فنی و مهندسی مدرس
سال:1381 | دوره:- | شماره:9 |تعداد مقالات:10

در این مقاله بازیابی بعضی فلزات سنگین نظیر سرب، کرم و نیکل از فاضلاب بوسیله روش بیولوژی سولفات مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات اولیه نشان دهنده آنست که روش احیا بیولوژیکی می تواند یونهای فلزی را از آب بازیافت نماید. تحقیقات بیشتر در مورد این تکنولوژی قادر خواهد بود که نه تنها فلزات سنگین از آب بازیافت نماید بلکه موجبات از بین بردن، سمیت آب و تجزیه ترکیبات آلی را در یک مرحله فراهم نماید. روش احیا بیولوژیکی از طریق احیا سولفات بوسیله باکتری می باشد. رسوب نمودن فلزات بصورت سولفیدی و تولید گاز سولفید هیدروژن مکانیزم اصلی این فرآیند خواهد بود. نتایج آزمایشات مذکور از طریق مدل ژئوشیمی MINTEQ شبیه سازی شده است.

دو اصل اساسی در فراوری مواد معدنی، آزادسازی عناصر با ارزش، توسط خردایش و پرعیارسازی با استفاده از روشهای مختلف است. مهندسی خردایش، فرآیند خرد شدن مواد را در تجهیزات مختلف مورد بحث قرار می دهد. در این راستا استفاده از مواد شیمیایی افزودنی یا کمک آسیا یکی از ابزاری است که می تواند در برخی شرایط، سبب بهبود کارایی خردایش شود. مبحث دانه بندی، روشها و ابزار آن اهمیت زیادی در فراوری مواد داشته و در هر دو مرحله خردایش و پرعیارسازی کاربرد دارد. به منظور تخمین توزیع دانه بندی، توابع تحلیلی مختلفی ارایه شده که یکی از این توابع معادله روزین ـ راملر است. در این مقاله سعی شده با ترکیب مباحث فوق، نتایج تغییرات قابلیت خردایش حاصل از تاثیر مواد افزودنی شیمیایی بر نمونه های کانسنگ مس سرچشمه و زغالسنگ گلیران، با نتایج حاصل از تحلیل و تخمین دانه بندی با استفاده از معادله روزین ـ راملر مقایسه شود. این مقایسه نشان می دهد که استفاده از تابع توزیع دانه بندی، تا حد زیادی منعکس کننده تغییرات حاصل از تاثیر مواد افزودنی است و مقادیر تخمینی توسط آن، دلالت بر تایید روند نتایج آزمایشگاهی دارد.

لیچینگ احیایی به طور گسترده ای برای بازیابی فلزهای با ارزش از ندولهای منگنز مطالعه شده است. در تحقیق حاضر از این روش برای استخراج فلزهای باارزش بویژه کبالت از کانه لاتریتی استفاده شد. کانه پیش فرآوری شده کبالت از کانسار تیدر در حضور فنل با اسید سولفوریک لیچ شد و تاثیر پارامترهای مختلف بر بازیابی مورد بررسی قرار گرفت. این عوامل عبارت بودند از: غلظت اسید سولفوریک، مقدار فنل، نسبت مایع به جامد، دما و زمان. ابتدا به منظور تعیین درصد تاثیر عوامل گوناگون بر بازیابی کبالت، با استفاده از طراحی آزمایش به روش تاگوچی، تعدادی آزمایش برای غربال کردن پارامترها انجام شد. در نتیجه این آزمایشها مشخص شد که دما، غلظت اسید، زمان، نسبت مایع به جامد، مقدار فنل و اثرهای متقابل دما ـ زمان، غلظت اسید ـ دما، نسبت مایع به جامد ـ دما و غلظت اسید ـ زمان، بر بازیابی کبالت تاثیر دارند. بازیابی کبالت در شرایط بهینه حدود 95% به دست آمد.

کارخانه فلوتاسیون سرب و روی انگوران که در فاصله 95 کیلومتری شهرستان زنجان واقع شده، یکی از کارخانه های بزرگ تولید کننده کنسانتره سرب و روی کشور است. بار اولیه این کارخانه شامل دو بخش کم عیار و پرعیار می باشد. چنانچه عیار روی در بار اولیه بیشتر از 33 درصد باشد، آن را پرعیار و در غیر این صورت کم عیار محسوب می کنند. فرآوری بخش پر عیار با انجام فلوتاسیون سرب صورت می گیرد. بار اولیه کم عیار نخست به دو بخش 2- میلی متر و 2+ میلی متر تفکیک می شود. بار اولیه 2- میلی متر به سلولهای اولیه وارد و باطله آن - که دارای 20 تا 23 درصد روی است ـ به سد باطله هدایت می شود که هم اکنون ذخیره پرارزشی را تشکیل می دهد. در این تحقیق بازیابی روی از باطله 2- میلی متر فلوتاسیون با استفاده از اسیدسولفوریک انجام گرفته است. نمونه ابتدا، تحت عملیات تکلیس و سپس آزمایشهای لیچینگ روی قرار می گیرد. بررسی محصول تکلیس شده ـ که به طور کمی و کیفی مورد شناسایی قرار گرفته ـ نشان می دهد که عیار روی 28.89 درصد و کانیهای عمده آن را زینکیت (ZnO) و ویلمایت (ZnSiO2) تشکیل می دهند. پارامترهای مختلفی مانند سرعت هم زدن، دما، غلظت اسید سولفوریک و درصد جامد مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان می دهد که با سرعت هم زدن800  دور در دقیقه، دمای 50 درجه سانتی گراد، غلظت اسیدسولفوریک 100 گرم در لیتر و درصد جامد 1.6گرم در لیتر، 91 درصد از روی را در 30 دقیقه نخست، می توان استخراج کرد. افزایش زمان تا 180 دقیقه، بهبودی را در مقدار بازیابی روی ایجاد نکرد.

کارخانه فلوتاسیون لکان با ظرفیت 300 تن در روز در 40 کیلومتری شهرستان خمین واقع شده و بار اولیه آن از معدن هفت عمارت تامین می شود. بار ورودی کارخانه، حاوی حدود 3 درصد کانی اکسیده است که بخش عمده آن به سد باطله هدایت می شود. هدف این تحقیق بازیابی کانی اکسیده روی از مواد باطله است. مطالعات کانی شناسی و میکروسکوپی و تجزیه و تحلیل های شیمیایی انجام شده بر روی باطله نشان می دهد که کانی اصلی موجود در کانه های اکسیده، کربنات روی (اسمیت زونیت) است. سایر مواد موجود در باطله عبارت است از: کوارتز، کلسیت و آنکریت، عیار روی در باطله حدود 3.2 درصد است که 2.5 درصد از آن در فاز اکسیده قرار گرفته است. برای بازیابی روی اکسیده، روش فلوتاسیون با استفاده از آمینهای مختلف بررسی و عوامل موثر مانند نشاسته، سیلیکات سدیم و کالگون به عنوان بازداشت کننده، سولفید سدیم به عنوان فعال کننده، انواع آمینهای نوع اول به عنوان کلکتور و PH و زمان فلوتاسیون بهینه سازی شد. در شرایط بهینه، عیار و مقدار بازیابی روی توسط آمین (آرماکT ) در pH=11 به ترتیب معادل 24.7 و 53.6 درصد به دست آمد.

در صنعت پر رقابت امروز، دستیابی به شرایط بهینه در مدت زمانی کوتاه با صرف هزینه کم، از عوامل مهم در صحنه اقتصادی است. از طرف دیگر، افزایش هزینه های تحقیق و توسعه، دسترسی به روشهایی را که با کمترین تعداد آزمایش، نتایج دقیقی را ارایه کند ضروری ساخته است. استفاده از روشهای مختلف طراحی آزمایش برای رسیدن به این هدف از دو دهه پیش، گسترش زیادی داشته است. در مقایسه با سایر روشهای موجود، روش تاگوچی ضمن دارا بودن این ویژگی به دلیل جامع تر بودن، کاربرد وسیع تری پیدا کرده است. در مقاله حاضر، با به کارگیری روش طراحی آزمایش تاگوچی در عملیات فلوتاسیون سنگ معدنی ـ که در آن کانی کالکوپیریت غالب است ـ تاثیر عوامل مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. با مطالعه تغییر هفت عامل تاثیرگذار بر فلوتاسیون مشخص شد که اگر عوامل قابل کنترل شناسایی شده، از جمله مقدار کلکتورهای Z11 (نوعی گزنتات)،R407  (نوعی تیوفسفات)، کف سازهای روغن کاج، A65  (نوعی الکل)، میزان خردایش و pH در سطح بالای خود (مقدار بیشینه عملیاتی) قرار گیرند، بالاترین بازیابی عملیات (89.17%) حاصل خواهد شد. زمان ماند بهینه برای این عملیات یازده دقیقه تعیین شد. در این تحقیق علاوه بر کاهش قابل توجه در هزینه ها، زمان لازم برای انجام آزمایشها نسبت به سایر روشها و بازیابی عملیات حداقل 5% نسبت به مقدار متوسط بهبود یافت.

به منظور کمک به طراحان استخراج معادن سنگ نما، در طی یک طرح تحقیقاتی، تاثیر ناپیوستگی های توده سنگ های تزیینی در فرآیند استخراج آنها مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا پدیده توزیع اندازه بلوک های سنگ برجا یا IBSD مورد توجه قرار گرفت. در استفاده از این روش دسته بندی ناپیوستگی های توده سنگ، از آلگوریتم خوشه بندیk-means  استفاده شد. برای برداشت اطلاعات ناپیوستگی های روی زمین، از دو روش نمونه برداری خط پیمایش و نمونه برداری از چال های اکتشافی 3 استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که منحنی های توزیع اندازه حاصل، می تواند در مرحله بررسی امکان پذیری، در تصمیم گیری برای استخراج یا عدم استخراج به بهره بردار کمک کند. برای تکمیل مطالعه فوق، نرم افزاری با عنوان Geoquary به زبان ویژوال بیسیک برای دسته بندی و تسریع پردازش اطلاعات و مشاهده توپوگرافی محل معدن، نوشته شده است که می تواند مورد استفاده بهره برداران سنگ تزیینی قرار گیرد.