عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی پارامترهای موثر بر فرآیند فیلتراسیون باطله کارخانه سنگ آهن شهرک
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن -فرآوری موادمعدنی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3330;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76450;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3330;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76450
- تاریخ دفاع
- ۲۷ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- حسن مام قادری
- استاد راهنما
- محمد نوع پرست, مهدی قراباغی
- چکیده
- امروزه بزرگترین چالش پیش رو معادن سنگ آهن، مقابله با مسائل مربوط به مدیریت باطله و بازیابی آب است. فرآیند آبگیری از کارخانه تغلیظ آهن شهرک به دلیل کمبود آب برای فرآوری، کمبود فضا برای دفع باطله و مسائل زیست محیطی حائز اهمیت است. به دلیل بالا بودن رطوبت کیک (%42) و پایین بودن توان عملیاتی (ton/m2.h 0/083) فیلترهای دیسکی خلاء باطله کارخانه، اهداف فوق تحقق نمی یابد. بنابراین در پژوهش حاضر، علاوه بر تولید کیک با حداقل رطوبت و حداکثر توان عملیاتی دستگاه، مطالعه امکان سنجی تولید باطله فیلترشده قابل حمل با کامیون نیز مورد ارزیابی واقع شد. در گزارش پیش رو، عوامل تأثیرگذار بر فیلتراسیون به سه روش آزمایشگاهی خوراک دهی از بالا، خوراک دهی از سطوح جانبی و فیلتر فشاری بررسی شد. با استفاده از روش خوراک دهی از بالا، تأثیر فاکتورهای (به صورت یک عامل در زمان) پارچه فیلتر، افت فشار، درصد جامد، ضخامت کیک، pH پالپ، کمک فیلتر، نوع و غلظت فلوکولانت، سطح ساز، نوع و غلظت کوآگولانت بر مقاومت مخصوص کیک، نرخ تشکیل کیک، رطوبت کیک و مقاومت پارچه مورد بررسی قرار گرفت. شرایط مربوط به بهترین نتایج بدست آمده عبارتند از: پارچه از جنس پلی پروپیلن (پارچه PP-B و PP-C)، درصد جامد 45، افت فشار KPa70، ضخامت کیک mm 6/5، فلوکولانت A-56 به ازای غلظت gr/t40 در مرحله ته نشینی و gr/t10 در مرحله فیلتراسیون، سطح سازC.C 20-101 و کوآگولانت AlCl3 به ازای غلظت1/3 سپس با استفاده از روش خوراک دهی از سطوح جانبی، تأثیر 5 عامل درصد جامد، افت فشار، سرعت چرخش دیسک، نوع پارچه و غلظت فلوکولانت به کمک نرم افزار DX7، با سه هدف کمینه شدن رطوبت، بیشینه شدن توان عملیاتی وضخامت کیک بررسی شد. تحت شرایط بهینه، کیک فیلتر با رطوبت %26/63، ضخامت کیکmm 5/32 و توان عملیاتی ton/m2.h 0/150 بدست آمد. در نهایت روش فیلتر فشاری با هدف مقایسه با روش خلاء انجام شد، با تغییر فاکتورهای مربوطه، کیک با رطوبت %23/62و ضخامت mm 30 و توان عملیاتی ton/m2.h0/344 حاصل شد.
- Abstract
- Nowadays, tailings management and water recovery can be the most challenging issue that the Iron ore mining industry is entangled with. Due to a number of problems such as water scarcity for processing, space limitation for tailings disposal and the environment problems, dewatering process of Shahrak Iron Concentration Plant is a prominent issue. Because of the high amount of filter cake’s moisture (42%) and the low throughput (0.083 ton/m2.h) of in line vacuum disc filters, the abovementioned objectives may not be accessible. So in this study, in addition to the production of cake with a minimum moisture and maximum device throughput; the study of producing transpartable filtered tailings has been also investigated. In this report, factors affecting filtration were studied in three laboratory methods; Vacuum Top-Feed Leaf (VTFL), Vacuum Side-Feed Leaf (VSFL), and Pressure Filter. Firstly, using VTFL method, eleven factors (one factor a time) including; filter cloth type, pressure drop, solid content, cake thickness, pH of the pulp, filter-aid, surfactant, type and dosage of the flocculant and coagulant were studied. Experiments were performed to evaluate their effects on cake specific resistance, cake formation rate, cake moisture content, and cloth resistance. The best results occurred with; filter cloth of PP-B and PP-C, solid content of 45%, pressure drop of 70 KPa, cake thickness of 6.5 mm, 40 gr/t and 10 gr/t of the A-56 flocculant at sedimentation and filtration stages respectively, surfactant type of C.C 20-101, and 1.3 gr/L of AlCl3 coagulant. Then by using DX7 software and VSFL method, the effect of five factors such as; solid content, pressure drop, disk rotation speed, type of filter cloth and flocculant dosage were investigated, to minimize the moisture and maximize the device throughput and thickness. In the optimized condition, filter cake with moisture of 26.63 %, and thickness of 5.32 mm was obtained under the device throughput of 0.150 ton/m2h. Finally, the press filtration was done to compare with the vacuum filtration method. Changing the related factors induced to producing a cake with 23.23 % moisture, and 30 mm thickness under the 0.344 ton/m2.h device throughput Keywords: Filteration, Dewatering, Flocculation,Tailings management, Vacuum filter, Press filter.
