افزایش بازیابی آب در تیکنر باطله خط چهارم تولید کنسانتره معدن گل‌گهر با استفاده از بهینه‌سازی سیستم خوراک‌دهی به تیکنر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 انتقال حرارت و سیالات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 انتقال حرارت و سیالات، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

3 رییس هیئت مدیره شرکت مهندسین مشاور آماتیس رابین، تهران، ایران

چکیده

بازیابی و صرفه‌جویی در مصرف آب، که متأثر از محدودیت منابع آبی و نیز هزینه‌های انباشت باطله و در کنار آن تبعات زیست‌محیطی رهاسازی باطله‌های تر می‌باشد، اکنون به‌عنوان یک الزام در احداث و توسعه صنایع فراوری معدنی به‌حساب می‌آید. یکی از مهم‌ترین عناصر در فرایند بازیابی آب از باطله‌های تر فراوری تیکنر می‌باشد. در این مطالعه نخست وضعیت کارکرد شرایط حاضر تیکنر باطله خط چهارم تولید کنسانتره شرکت معدنی و صنعتی گل‌گهر بررسی گردیده است. با رویکرد افزایش بازیابی آب و نیز بهبود عملکرد تیکنر باطله یادشده، از دینامیک سیالات محاسباتی برای شبیه‌سازی استفاده‌شده و با انجام آزمایش‌های متعارف روی تیکنر در حال کار، این شبیه‌سازی اعتبار سنجی گردیده است. نارسایی دستگاه در عدم توانایی چاهک خوراک در مخلوط کردن جریان‌ها و فلوکولانت و درنتیجه کاهش ظرفیت فرایند تیکنراسیون ناشی از تغییر شرایط کارکرد طراحی و تغییر خوراک، با این شبیه‌سازی شناسایی و به‌تناسب با آن‌ها دو راهکار کوتاه‌مدت بر مبنای تغییر میزان فلوکولانت زنی و بلندمدت بر مبنای طراحی چاهک‌های متناسب با شرایط کارکرد جدید، که با شرایط طراحی اولیه متفاوت می‌باشند، به‌منظور بهینه‌سازی معرفی گردیدند. چاهک‌های جدید با ویژگی ایجاد سیستم ساده رقیق‌سازی در سطح (چاهک شماره 3) و نیز ایجاد سیستم رقیق‌سازی زیرسطحی (چاهک شماره 4) به‌عنوان چاهک‌های بهینه معرفی‌شده‌اند که در صورت استفاده از هر یک از آن‌ها به ترتیب بازیابی آب سالیانه به 1.07 و 1.34 میلیون مترمکعب بالغ خواهد شد. از خصوصیات دیگر این چاهک‌ها افزایش شفافیت آب در شرایط خروجی با غلظت بالای جامد در خروجی ته‌ریز است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  R. B. White, I. D. Sutalo, T. Nguyen, Fluid flow in thickener feedwell models, Mineral Engineering, vol. 16, No. 2, pp. 145–150, February, 2003.
##
[2]  R. Heath, P. T. L. Koh, Combined population balance and CFD modelling of particle aggregation by polymeric flocculant, 3rd Int. Conf. CFD in Mineral and Process Industries., No. 3, pp. 339–344, 2003.
##
[3]  T. Nguyen, A. R. Heath, P. J. Witt, Population balance – CFD modelling of fluid flow, solids distribution and flocculation in thickener feedwells, 5th International Conference of CFD in Mineral and Process Industries., No.5, pp. 1–6, 2006.
##
[4]  K. Mohanarangam, T. V Nguyen, D. W. Stephens, Evaluation of Two-Equation Turbulence Models in a Laboratory-Scale Thickener Feedwell, 7th International Conference of CFD in Mineral and Process Industries. Melbourne, Aust., pp. 1–7, December, 2009.
##
[5]  K. Mohanarangam, D. Stephens, CFD Modelling of Floating and Settling Phases in Settling Tanks, 7th International Conference of CFD in Mineral and Process Industries. Melbourne, Aust., pp. 1–7, December, 2009.
##
[6]  A. T. Owen, T. V. Nguyen, P. D. Fawell, The effect of flocculant solution transport and addition conditions on feedwell performance in gravity thickeners, International Journal of Mineral Processing., Vol. 93, No. 2, pp. 115–127, 2009.
##
[7]  T. V. Nguyen, J. B. Farrow, J. Smith, P. D. Fawell, Design and development of a novel thickener feedwell using computational fluid dynamics., Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, Vol.112, No.11, p. 17, November, 2012.
##
[8]  G. Zhu, Y. Zhang, J. Ren, T. Qiu, T. Wang, Flow Simulation and Analysis in a Vertical-Flow Sedimentation Tank,” International Conference on Future Energy, Environment and Material, Vol. 16, pp. 197–202, China, 2012.
##
[9]  M. E. Gheshlaghi, A. S. Goharrizi, A. A. Shahrivar, Simulation of a semi-industrial pilot plant thickener using CFD approach, International Journal of Mining Science and Technology, Vol. 23, No. 1, pp. 63–68, 2013.
##
[10]         T. Zhou, M. Li, C. Q. Zhou, J. M. Zhou, Numerical simulation and optimization of red mud separation thickener with self-dilute feed, Journal of Central South University, Vol. 21, No. 1, pp. 344–350, 2014.
##
[11]         S. Das et al., Mechanics Improving the performance of industrial clarifiers using three-dimensional computational fluid dynamics, Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, vol. 10, January, 2016.
##
[12]         A. S. Alireza, S. G. Ataallah, E. G. Majid, S. Amir, R. Mohammad, A. Hadi, Application of response surface methodology and central composite rotatable design for modeling the influence of some operating variables of the lab scale thickener performance, International Journal of Mining Science and Technology, Vol. 23, No. 5, pp. 717–724, 2013.
##
[13]         D. W. Stephens, D. Gorissen, K. Crombecq, T. Dhaene, Surrogate based sensitivity analysis of process equipment, Journal of Machine Learning Research., Vol. 35, No. 4, pp. 2051–2055, 2011.
##
[14]         D. R. Lester, M. Rudman, P. J. Scales, Macroscopic dynamics of flocculated colloidal suspensions, Chemical Engineering Science, Vol. 65, No. 24, pp. 6362–6378, 2010.
##
[15]         A. R. Heath, Polymer Flocculation of Calcite: Population Balance Model, AIChE Journal, pp. 1641–1653, 2006.
##
[16]         A. M. Goula, M. Kostoglou, T. D. Karapantsios, A. I. Zouboulis, A CFD methodology for the design of sedimentation tanks in potable water treatment Case study : The influence of a feed flow control baffle, Chemical engineering journal, vol. 140, pp. 110–121, 2008.
##
[17]         B. J. Gladman, S. P. Usher,P. J. Scales, Understanding the Thickening Process, Paste 2006, pp. 5–23, 2006.
##
[18]         P. D. Fawell, J. B. Farrow, A. R. Heath, 20 Years of AMIRA P266-Improving Thickener Technology How has it Changed the Understanding of Thickener Performance, Paste 2009, pp. 59–68, April, 2009.
##
[19] L. Svarovsky, D. Ing, solid-liquid separation, University of Pradubice.Czech Republic, 2000.
##