزمایش­های مغناطیسی برای نشان دادن تاثیر درصد جامد بر فرآیند انجام شد. نتایج آنالیز سرندی نشان داد که بخش زیادی از خوراک، باطله وکنسانتره دارای ابعاد کوچکتر از 38 میکرون می باشند و دارای آهن نسبتاً زیادی هستند. نتایج آزمایش­های اولیه نشان داد که می­توان به کنسانتره­ای با عیار آهن بیش از 68 درصد رسید. همچنین امکان حذف جداکننده کلینر از مدار وجود دارد. کنسانتره به دست آمده از آزمایش­های مغناطیسی شدت بالا روی باطله این مدار دارای عیار آهن حدود 56 درصد می­باشد. نتایج طراحی آزمایش­ها نشان داد که با افزایش سرعت درام، بازیابی افزایش، عیار آهن کاهش و عیار فسفر افزایش می­یابد. با کاهش فاصله درام از مخزن، بازیابی تغییر چندانی ندارد و عیار آهن کاهش و عیار فسفر افزایش می­یابد و با تغییر زاویه مگنت از حالت اول به دوم، بازیابی کاهش، عیار آهن افزایش و عیار فسفر افزایش می­یابد. افزایش درصد جامد باعث افزایش عیار آهن و کاهش عیار فسفر گردید.
کلمات کلیدی: ‏ باطله چادرملو، بازیابی آهن، جدایش مغناطیسی.
 
 
 
 
فهرست مطالب
مقدمه 1
فصل 1: اصول کار جداکننده­های مغناطیسی 3
1-1 مقدمه 4
1-2 خواص مغناطیسی مواد 4
1-3 ایجاد میدان مغناطیسی 5
1-3-1 آهنرباهای دائم-فریت 6
1-3-2 آهنرباهای دائم RE 6
1-4 جداکننده‌های مغناطیسی 6
1-4-1 بر اساس نوع سیال 7
1-4-2 بر اساس اهدافی که از سیستم فرآیند انتظار می‌رود 7
1-4-3 بر اساس نحوه جدایش ذرات مغناطیسی 7
1-4-4 بر اساس نحوه جدایش ذرات مغناطیسی 7
1-4-5 بر اساس میزان شدت جریان مغناطیسی و گرادیان مورد نیاز جهت جدایش 7
1-4-6 بر اساس ثابت یا متحرک بودن آهنربا 8
1-4-7 بر اساس نحوه خروج محصولات از دستگاه 8
1-5 جداکننده‌های استوانه­ای 8
1-6 نحوه جدایش ذرات مغناطیسی از ذرات مغناطیسی در جداکننده‌های استوانه­ای 9
1-7 انواع جداکننده‌های استوانه­ای 10
1-7-1 جداکننده‌های استوانه‌ای شدت پایین تر 10
1-7-2 جداکننده‌های مغناطیسی گرادیان بالای تر 11
1-7-3 جداکننده‌های استوانه‌ای شدت پایین خشک 11
1-7-4 جداکننده‌های مغناطیسی گرادیان بالای خشک 11
1-8 انواع جداکننده‌های مغناطیسی استوانه‌ای تر 12
1-8-1 نوع هم جهت 12
1-8-2 نوع غیر هم جهت با چرخش استوانه 13
1-8-3 نوع غیر هم جهت با جریان پالپ 13
فصل 2: مدار بازیافت آهن از باطله کارخانه فرآوری چادرملو 15
2-1 معرفی معدن سنگ آهن چادرملو 16
2-2 ویژگی­های خوراک کارخانه 16
2-3 واحدهای مختلف کارخانه 17
2-3-1 آسیای خودشکن 18
2-3-2 سرند مدار آسیای خودشکن 21
2-3-3 جدایش مغناطیسی شدت متوسط مرحله اولیه (کوبر) 22
2-3-4 جدایش مغناطیسی شدت متوسط مرحله کلینر و کلینر نهایی 24
2-3-5 جدایش مغناطیسی با گرادیان بالا 25
2-3-6 فسفرزدایی از کنسانتره جدایش مغناطیسی با گرادیان بالا با روش فلوتاسیون 28
2-3-7 مدار بازیابی آپاتیت با روش فلوتاسیون 29
2-3-8 بازیابی و گردش آب در فرایند تولید 30
2-4 سد باطله 31
2-5 کارخانه بازیابی آهن از باطله کارخانه فرآوری چادرملو 33
فصل 3: بررسی وضعیت جداکننده­های مغناطیسی کارخانه و آزمایش­های مغناطیسی بر روی نمونه­ها 36
3-1 مقدمه 37
3-2 بررسی وضعیت فعلی جداکننده­های مغناطیسی کارخانه بازیافت 37
3-2-1 داده­های موجود در کارخانه 37
3-2-2 نمونه­برداری از جریان­های کارخانه 38
3-3 آزمایش­های مغناطیسی 51
3-3-1 آزمایش­های لوله دیویس 51
3-3-2 آزمایش­های جداکننده استوانه­ای 52
3-3-3 آزمایش­های شدت بالا 55
3-4 بررسی تاثیر پارامترها بر جداکننده مغناطیسی استوانه­ای آزمایشگاهی 57
3-4-1 بررسی تاثیر پارامترها بر بازیابی آهن در کنسانتره 60
3-4-2 عیار آهن در کنسانتره 64
3-4-3 عیار فسفر در کنسانتره 67
3-5 تاثیر درصد جامد 72
3-6 تاثیر فلوکولاسیون بر بازیابی آهن 74
فصل 4: نتایج و پیشنهادات 78
4-1 نتایج 79
4-2 پیشنهادات 82
منابع 83
پیوست 1 86
پیوست 2 90
 
 
 
 
 
فهرست جدول‌ها
جدول ‏2‑1 مواد شیمیایی مورد استفاده در فسفرزدایی 29
جدول ‏2‑2 مقدار مصرف مواد شیمیایی مورد استفاده در فسفرزدایی 29
جدول ‏2‑3 مقدار مصرف مواد شیمیایی مورد استفاده در فسفرزدایی 30
جدول ‏2‑4 میانگین عیار آهن، فسفر، FeO، Mag در سدهای باطله 32
جدول ‏3‑1 عیار آهن خوراک و محصولات، در مدت 4 ماه از فعالیت کارخانه بازیافت 38
جدول ‏3‑2 درصد جامد جریانهای مدار کارخانه بازیافت 38
جدول ‏3‑3 نتایج آنالیز شیمیایی خوراک و محصولات جداکننده­های مغناطیسی کارخانه بازیافت 39
جدول ‏3‑4 بازیابی و بازیابی وزنی درام اول 39
جدول ‏3‑5 بازیابی و بازیابی وزنی درام دوم 40
جدول ‏3‑6 بازیابی و بازیابی وزنی درام کلینر 41
جدول ‏3‑7 بازیابی آهن و فسفر در کل مدار بازیافت 42
جدول ‏3‑8 نتایج آنالیز سرندی برای جریان­های مختلف کارخانه بازیافت 44
جدول ‏3‑9 توزیع آهن در فراکسیون­های مختلف جریان­های مربوط به درام اول 47
جدول ‏3‑10 توزیع فسفر در فراکسیون­های مختلف جریان­های مربوط به درام اول 48
جدول ‏3‑11 توزیع آهن در فراکسیون­های مختلف جریان­های مربوط به درام کلینر 50
جدول ‏3‑12 توزیع فسفر در فراکسیون­های مختلف جریان­های مربوط به درام کلینر 50
جدول ‏3‑13 نتایج آزمایش لوله دیویس در نوبت اول 53
جدول ‏3‑14 نتایج آزمایش لوله دیویس در نوبت دوم 53
جدول ‏3‑15 نتایج آزمایش شدت پایین 55
جدول ‏3‑16نتایج حاصل از آزمایش مغناطیسی شدت بالا 57
جدول ‏3‑17 طراحی آزمایش­های انجام شده به همراه پاسخ­ها 59
جدول ‏3‑18 نتایج آنالیز واریانس برای پاسخ بازیابی آهن 60
جدول ‏3‑19 نتایج آنالیز واریانس برای پاسخ عیار آهن 64
جدول ‏3‑20 نتایج آنالیز واریانس برای پاسخ عیار فسفر در کنسانتره 67
جدول ‏3‑21 نتایج تاثیر پارامتر درصد جامد بر آزمایش مغناطیسی 72
جدول ‏3‑22 نتایج تست فلوکولانت 76
 
 
 
فهرست شکل‌ها
شکل ‏1‑1 جذب ذرات مغناطیسی در یک میدان مغناطیسی حاصل از جداکننده‌های استوانه­ای 10
شکل ‏1‑2 نیروهای اعمالی بر ذره، در جداکننده‌های استوانه­ای 10
شکل ‏1‑3 اعمال نیرو بر ذره مغناطیسی، تحت تاثیر جداکننده مغناطیسی شدت پایین خشک 11
شکل ‏1‑4 نحوه جدایش ذرات مغناطیسی از غیر مغناطیسی در جداکننده‌های مغناطیسی گرادیان بالای تر 12
شکل ‏1‑5 جداکننده مغناطیسی استوانه‌ای تر هم جهت با چرخش استوانه 12
شکل ‏1‑6 جداکننده مغناطیسی استوانه‌ای تر غیر همجهت با چرخش استوانه 13
شکل ‏1‑7 جداکننده مغناطیسی استوانه‌ای تر غیر هم جهت یا جریان پالپ 14
شکل ‏2‑1 فلوشیت کارخانه چادرملو 19
شکل ‏2‑2 آسیای خودشکن کارخانه چادرملو 20
شکل ‏2‑3 نمایی از مدار بسته آسیا و سرند 22
شکل ‏2‑4 شمایی از آسیای گلولهای و میمز کوبر 23
شکل ‏2‑5 نمایی از آسیای گلوله ای منیتیت 24
شکل ‏2‑6 شمایی از مدار کلینر و کلینر نهایی 25
شکل ‏2‑7 نمایی از جداکننده مغناطیسی شدت بالا 26
شکل ‏2‑8 شمایی از جداکننده شدت بالا در مدار 27
شکل ‏2‑9 تصویر از سد باطله 32
شکل ‏2‑10 تصویر از سد باطله 32
شکل ‏2‑11 فلوشیت کارخانه بازیافت 34
شکل ‏3‑1 عیارهای مربوط به جریان­های درام اول در نمونه­گیری اول 40
شکل ‏3‑2 عیارهای مربوط به جریان­های درام اول در نمونه­گیری دوم 40
شکل ‏3‑3 عیارهای مربوط به جریان­های درام دوم در نمونه­گیری اول 41
شکل ‏3‑4 عیارهای مربوط به جریان­های درام دوم در نمونه­گیری دوم 41
شکل ‏3‑5 عیارهای مربوط به جریان­های درام کلینر در نمونه­گیری اول 42
شکل ‏3‑6 عیارهای مربوط به جریان­های درام کلینر در نمونه­گیری دوم 42
شکل ‏3‑7 درصد عبور کرده از سرند برای درام اول 45
 شکل ‏3‑8 درصد عبور کرده از سرند برای درام دوم 45
شکل ‏3‑9 درصد عبور کرده از سرند برای درام کلینر 46
شکل ‏3‑10 تجزیه شیمیایی فراکسیون­های

خوراک 47
شکل ‏3‑11 توزیع آهن در فراکسیون­های مختلف جریان­های مربوط به درام اول 48
شکل ‏3‑12 توزیع فسفر در فراکسیون­های مختلف جریان­های مربوط به درام اول 49
شکل ‏3‑13 توزیع آهن در فراکسیون­های مختلف جریان­های مربوط به درام کلینر 50
شکل ‏3‑14 توزیع فسفر در فراکسیون­های مختلف جریان­های مربوط به درام کلینر 51
شکل ‏3‑15 نتایج بدست آمده از آزمایش لوله دیویس سری اول 54
شکل ‏3‑16 نتایج بدست آمده از آزمایش لوله دیویس سری دوم 54
شکل ‏3‑17 جداکننده استوانهای شدت پایین آزمایشگاهی 55
شکل ‏3‑18 جداکننده شدت بالا آزمایشگاهی 56
شکل ‏3‑19 عیار آهن و P2O5  و بازیابی 56
شکل ‏3‑20 مقایسه­ای بین نتایج حاصل از مدل و نتایج آزمایش 61
شکل ‏3‑21 تاثیر پارامترهای اصلی بر بازیابی آهن 61
شکل ‏3‑22 تاثیر متقابل پارامترهای اصلی 62
شکل ‏3‑23 تاثیر متقابل پارامترهای اصلی 63
شکل ‏3‑24 تاثیر متقابل پارامترهای اصلی 63
شکل ‏3‑25 مقایسه­ای بین نتایج حاصل از مدل و نتایج آزمایش 65
شکل ‏3‑26 تاثیر پارامترهای اصلی بر عیار آهن 65
شکل ‏3‑27 تاثیر متقابل پارامترهای اصلی 66
شکل ‏3‑28 تاثیر متقابل پارامترهای اصلی 67
شکل ‏3‑29 تاثیر متقابل پارامترهای اصلی 67
شکل ‏3‑30 مقایسه­ای بین نتایج حاصل از مدل و نتایج آزمایش 68
شکل ‏3‑31 تاثیر پارامترهای اصلی بر عیار فسفر در کنسانتره 69
شکل ‏3‑32 تاثیر متقابل پارامترهای اصلی 70
شکل ‏3‑33 تاثیر متقابل پارامترهای اصلی 70
شکل ‏3‑34 تاثیر متقابل پارامترهای اصلی 71
شکل ‏3‑35 شرایط بهینه برای آزمایش 72
شکل ‏3‑36 تاثیر درصد جامد بر بازیابی 73
شکل ‏3‑37 تاثیر پارامتر درصد جامد بر عیار آهن و فسفر 73
شکل ‏3‑38 تاثیر فلوکولانت بر بازیابی و بازیابی وزنی آهن 74
شکل ‏3‑39 تاثیر فلوکولانت بر عیار آهن و فسفر 75
 
 
 

مقدمه
امروزه به دلیل افزایش قیمت آهن و پیشرفت علم و صنعت و وجود سدهای باطله با ذخیره آهن مطلوب و کم هزینه بودن بازیابی آهن از باطله­ها، شرکت­های معدنی اقدام به طراحی مدارهای استحصال آهن از باطله­ها نموده­اند.
شرکت سنگ آهن چادرملو به منظور استفاده بهینه از باطله­های کارخانه فرآوری که از زمان آغاز بهره­برداری تولید شده است، یک خط بازیابی آهن از باطله در سال 90 را احداث نموده است. باطله­های حاصل از فرآوری سنگ آهن به صورت تر در محل­های سد باطله ذخیره شده­اند، که با توجه به دانه­بندی این باطله­ها، هزینه­های خردایش برای رسیدن به درجه آزادی مطلوب، به طور کامل حذف خواهد شد. لذا فرآوری این مواد، حتی با عیار پایین آهن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه خواهد بود.
تاکنون مطالعاتی بر روی باطله­های خشک کارخانه فرآوری سنگ آهن چادرملو انجام شده است. شرکت فکور صنعت اقدام به طراحی مدار استحصال آهن از باطله چادرملو کرده است. در حال حاضر بار ورودی حدود 200 تا 250 تن بر ساعت با عیار حدود 45 -47 درصد آهن و عیار فسفر 3/1 درصد وکنسانتره تولیدی با عیار 66 تا 67 درصد آهن و عیار 17/0 درصد فسفر و باطله با عیار 45 درصد آهن و عیار 6/1 درصد فسفر بازیابی وزنی حدود 14 درصد می­باشد. [1]
طبق طراحی اولیه مقرر بوده است از خوراکی  با آهن 40 درصد و فسفر 6/1 درصد، کنسانتره­ای با عیار حداقل 64%  آهن و عیار فسفر زیر 3/0 % تولید شود. با بررسی­های انجام شده بر روی جریان­های مدار کارخانه در سال 91 میانگین عیار آهن خوراک وکنسانتره به ترتیب برابر 44% و 66% می­باشد. [2] با توجه به متغیر بودن کیفیت بار ورودی به کارخانه، از نظر توزیع ابعاد و عیار، بخشی از آهن موجود در خوراک قابل بازیابی نبوده است. هدف این تحقیق ارزیابی کارایی مدار استحصال آهن از باطله­ها است.