سومین کنگره علوم و مهندسی آب و فاضالب ایران دانشگاه شیراز 4الی 6آذرماه 1399 تاثیر کنترل خودکار ارتفاع گل بر بازیابی آب در تیکنرهای باطله مجتمع مس سرچشمه شیرکو شرفی ،1غالمعباس پارساپور ،2امید رضا بشیری ،3حسین کاکایی ،3حجت اهلل *5 پورامینائی ،4صمد بنیسی -1 کارشناس ارشد فرآوری مواد ،مرکز تحقیقات فرآوری کاشیگر Sharafi@kmpc.ir -2استادیار فرآوری مواد ،گروه مهندسی معدن ،دانشگاه ولیعصر (عج) رفسنجانG.Parsapour@Vru.Ac.Ir -3 کارشناس ارشد فرآوری مواد ،مرکز تحقیقات فرآوری کاشی گرomid.bashirii@kmpc.ir -4 کارشناس ارشد ابزار دقیق ،مجتمع مس سرچشمهPouraminaei-hj@nicico.com -5استاد فرآوری مواد ،بخش مهندسی معدن ،دانشگاه شهید باهنر کرمانBanisi@mail.uk.ac.ir چکیده در کارخانههای فرآوری مواد معدنی ،حجم قابل توجهی آب موردنیاز است ،،به همین دلیل ،بازیابی و استفااد مجدد از آب امری رتروری است، در مجفمع مس سترشمتمه بهعنوان بزرگترین کارخانه فرآوری ایران از 8تیکنر کنستانفر و 5تیکنر باطله برای آبگیری استفااد شتد است، جه ،تأمین آب مورد نیاز کارخانهی پرعیارکنی و ستایر قستم،ها ،نیاز است ،تا بشمتی از این آب برتمت ،داد شتود تا عالو بر جلوتیری از هدرروی آن ،هزینههای تأمین آب جبرانی نیز کاهش یابد اولین قدم در بهینهسازی فرایندها در کارخانه های فراوری ،پایدارسازی فرایند اس، وجود نوستان در جریانهای ورودی به هر تجهیزی در ستیستفمهای فرآوری امری اجفناب ناپذیر است ،افزون بر این ،هیچ تجهیزی بدون مقابله با نوستانا نمیتواند به صتور پایدار عمل کند ،در نفیجه برای پایدارستازی فرآیندها ،نیاز به را اندازی و استفااد از ستیستفمهای کنفرلی است، بازرسی فرآیندی حلقه های کنفرلی تیکنرهای باطله نمان داد که یکی از ممکال کنفرلی تیکنرهای باطله ،عدم تنظیم تجهیزا کنفرلی اس، که موجب خطا در انداز تیری میشتود از این رو تمامی دانستیفهستن ها و حستگرهای ارتاا تل تیکنرها تنظیم تردیدند همچنین بررستیهای انجام شتتد نمتتان داد که با توجه به موجود بودن تمامی حستتگرهای مورد نیاز ،امکان را اندازی حلقه کنفرل ارتاا تل با تغییر میزان مصتتر فلوکوالن ،وجود دارد با را اندازی حلقه ارتاا تل برای تیکنر ، ،4میانگین درصتد جامد تهریز این تیکنر 2درصتد افزایش یاف ،که باعث کاهش هدر روی آب به میزان 55هزار مفر مکعب در ما شتد عالو بر این ،را اندازی حلقه کنفرل مذکور باعث کاهش 15درصتدی مصتر فلوکوالن، و همچنین کاهش نوسان در ارتاا تل تردید کلید واژهها :تیکنر باطله ،خط گل ،بازیابی آب ،دانسیته تهریز ،گشتاور ،میزان فلوکوالنت سومین کنگره علوم و مهندسی آب و فاضالب ایران دانشگاه شیراز 4الی 6آذرماه 1399 -1مقدمه مسئله آب در طی سالیان اخیر به یکی از مهمترین مسائل کمور و بهتبع آن کارخانههای فرآوری تبدیلشد اس ،محدود بودن منابع آبی و کاهش آنها باعث شد که بازیابی حداکثری آب در کارخانههای فرآوری از دغدغههای اصلی بیمفر مدیران باشد ( (Parsapour & et al, 2014 and Conch & Segovia, 2017یکی از روشهای مفداول برای آبگیری در کارخانه های فرآوری ،اسفااد از تیکنر اس ،در فرآیند غلیظ کردن درتیکنر ،کارآیی وابسفه به شگونگی حرک ،نسبی ذرا جامد و آب اس ،نظریهی غلیظ کردن بر اساس نظریهی Coeو Clevengerدر سال 1916بنانهاد شد اس( ، .(Coe & Clevenger, 1916 and Wills & Finch, 2016 درصد جامد ته ریز و شاافی ،آب سرریز که دو پارامفر مهم نمان دهند کارایی تیکنرها اس ،که به ترتیب به ارتاا سطح تل و سرع ،تهنمینی متواد در تیکنتر بستفگی دارند به همین دلیل ،برای دس ،یاففن به درصد جامد مناسب در ته ریز تیکنر و اطمینان از شاافی ،آب در سترریز ،بایتد این عوامل بهطور پیوسفه تح ،کنفرل باشند در طی عملیا در مواقعی که سطح بسفر تل باال ولی درصد جامد ته ریز تیکنر پایین باشد ،نمان دهند این اس ،که سترع ،تهنمینی متواد در تیکنرهتا پتایین است .،درنفیجه باید با ارافه کردن میزان مصر فلوکوالن ،سرع ،تهنمینی را افزایش داد زیرا یکی از عوامل بسیار مهم در سرع ،تهنمینی مواد درون تیکنر ،مقدار فلوکوالنت ،ارتافه شتد بته خوراك تیکنر اس( ،حسنشویی و همکاران )1390 ،از طر دیگر ،اتر هر دو پارامفر ستطح بستفر تتل و درصد جامد باال باشند، نماندهند این اس ،که زمانماند مواد در تیکنر زیاد است ،و بتا تشلیته بیمتفر ته ریز باید ارتاا بسفر تل را کاهش داد در برخی از فرآیندهای فرآوری مواد معدنی مانند آبگیری با تیکنر و فیلفر ،ذرا ریز میتوانند موجب کاهش کارایی فرآیند شوند برای حل این مسئله ،مجموعه ای از ذرا به صور لشفهها در اثر ارافه کردن فلوکوالن ،تولید می شود با تمکیل لشفهها اغلب ممکالتی که ذرا ریز در فرآیند ایجاد میکنند ،از بین میروند تجمع ذرا زمانی اتااق میاففد که برآیند نیروهای بین ذرا بهطور طبیعی جاذبه باشد و یا اینکه از یک عامل خارجی برای ایجاد جاذبه بین ذرا اسفااد شود ( (Hogg, 2014 and Farrow, 2000 پس از ارافهکردن فلوکوالن ،و فرآیند تهنمینی و پیوسفن لشفهها به بسفر تیکنر ،انفقال ذرا به جریان سرریز اتااق نمی اففد در این حال ،،لشفهها به بسفر تیکنر پیوسفه و فرآیند فمردتی ( )Compressionآغاز میشود در فرآیند فمردتی مواد تهنمین شد تح ،تاثیر وزن موادی که در افقهای باالتر درون تیکنر قرارترففهاند ،فمرد شد و بدین ترتیب بشمی از آب موجود در بسفر تیکنر بازیابی میشود توسعه تیکنرهای دانسیفه باال و خمیری نیز بر مبنای افزایش سهم بشش فمردتی با افزایش ارتاا بسفر در عملیا تیکنر اس .(Farrow, 2000 ( ،فارو و همکاران فرآیند فمردتی درون تیکنر را در مقیاس آزمایمگاهی و صنعفی بررسی کردند[ ]8نفای آنها نمان داد در بسفر تیکنر از عمق تیکنر به سم ،باال غلظ ،جامد کاهش مییابد اما روند کاهش غلظ ،خطی نیس ،نمان داد شد اس ،که با افزایش رشام، بسفر یک بیمینه غلظ ،حاصل میشود که اتر بسفر بیش از آن افزایش یابد ،غلظ ،افزایش نمییابد( (Gladman & et .al, 2010 and Farrow, 2000این بدان معناس ،که برای ارتاا تیکنر همیمه یک مقدار محدودکنند وجود دارد 1-1مدار آبگیری باطله مجتمع مس سرچشمه مجفمع مس سرشممه دارای 5تیکنر باطله با قطر 121/9مفر اس ،که ارتاا دیوار بیرونی تیکنرها 3/5مفر و ارتاا آنها در مرکز 6/4مفر میباشد تیکنرهای 2،1و 3همزمان با را اندازی کارخانه پرعیارکنی 1احداث شد اند و همرا با احداث کارخانه پرعیارکنی ،2تیکنرهای 4و 5احداث شد اند باطله کارخانه پرعیارکنی به همرا سرریز تیکنرهای مس و مس -مولیبدن بهصور ثقلی به سم ،تیکنرهای باطله فرسفاد میشوند جامد خمک این جریان بهطور مفوسط سومین کنگره علوم و مهندسی آب و فاضالب ایران دانشگاه شیراز 4الی 6آذرماه 1399 حدود 3900تن بر ساع ،با درصد جامد مفوسط 27اس ،پس از تقسیم بار بین 5تیکنر و ارافه شدن فلوکوالن،، تهریز این تیکنرها با درصد جامد مفوسط حدود 46بهمنظور آبگیری بیمفر به تیکنرهای خمیری منفقل میشود آب سرریز تیکنر نیز از طریق لولههایی بهصور ثقلی وارد مشزن آب برتمفی شد و مجدداً به مدار برتم ،داد میشود در شکل 1مدار تیکنرهای باطله این مجفمع نمان داد شد اس)Tailing Thickening Manual, 1977( ، شکل -1مدار تیکنرهای مجفمع مس سرشممه 1-2ضرورت انجام تحقیق در این مجفمع روزانه بیش از 220هزار مفرمکعب آب در واحد پرعیارکنی مصر میشود که بشش زیادی از آن باید در تیکنرهای بازیابی شد و مجدداً مورد اسفااد قرار تیرد با توجه به کویری بودن اسفان کرمان ،آب نقش حیاتی در روند تولید دارد بنابراین ،در صور پایین بودن عملکرد تیکنرهای باطله ،کارخانه پرعیارکنی مجبور اس ،که ظرفی ،را کاهش داد و یا حفی عملیا را مفوقف کند از این افزایش بازیابی آب در تیکنرها بسیار مهم و حیاتی اس ،به همین دلیل، باید شرایط تیکنرها به تونهای تغییر داد شود که امکان افزایش بازیابی آب در این تیکنرها حاصل شود -2مواد و روش ها ارتاا تل یکی از مؤلاههای مهم در راهبری تیکنر اس ،،که باید به صور پیوسفه کنفرل شود اتر ارتاا تل از حد ممشصی باالتر باشد ،موجب راهیابی ذرا جامد به آب سرریز شد و در نفیجه سرریز کدر میشود کم بودن ارتاا تل نیز به معنی نبودن بسفر کافی در تیکنر و در نفیحه هدرروی آب میباشد از این رو در تیکنرها ارتاا تل باید به صور پیوسفه انداز تیری شد و برای رسیدن به حداکثر بازیابی آب و حداقل کدور آب سرریز در محدود ممشصی کنفرل شود. سیسفم انداز تیری ارتاا تل در مجفمع مس سرشممه از نو فراصو میباشد (شکل )2اساس کار حسگرهای فراصو ، انداز تیری زمان رف ،و برتم ،امواج فراصو از حسگر تا سطح تل در داخل تیکنر اس ،حسگرهای فراصو براساس ارسا ل امواج صوتی در جه ،عمود بر سطح عمل کرد و زمان رف ،و برتم ،موج را از لحظه ارسال تا برخورد به سطح تل و بازتم ،آن به حسگر ثب ،میکنند از مزایای این حسگرها ،عدم تماس مسفقیم با مواد بود و در تسفر وسیعی از مواد جامد و مایع کاربرد دارند حسگرهای فراصو همچنین از دانسیفه ،رطوب ،و رسانایی مواد تأثیر نپذیرففه و با توجه به عملکرد پیوسفه قابلی ،اسفااد در سیسفم های کنفرل خودکار را دارند از معایب این حسگرها این اس ،که سطح هد باید به خوبی صو را منعکس کرد و نباید آن را جذب کند .همچنین روی سطح هد نباید کف یا حباب وجود داشفه باشد زیرا در این حال ،حسگر اعداد صحیح را نمایش نشواهد داد. سومین کنگره علوم و مهندسی آب و فاضالب ایران دانشگاه شیراز 4الی 6آذرماه 1399 ارتاا سطح تل از کف تیکنر برابر با اخفال ارتاا کل تیکنر و ارتاا سطح تل تا سطح تیکنر میباشد شکل -2حسگر انداز تیری ارتاا تل تیکنرهای باطله مجفمع مس سرشممه -3ارائه نتایج و بحث جه ،افزایش بازیابی آب و عکسالعمل به موقع در مواجه با تغییرا ارتاا تل ،حلقه کنفرل ارتاا تل با دور پمپ فلوکوالن ،در تیکنر 4طراحی و را اندازی تردید (شکل )3اساسیترین مزی ،را اندازی این حلقه ،توجه به تغییرا ارتاا تل ،مصر بهینه فلوکوالن ،،توجه داشفن ناخودآتا به تمفاور و بازیابی حداکثری آب در شرایط مفااو اس.، شکل-3شمای کلی حلقه کنفرل ارتاا تل تیکنر با تغییر دور پمپ فلوکوالن، بهطورکلی ،میتوان تا ،که با افزایش ارتاا تل (البفه تا حد مجاز) آبگیری افزایش پیدا می کند ارتاا تل اسفاندارد در تیکنرهای باطله مجفمع مس سرشممه با توجه به دسفورالعمل اولیه برابر 100سانفی مفر اس ،و در این انداز ،ایمنی سیسفم محرکه پاروها نیز تضمین می شود شکل 4یک مورد از رففار سیسفم کنفرلی (بعد از را اندازی حلقه کنفرلی) هنگام تغییر از سیسفم کنفرل دسفی به خودکار را نمان میدهد در این حال ،ارتاا تل قبل از حال ،خودکار روند ثابفی داشفه و حدود 52سانفی مفر بود اس ،نقطه مطلوب در مرحله اول عدد 75سانفی مفر بود اس ،و در هنگام اسفااد از کنفرل خودکار ،کنفرلتر فرمان کاهش دور پمپ فلوکوالن ،را صادرکرد اس ،با کاهش دور پمپ فلوکوالن ،،سرع ،پمپ فلوکوالن ،از مقدار rpm 1530به مقدار 1140 rpmکاهش یاففه و بعد از مدتی روند صعودی ارتاا تل مفوقف و تقریباً روی عدد 75سانفیمفر ثاب ،شد اس ،بررسی روند تغییرا تمفاور نمان میدهد که با تذش ،زمان به جه ،تجمع مواد در تیکنر ،تمفاور سومین کنگره علوم و مهندسی آب و فاضالب ایران دانشگاه شیراز 4الی 6آذرماه 1399 روند صعودی پیدا کرد و از 16به حدود 21درصد رسید اس ،درتام دوم به منظور نزدیکتر شدن به حال ،اید آل (ارتاا تل 100سانفیمفر طبق طراحی اولیه) نقطه مطلوب ارتاا کف از 75به 95سانفیمفر افزایش داد شد شکل -4تغییرا ارتاا تل و دور پمپ بر حسب زمان در تیکنر شمار 4باطله مجفمع مس سرشممه در سال 1399 با توجه به این که در سیسفمهای کنفرلی هرشه اخفال نقطه مطلوب با نقطه انداز تیری بیمفر باشد احفمال ایجاد نوسان بیمفر خواهد شد ،به همین دلیل باید تغییر نقطه مطلوب ارتاا تل به صور تام به تام باشد با توجه به تاخیر زیاد در عکس العمل ارتاا تل باید فاصله زمانی بین تغییر نقطه مطلوب نیز رعای ،تردد پس از تنظیم نقطه مطلوب روی عدد 95سانفیمفر ،روند تغییرا ارتاا تل تیکنر تقریباً ثاب ،باقی ماند در نهای،، با تغییر نقطه مطلوب از 95به 90سانفی مفر ،دور پمپ افزایش پیدا کرد تا ارتاا تل به نقطه مطلوب برسد در این مورد ،قبل از اسفااد از سیسفم کنفرلی (با ارتاا تل حدود 52سانفیمفر) درصد جامد تهریز حدود 46بود و پس از در مدار قرار دادن حلقه کنفرلی ارتاا تل و رسیدن ارتاا تل به 95سانفی مفر ،درصد جامد ته ریز به میانگین 48رسید این میزان افزایش درصد جامد تهریز باعث جلوتیری از هدرروی ماهیانه حدود 55000مفرمکعب آب از طریق تهریز هر تیکنر میشود بررسی کامل عملکرد این حلقه کنفرلی در تیکنر نمان میدهد که ارتاا تل به صور ذاتی بر تمفاور تاثیر داشفه و کنفرل مناسب ارتاا تل می تواند بر کنفرل تمفاور نیز تاثیر مثب ،داشفه باشد داد های حاصل نمان میدهد که ارتباط مسفقیمی با رریب همبسفگی 90درصد بین تمفاور و ارتاا تل وجود دارد (شکل )5همچنین مقایسه تغییرا ارتاا تل با درصد جامد ته ریز نمان داد که ارتباط مسفقیمی با رریب همبسفگی 84درصدی بین ارتاا تل و درصد جامد ته ریز وجود دارد (شکل )6افزایش درصد جامد ته ریز در ارتاا تلهای باال به دلیل افزایش ارتاا بسفر و در نفیجه افزایش نیروهای فماری و فمرد شدن بیمفر لشفهها رخ میدهد سومین کنگره علوم و مهندسی آب و فاضالب ایران دانشگاه شیراز 4الی 6آذرماه 1399 شکل -5تغییرا ارتاا تل با تمفاور تیکنر باطله شمار 4مجفمع مس سرشممه در سال 1399 شکل -2تغییرا ارتاا تل با درصد جامد تهریز تیکنر باطله شمار 4مجفمع مس سرشممه در سال 1399 عموماً ،ارتاا تل با اسفااد از تغییر نرخ فلوکوالن ،کنفرل میشود تا عالو بر کنفرل بسفر ،میزان مصر فلوکوالن، نیز کنفرل شود قبل از را اندازی حلقه کنفرلی ،عموماً دور پمپ فلوکوالن ،در محدود 1500تا 1800دور بر دقیقه ثاب ،بود و در نفیجه برای خط تلهای مفااو مقدار ثابفی فلوکوالن ،تزریق میشد با را اندازی حلقه کنفرل ،با توجه به تنظیما انجام شد دور پمپ بین 750تا 1800دور بر دقیقه مفغیر شد از این رو ،در هنگام اسفااد از حلقه کنفرلی با توجه به اینکه در زمانهای زیادی ،دور پمپ ارافهکردن فلوکوالن ،نسب ،به قبل کمفر شد بود ،میزان مصر فلوکوالن ،کاهش 15درصدی پیدا کرد و عالو بر این انحرا معیار ارتاا تل نیز از 7/7به 3/1سانفی مفر کاهش یاف ( ،شکل )7 سومین کنگره علوم و مهندسی آب و فاضالب ایران دانشگاه شیراز 4الی 6آذرماه 1399 شکل -7تغییرا مصر فلوکوالن ،و ارتاا تل در حال ،دسفی و خودکار در تیکنر باطله شمار 4مجفمع مس سرشممه در سال 1399 -4نتیجهگیری ✓ حلقه کنفرل ارتاا تل با تغییر میزان دور پمپ فلوکوالن ،در تیکنر شمار 4مجفمع مس سرشممه طراحی و را اندازی تردید ✓ را اندازی حلقه کنفرل ارتاا تل باعث افزایش 2درصدی ،درصد جامد ته ریز تیکنر شد ✓ را اندازی حلقه کنفرل ارتاا تل باعث جلوتیری از هدرروی ماهیانه 55000مفرمکعب آب تردید و در صور اجرای این حلقه روی همه تیکنرهای باطله میزان صرفه جویی آب تا 4برابر قابل دسفیابی اس، ✓ اسفااد از حلقه کنفرل ارتاا تل باعث کاهش حدود 15درصدی مصر فلوکوالن ،تردید -5تقدیر و تشکر از متتدیران و کارکنتتان مجفمتتع متتس سرشمتتمه کتته همکاریهتتای الزم جهتت ،اجتترای ایتتن تحقیتتق را داشتتفند و همچنین به خاطر اجاز انفمار مقاله ،تمکر به عمل می آید -6مراجع [ ]1حسنشویی ، ،یحیایی،م ،بنیسی،ص "،)1390( ،افزایش کارآیی تیکنرهای مشروط عمیق مجفمع مس شهر بابک" ،تزارش طرح تحقیقاتی ،بشش مهندسی معدن ،دانمگا شهید باهنرکرمان [2] Parsapour, Gh., Arghavani, E., Arghavani., Banisi, S. and Mousavi., S (2014). “Improving performance of the Gol-E-Gohar iron ore concentration plant thickener”, IMPC2014, Santiago.,Chile. [3] Conch, F., Segovia.jp., etc (2017). “Audit industrial thickeners with new on-line instrumentation”, Powder Technology [4] Coe, H.S., Clevenger, G.H., (1916). “Methods for determining the capacities of slime settling tanks”, Trans, AIME 55, P.P. 356–384. سومین کنگره علوم و مهندسی آب و فاضالب ایران دانشگاه شیراز 1399 آذرماه6 الی4 [5] Wills, B.A., Finch, J.A., (2016). “Wills’ Introduction to Mineral Processing Technology”, Eighth ed, Elsevier Science & Technology Books Publisher [6] Hogg, R., (2000). “Flocculation and dewatering”, International Journal of Mineral Processing 58,223236. [7] Dobias, B., & Stechemesser, H. (2005). Flocculation and Dewatering of Fine-Particle Suspensions. In Coagulation and Flocculation (pp. 823-868). CRC Press. [8] Farrow, J., Johnson, R., Simic, K., (2000). “Consolidation and aggregate densification during gravity thickener”, Chemical Engineering 80,141-148. [9] Gladman, B., Rudman, M. and Scales, P.J., (2010). “The effect of shear on gravity thickening”, Pilot scale modelling, Chemical Engineering 65,4293-4301. [10] NATIONAL IRANIAN COPPER INDUSTRIES COMPANY., (1977) “Tailing Thickening”, User Manual. Effect of automatic control of mud level on water recovery at the Sarcheshmeh copper complex thickeners سومین کنگره علوم و مهندسی آب و فاضالب ایران دانشگاه شیراز 1399 آذرماه6 الی4 Sh. Sharafi1, Gh.A. Parsapour2, O.R. Bashiri1, H. Kakaei1, H. Pouraminei 3, and S. Banisi*4 1. Kashigar Mineral Processing Research Center, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran 2. Vali-E-Asr University of Rafsanjan, Rafsanjan, Iran 3. Concentration plant, Sarcheshmeh Copper Complex 4. Mining Engineering Department, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran (*Corresponding author: Banisi@uk.ac.ir) Abstract In mineral processing plants, a significant amount of water is needed which necessitates recovery and reuse of water. At the Sarcheshmeh copper complex, as the largest processing plant in Iran, 8 concentrate thickeners and 5 tailing thickeners are used for dewatering. In order to supply the water needed by the plant and other units, it is necessary to recycle part of this water which significantly reduces make-up water. The first step in optimizing any process in the plant is to stabilize the process. Since fluctuations in input streams to any equipment in processing systems are inevitable, control systems are needed to stabilize the processes. An audit of process control loops of tailing thickeners of the Sarcheshmeh copper complex showed that calibration of various instruments is one of the main problems. Erroneous measurements are the outcome of non-calibrated sensors and meters. As a result, the density meters and bed level sensors were calibrated. The process audit also showed that in the tailing thickeners, required instruments to start a mud level automatic control loop by changing in the flocculant dosage are available. The mud level control loop for thickener No. 4 was then designed and implemented. The results of using the automatic control loop showed that the underflow solids concentration increased about 2%, and the flocculant dosage reduced by 15%. Keywords: Tailing thickener, Mud level, Water recovery, Underflow density, Torque, Flocculant dosage