0
04136674922

فرایند تولید در کارخانه فرآوری و تولید کنسانتره آهن

در این نوشته از عصر مواد در نظر داریم شرح مبسوط فرایند تولید در کارخانه فرآوری چادرملو را به قلم آقای مهندس امید علی رحمانی مدیر تولید آن کارخانه، تقدیم علاقمندان و کابران محترم وب سایت نماییم. قبل از شرح فرایند، معدن سنگ آهن چادرملو به صورت مختصر معرفی می شود.


 

معرفی:

معدن سنگ آهن چادرملو در قلب کویر مرکزی ایران، در دامنه شمالی کوه های خاکستری رنگ چاه محمد در حاشیه جنوبی نمک زار ساغند به فاصله ۱۸۰ کیلومتری شمالی شرقی شهر یزد و ۳۰۰ کیلومتری جنوب طبس قرار گرفته است. کانسار چادرملو در سال ۱۳۱۹ توسط یک مهندس ایرانی به نام آقای مهندس سبحانی و تحت نظر زمین شناس آلمانی به نام کومل شناسایی گردید. پژوهش های اولیه زمین شناسی در خلال سال های ۴۳-۱۳۴۲ با حفر تونل های اکتشافی انجام شد. اکتشافات کلی منطقه و مغناطیس سنجی هوایی از سال ۱۳۴۷ شروع و اکتشافات تکمیلی در سال های ۱۳۵۷-۱۳۵۲ انجام شد. پس از پیروزی انقلاب اسلامی ایران، در سال ۱۳۶۲ مذاکره برای ادامه مطالعات و طراحی تفصیلی با شرکت LKAB سوئد آغاز شد که به نتیجه نرسید. در سال ۱۳۶۵ مهندسین مشاور آلمانی شرکت E.B.E به منظور انجام مطالعات اولیه و طراحی تفصیلی انتخاب و قرارداد مهندسی فاز یک در سال ۱۳۶۵ و فازهای ۲ و ۳ در سال ۱۳۶۹ بین شرکت ملی فولاد ایران و مهندسین مشاور مذکور منعقد گردید. پس از انجام مطالعات فاز ۱ مشاور مزبور، با تائید شرکت ملی فولاد ایران روش فرآوری سنگ آهن چادرملو را از طریق جداکننده میدان ضعیف، جداکننده مغناطیسی میدان قوی، فلوتاسیون کنسانتره هماتیتی به منظور کاهش فسفر و بازیابی آپاتیت (کنسانتره فسفر) انتخاب و طراحی تفصیلی را بر اساس این روش آغاز نمود.

تولیدات اصلی شركت كنسانتره، سنگ آهن دانه بندی شده (درشت دانه و ریز دانه) و كنسانتره آپاتیت می باشد. مجتمع معدنی و صنعتی چادرملو دارای پنج خط تولید کارخانه فرآوری است. ظرفیت اسمی هر خط تولید در سال ۱٫۷ میلیون تن می باشد. کانی های اصلی سنگ آهن چادرملو را مگنتیت و هماتیت تشکیل می دهند. بر این اساس سه خط تولید شامل مدار بازیابی مگنتیت، هماتیت و آپاتیت بوده و خطوط چهار و پنج تولید فقط شامل مدار بازیابی مگنتیت و هماتیت است.

 

شرح فرایند در کارخانه فرآوری:

در معدن سنگ آهن چادرملو بار ورودی به خطوط تولید با عیار متوسط آهن ۵۴% در ابعاد حداکثر ۹۰۰ میلیمتر توسط دامپتراک های با ظرفیت ۱۳۰ تن به سنگ شکن ژیراتوری (Gyratory Crusher) حمل و به داخل آن تخلیه می گردد. تعداد سنگ شکن دو عدد است که یکی از آن ها رزرو است و در صورت توقف سنگ شکن اول، استارت خواهد شد.

طراحی سنگ شکن به نحوی است که امکان تخلیه همزمان دو دامپتراک را از دو طرف میسر می سازد. ظرفیت این سنگ شکن ها ۲۳۰۰ تن بر ساعت می باشد که سنگ آهن ورودی را تا ابعاد حداکثر ۳۰۰ میلیمتر خرد می کند. در بعضی از مواقع که سنگ های درشت تر از ۹۰۰ میلیمتر از معدن به سنگ شکن حمل گردد توسط یک دستگاه چکش هیدرولیکی (Hammer) خرد می شوند. به منظور کنترل کیفی سنگ آهن خرد شده توسط سنگ شکن، یک دستگاه نمونه گیر اتوماتیک (Automatic Sampler) از سنگ های خروجی سنگ شکن نمونه گیری نموده و به آزمایشگاه تولید جهت آنالیز ارسال می گردد. سنگ های خرد شده توسط سنگ شکن ژیراتوری بر اساس دانه بندی های (۳۰۰-۰) میلیمتر توسط تغذیه کننده (Feeder) به وسیله نوار نقاله ای به طول ۱۵۰۰ متر به محل انباشت و برداشت منتقل می گردد. این محل در حال حاضر به طول ۴۵۰ متر و عرض ۴۱ متر می باشد و به منظور همگن سازی بار ورودی به خطوط تولید طراحی شده است. ظرفیت دپو سنگ آهن در محل انباشت و برداشت به میزان ۳۰۰-۲۷۰ هزار تن می باشد که این ظرفیت بستگی به نوع سنگ آهن استخراج شده از معدن دارد. انباشت توسط یک دستگاه استاکر (Stacker) صورت می گیرد که سنگ آهن خرد شده توسط سنگ شکن را با حرکت رفت و برگشت در طول ناحیه انباشت تخلیه می کند. برداشت مواد نیز توسط یک دستگاه ریکلایمر (Reclaimer) که متشکل از دو چرخ دوار سطل دار (BucketWheel) است انجام می گیرد. ظرفیت دستگاه های استاکر و ریکلایمر ۲۳۰۰ تن بر ساعت می باشد.

 

 

سنگ آهن همگن شده توسط ریکلایمر برداشت و توسط نوار نقاله به سیلوهایی که در ابتدای هر خط تولید پیش بینی شده است منتقل می گردد. ظرفیت هر یک از این سیلوها ۸۰۰ تن می باشد. سنگ آهن همگن شده به وسیله چهار فیدر لرزان (Vibrating Feeder) با ظرفیت قابل تنظیم که در زیر هر سیلو قرار دارند، توسط نوار نقاله، به یک آسیای خود شکن که اولین مرحله خردایش سنگ آهن در خطوط تولید را بر عهده دارد وارد می گردد. این آسیای خود شکن تر (A.G. Mill) به قطر ۹٫۷ متر و طول ۴ متر جهت خردایش سنگ آهن تا ابعاد d80 کوچک تر از ۲۰۰ میکرون طراحی شده است. در حال حاضر این آسیا با ظرفیت ۴۲۰-۴۰۰ تن بر ساعت خوراک ورودی مشغول کار می باشد.

 

 

 

مواد پس از خرد شدن در آسیای خود شکن تر بر روی یک سرند ارتعاشی دو طبقه (Screen H.D) با قطر چشمه های ۰٫۸ تا ۲ میلیمتر ریخته می شوند. سرریز سرند (مواد دانه درشت) جهت خردایش بیشتر توسط نوار نقاله به عنوان بار در گردش مجدداً وارد آسیای خود شکن می گردند. مواد عبوری از سرند دو طبقه با ابعاد (۰٫۸ میلیمتر) وارد اولین مرحله جدا کننده های مغناطیسی با شدت متوسط تر (Cobber Mims) می شوند. این جدا کننده ها با ایجاد یک میدان مغناطیسی ۳۲۰۰ گوس باعث جدا سازی مگنتیت می گردد. باطله این قسمت نیز به واحد جدایش مغناطیسی گرادیان زیاد (H.G.M.S) جهت جدایش هماتیت انتقال داده می شود. هر خط تولید در مرحله اول شامل سه جدا کننده مغناطیسی شدت متوسط تر (Cobber Mims) می باشد. کنسانتره این جدا کننده ها ۲۵۶ تن بر ساعت با درصد جامد ٪۶۰ و دانسیته ۱٫۹۱ تن بر متر مکعب می باشد. کنسانتره مگنتیتی حاصل از این جدا کننده ها به منظور خردایش بیشتر و رسیدن به درجه آزادی مطلوب به یک آسیای گلوله ای که با هیدروسیکلون در مدار بسته قرار دارد وارد می گردد.

 

 

ته ریز هیدروسیکلون وارد آسیای گلوله ای و سرریز آن وارد یک سری دیگر از جدا کننده های مغناطیسی شدت متوسط تر (Mims Cleaner) می گردد. طول این آسیای گلوله ای ۹٫۲۵ متر و قطر آن ۵٫۴ متر می باشد. در این آسیا از گلوله های ۲۵ میلیمتری جهت خردایش استفاده می گردد. خوراک ورودی به این آسیا دارای درصد جامد ۷۱٪ و دانسیته ۲٫۳۱ تن بر متر مکعب می باشد. همان طور که گفته شد سرریز هیدروسیکلون مدار مگنتیت وارد یک سری جدا کننده مغناطیسی دیگر به نام کلینر میمز (Cleaner Mims) می گردد. در هر خط تولید سه ردیف سه تایی از این جدا کننده های مغناطیسی وجود دارد. آرایش این جدا کننده ها به گونه ای است که کنسانتره هر ردیف خوراک مرحله بعدی را تشکیل می دهد. خوراک این مرحله سنگ آهنی با عیار متوسط ۶۳ درصد و محصول آن کنسانتره ای با عیار آهن متوسط ۶۸ درصد و باطله ای با عیار متوسط  ۴۰-۳۰ درصد آهن می باشد. ریکاوری این مرحله از فرایند حدود ۸۰ درصد می باشد.

باطله ردیف های اول و دوم کلینر میمزها پس از ورود به هیدروسیکلون های نرمه گیر به اسلاری اسکرین (Screen Slurry) وارد می شوند. باطله ردیف سوم نیز که اکثرا آب می باشد وارد Cone Tank می شود که این مخزن آب ورودی به آسیای خود شکن و سرند ارتعاشی دو طبقه ( H.D Screen) را تامین می نماید. کنسانتره حاصل از کلینر میمزها (Cleaner Mims) به عنوان خوراک مرحله بعدی به دو عدد میمز دیگر به نام میمز نهایی ( Mims Final Cleaner) وارد می گردد. این مرحله آخرین جدایش محصول مگنتیتی است. خوراک ورودی به این مرحله دارای جامد ٪۴۵ و دانسیته ۱٫۵۶ تن بر متر مکعب می باشد. این مرحله عيار آهن به طور متوسط به ۶۹ درصد می رسد. محصول این بخش، محصول نهایی بخش کنسانتره مغناطیسی است.

 

 

بخش هماتیتی

باطله واحد تولید کنسانتره مگنتیتی که حاوی کانی های غیر مگنتیتی آهن و عمدتاً هماتیت می باشد به عنوان خوراک ورودی قسمت تولید کنسانتره هماتیتی مورد فرآوری قرار می گیرد. باطله حاصل از مرحله كوبر میمزها پس از ورود به کلاسیفایر مارپیچی (Classifier Screw) به دو قسمت دانه ریز و دانه درشت تقسیم می گردند. بخش دانه درشت توسط نوار نقاله جهت خردایش به آسیای خود شکن وارد می شود و بخش دانه ریز به عنوان خوراک مرحله جدایش هماتیت وارد سرند اسلاری (Slurry Screen) می شود.

البته لازم به توضیح است که ته ریز هیدروسیکلون های نرمه گیر هم به عنوان خوراک مرحله جدایش هماتیت وارد سرند اسلاری (Slurry Screen) می گردد. مواد دانه درشت حاصل از جدایش سرند اسلاری (Screen Slurry) جهت خردایش بیشتر مجدداً وارد آسیای خودشکن شده و مواد دانه ریز آن به عنوان خوراک ورودی به جدا کننده مغناطیسی با گرادیان زیاد (H.G.M.S) وارد می گردد. خوراک وارد شده به این قسمت دارای جامد ٪۲۱ و دانسیته ۱٫۱۹ تن بر متر مکعب می باشد. در این مرحله H.G.M.S با ایجاد گرادیانی تا حداکثر ۷۰۰۰  گوس باعث جدایش هماتیت که دارای خاصیت مغناطیسی ضعیف است می گردد. محصول این جدا کننده که کنسانتره هماتیت است جهت دانه بندی وارد هیدروسیکلون می شود. ته ریز این هیدروسیکلون ها جهت خردایش بیشتر به آسیای گلوله ای (Sala Ball Mill) با طول ۵٫۴ متر و قطر ۳ متر وارد شده و بعد از خردایش جهت آب گیری وارد تیکنر لاملا (Lamella Thickener) می گردد.

سرریز هیدروسیکلون ها مستقیماً وارد تیکنر می گردد. ته ریز تیکنر توسط پمپ به فلوتاسیون هماتیت جهت فسفر زدایی ارسال می گردد. لازم به ذکر است که در آسیای گلوله ای ذکر شده از گلوله های ۲۵ میلیمتری جهت خردایش استفاده می گردد. کنسانتره حاصل از جدا کننده مغناطیسی گرادیان زیاد جهت عملیات فسفر زدایی وارد مرحله فلوتاسیون (Flotation) می گردد. در این مرحله که از سه بخش سلول های فلوتاسیون رافر، اسكونجر و کلینر تشکیل شده است از سیستم فلوتاسیون معکوس جهت فسفر زدایی استفاده می گردد. در این سلول ها با اضافه کردن مواد شیمیایی مانند کلکتور، سیلیکات سدیم و کربنات سدیم و سود مقدار فسفر به حد مورد نظر و مطلوب رسانده می شود.

 

 

عیار آهن خوراک ورودی به مرحله فلوتاسيون تقریباً ۵۰ درصد است که بعد از عملیات فلوتاسیون کنسانتره ای با عیار متوسط ۶۶ درصد و باطله ای با عیار متوسط ۳۴ درصد آهن حاصل خواهد شد. لازم به یادآوری است که مقدار ریکاوری این مرحله در حدود ۸۵ درصد می باشد. کف به دست آمده از مرحله اول و دوم رافر و مرحله اول اسكونجر به عنوان باطله نهایی مستقیماً به سد باطله و همچنین سرریز هیدروسیکلون های نرمه گیر و همچنین سرریز هیدروسیکلون های آپاتیت جهت بازیافت آب به تیکنر باطله هدایت می شوند. باطله حاصل از جدا کننده مغناطیسی گرادیان زیاد جهت بازیافت آپاتیت به روش فلوتاسیون مستقیم به سلول های فلوتاسیون آپاتیت هدایت می گردد. کنسانتره آپاتیت با عیار متوسط ۳۵-۳۳ درصد تولید می شود و جهت دپو و بارگیری توسط نوار نقاله به سیلوی انبار آپاتیت (Stockyard) منتقل و از آنجا برای مصرف کننده توسط لودر بارگیری و ارسال می گردد.

در نهایت کنسانتره مگنتیتی و هماتیتی به دست آمده از فرایند تولید جهت آبگیری و کاهش رطوبت به میزان تقریباً ۹ درصد به وکیوم درام فیلترها تغذیه می گردد. کنسانتره نهایی با عیار آهن متوسط ۶۷٫۵ درصد و فسفر ۰٫۰۶۵ درصد، توسط نوار نقاله جهت بارگیری و فروش به سیلوهای انباشت و برداشت کنسانتره آهن (Stockyard) منتقل می گردد. سیستم بارگیری کنسانتره به دو صورت بارگیری توسط کامیون و بارگیری توسط واگن انجام می گیرد. هنگام بارگیری توسط واگن کنسانتره تولید شده توسط نوار نقاله ای به طول ۱۸۰۰ متر به سیلوی بارگیری قطار (Train Loading) که بیرون از محوطه مجتمع می باشد انتقال و از آنجا برای کارخانجات فولاد سازی ارسال می گردد.

 

فلوشیت کانه آرایی

 

 

 

برخی نوشته های مرتبط در عصر مواد:

 

 

ارسال دیدگاه