تاثیر غلظت جامد، نرخ فلوکولانت و ابعاد ذرات بر رفتار آبگیری نمونه باطله مجتمع مس شهربابک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی معدن، واحد سیرجان، دانشگاه آزاد اسلامی، سیرجان، ایران

2 گروه مهندسی معدن، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

چکیده

در فراوری مواد معدنی، اغلب فرایندها در محیط آبی صورت می‌گیرد. بنابراین پس از انجام فرایند، آب محتوای باطله با هدف کاهش هزینه‌ها و آسیب‌های زیست محیطی می‌بایست بازیابی شود. استفاده از تیکنر رایج‌ترین روش بازیابی آب در صنایع معدنی است. در این پژوهش تاثیر غلظت جامد، نرخ مصرف فلوکولانت و ابعاد ذرات بر شار ته‌نشینی و تراکم‌پذیری باطله فرآوری مس بررسی شده است. نمونه‌ها از جریان باطله مجتمع مس شهربابک جمع آوری شد و مطالعات در مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی صورت گرفت. در مقیاس آزمایشگاهی، شار ته‌نشینی و ارتفاع نهایی دوغاب با انجام آزمایش‌های ته‌نشینی تعیین شد. همچنین برای ارزیابی تاثیر هر عامل در مقیاس صنعتی، غلظت جامد ته‌ریز تیکنر به عنوان شاخص ارزیابی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که با کاهش غلظت دوغاب نه تنها مصرف فلوکولانت به ازای واحد جرم جامد کاهش می‌یابد بلکه شار ته‌نشینی و تراکم‌پذیری دوغاب نیز بهبود می‌یابد. همچنین نشان داده شد که با افزایش مصرف فلوکولانت از 15 تا 45 گرم بر تن، شار ته‌نشینی حدود 7 برابر افزایش یافت. علاوه بر آن، با کاهش ابعاد ذرات نه تنها مصرف فلوکولانت افزایش می‌یابد، بلکه شار ته‌نشینی و تراکم‌پذیری نیز کاهش یافت. مطالعات مقیاس صنعتی نشان داد که افزایش سهم ذرات 75- میکرون از 47 تا 59 درصد در خوراک تیکنر موجب کاهش غلظت جامد ته‌ریز از حدود 63 تا 55 درصد شد. با افزایش غلظت جامد دوغاب و نرخ مصرف فلوکولانت و کاهش ابعاد ذرات، شار ته‌نشینی و تراکم‌پذیری در تیکنر کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The Effect of Solids Concentration, Flocculant Dosage and Particle Size on Dewatering Behavior of Tailing Sample at Shahrebabak Copper Complex

نویسندگان [English]

  • M. R. Garmsiri 1
  • M. Hosseini Nasab 2
1 Department of mining engineering, Sirjan branch, Islamic Azad University, Sirjan, Iran
2 Department of mining engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
چکیده [English]

In mineral industries, most of the processes are carried out in an aqueous environment. With the purpose of reducing costs and environmental impacts,the water content of tailing stream should be recovered. Thickening is the most widespread method of water recycling process in mineral industries. In this work, the effect of solids concentration, flocculant dosage and particle size on settling flux and compressibility of copper processing tailings were investigated. Samples were collected from tailings of Shahrebabak copper complex and laboratory tests were conducted. In laboratory scale, settling flux and final height of suspension were examined using batch settling tests. In addition, thickener underflow solids concentration was considered as an indicator of the effect of variables in full scale. Results indicated that not only settling flux but also compressibility of the suspension was improved by reducing suspension solids concentration. Furthermore, it was found that increasing flocculant dosage from 15 to 45 g/t led to an increase in settling flux about 7 times. Moreover, both settling flux and compressibility were reduced with fine particles. Industrial scale studies showed that, increasing -75 μm fraction in thickener feed from 47 to 59 % led to a decrease in underflow solids concentration from 63 to 55 %.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thickener
  • Settling Flux
  • Solids Concentration
  • Flocculant
  • particle size

مراجع

[1] M.R. Garmsiri, H. Haji Amin Shirazi, M. Yahyaei, Introducing mathematical models to define settling curves in designing thickeners, in: Twelfth International Seminar on Paste and Thickened Tailing, Chile, 2009, pp. 129-135.
[2] G.M. Mudd, Sustainability Reporting and Water Resources: a Preliminary Assessment of Embodied Water and Sustainable Mining, Mine Water Environ., 27(3) (2008) 136.
[3] L. Cifuentes, I. García, P. Arriagada, J.M. Casas, The use of electrodialysis for metal separation and water recovery from CuSO4–H2SO4–Fe solutions, Sep. Purif. Technol., 68(1) (2009) 105-108.
[4] B.A. Wills, J.A. Finch, Mineral processing technology, Eighth ed., Butterworth-Heinemann, 2016.
[5] M.R. Garmsiri, H. Haji Amin Shirazi, The effect of properties of the suspension of copper processing tailings on shear yield stress and its significance to solids liquid separation, Sep. Sci. Eng., 5(2) (2013) 67-75, In Persian.
[6] B.J. Johnson, G.V. Franks, P.J. Scales, D.V. Boger, T.W. Healy, Surface chemistry–rheology relationships in concentrated mineral suspensions, Int. J. Miner. Process., 58 (2000) 267–304.
[7] R. Hogg, Flocculation and dewatering of fine-particle suspensions, in: H. Stechemesser, B. Dobiás (Eds.) Coagulation and flocculation, Taylor and Francis, 2005, pp. 805-850.
[8] E. Amanatidou, G. Samiotis, E. Trikoilidou, G. Pekridis, N. Taousanidis, Evaluating sedimentation problems in activated sludge treatment plants operating at complete sludge retention time, Water Res., 69 (2015) 20-29.
[9] Y. Wen, W. Zheng, Y. Yang, A. Cao, Q. Zhou, Influence of Al3+ addition on the flocculation and sedimentation of activated sludge: Comparison of single and multiple dosing patterns, Water Res., 75 (2015) 201-209.
[10] G. Mouri, S. Takizawa, K. Fukushi, T. Oki, Estimation of the effects of chemically-enhanced treatment of urban sewage system based on life-cycle management, Sustainable Cities and Society, 9 (2013) 23-31.
[11] M.R. Garmsiri, H. Haji Amin Shirazi, Effect of operational parameters on efficiency of deep cone thickeners on the basis of experimental results of Shahrebabak Copper Complex in: The First world copper congeress in Iran, Tehran, Iran, In Persian, 2011.
[12] M.R. Garmsiri, H. Haji Amin Shirazi, The effect of grain size on flocculant preparation, Miner. Eng., 65 (2014) 51-53.
[13] M.R. Garmsiri, M. Mousavi Pour, M. Hekmati, M.R. Abdoli, S. Haj Mohammadi, A theoretical and practical study in the performance of thickener dilution system, A case study on Shahrebabk Copper Complex, in: Sixth Iranian Mining Engineering Congress, Tehran-Iran, In Persian, 2016.
[14] R.P. King, Modeling and simulation of mineral processing systems, Butterworth-Heinemann, 2000.
[15] M. Karbakhsh, Rezazadeh, R., Eskandarinasab, M., , An improvement in the settling rate in the Hematit plant tailing thickener at Gol-gohar industrial and mining complex, in: Fifth Iranian Mining Engineering Congress, Tehran-Iran, In Persian, 2015.
[16] Z. Kazeminia, M.R. Garmsiri, A. Hajizadeh, Investigating the effect solids concentration and flocculant dosage on settling behavior of water recycling plant feed at Golegohar mining and industrial complex, in: 1th National Conference on Achevements in Chemistry and Chemical Engineering, Shiraz-Iran, In Persian, 2016.
[17] E. Shariat, H. Haji Amin Shirazi, M.R. Garmsiri, An investigation of flux improvement methods in tailings thickeners at Shahre-Babak Copper Complex, in: Forth Iranian Mining Engineering Congress, Tehran-Iran, In Persian, 2012.
[18] M. Unesi, M. Noaparast, S.Z. Shafaei, E. Jorjani, Modeling the effects of ore properties on water recovery in the thickening process, Int. J. Miner. Metall. Mater., 21(9) (2014) 851-861.
[19] D.V. Boger, Rheology and the resource industries, Chem. Eng. Sci., 64(22) (2009) 4525-4536.
[20] W.P. Talmage, E.B. Fitch, Determining thickener unit areas, Ind. Eng. Chem., 47 (1955) 38-41.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 49، شماره 4
اسفند 1396
صفحه 645-652

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار