07 بهمن 1392 In مقاله های معدن

تهیه کننده : رجب زاده

سی و یکمین گردهمایی علوم زمین آذر 91

سازما زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور

ارزیابی اثرات زیست­محیطی فلزات سنگین در سنگ های باطله ی معدن سونگون

                 

 

 

◊◊◊◊

 

چكيده :

            به منظور ارزیابی اثرات زیست­محیطی عناصر سنگین در اطراف معدن سونگون، تعداد 56 نمونه در باطله­های­سنگی معدن مس سونگون، مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور از نمودارهای توزیع آماری، فاکتور غنی­شدگی و آنالیز خوشه ای استفاده شد. نتایج نشان می­دهد که کومه­های­سنگ­باطله­ی معدن مس سونگون، از عناصر AS، Cd، Cu، Mo، Pb، Se و Zn، غنی­شده­اند. در بین آنها، غنی­شدگی Cu، Se، Mo و As، خیلی چشم­گیر است. این عناصر همگی با هم هم­بستگی دارند که البته در بین آن­ها، هم­بستگی AS با Se، Cd با Zn و Cu با Mo، مشهودتر است و بر همین اساس، چهار گروه در نمودار آنالیز خوشه­ای، قابل تشخیص است: 1- کادمیوم و روی 2- آرسنیک و سلنیوم 3- مس و مولیبدن 4- سرب           

كليد واژه ها: عناصر ­سنگین، باطله­های­سنگی­، معدن مس سونگون، فاکتور غنی­شدگی، آنالیز خوشه­ای، هم­بستگی.

 

Abstract:

In order to investigate the environmental impacts of heavy metals at Soungoun copper mine, 56 waste rocks were evaluated. For this purpose, the statistical distribution graphs, enrichment factor and cluster analysis were used. The results show that the waste rock tailings in Soungoun copper mine are enriched in AS, Cd, Cu, Mo, Pb, Se and Zn. Among them, the enrichment of Cu, Se, Mo and As, is very high. These elements together are correlated among them, but the AS correlation with Se, Cd and Zn, and Cu to Mo, is more and more evident. On this base, four groups in cluster analysis, are recognized: 1- cadmium and zinc 2- arsenic and selenium 3- copper and molybdenum 4- lead.

Keywords : Heavy elements, Rock wastes, Soungoun copper mine, Enrichment factor, Cluster analysis, Correlation.

 

 

◊◊◊◊

 

مقدمه :

باطله­های معدنی بر اساس ويژگی­های مختلف، در گروه­های متفاوتی، طبقه­بندی می­شوند که يکی از آن­ها، باطله­های سنگی­معدنی می­باشند. اين نوع باطله­ها به­لحاظ اهميت زيست­محيطی آن­ها، از جمله داشتن تمرکز بالايی از عناصر سمّی­سنگین، در پاره­ای از کشورهای دنيا، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته­اند و در کشور ما نيز ضرورت تحقيق و مطالعه بر روی اين گروه از باطله­ها و بررسی اثرات زيست­محيطی آن­ها، احساس می­شود.

کانسار مس پورفيري سونگون در استان آذربايجان شرقي, در 120 کيلومتري شمال شرق تبريز و 25 کيلومتري شمال ورزقان در يک ناحيه­ي کوهستاني بر روي کمربند ماگمايي سهند- بزمان به سن سنوزوئيک واقع شده و معدن آن توسط رودخانه­هاي «سونگون چاي» و «پخيرچای» محاصره شده است (کالاگاری, Calagari, 2004 ).

در محدوده­ي جنوبي و شرقي آن, رودخانه­های «سونگون چای» و «ميان­کافه چای» جاری مي­باشند و از پيوستن اين رودخانه­ها به هم, رودخانه­ي مهم و اصلی منطقه يعنی «ايلگنه چای» به­وجود مي­آيد که در نهايت به رودخانه­ي ارس مي­ريزد که مرز ايران با جمهوری آذربايجان و ارمنستان را تشکيل می­دهد و حدود 25 کيلومتری شمال مجتمع, واقع است (ستّاروند و همکاران, 1380).

 

 
   


مختصات جغرافيايي کانسار, 46 درجه و 43 دقيقه طول شرقی و 38 درجه و 42 دقيقه عرض شمالی مي­باشد. راه­های دسترسی به معدن از طريق جاده­ی تبريز- ورزقان- سونگون مي­باشد (آقازاده و مر, 1389).

                                                               

شکل 1- نقشه ی زمين شناسی ايران و موقعيت معدن مس سونگون در کمربند اروميه- دختر (اشتوکلين و ستادنيا، stocklin & setudenia, 1972).

 

فعالیت­های معدنی در این منطقه را می توان به دو دوره­ی زمانی تقسیم کرد: دوره­ی اول شامل فعالیت­های قدیمی از روزگاران کهن تا سال 1352 می شود و بیشتر شامل بهره برداری از بخش های اسکارنی (شرق و شمال توده) بوده است. مدارک ثبت شده­ی تاریخی و وجود کوره­های قدیمی و سرباره­های آن، فعالیت­های معدنی را تا حدود دو قرن پیش و در دوره­ی قاجاریه نشان می­دهد (امامی و باباخانی، 1370).

دوره­ی دوم، فعالیت­ها از سال 1352 تا حال حاضر را شامل می شود. طراحی معدن در دو مرحله انجام شده که در مرحله اول سالانه 7 میلیون تن سنگ معدن استخراج می شود و از آغاز فاز دوم تا پایان عمر معدن، ظرفیت 2 برابر شده و به 14 میلیون تن در سال خواهد رسید. پیش بینی می شود حدود 2 میلیون تن مس خالص از این مقدار ماده­ی معدنی قابل استخراج، به دست آید. ظرفیت اسمی کارخانه­ی پرعیارسازی در فاز اول، 150000 تن کنسانتره­ی مس می باشد (شرکت اولنگ، 1384).

با توجه به آخرین محاسبات انجام گرفته و نتایج به دست آمده از مطالعات زمین آماری، کل ذخیره­ی قابل استخراج معدن، خدود 388 میلیون تن کان سنگ با عیار متوسط 6/0 درصد مس به همراه 632 میلیون تن باطله برآورد شده که نسبت باطله برداری به ماده­ی معدنی، 63/1 می باشد (رشیدی­نژاد، 1381).                                     

مهم­ترين و باارزش­ترين زيستگاه طبيعی در منطقه, ذخيره­گاه زيست­کره­ی ارسباران (منطقه­ی حفاظت شده­ی ارسباران) است. اين ذخيره­گاه با مساحت 72465 هکتار در فاصله­ی 7 کيلومتری شمال غربی کانسار مس سونگون, واقع شده است.

       اين منطقه به­دليل اهميت اکولوژيکی خاص خود, در سال 1350, تحت حفاظت و حمايت سازمان حفاظت محيط­زيست قرار گرفت و در سال 1972, توسط برنامه­ی انسان و کره­ی مسکون يونسکو, به­عنوان «ذخيره­گاه زيست­کره» به ثبت رسيد.

       نمونه برداری از باطله­های سنگی­معدنی کانسار سونگون، به روش تصادفی و از نه ايستگاه انجام شد. ايستگاه اول، نمونه­ی عادی و زمینه­ی آبرفت و خاک بود. ايستگاه­های دو تا هفت، نمونه­های باطله­ی سنگی­معدنی را شامل می­شدند. نمونه­ی نزديک فرآوری در ايستگاه هشتم و نمونه­ی غيرآلوده­ی دور از معدن، در ايستگاه نهم، برداشت شدند. در مجموع، 56 نمونه برداشت شدند.

نمونه­ها، بعد از مراحل آماده­سازی، برای آناليز به آزمايشگاه لب­وست (Labwest ) استراليا، فرستاده شدند. در آزمايشگاه فوق، نمونه­ها براساس نوع نمونه، نوع عنصر و حساسيت، به روش­ ICP_ MS، مورد آناليز قرار گرفتند.

شکل 2- نقشه­ی زمین شناسی معدن و موقعیت نقاط نمونه برداری در آن.

 

◊◊◊◊

 

                                                                        

بحث :

  • توصیف آماری و غنی­شدگی عناصر:      

داده­های ژئوشیمیایی عناصر (جدول1)، نشان می دهد که در کومه­های سنگ باطله­ی معدن مس سونگون، مقدار میانگین عناصر As، Cd، Cu، Mo، Pb، Se و Zn، از مقدار کلارک و مقدار متوسط سنگ­های گرانودیوریتی، بیشتر است. مقدار متوسط سنگ­های گرانودیوریتی به این دلیل انتخاب شد که بیشترین سنگ آذرین موجود در منطقه­ی مورد مطالعه، گرانودیوریت می­باشد. در بین عناصر، مقدار میانگین Cu، Mo، Se و As خیلی زیادتر از مقدار کلارک و مقدار متوسط سنگ­های گرانودیوریتی است. دامنه­ی تغییرات عناصر نیز بالاست که در این میان بیشترین دامنه­ی تغییرات را Cu و Mo دارند.

 

جدول 1- خلاصه ی مقادیر آماری عناصر سنگین در باطله های سنگی معدن مس سونگون و مقایسه­ی غلظت آنها با مقدار متوسط سنگ­های گرانودیوریتی و مقدار کلارک ( برحسب ppm )

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

            میانگین        میانه        انحراف معیار        چولگی       کشیدگی        کمینه       بیشینه       کلارک       گرانودیوریت

­­­­­­­­­­­­­­ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ  

As        48.31         24.1               50.42             1.27          0.935            1.2            209          1.8               2

Cd        0.697           0.2                 1.21             2.46           5.05       0.0375          5.03          0.2            0.2

Cu 10835.66       4930               1.767              2.43           5.77          25.2       82500            55             30

Mo       103.8        39.1             176.54             2.82            9.03             0.4           950          1.5               1

Pb       42.16         29.7               54.27             3.21         13.94           0.15           342        12.5             15

Se         9.47       7.325               10.02             1.35           2.15           0.07          47.7        0.05          0.05

Zn    112.05          60.4            134.88             2.04           3.08              9.9           573          70              60

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

 

نتایج داده­ها، نشان می­دهد که عناصر As، Cd، Cu، Mo، Pb، Se و Zn، در باطله­های سنگی معدن مس سونگون، غنی­شدگی دارند. برای این­که میزان غنی­شدگی و روند آن در بین عناصر، بهتر مشخص شود، از رابطه­ی زیر، فاکتور غنی­شدگی (Enrichment Factor) را برای هر عنصر در تمام نمونه­ها، یک­بار در مقایسه با مقدار کلارک و یک­بار دیگر در مقایسه با مقدار متوسط سنگ­های گرانودیوریتی، محاسبه کرده و نمودار لگاریتمی­جعبه­ای فاکتور غنی­شدگی را رسم نمودیم:

 

غلظت عنصر در متوسط پوسته / غلظت عنصر در نمونه = EF1

غلظت عنصر در متوسط سنگ­های گرانودیوریتی / غلظت عنصر در نمونه = EF2

 

هر دو نمودار، غنی­شدگی عناصر As، Cd، Cu، Mo، Pb، Se و Zn را در سنگ­های باطله­ی معدن مس سونگون، تأیید می­کنند. هم­چنین مشخص می­شود که در بین این­ها، Cu، Se، Mo و AS، بیشترین غنی­شدگی را دارند.

 

شکل 3- نمودار لگاریتمی­جعبه­ای فاکتور غنی­شدگی در مقایسه با مقدار متوسط سنگ­های پوسته.

شکل 4- نمودار لگاریتمی­جعبه­ای فاکتور غنی­شدگی در مقایسه با مقدار متوسط سنگ­های گرانودیوریتی.

 

  • نمودارهای ستونی، جعبه­ای و Q-Q :

نمودارهای ستونی، جعبه­ای و Q-Q، غنی­شدگی و تمرکز بالای عناصر As، Cd، Cu، Mo، Pb، Se و Zn را در کومه­های سنگ باطله­ی معدن مس سونگون، نشان می­دهند. چولگی مثبت عناصر در نمودارهای ستونی و پراکنش مقادیر عناصر در اطراف خط رگرسیون نمودار Q-Q، حکایت از توزیع آماری غیرعادی محیط دارند.

                           

شکل 5- نمودار ستونی، جعبه ای و Q-Q آرسنیک

 

 

 

شکل 6- نمودار ستونی، جعبه ای و Q-Q کادمیوم

شکل 7- نمودار ستونی، جعبه ای و Q-Q مس

 

                                             شکل 8- نمودار ستونی، جعبه ای و Q-Q مولیبدن

 

شکل 9- نمودار ستونی، جعبه ای و Q-Q سرب

 

 

شکل 10- نمودار ستونی، جعبه ای و Q-Q سلنیوم

 

شکل 11- نمودار ستونی، جعبه ای و Q-Q روی

  • ضریب هم­بستگی و آنالیز خوشه­ای :

ضرایب هم­بستگی (جدول 2) و آنالیز خوشه ای (شکل12)، هم­بستگی عناصر As، Cd، Cu، Mo، Pb، Se و Zn را با همدیگر نشان می­دهند. به ویژه As با Se، Cd با Zn و Cu با Mo از هم­بستگی بیشتری برخوردارند که رفتار ژئوشیمیایی مشابه این عناصر نیز، همین امر را تأیید می کند.

آنالیز خوشه­ای نیز این عناصر را در 4 گروه قرار داده است:

گروه اول: کادمیوم و روی

گروه دوم: آرسنیک و سلنیوم

گروه سوم: مس و مولیبدن

گروه چهارم: سرب

 

                                      جدول 2- ضریب هم­بستگی بین عناصر سنگین در سنگ­های باطله­ی

                                      معدن مس سونگون

                                      ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

 

                                               As          Cd        Cu         Mo          Pb         Se         Zn

 

                                      As       1    

 

                                      Cd   0.602       1

 

                                      Cu    0.758    0.846      1

 

                                      Mo   0.731    0.602    0.811       1

 

                                      Pb    0.467    0.382    0.361    0.410       1

 

                                      Se    0.825    0.558    0.762    0.816     0.450      1

 

                                      Zn    0.526    0.926    0.769    0.518      0.389   0.459      1

                                      ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

 

                                                                                 

 

 

شکل 12- نمودار آنالیز خوشه ای عناصر سنگین در سنگ­های باطله­ی معدن مس سونگون

 

◊◊◊◊

نتيجه گيري :

            در این تحقیق، اثرات زیست­محیطی عناصر سنگین As، Cd، Cu، Mo، Pb، Se و Zn، در سنگ­های باطله­ی معدن مس سونگون مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده­، حاکی از تمرکز بالای این عناصر در باطله­های فوق می باشد. داده­های آماری نمونه­ها، نمودارهای ستونی، جعبه­ای و Q-Q، آنالیز خوشه­ای و نمودار لگاریتمی فاکتور غنی­شدگی نیز، افزودگی عناصر مذکور را در باطله­های سنگی معدن مس سونگون، تأیید می کنند که در این میان، افزودگی زیاد Cu و Mo و هم­چنین Se و As، قابل توجه و تأمل است. هم­بستگی این عناصر با همدیگر به ویژه As با Se، Cd با Zn و Cu با Mo، نیز مؤیّد رفتار ژئوشیمیایی مشابه آنهاست.

 

◊◊◊◊

 

منابع فارسي :

 

-          آقازاده، عزیزه، مر، فرید، 1389، زیست­زمین­شیمی و منشأ عناصر سلنیوم، ارسنیک و جیوه در کانسار و زیست­بوم سامانه­ی مس سونگون، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شیراز، 248ص.

-          امامی، م.، باباخانی، ع.، 1370، مطالعات زمین شناسی، پترولوژی و لیتوژئوشیمی کانسار مس و مولیبدن سونگون، شرکت خدماتی و اکتشافی کشور.

-          رشیدی­نژاد، فرشاد، 1381، ارزیابی اثرات زیست­محیطی طرح مس سونگون، اندیشه (گزارش فصلی امور تحقیقات مجتمع مس سرچشمه)، شماره­ی 24.

-          ستاروند، جواد، یاوری، مهدی، سکاکی، سیدحمید، 1380، برنامه ریزی تولید معدن سونگون، اولین کنفرانس معادن روباز ایران، دانشگاه شهید باهنر کرمان، شرکت ملی صنایع مس ایران، 17 و 18 مهرماه 1380، کرمان، ایران، ص.49-56.

-          شرکت معدن­کاری اولنگ، 1384، گزارش پیشرفت کار پروژه­ی مطالعات تکمیلی، اکتشافی، طراحی و اقتصادی معدن سونگون

 

◊◊◊◊

 

References:

-       Calagari, A., A., 2004, Fluid inclusion studies in quartz veinlets in the porphyry copper deposit at Sungun, east-azarbaidjan, iran, Journal of Asian Earth Science, V.23, pp.179-189.

 

 

 

05 بهمن 1392 In مقاله های معدن

 

شاول

شاول نوعی از مجموعه بیل مكانیكی است كه برای بارگیری سنگهای سخت (واستثنائاً خاكها) و اغلب در فضای باز (معادن روباز) مورد استفاده قرار می گیرد.

شاولها در استخراج های سطحی به روش نواری و كاواكی مورد استفاده قرار می گیرند. در روش نواری روباره برداشته شده و در یك بخش استخراج شده قبلی مجاور ریخته می شود و ماده معدنی زیر روباره بوسیله ماشین دیگری بارگیری شده و به قسمت دیگری برده می شود.

شاولها توانایی كندن و بارگیری مواد واقع در سطح ایستایی ماشین یا بالاتر از آن را دارند.

انواع شاول :

1- شاول استاندارد :

در معدنكاری سطحی و برای اهداف عام بكار می رود. از آنها برای بارگیری انواع كانسنگها و باطله استفاده می شود. ظرفیت آنها معمولاٌ بین 7 تا 40 متر مكعب می باشد.

 

 

2- شاولهای دكل بلند :

دارای دكل بلندتر و جام كوچكتر هستند و كاربردهای خاص دارند. اندازه صندوقه (جام) این شاولها حدود 25 درصد از انواع استاندارد كوچكتر است و دكل آنها بسته به اندازه جام انتخاب شده 35 درصد و گاهی بیش از آن بلندتر است. شاولهای دكل بلند ، با صندوقه تا 1.5 متر مكعب نیز ساخته شده اند

 

3- باركننده های زغالی :

مشابه شاولهای استاندارد می باشند ولی بیل آنها حدود 75 درصد بزرگتراز انواع استاندارد مشابه است.

ظرفیت این باركننده ها تا 100 متر مكعب نیز می رسد.

شاول نوعی از مجموعه بیل مكانیكی است كه برای بارگیری سنگهای سخت (واستثنائاً خاكها) و اغلب در فضای باز (معادن روباز) مورد استفاده قرار می گیرد.

شاولها در استخراج های سطحی به روش نواری و كاواكی مورد استفاده قرار می گیرند. در روش نواری روباره برداشته شده و در یك بخش استخراج شده قبلی مجاور ریخته می شود و ماده معدنی زیر روباره بوسیله ماشین دیگری بارگیری شده و به قسمت دیگری برده می شود.

شاولها توانایی كندن و بارگیری مواد واقع در سطح ایستایی ماشین یا بالاتر از آن را دارند.

 

 

انواع شاول :

1- شاول استاندارد :در معدنكاری سطحی و برای اهداف عام بكار می رود. از آنها برای بارگیری انواع كانسنگها و باطله استفاده می شود. ظرفیت آنها معمولاٌ بین 7 تا 40 متر مكعب می باشد.

ساختمان شاولها :شاولها از سه قسمت اصلی تشكیل شده اند كه عبارتند از :

 

الف ) شاسی اصلی :این بخش پائین ترین قسمت ساختمان شاول را تشكیل می دهد و از دو بخش ارابه و شاسی ثابت تشكیل شده است.

ارابه (یا وسیله حركت) : معمولاٌ چرخ زنجیری بوده و توسط آن می توان ماشین را جابجا كرد. دلیل استفاده از چرخهای زنجیری برای جلوگیری از فرو رفتن شاول در زمین می باشد. وجود سطح تماس بیشتر چرخهای زنجیری با زمین ، باعث كمتر شدن فشار وارده بروی سطح (مخصوصاً زمینهای خاكی و نرم) می شود.

البته شاولهایی با چرخ لاستیكی نیز وجود دارند كه در مواقعی از آنها استفاده می گردد كه مقدار بارگیری نسبتاً كم است و شاول به حركت و جابجایی زیادی نیاز دارد.

 

شاسی ثابت : سازه ثابت اصلی دستگاهی است كه روی ارابه قرار گرفته و بخشهای دیگری روی آن قرار می گیرند.

ب) شاسی متحرك :این شاسی بر روی محور قائمی كه روی شاسی ثابت قرار گرفته سوار شده و می تواند حول محور تا 360 درجه دوران كند. كلیه وسایل و تجهیزات بارگیری بر روی این شاسی قرار دارند.

ج) تجهیزات بارگیری :این تجهیزات شامل دكل ، بازوی جام ، جام و ماشین آلات می شود كه همه بر روی شاسی متحرك سوار می شوند.

دكل : یكی از بخشهای كلیدی شاول می باشد و میله ای است كه به شاسی متصل بوده و به طرف جلوی ماشین زاویه دارد. در قسمت بالای دكل قرقره شیاردار وجود دارد كه كابل بالابری صندوقه از روی آن عبور می كند.

اتصال دكل به بدنه شاسی بصورت لولایی بوده و دكل می تواند در جهت بالا و پایین حركت نماید و بوسیله كابلهای مخصوص در موقعیت مورد نظر ثابت نگاه داشته شود.

 

بازوی جام : از یك طرف به جام متصل بوده و از طرف دیگر به دكل لولا شده است. در زیر بازو دندانه هایی وجود دارد كه امكان حركت بازو به جلو و عقب را فراهم می آورد ، كه این حركت مبنای نفوذ در سینه كار است.

بازوی صندوقه همچنین می تواند حول محور اتصال خود به دكل به طرف بالا و پایین حركت نماید كه این كار با تغییر طول كابل بالابری انجام می گیرد.

 

جام (یاصندوقه یا بیل) :كه به انتهای بازو متصل بوده و در تماس مستقیم با سینه كار قرار می گیرد. لبه جام به ناخنهای قابل تعویض مجهز است كه موجب سهولت نفوذ می گردد. در زیر جام دریچه ای وجود دارد كه در موقع قرار گرفتن بیل در موقعیت تخلیه به كمك كابل مخصوص باز شده و موا داخل آن تخلیه می شود.

بدیهی است كه بین هر یك از بخشهای ماشین هماهنگی قدرت و ظرفیت وجود دارد ، بعنوان نمونه جنس و وزن جام بستگی به نوع ماده مورد كار دارد.

برای كار در زغال جامها سبكتر بوده و فرم و لبه ناخنهای آنها نیز متناسب این كار ساخته می شود.

بطور كلی عملیات شاول شامل حركات ذیل می باشد :

نفوذ كردن در سینه كار و پركردن صندوقه بوسیله بازوی جام (crowding)

بالا آوردن صندوقه و جدا كردن آن از سینه كار (hoisting)

دور زدن به محل تخلیه ((swining

تخلیه صندوقه بوسیله بازكردن دریچه بیل (dumping)

چرخش مجدد بطرف سینه كار جهت شروع چرخه بعدی (swining)

در صورت نیاز حركت به محل بارگیری جدید بوسیله چرخ زنجیری (propelling)

شاولهای قدیمی مكانیكی و شاولهای جدید با نیروی هیدرولیكی كار می كنند. شاولها معمولاً از پائین به بالا (یعنی از كف به بالا) بار برمی دارند ولی شاولهایی نیز ساخته شده اند كه بار را از بالا به پائین برداشت می كنند. شاولهای معادن بزرگ با ظرفیت جام تا 30 متر مكعب كار میكنند.

شاول می تواند بار را بداخل سنگ شكن اولیه كه معمولاٌ سنگ شكنی منقول است بریزد ، سپس توسط نوار كه معمولاً تغییرات آن بسادگی امكانپذیر است مواد از معدن جابجا می شوند (این بحث مربوط به طراحی معدن می باشد)

 

سیستم محركه شاول :دو روش اصلی برای تامین قدرت مورد نیاز شاولها وجود دارد :

شاولهای كوچكتر ، تا ظرفیت حدود 10 متر مكعب ، دارای موتور دیزلی هستند.

ماشینهای بزرگتر كه از نیروی الكتریسیته برای تامین محركه مورد نیاز خود استفاده می كنند. (این قدرت می تواند از طریق كابل دنبایه و برق سه فاز AC تامین شده یا سیستم محركه شاول دیزل الكتریك باشد.

موتورهای دیزلی قابلیت تحرك بیشتری را برای ماشین بوجود می آورند ولی عمر عملیاتی آنها نسبت به انواع الكتریكی كمتر است. در عوض موتورهای الكتریكی نیاز به نگهداری و تعمیر كمتر داشته ، عمر عملیاتی آنها بیشتر است ، ولی فاقد تحرك كافی هستند. (ضمناً بدلیل وجود كابل در این نوع ، مشكلات نگهداری و تعمیرات (نت) و انتقال كابلها به مكان دیگر در هنگام تغییر محل شاول وجود دارد.

به علت اینكه كابلها معمولاً طولانی و سنگین می باشند ، برای حمل آنها معمولاً از لودر استفاده می گردد كه گاهاً باعث آسیب دیدگی كابلها می گردد ، از طرف دیگر بدلیل عبور و مرور وسایل و پراكنده بودن كابلها بر روی زمین باز هم احتمال آسیب دیدگی كابل وجود دارد

سیستمهای حركتی اصلی كه نیازمند قدرت محركه هستند شامل موارد ذیل می باشند :

سیستم بالابری

سیستم نفوذ در سینه كار

سیستم حركت دورانی

سیستم حركت انتقالی

 

در اكثر ماشنها برای هر سیستم حركتی یك موتور محركه مستقل وجود دارد

استفاده از شاولها (اكسكاواتورهای كابلی) :برای كمینه كردن هزینه بارگیری ظرفیت شاول باید با ظرفیت كامیونی كه با آن كارمی كند هماهنگ باشد. بعنوان یك قاعده تجربی كامیون باید با 4 تا 5 صندوقه شاول پر شود.

 

در آرایشهای معمولی كامیون در كنار شاول و در سمت چپ ان قرار می گیرد ، گاهی برای تسریع در كار ، وسیله باربر در صورت مناسب بودن شرایط در هر دو طرف شاول قرار می گیرد تا زمان مانور كاهش یابد ، زاویه گردش شاول در این حالتها حدود 90 درجه می باشد.

با توجه به طولانی تر بودن زمان چرخه كامیون ، معمولاٌ یك شاول به چند كامیون سرویس می دهد.

 

مزایای شاول :1- هدایت جام ساده است.

2- از پائین به بالا و بالعكس بارگیری می كند.

3- تخلیه بدون جابجایی شاسی می باشد و فقط با حركت دورانی دكل و اتاقك صورت می گیرد.

 

4- سنگ را عملاٌ با ابعاد بزرگ می پذیرد.

5- در برابر دیوارهای سنگی بدلیل بزرگی جثه و استحكام مقاومت دارد.

6- درسطوح (كف های) سست نیز استقرار می یابد.

معایب شاول :1- هزینه خرید آن زیاد است.

2- حداقل بار را لازم دارد تا اقتصادی كار كند.

3- تعمیرات آن پر هزینه است.

4- به علت خصوصیات مانور كم باید به اندازه كافی جا آماده باشد تا بارگیری صورت بگیرد.

مدت كار شاول :1- مدت كار شاول 37 درصد

2- تاخیرهای طولانی (بیش از 15 دقیقه) 42 درصد (كه 33 درصد آن بدی آب و هوا می باشد)

                                                   

02 بهمن 1392 In مقاله های معدن

تهیه کننده : ارجمندی

مقدمه

زغالسنگ يکي از مهمترين و پرارزش­ترين مواد معدني است که در صنايع مختلف مورد استفاده قرار مي­گيرد.  اين ماده معدني را چندين قرن قبل از ميلاد مسيح مي­شناخته­اند.  تاريخچه اکتشاف و استخراج زغالسنگ به بيش از 2000 سال پيش مي­رسد ولي شواهد زيادي نشان مي­دهد که استخراج اصولي آن از قرن 12 ميلادي آغاز شده است.  در گذشته از اين ماده بيشتر براي مصارف حرارتی استفاده مي­شده است.  اما امروزه به دليل عرضه سوختهاي ديگر نظير نفت و گاز و نيز دستيابي به تکنولوژي کک­سازي و استفاده از آن در کوره­هاي بلند جهت توليد آهن و فولاد، بيشتر در اين صنعت استفاده مي­گردد.

يکی از مصارف مهم وعمده زغالسنگ در ايران توليد کک برای استفاده در صنايع ذوب آهن و توليد فولاد می­باشد.  زغالسنگ خروجي از معدن معمولاً حاوي مواد مختلفي از جمله رس، شيل، سيلتستون و ... است که در فرآيند کک­سازي توليد اشکال مي­کنند و در کوره­هاي بلند نيز نمي­سوزند که اصطلاحاً به اين مواد «خاکستر» گفته مي­شود.  وجود خاکستر زياد باعث کاهش توليد فولاد و ايجاد حجم زياد سرباره در کوره بلند مي­شود و در صورتي که زغالسنگ حاوي گوگرد زياد باشد، آهن توليد شده ترد و شکننده خواهد بود.  لذا تهيه کک متالوژي با شرايط فني قابل قبول بدون عمليات شستشو امکان پذير نمي­باشد.  زغالشويي را مي­توان به اين صورت تعريف نمود: «فرآيندي که طي آن مواد ناخواسته (خاکستر) طي روشهاي خاص فيزيکي و يا فيزيکي ـ شيميايي از زغالسنگ حذف شده و محصولي با خصوصيات مورد نظر مشتري توليد مي­گردد».  آنچنان که تعريف فوق نشان مي­دهد، روشهاي به کار گرفته شده براي حذف مواد ناخواسته از زغالسنگ عمدتاً فيزيکي هستند و معمولاً در اين روشها از اختلاف موجود بين وزن مخصوص زغالسنگ (حدود g/cm2 45/1 - 2/1) و مواد تشکيل دهنده خاکستر (g/cm3 2 - 6/1) استفاده مي­شود.  صنعت زغالشويي در ايران تقريباً جوان بوده و قدمت آن به بيش از 30 تا 40 سال باز نمي­گردد.  مهمترين کارخانجات زغالشويي ايران عبارتند از: 1- زغالشويي زرند کرمان 2- زغالشويي زيراب (البرز مرکزي) 3- زغالشويي شاهرود (البرز شرقي) 4- زغالشويي سنگرود (البرز غربي) طراحي ايراني.

بجز کارخانه زغالشويی سنگرود تمامي کارخانه­هاي فوق توسط مهندسين روسي طراحي و اجرا گرديده است و هدف آنها توليد بخشي از زغالسنگ مورد نياز کارخانه ذوب آهن اصفهان مي­باشد.  از آنجا که تکنولوژي مربوط به اين کارخانجات در مقايسه با کارخانه زغالشويي طبس قديمي بوده و تجهيزات مورد استفاده نيز کاملاً متفاوت مي­باشد، لذا بايد مد نظر داشت که کارخانه زغالشويي طبس تجربه­اي نوين در مکانيزه نمودن صنعت شستشوي زغال می­باشد.

 

کارخانه زغالشويي طبس

کارخانه زغالشويي طبس در مجتمع زغالسنگ طبس در فاصله 75 کيلومتري جنوب غرب شهرستان طبس واقع است.  اين کارخانه به منظور فرآوري و شتستشوي زغالسنگ ناحيه زغالخيز پروده I طراحي و ساخته شده است.  خوراک اين کارخانه از معدن شماره 1 (که به روش long wall (جبهه کار طولاني) استخراج مي­شود) و معدن مرکزي (که به روش اتاق و پايه (Room and pillar) استخراج مي­شود) تأمين مي­گردد.  هدف اصلي از تأسيس اين کارخانه، توليد سالانه 750 هزار تن زغالسنگ با خاکستر حداکثر 5/10 درصد مي­باشد.  اين کارخانه شامل بخشهاي مختلفي است که آنها را در قالب کلي زير مي­توان خلاصه نمود:

1ـ بخش حمل و تحويل زغال از معدن به کارخانه.

2ـ بخش دانه­بندي و آماده­سازي خوراک.

3ـ بخش فرآوري و شستشوي زغالسنگ.

4ـ آبگيري و خشک کردن محصولات.

5ـ بخش تحويل زغال شسته شده.

6- بخش دپو (دفع) باطله.

 

الف) بخش حمل و نقل و تحويل زغال به کارخانه

يکي از مزاياي عمده کارخانه زغالشويي طبس، فاصله اندک بين محل توليد زغال خام و کارخانه زغالشويي مي­باشد که اين فاصله در حدود 5/1 کيلومتر است.  لذا زغالسنگ استخراج شده بدون صرف هزينه هنگفت حمل و نقل، توسط وسايل نقليه­اي چون کاميون و نوار نقاله مستقيماً به کارخانه انتقال مي­يابد.  بخش حمل و تحويل زغال به کارخانه شامل قسمتهاي زير مي­باشد:

1ـ نوار نقاله شماره 203 جهت انتقال زغال از معدن به ورودي کارخانه.

2ـ بونکر ذخيره اوليه (overspill) با ظرفيت 275 تن.

3ـ سکوي ذخيره زغال (stockpile) با ظرفيت 5000 تن.

4ـ سنگ شکن (rotary breaker).

5ـ بونکر ثانويه (surge bin) با ظرفيت 125 تن.

مواد استخراج شده از معدن شماره 1 توسط نوار نقاله از اسلوپ 3 خارج شده و از طريق نوار TR1 در Drive house به روي نوار شماره 203 ريخته مي­شود.  طول اين نوار حدود 911 متر مي­باشد و وظيفه انتقال زغال تا بونکر overspill را دارد.  بونکر overspill، نقطه ورود زغال استخراج شده از معدن به کارخانه زغالشويي مي­باشد.  ظرفيت اين بونکر در حدود 275 تن مي­باشد و طراحي آن بگونه­اي است که زغال مازاد بر ظرفيت آن از قسمت بالا جمع­آوري شده و توسط نوار نقاله 203 به روي سکوي ذخيره زغال يا stockpile انتقال پيدا مي­کند.  ظرفيت تقريبي استوکپايل حدود 5000 تن مي­باشد.  زغال مازاد بر ظرفيت، روي اين سکو جمع­آوري مي­شود و در مواقعي که به هر علت توليد معدن کم شده يا نوار TR1 مشکل داشته باشد، از روي اين سکو توسط نوار نقاله 206 مجدداً به بونکر overspill خوراک­دهي مي­گردد.  مواد داخل بونکر overspill از طريق خوراک­دهنده نواري به روي نوار نقاله 207 ريخته مي­شود و به قسمت Breaker house که سنگ شکن Rotary Breaker در آن قرار گرفته است انتقال داده مي­شود.  در اين قسمت مواد يک مرحله سرند مي­شوند و بخش کوچکتر از 50 ميليمتر مواد از بخش بزرگتر از 50 ميليمتر جدا مي­شود.  بخش کوچکتر از 50 ميليمتر بر روي نوار 208 ريخته و به قسمت بعدي انتقال مي­يابد.  در اين سنگ شکن، قطعات درشت زغال، خرد شده به قطعات کوچکتر از 50 ميليمتر تبديل مي­شوند و بر روي نوار نقاله ريخته شده و به surge bin انتقال داده مي­شوند.  شايان ذکر است كه همراه قطعات درشت زغال، ممکن است قطعات درشت سنگ و ديگر مواد باطله وجود داشته باشد، که اين مواد در داخل سنگ شکن شکسته نشده و از انتهاي ديگر سنگ شکن خارج مي­شوند.  در انتهاي سنگ شکن نوار نقاله­اي قرار داده شده است که اين مواد باطله بر روي آن ريخته و به محل ذخيره باطله انتقال داده مي­شوند.

مواد با اندازه کوچکتر از 50 ميليمتر که از زير Rotary breaker به روي نوار نقاله 208 ريخته شده­اند به بونکر surge bin انتقال مي­يابند.  ظرفيت اين بونکر در حدود 125 تن مي­باشد و وظيفه آن، ذخيره نمودن کوتاه مدت خوراک و ايجاد يک خوراک تقريباً يکنواخت براي ورود به کارخانه است.  اين قسمت آخرين قسمت از بخش حمل و تحويل زغال مي­باشد.  مواد خروجي از زير اين بونکر توسط نوار نقاله شماره 209 به بخش دانه­بندي و آماده­سازي خوراک فرستاده مي­شوند.  مقدار مواد خوجي از اين بخش به سمت کارخانه 300 تن بر ساعت در نظر گرفته شده است.

 

ب) بخش دانه­بندي و آماده­سازي خوراک (screen house)

در اين بخش، خوراک ورودي به کارخانه به 3 دامنه ابعادي تقسيم مي­شود و هر بخش ابعادي براي شستشو به بخش خاص خود ارسال مي­گردد.  چنانکه پيشتر گفته شد، خوراک ورودي به اين بخش داراي ابعاد کوچکتر از 50 ميليمتر مي­باشد.  در اين بخش 2 خط جداگانه وجود دارد که  به صورت 2 سري سرند (screen) در نظر گرفته شده است.  مواد ورودي به screen house در ابتدا به داخل يک تقسيم کننده (splitter) ريخته و بين دو خط تقسيم مي­شود.  مواد خروجي از اين تقسيم کننده، پس از اضافه شدن آب به آن، بر روي سري اول سرندها ريخته مي­شود.  سرندهاي اوليه از دو قسمت تشکيل شده­اند که بخش اول آن شيبدار بوده و اندازه روزنه­هاي آن ها 5/0 ميليمتر مي­باشد.  در اين بخش مقداري از موادي که اندازه آنها کوچکتر از 5/0 ميليمتر است از روزنه­هاي سرند عبور کرده و به زير سرند منتقل مي­شود.  موادي که روي بخش اول سرند باقي مي­ماند، به روي بخش دوم سرند اوليه انتقال پيدا مي­کند.  بخش دوم تقريباً مسطح بوده و روزنه­هاي آن حدود 6 ميليمتر مي­باشد.  به اين ترتيب مواد ريزتر از 6 ميليمتر از روزنه­هاي بخش دوم سرند عبور مي­کند.  براي اينکه مواد ريزتر از 6 ميليمتر بطور کامل از مواد درشت­تر حذف شوند، بر روي سرند يک محفظه (flood box) طراحي شده که آب در داخل آن جمع مي­شود و پس از پر شدن، از آن سرريز کرده و روي سرند مي­ريزد و مواد ريزتر از 6 ميليمتر را شسته و به زير سرند انتقال مي­دهد.  همچنين براي اطمينان بيشتر، پس از اين محفظه 3 سري دوش طراحي شده که آب را با فشار روي سرند پاشيده و مواد ريزدانه را به زير سرند انتقال مي­دهند.  بخش درشت­تر از 6 ميليمتر (50 ميليمتر تا 6 ميليمتر) که بر روي سرند باقي مي­ماند به داخل يک شوت ريخته و از آنجا بر روي نوار نقاله شماره 200 هدايت و به عنوان بخش درشت دانه (coarse coal) به داخل کارخانه انتقال مي­يابد.

مواد کوچکتر از 6 ميليمتر که از زير بخش دوم سرند خارج شده­اند بر روي سرند ثانويه انتقال داده مي­شود.  سرند ثانويه نيز مانند سرند اوليه داراي دو بخش است با اين تفاوت که در اين سري سرند، روزنه­هاي بخش اول و دوم يکسان بوده و هر دو 5/0 ميليمتر مي­باشند.  به اين ترتيب ذرات زير 5/0 ميليمتر که بخشي از آنها در قسمت اول سرند اوليه از بار ورودي جدا شده بود، در اين بخش بصورت تقريباً کامل از ذرات کوچکتر از 6 ميليمتر حذف شده و به زير سرند انتقال مي­يابند.  براي حذف هر چه بيشتر اين ذرات، همانند سرند اوليه از دوشهاي آب کمک گرفته شده است.  به اين ترتيب آنچه بر روي سرند ثانويه باقي مي­ماند ذرات بين 6 تا 5/0ميليمتر خواهد بود که به آنها زغال کوچک (small coal) گفته مي­شود.  اين ذرات از روي سرند عبور کرده و به داخل شوت انتهاي سرند مي­ريزد و از آنجا بوسيله نوار نقاله شماره 300 به داخل کارخانه انتقال مي­يابد.

بخشهاي کوچکتر از 5/0 ميليمتر که در قسمت اول سرند اوليه و نيز در سرند ثانويه از بقيه مواد جدا شده­اند، از زير اين در سرند جمع آوري شده و در داخل دو مخزن (براي هر خط يک مخزن) که اصطلاحاً به اين مخازن sump گفته مي­شود، جمع مي­شوند.  اين مواد حاوي مقادير زيادي آب هستند که از طريق بار اوليه و نيز flood boxها و دوشها به زير سرند انتقال يافته­اند لذا مي­توان بدون نگراني با استفاده از پمپ، مواد را به داخل کارخانه انتقال داد.

به اين ترتيب مواد در قالب 3 بخش ابعادي mm 50-6 ، mm 6-5/0 و mm 5/0-0 به داخل کارخانه انتقال داده مي­شوند تا مورد فرآوري قرار گيرند.

 

ج) بخش فرآوري و شستشوي زغالسنگ

در صنعت فرآوري مواد معدني روشهاي مختلفي مورد استفاده قرار مي­گيرد تا کنسانتره از باطله جدا شده و مورد استفاده قرار گيرد.  اساس اين روشها به اختلاف يکي از خواص فيزيکي يا فيزيکي ـ شيميايي مواد کنسانتره و باطله باز مي­گردد که با استفاده از آن اختلاف، بتوان خوراک ورودي را فرآوري نمود.

از جمله روشهايي که در صنعت فرآوري زغالسنگ نقش عمده­اي را ايفا مي­نمايد، جدا سازي زغالسنگ از باطله آن با تکيه بر اختلاف وزن مخصوص بين زغالسنگ و باطله مي­باشد که به روشهاي ثقلي مشهور است.  در اين روشها که معمولاً در بين روشهاي مختلف مواد معدني جزو کم­هزينه­ترين روشها است و در مواد معدني­اي مورد استفاده قرار مي­گيرد که اختلاف وزن مخصوص آن در حد فاصل وزن مخصوص کنسانتره و باطله قرار مي­گيرد.  به اين ترتيب موادي که وزن مخصوص آنها کمتر از مايع سنگين (Heavy medium) است در سطح آن شناور مي­شوند و موادي که وزن مخصوص آنها بيشتر از مايع سنگين است در آن غرق خواهند شد.

در آزمايشگاه از مواد خاصي که وزن مخصوص بالايي داشته و در آب محلول باشند استفاده مي­شود تا مايع سنگين با وزن مخصوص دلخواه را ايجاد نمايند اما در صنعت استفاده از اين مواد امکان پذير نمي­باشد زيرا از يک سو مواد مذکور بسيار گران هستند و از سوي ديگر، پس از استفاده، قابل بازيابي و استفاده مجدد نمي­باشند.  به اين منظور معمولاً از مخلوط آب و پودر مگنتيت براي توليد مخلوطي که وزن مخصوص مورد نظر را داشته باشد استفاده مي­گردد.  مزاياي استفاده از مگنتيت عبارتند از: 1ـ قيمت ارزان 2ـ قابليت بازيافت و استفاده مجدد.

در اين روش مخلوطي از آب و مگنتيت (با درصد مشخصي مگنتيت) ايجاد مي­نمايند که داراي وزن مخصوص بيش از آب است و معمولاً از 2/1 تا 8/1 را پوشش مي­دهد.

 

فرآوري زغالسنگ درشت (Coarse Coal)

دستگاه مورد استفاده براي فرآوري زغال درشت (coarse coal) دستگاه تري فلو (Tri-Flo) مي­باشد.  اين دستگاه داراي 2 محفظه استوانه­اي مي­باشد که در راستاي محور اصلي، به هم چسبيده­اند و خروجي يک محفظه، ورودي محفظه بعدي خواهد بود.  قطر اين دستگاه mm 700 مي­باشد و با زاويه شيب 20 درجه نصب گرديده است.  محفظه اول داراي يک ورودي خوراک در قسمت بالا، يک ورودي واسطه سنگين در قسمت پايين و يک خروجي مواد و واسطه سنگين در قسمت بالا مي­باشد.  ورودي خوراک دستگاه، خوراک را به صورت محوري وارد دستگاه مي­نمايد اما لوله­هاي ورودي و خروجي واسطه سنگين به صورت مماسي نصب گرديده­اند.  به اين ترتيب، واسطه ورودي به دستگاه به صورت مماس با بدنه دستگاه، وارد محفظه مي­گردد و به صورت مارپيچ دوراني به سمت بالا حرکت مي­کند و در آخر از خروجي مماسي بالا خارج مي­گردد.  به دليل چرخش واسطه سنگين در دستگاه و ايجاد خلاء در قسمت مرکزي آن يا در راستاي محور دستگاه، هسته هوا (air core) تشکيل مي­شود.  وزن مخصوص واسطه سنگين بخش اول نسبت به بخش دوم بيشتر است و به همين دليل به آن High density medium مي­گويند.

هنگامي که بار ورودي از شوت بالاي دستگاه به داخل آن ريخته مي­شود، قطعات باطله که داراي وزن مخصوص بيشتري هستند، در واسطه سنگين غرق مي­شوند به همراه جريان باطله از قسمت خروجي آن بيرون رفته و وارد محفظه­اي به نام kill box مي­شوند.  بقيه مواد نيز که داراي وزن مخصوص کمتر از واسطه سنگين هستند، در راستاي محور حرکت کرده وارد محفظه دوم مي­شوند.  محفظه دوم نيز مانند محفظه اول داراي يک ورودي براي واسطه سنگين در پايين و يک خروجي براي واسطه سنگين و ذرات غرق شده در قسمت بالا مي­باشد.  در اين محفظه، واسطه سنگين مورد استفاده داراي وزن مخصوص پايين­تري نسبت به محفظه اول مي­باشد که به آن Low density medium گويند.  به اين ترتيب ذرات مياني که وزن مخصوص آنها از وزن مخصوص باطله کمتر بوده و در قسمت اول دستگاه، شناور شده­اند در اين قسمت در واسطه سنگين غرق شده و از خروجي بخش دوم خارج مي­گردند و وارد kill box مربوطه مي­گردند.  قطعاتي نيز که نسبت به واسطه سنگين مرحله دوم داراي وزن مخصوص کمتري هستند، به سمت محور دستگاه (داخل هسته هوا) کشيده شده و به سمت پايين حرکت مي­کنند و از دستگاه به صورت محوري خارج مي­گردند.

مواد خارج شده از محفظه­ها داراي مقادير قابل ملاحظه­اي واسطه سنگين به همراه خود مي­باشند، به همين دليل مي­بايست واسطه سنگين آنها بازيابي و مجدداً مورد استفاده قرار گيرد.  بر اين اساس کليه جريان­هاي خروجي (کنسانتره، باطله و مياني) براي جدا شدن واسطه سنگين همراه، به روي سرندهايي هدايت مي­گردند.  در اين قسمت آب به همراه مگنتيت که دانه­ريز مي­باشد از زير سرند عبور کرده و مجدداً به داخل سيکل سيستم واسطه سنگين برگردانده مي­شود.  در زير به توضيح و تشريح اين سيکل خواهيم پرداخت.

براي تأمين و واسطه سنگين مورد نياز براي تري فلو و برقراري توازن در سيستم تنظيم و تأمين واسطه سنگين، 5 مخزن يا sump در نظر گرفته شده است.  اولين خروجي تري فلو، خروجي باطله از قسمت اول به همراه واسطه سنگينِ High density مي­باشد.  اين جريان به داخل kill box وارد مي­شود و سپس براي بازيابي واسطه سنگين، از طريق يک كانال، به روي سرند لرزان آبگيري فرستاده مي­شود.

الف) High medium sump که در آن واسطه سنگين با دانسيته بالا توليد مي­گردد (مثلاً دانسيته 8/1)

ب) Low medium sump که در آن واسطه سنگين با دانسيته پايين توليد مي­گردد (مثلاً دانسيته 5/1)

ج) Diluted medium sump که در آن واسطه سنگيني که داراي جرم مخصوص نامشخص و تنظيم نشده است جمع­آوري مي­گردد.

د) Dirty water sump که در آن آبي که داراي ناخالصي (اعم از مگنتيت و ذرات ريز زغال) است جمع­آوري مي­گردد.

واسطه سنگين با دانسيته بالا از High medium sump پمپ شده و وارد قسمت اول تري فلوي coarse coal مي­گردد.  اين واسطه پس از طي مسير مارپيچ در قسمت اول تري فلو به سمت بالا، برخورد با خوراک ورودي و غرق شدن باطله در آن، از خروجي بالاي تري فلو خارج شده و با داخل محفظه اي به نام Kill box مي­رود.  مواد جمع شده در kill box توسط يک كانال که جدار داخل آن با قطعات سراميک پوشيده شده است، براي آبگيري و جدا شدن واسطه سنگين از مواد باطله، به روي يک سرند لرزان هدايت مي­شود.

اين سرند نيز همانند سرندهاي موجود در screen house از 2 بخش تشکيل شده­اند.  بخش اول که شيب­دار و ثابت بوده و لرزشي ندارد و بخش دوم که مسطح بوده و داراي ارتعاش مي­باشد.  اندازه دهانه روزنه­هاي اين سرند mm 8/0 است.  مواد به همراه واسطه سنگين روي بخش اول سرند ريخته مي­شوند.  در اين قسمت بخش اعظم واسطه سنگين از سرند عبور مي­کنند.  مواد پس از عبور از بخش شيب­دار، روي بخش مسطح سرند قرار مي­گيرند.  اين بخش داراي 3 قسمت است.  در قسمت اول بخش مسطح هيچ­گونه آبي روي مواد ريخته نمي­شود.  چون به واسطه عبوري از بخش اول و قسمت اول بخش دوم هيچ­گونه آبي اضافه نمي­گردد و وزن مخصوص آنها نياز به تنظيم مجدد ندارد، به مخزن High medium sump فرستاده مي­شوند.  مواد پس از عبور از قسمت اول بخش مسطح، به قسمت دوم مي­روند که در اين قسمت مقداري آب به روي آنها ريخته مي­شود و مگنتيت چسبيده به آنها را شسته و به پايين مي­برد.  اين آب از مخزن آب کثيف (Dirty water) تأمين مي­شود و در داخل يک flood box که روي قسمت دوم بخش مسطح سرند نصب گرديده جمع­آوري مي­گردد و به صورت سر ريز (over flow) به روي مواد ريخته و مگنتيت­هاي چسبيده به آنها را مي­شويد.  آب و مگنتيت عبوري از اين قسمت سرند را diluted medium مي­نامند و آنرا به مخزن Diluted مي­فرستد.

در قسمت سوم بخش مسطح سرند، براي اطمينان از حذف کامل مگنتيت از سطح مواد باطله، دو سري دوش نصب گرديده است.  اين دوشها آب را با فشار بالا بر روي مواد مي­پاشد و به صورت قابل قبولي مگنتيت را از مواد حذف مي­نمايد.  شايان ذکر است ميزان مگنتيت چسبيده روي مواد در اين قسمت بسيار کم مي­باشد.  آب عبوري از زير سرند اين قسمت، به Dirty water معروف است و به همين علت به dirty water sump فرستاده مي­شود.

مواد باطله که مگنتيت آن گرفته شده، از انتهاي سرند عبور کرده و از طريق يک شوت به روي نوار نقاله ريخته شده و از اين نوار نقاله 4400 به روي نوار نقاله 404 باطله انتقال پيدا مي­کند و به دپو باطله فرستاده مي­شود.

بخشي از مواد که در قسمت اول تري فلو coarse شناور شده بودند، به قسمت دوم اين دستگاه هدايت مي­شوند.  در اين قسمت واسطه سنگين داراي دانسيته کمتري نسبت به قسمت اول خواهد بود.  واسطه سنگين مورد نياز اين قسمت از زير Low medium sump پمپ شده و همانند بخش اول دستگاه از قسمت پايين اين قسمت (نزديک خروجي کنسانتره) وارد دستگاه شده و پس از طي مسير مارپيچ از طريق لوله­اي که تقريباً در مرز بين قسمت اول و قسمت دوم واقع شده خارج مي­گردد.  همانطور که گفته شده دانسيته اين واسطه نسبت به واسطه ورودي به قسمت اول کمتر است، لذا مقداري از مواد که در بخش اول شناور شده ولي داراي خاکستر بالاتر از کنسانتره مي­باشند و اصطلاحاً مواد مياني (Middling) ناميده مي­شوند، در اين واسطه غرق شده و به همراه آن وارد Kill box دوم مي­شوند.  مواد و واسطه ورودي به اين kill box از طريق يک كانال به روي سرند مياني منتقل مي­گردند.  نحوه کار اين سرند نيز مانند سرند شستشوي باطله مي­باشد. مواد خروجي از زير بخش شيب­دار اين سرند به دو قسمت تقسيم مي­شود.  مقداري از آن با واسطه خروجي از قسمت اول بخش مسطح سرند مخلوط شده و به High medium sump فرستاده مي­شود و بخشي از آن از طريق يک لوله به يک تقسيم کننده (splitter) فرستاده مي­شود.  اين splitter داراي يک موتور است که اين موتور با دانسيته سنج­هاي نصب شده بر روي خروجي High medium sump و Low medium sump در ارتباط است و بنا به دستور اين دانسيته سنج­ها مواد را بين اين دو sump تقسيم مي­نمايد.

مواد پس از عبور از قسمت اول بخش مسطح سرند، به قسمت دوم رفته و توسط يک flood box بر روي آنها آب ريخته شده و شستشو مي­شوند و آب حاصل از شستشو آنها به diluted medium sump فرستاده مي­شود.  پس از طي اين مرحله، مواد در قسمت سوم سرند، توسط دوشهاي آب صنعتي قرار شسته شده و آب خروجي از زير سرند به Dirty water sump فرستاده مي­شود.  پس از اتمام عمليات شستشو، مواد مياني از انتهاي سرند به داخل شوت مي­ريزند.  در انتهاي اين شوت يک سنگ شکن قفسه­اي (cage mill) قرار دارد که مواد مياني را از اندازه کوچکتر از mm 50 به کوچکتر از mm 5/3 تبديل مي­نمايد.  به اين ترتيب مواد مياني که قطعات بهم چسبيده زغال و سنگ مي­باشد، پس از شکستن به صورت زغالسنگ آزاد از سنگها تبديل شده و مي­بايست مجدداً تحت عمليات فرآوري قرار گيرند.  اين مواد پس از جمع شدن در يک sump و اضافه شدن مقداري آب به آن، به ابتداي screen house پمپ مي­شوند تا مجدداً تحت عمليات دانه­بندي قرار گرفته و وارد مدار شستشو شود.

موادي که در قسمت دوم تري فلو شناور شده است به منظور آبگيري و شستشو به روي سرند شستشوي کنسانتره مي­رود.  اين سرند نيز مانند سرندهاي ديگر از يک بخش ثابت (sieve) و يک بخش متحرک (screen) تشکيل شده است که بخش متحرک آن به سه قسمت تقسيم مي­شود.  اندازه روزنه­هاي اين سرند mm 8/0 مي­باشد.  واسطه سنگين خروجي از بخش ثابت و قسمت اول بخش متحرک سرند، به يک sump کوچک که چسبيده به Low medium sump قرار گرفته است مي­ريزد.  وجود جريان گردابي در داخل تري فلو باعث مي­شود که اين جريان گردابي از خروجي باطله (در قسمت اول تري فلو) و مياني (در قسمت دوم تري فلو) خارج شود.  به اين ترتيب، بخش اعظم مگنتيت موجود در قسمت دوم تري فلو همراه جريان مياني از آن خارج شده و فقط بخش کوچکي از مگنتيت به همراه مقدار زيادي آب به خروجي کنسانتره انتقال يابد.  به اين لحاظ، وزن مخصوص واسطه سنگين خروجي از بخش کنسانتره، کمتر از وزن مخصوص ورودي به قسمت دوم تري فلو (Low density medium) بوده و نمي­توان آن را مستقيماً به داخل مخزن Low density medium فرستاد. به همين دليل مي­بايست آن را به داخل اين sump کوچک فرستاد.  Sump مذکور از قسمت بالا به Low density medium سرريز دارد و بخش ديگر از واسطه سنگين ورودي به اين مخزن توسط پمپ به سيكلون فرستاده مي­شود.  کنسانتره حاصل از تري فلو، پس از آبگيري بر روي بخش ثابت (sieve) و قسمت اول بخش متحرک سرند (screen) جهت شستشو به قسمت دوم مي­رود.  در اين قسمت، همانند سرند باطله و مياني، توسط آب (dirty water) که از flood box روي اين قسمت سرريز مي­شود، شستشو شده و مگنتيت آن گرفته مي­شود.  اين آب و مگنتيت که از قسمت دوم سرند عبور کرده­اند، به Diluted medium sump فرستاده مي­شود.  کنسانتره پس از عبور از قسمت دوم، به روي قسمت سوم سرند مي­رود و در اين قسمت توسط دوشهايي که روي اين قسمت قرار دارند، با آب شستشو مي­شوند.  آب و مقدار کمي مگنتيت که از زير اين قسمت سرند بدست مي­آيد به Dirty water sump فرستاده مي­شود.  پس از طي اين مراحل کنسانتره شسته شده که حدود 5/10% خاکستر دارد از انتهاي سرند به داخل شوت انتهايي ريخته و به روي نوار نقاله کنسانتره 301 منتقل مي­شود.

 

تنظيم دانسيته واسطه سنگين High and Low

همانطور که گفته شد، واسطه سنگين مورد مصرف در تري فلو (High and Low medium) مي­بايست داراي دانسيته تنظيم شده­اي باشند.  طبق مفروضات تمامي واسطه سنگين خروجي از قسمت اول سرند باطله تري فلو، چون بدون شستشو توسط آب از باطله جدا شده و دانسيته آن به صورت نسبي با دانسيته واسطه High density medium برابر مي­باشد، مستقيماً به داخل سامپ High medium sump ريخته مي­شود و مابقي آن به يک splitter وارد مي­شود و توسط آن بنا به نياز، به داخل High density medium يا Low density medium فرستاده مي­شود.

به صورت معمول، دانسيته مواد داخل سامپ­هاي High و Low بايد بالاتر از مقدار مورد نياز باشد.  براي تنظيم دانسيته، يک دانسيته­سنج روي خروجي سامپ High و يک دانسيته­سنج بر روي خروجي سامپ Low نصب شده است که دانسيته مواد خروجي از سامپ را اندازه مي­گيرد و در صورتي که اين دانسيته بيش از دانسيته مورد نياز باشد، بوسيله لوله آبي که در خروجي سامپ نصب شده است، آب به واسطه اضافه مي­شود تا دانسيته به حد مورد نظر برسد.

 

سيستم بازيافت مگنتيت از آب

چنانكه گفته شد، واسطه ورودي به سامپ diluted داراي دانسيته مشخصي نمي­باشد و لذا نمي­توان آن را به يكي از سامپ­هاي Low يا High اضافه نمود.  به همين دليل مي­بايست مگنتيت اين جريان گرفته شده و مجدداً به داخل سيستم سارژ شود.  اين مسأله در مورد واسطه خروجي از زير قسمت اول سرند كنسانتره نيز صدق مي­نمايد.

 

بازيابي مگنتيت از واسطه خروجي از قسمت اول سرند كنسانتره

براي بازيابي مگنتيت از واسطه خروجي از قسمت اول سرند كنسانتره، كه در داخل سامپ كوچك كنار سامپ Low جمع­آوري شده است، آن را بوسيله پمپ از سامپ مذكور به خوشه سيكلون كه حاوي 5 عدد سيكلون مي­باشد، پمپ مي­نمايند.  بنابه طرح، تعداد 3 عدد از اين سيكلون­ها براي جداسازي مگنتيت از آب كافي مي­باشد.  واسطه مذكور پس از ورود به سيكون به جريان­هاي ته­ريز (كه حاوي مقدار زيادي مگنتيت و مقدار كمي آب مي­باشد) و سرريز (كه اكثر آن آب است و مقدار كمي مگنتيت در داخل آن قرار دارد) تقسيم مي­شود.  ته­ريز سيكلون مستقيماً به High medium sump فرستاده مي­شود.  سرريز سيكلون حاوي مقداري مگنتيت است كه مي­بايست از آب بطور كامل جدا شود.  به اين منظور در مسير سرريز سيكلون يك splitter دستي قرار داده شده است كه جريان مذكور را به ته­ريز يا يك splitter دوم كه مواد را به سمت جداكننده مغناطيسي (magnetic separator) يا مخزن Low medium sump مي­فرستد.  اين تقسيم كننده با دانسيته­سنج خروجيِ Low medium sump در ارتباط است و بنا به فرمان اين دانسيته­سنج مواد را به داخل سامپ يا magnetic separator مي­فرستد.  جريان پس از ورود به magnetic separator بطور كامل از مگنتيت پاك مي­شود.  مگنتيت خروجي از magnetic separator پس از عبور از دستگاه Demagnetizer (كه خاصيت مغناطيسي القاء شده به ذرات مگنتيت توسط magnetic separator را از بين مي­برد) وارد يك splitter مي­گردد.  اين splitter به صورت دستي تنظيم مي­گردد و مگنتيت را به داخل سامپ­هاي High و Low مي­فرستد.

آب خروجي از زير magnetic separator بطور معمول حاوي مقدار قابل ملاحظه­اي مواد ريزدانه زغالي و رسي مي­باشد (اين مواد به دليل عدم جداشدن كامل مواد ريزدانه از درشت دانه در screen house و نيز به دليل خردشدن ذرات درشت در حين فرآيند شستشو و آبگيري، توليد شده و به داخل مخزن High medium راه مي­يابند) كه اين مواد مي­بايست براي آنكه فرصت مجددي جهت شستشو به آنها داده شود، به screen house فرستاده شوند.  به اين منظور جريان آب خروجي از magnetic separator به سامپ مواد مياني خرد شده فرستاده مي­شود و به همراه اين مواد به ابتداي screen house پمپ مي­گردد.

 

بازيابي مگنتيت از diluted medium

براي بازيابي مگنتيت از جريان diluted medium، آن را به magnetic separator مي­فرستند و مگنتيت حاصل از آن را چنانكه شرح داده شد به داخل سيستم باز مي­گردانند و آب خروجي از آنرا به سامپ مواد مياني خرد شده فرستاده و به همراه اين مواد به ابتداي screen house مي­فرستند.  نكته قابل ذكر در مورد magnetic separator آن است كه در صورت ورود مقدار زيادي واسطه به داخل دستگاه، ممكن است مقداري از آن به بيرون سرريز كند كه البته واسطه سرريز شده در داخل باكس كوچكي جمع آوري شده به سامپ diluted medium باز گردانده مي­شود.

 

فرآوري زغالسنگ ريز (Small Coal)

براي فرآوري و شستشوي زغالسنگ ريز (small) در كارخانه زغالشويي طبس، از دو تري فلو كه به صورت موازي با هم كار مي­كنند استفاده مي­شود.  اين تري فلوها نسبت به تري فلو بخش  coarse coal ابعادي كوچكتر دارند. قطر اين تري فلوها mm 500 مي­باشد و براي فرآوري زغالسنگ كوچكتر از mm 6 طراحي گرديده­اند.

بنا بر نتايج آزمايشگاهي، در بخش ريزدانه زغالسنگ، مواد مياني وجود ندارد و لذا از اين تري فلوها فقط 2 محصول كنسانتره و باطله بدست مي­آيد.  خوراك ريزدانه توسط نوار نقاله از screen house به اين بخش انتقال مي­يابد.  در ورودي بخش شستشوي small coal، شوتي قرار دارد كه خوراك را به دو بخش تقسيم مي­نمايد.  اين شوت به گونه­اي طراحي شده كه مي­تواند همزمان به هر دو تري فلو يا در صورت بروز مشكل در يك تري فلو، فقط به تري فلوي ديگر خوراك­دهي نمايد.  براي تغيير مسير ورود خوراك در داخل شوت، دستگيره­اي طراحي شده است كه مي­بايست توسط اپراتور تنظيم گردد.  در پشت شوت، سنسورهايي قرار دارد كه با دستگيره مذكور در ارتباط است و مي­تواند تشخيص دهد كه از كدام مسير خوراك­دهي صورت مي­گيرد و در صورتي كه يكي از دو مسير بسته باشد، سرندهاي آبگيري و شستشوي باطله و كنساتره آن مسير را خاموش مي­نمايد.

چنانكه گفته شد، در بخش small coal ذرات مياني وجود ندارد لذا در هر دو محفظه تري فلو، واسطه­اي با دانسيته يكسان استفاده مي­شود.  به همين دليل فقط يك sump تأمين كننده واسطه سنگين مورد نياز براي هر دو محفظه خواهد بود.

از سوي ديگر بايد در نظر داشت كه دانه­بندي ورودي به اين بخش ريزتر از تري فلوي coarse coal مي­باشد، لذا شستشوي دقيق و با كيفيت قابل قبول در اين تري فلو، بسيار سخت­تر از تري فلوي بخش coarse coal مي­باشد، به همين دليل شستشو در دو مرحله با دانسيته يكسان صورت مي­پذيرد تا محصول مناسبي بدست آيد.

خوراك پس از ورود به قسمت اول تري فلوي كوچك، تحت شستشو قرار گرفته و بخش اعظم باطله آن جدا مي­شود و به همراه واسطه سنگين، از خروجي بالاي تري فلو خارج مي­شود.  بقيه مواد از بخش مركزي محفظه اول عبور كرده و وارد قسمت دوم تري فلو مي­گردند.  در قسمت دوم نيز واسطه­اي با دانسيته برابر با دانسيته واسطه سنگين قسمت اول پمپ مي­شود.  در اين قسمت موادي كه داراي دانسيته نزديك به دانسيته واسطه سنگين هستند، مجدداً تحت شستشو قرار مي­گيرند و از كنسانتره جدا مي­شوند. در بخش  small coalبه دليل عدم وجود ذرات مياني، سرند مياني نيز وجود ندارد و به اين ترتيب ذرات خروجي از قسمت اول و دوم مستقيماً بر روي سرند باطله مي­روند و كنسانتره آن نيز به روي سرند كنسانتره مي­رود.

سرندهاي باطله و كنسانتره در بخش small coal مشابه با سرندهاي موجود در بخش coarse coal مي­باشند.  مواد باطله پس از خروج از خروجي باطله، به روي سرند باطله مي­روند.  بخش اعظم واسطه سنگين خروجي به همراه باطله، از طريق بخش شيب­دار از قسمت اول بخش مسطح سرند، جدا شده و مستقيماً به correct medium sump وارد مي­شود.  باطله پس از عبور از روي اين قسمت از سرند، به قسمت دوم سرند مسطح مي­رود و در آنجا بوسيله آب سرريز شده از flood box روي اين قسمت، شستشو مي­شود و مگنتيت چسبيده به آن، به زير سرند انتقال يافته و به diluted medium sump فرستاده مي­شود.  مواد عبوري از قسمت دوم بخش مسطح سرند به قسمت سوم انتقال مي­يابد و در آنجا توسط دوشهاي آب، شستشو مي­گردد.  آب و مگنتيت خوجي از اين قسمت به dirty water sump فرستاده مي­شود. باطله شسته شده نيز به روي نوار باطله مي­ريزد و به بيرون از كارخان منتقل مي­گردد.

كنسانتره خروجي از قسمت پايين تري فلوها به روي سرندهاي كنسانتره انتقال مي­يابد.  مقدار زيادي از واسطه سنگين همراه آن توسط بخش شيب­دار و بخش مسطح گرفته مي­شود.  اين واسطه به يك sump كوچك كه به مخزن correct medium sump چسبيده است فرستاده مي­شود.  مقداري از اين واسطه سنيگن از طريق سرريز به correct medium sump وارد مي­گردد و بقيه آن توسط پمپ به هيدروسيكلون فرستاده مي­شود.  در هيدروسيكلون مقدار زيادي از مگنتيت و مقداري آب از ته­ريز سيكلون خارج شده و به correct medium sump ريخته مي­شود.  از سرريز هيدروسيكلون مقدار زيادي آب و مقدار كمي مگنتيت خارج شده و به داخل يك splitter وارد مي­شود.  اين splitter مواد را بر حسب نياز به magnetic separator يا به داخل correct medium sump مي­فرستد.  مگنتيت گرفته شده از magnetic separator پس از عبور از demagnetizer به داخل correct medium sump مي­ريزد و آب عاري از مگنتيت نيز به middling sump فرستاده مي­شود تا دو باره به ابتداي screen house فرستاده شود.

كنسانتره پس از عبور از قسمت اول بخش مسطح، به روي قسمت دوم منتقل مي­شود و توسط آب سرريز شده از  flood boxشستشو مي­گردد كه اين آب به همراه مگنتيت شسته شده، به زير سرند انتقال يافته و به diluted medium sump مي­رود.  كنسانتره پس از شستشو در قسمت دوم، به قسمت سوم مي­رود كه در اين مرحله توسط دوشها مورد شستشو قرار مي­گيرد وآب و مگنتيت خروجي از اين قسمت به dirty water sump فرستاده مي­شود.  در آخر نيز كنسانتره ازشوت انتهاي سرند به داخل يك مخزن ريخته و براي آبگيري به سمت سانتريفوژها پمپ مي­گردد.

 

سيستم بازيابي مگنيت

با توجه به آنچه در بخش فرآوري زغال درشت توضيح داده شد، جريان­هايي كه به correct medium sump ريخته مي­شود نيازي به بازيابي مگنتيت ندارند و تنها آن دسته از جريان­هايي كه به diluted medium sump  و بهcyclone sump  مي ريزند، مي­بايست جهت بازيابي مگنتيت وارد سيستم بازيابي گردند.

همانند بخش دانه درشت، واسطه سنگين موجود درcyclone sump  توسط پمپ، به هيدروسيكلون ارسال مي­گردند.  واسطه سنگين پس از ورود به سيكلون، به دو بخش سرريز و ته­ريز تقسيم مي­شود كه بخش ته­ريز آن حاوي مقدار زيادي مگنتيت مي­باشد.  ته­ريز خروجي از سيكلون مستقيماً به correct medium sump فرستاده مي­شود.  سرريز خروجي سيكلون نيز به يك splitter اتوماتيك فرستاده مي­شود كه اينsplitter  جريان سرريز را بهmagnetic separator  يا به جريان ته­ريز سيكلون مي­فرستد.

مواد ورودي به magnetic separator پس از طي اين مرحله به دو بخش سرريز و ته­ريز تقسيم مي­شوند كه بخش سرريز آن حاوي درصد بالايي مگنتيت است كه اين جريان به correct medium sump فرستاده مي­شود و ته­ريز آن نيز كه حاوي آب و مقدار قابل ملاحظه­اي ذرات زغالي مي­باشند به middling sump  فرستاده مي­شوند.

علاوه بر جريان سرريز سيكلون كه به magnetic separator وارد مي­شود، واسطه سنگين موجود در diluted medium sump نيز به وسيله پمپ به magnetic separator فرستاده مي­شود كه پس از جدا شدن مگنتيت از آب، مگنتيت آن بهcorrect medium sump  و آب آن نيز به diluted medium sump فرستاده مي­شود.

 

بخش فلوتاسيون

فلوتاسيون روشي عمومي و فراگير جهت فرآوري ذرات نرمه مي­باشد.  از اين روش به دليل انتخابي بودن آن (قابليت بازيابي ذرات مورد نظر از ذرات باطله به صورت انتخابي) در فرآوري اكثر كانيها استفاده مي­گردد و حتي در برخي از كانيها فلوتاسيون به عنوان تنها روش مؤثر و كارآمد شناخته مي­شود.

در صنعت فرآوري زغالسنگ، به دليل امكان استفاده از روشهاي ثقلي كه از هزينه­هاي سرمايه­گذاري و عملياتي پايين­تري بر خوردار هستند، سعي مي­گردد زغال در ابعاد درشت­تري استخراج گردد و به همين دليل از مدارهاي سنگ شكني و آسيا كني (آنچنانكه در اكثر كانيهاي فلزي مورد توجه ويژه قرار دارند)، در اين صنعت استفاده نمي­گردد.  به همين دليل ميزان نرمه موجود در بار ورودي به كارخانه­هاي زغالشويي اكثراً كم بوده و از اين رو در اين صنعت، روش فلوتاسيون چندان مورد توجه نمي­باشد بطوريكه در برخي از معادن به دليل وجود ميزان بسيار پايين نرمه، تمهيدي جهت استفاده از روش فلوتاسيون انديشيده نشده و ذرات نرمه بدون هيچ گونه عمليات فرآوري از سيستم حذف مي­گردند.

در معدن زغالسنگ طبس، به دليل ماهيت زغال موجود در منطقه و توليد نرمه زياد در هنگام استخراج، بخش فلوتاسيون در كارخانه زغالشويي مدنظر قرار گرفته و از اهيت ويژه­اي نيز برخوردار است.  در اين بخش 6 سلول فلوتاسيون ستوني قرار داده شده است كه جهت فرآوري ذرات كوچكتر از mm 5/0 مورد استفاده قرار مي­گيرند.  قطر ستون­هاي مزبور 3/4 متر و ارتفاع آنها 8 متر است و اين بخش توانايي فرآوري t/h 130 زغال نرمه را داراست.

 

توضيح فرآيند

ذرات نرمه كه طي 2 مرحله سرند كني در screen house از بقيه ذرات جدا شده­اند، داخل دو مخزن جمع­آوري مي­شوند.  در اين مخازن، براي ارتقاء خاصيت آبراني زغالسنگ، به اين مواد مقداري گازوئيل به عنوان كلكتور اضافه مي­گردد.  ميزان گازوئيل اضافه شده به مواد به صورت اتوماتيك تنظيم مي­شود و به مقدار باري كه از اين مخازن به سمت فلوتاسيون پمپ مي­گردد بستگي دارد.

دوغاب موجود در اين دو مخزن پس از اضافه شدن گازوئيل توسط دو پمپ، به بخش فلوتاسيون فرستاده مي­شوند.  بار فرستاده شده به بخش فلوتاسيون قبل از ورود به سلول­ها، براي تقسيم شدن مناسب بين سلول­ها، وارد يك مخزن توزيع كننده (distributor) مي­شوند.  طراحي اين توزيع كننده به اين گونه است كه بدنه اصلي آن به شكل يك استوانه مي­باشد و در داخل آن يك لوله گردان قرار دارد و از اين لوله گردان 6 لوله خميده منشعب مي­شود.  مواد از داخل لوله گردان وارد لوله­هاي خميده مي­شوند و در هنگام خروج از لوله­هاي خميده، به دليل نيروي زيادي كه به اين لوله­ها در جهت عكس وارد مي­كنند، باعث چرخش لوله گردان مي­شوند و به اين ترتيب بار به صورت مساوي بين 6 ستون مزبور تقسيم مي­گردد.

كف توزيع كننده به 6 قسمت تقسيم گرديده است كه از زير هر قسمت يك لوله خارج شده و به يك ستون وارد مي­شود.  كمي بالاتر از كف توزيع كننده (50 سانتيمتري بالاتر از كف) دريچه­اي قرار دارد كه اين دريچه جهت جلوگيري از تجمع بار در داخل توزيع كننده است.  در صورتي كه به هر دليل بار در داخل توزيع كننده ، بيش از حد جمع شود از اين دريچه خارج شده و توسط لوله­اي به سمت كانال تيكنر منتقل مي­گردد.

لوله­هاي خروجي از كف توزيع كننده كه بار را به ستون­ها حمل مي­كنند، در ارتفاع 5/4 تا 5 متري از كف ستون به آن متصل مي­شوند و مواد را در داخل سلول پخش مي­كنند.  ذرات در هنگام سقوط در داخل آب، با حباب­هاي هوا برخورد مي­كنند و ذرات زغال كه آبران هستند بر روي سطح اين حباب­ها تجمع پيدا مي­كنند و توسط آنها به سمت لبه سرريز كف هدايت مي­شوند.  حباب­ها پس از محيط آبي، وارد محيط كف مي­شوند در اين منطقه، آب اضافي كه پشت سر حباب به سمت اين منطقه حمل شده است، مجدداً به محيط آبي بر مي­گردد و به اين ترتيب ذرات ريزي كه به صورت غير انتخابي توسط آب پشت سر حباب به كسانتره راه يافته بودند، از اين محيط خارج مي­شوند.  از سوي ديگر با خروج اين آب، ميزان رقت كنسانتره پايين مي­آيد و به اين ترتيب مقدار آب كمتري به بخش آبگيري كنسانتره فرستاده مي­شود.  در بالاي بخش كف نيز، دوشهايي نصب شده است كه اين دوشها وظيفه شستشوي كف را انجام مي­دهند و باعث مي­شوند كه در صورت وجود ذرات ناخواسته در محيط كف، اين ذرات شسته شده و به محيط آبي باز گردند.

كف تشكيل شده در سر ستون، از بالاي آن سرريز كرده و به داخل كانال كنسانتره مي­ريزد و به سمت بخش آبگيري كنسانتره فرستاده مي­شود.

كانال انتقال كنسانتره به دو بخش تقسيم مي­شود كه بخش اول آن يك كانال ساده بوده و وظيفه جمع­آوري و انتقال كنسانتره را به عهده دارد و بخش دوم كه به de aeration and proportion box معروف است، وظيفه هوازدايي از كنسانتره و نيز كنترل ميزان مواد ورودي به بخش آبگيري كنسانتره را بر عهده دارد.  اين كانال داراي پستي و بلندي است كه وقتي كف، از اين پستي و بلندي­ها عبور مي­كند، هواي موجود در آن خارج شده و وارد سيستم آبگيري نمي­شود.  هواي خروجي از كنسانتره توسط 2 لوله كه به vent معروف هستند، به هواي آزاد راه مي­يابند.  انتهاي كانال proportion box به سه بخش تقسيم مي­شود كه از دو بخش كناري آن، مواد وارد سيستم آبگيري مي­شوند و بخش مركزي آن داراي دريچه­اي است كه اين دريچه در حالت عادي بسته است و در صورتي كه بار ورودي به بخش آبگيري بيش از ظرفيت دستگاههاي سانتريفوژ باشد، دريچه مزبور باز شده و بار اضافي را از كانال خارج مي­نمايد.  در مورد نحوه كار اين دريچه در بخش آبگيري توضيحات تكميلي ارائه خواهد گرديد.

مواد ناخواسته كه به حباب چسبيده­اند، در سلول به سمت پايين سقوط كرده و در قسمت پايين ستون جمع مي­شوندو از لوله باطله از قسمت پايين به كانال تيكنر انتقال داده مي­شوند.  علاوه بر لوله باطله، يك لوله تخليه (Drain) در قسمت پايين ستون و نيز يك شير تخليه در قسمت كف ستون نصب گرديده است.  در صورتي كه بخواهيم ستون را تخليه نمائيم، شير لوله تخليه (Drain) را باز مي­كنيم كه مواد خروجي از آن به كانال تيكنر وارد مي­شوند.  از آنجايي كه لوله تخليه نسبت به ته ستون داراي فاصله مي­باشد، مقداري (حدود 20 سانتيمتر) مواد در اين فاصله جمع شده و قادر به خارج شدن نخواهند بود.  به همين منظور شير تخليه دوم در كف ستون قرار داده شده است كه با باز كردن آن مي­توان مواد را از ستون خارج كرد.  جهت سهولت در خروج مواد از كف ستون، لوله آبي در نزديكي كف ستون قرار دارد كه داراي اتصال به ستون است.  با باز كردن اين آب مي­توان كف ستون را بطور كامل شستشو نمود.

به غير از فرآيندي كه در بالا توضيح داده شد، در حالت خاص كه بار ورودي از سمتScreen House كم است، به علت كمبود بار ورودي، نيازي به شستشوي آن با بكارگيري هر 6 سلول نمي­باشد لذا فرآيند بگونه­اي طراحي شده كه مي­توان 5 سلول را به شستشوي بار ورودي از Screen House اختصاص داد و يك سلول را نيز براي شستشوي مقداري بار بسيار ريزدانه (حدود ابعاد μ 40) كه توسط آب خروجي از بخش آبگيري خارج شده­اند، اختصاص داد.  در حالت عادي اين بار سرگردان كه از بخش آبگيري خارج شده، به همراه مقداري بار كه به دلايل مختلف به كف كارخانه ريخته بودند، توسط دو لوله مجزا به ابتداي توزيع كننده رفته و به همراه بار ورودي از Screen House مجدداً براي شستشو بين هر 6 سلول تقسيم مي­شوند.  اما در حالت كمبود بار از Screen House، بار برگشتي از بخش آبگيري توسط لوله ديگري به سلول ششم وارد شده و در آنجا تحت شستشو قرار مي­گيرد.  از آنجايي كه اين بار آن قدر دانه­ريز مي­باشد كه در صورت شستشو وسيله ستون ششم و ورود مجدد آن به بخش آبگيري احتمال فرار مجدد آنها از اين بخش مي­باشد، لذا براي آبگيري اين ذرات از يك دستگاه فيلترپرس استفاده شده است كه در بخش آبگيري در مورد آن به تفصيل توضيح داده خواهد شد.

 

فلوتاسيون ستوني

چنانكه ذكر گرديد فلوتاسيون يكي از فراگيرترين و جامع­ترين روشهاي فرآوري مواد معدني مي­باشد كه به دليل انتخابي بودن آن داراي كاربرد فراواني است.  در كاخانه­هاي فرآوري قديمي از فلوتاسيون مرسوم استفاده مي­شد كه به صورت معمول از يك تعداد سلول فلوتاسيون (به شكل جعبه­هاي مكعبي) كه به صورت سري پشت سر هم قرار مي­گرفتند و به بانك سلولي معروف بودند تشكيل شده بود.  با پيشرفت­هاي حاصل شده در زمينه تجهيزات فرآوري مواد معدني، سلول­هاي ستوني در دهه 80 ميلادي به بازار عرضه شد كه اين سلول­ها از لحاظ نحوه عمل، داراي تفاوت­هاي بنيادي با بانك سلولي هستند.  در اين تجهيزات جديد، از اسپارژر براي توليد حباب استفاده شده است مضافاً بر اينكه هيچ گونه همزن و توري براي ايجاد تفرق مواد و وليد حباب در نظر گرفته نشده و اساساً ايده مربوط به نحوه كار سلول­ها متفاوت از بانك سلولي در نظر گرفته شده است.  شكل عمومي اين سلول­ها به شكل استوانه­هايي است كه ارتفاع آنها نسبت به قطر آنها بسيار بزرگتر مي­باشد.  خوراك از نيمه بالايي سلول وارد آن مي­شود و هواي فشرده نيز از پايين توسط اسپارژرها به داخل سلول تزريق مي­گردد.  مواد تحت نيروي وزن خود در محيط آبي به سمت پايين سقوط مي­نمايند و در اين حين با حباب­هاي هوا كه در حال حركت به سمت بالا هستند برخورد مي­نمايند و در صورت دارا بودن آبراني كافي، ذرات به حباب مي­چسبند و توسط حباب بر روي سطح آب شناور شده و از لبه بالايي ستون سرريز مي­شوند.

در كارخانه زغالشويي طبس 6 ستون فلوتاسيون در نظر گرفته شده است.  ارتفاع اين ستونها 8 متر و قطر آنها 3/4 متر مي­باشد و حجم تقريبي هر يك از آنها m3 116 است.  جهت تنظيم كار اين ستون 3 لوپ در نظر گرفته شده است كه عبارتند از:

1-                    لوپ تنظيم هواي فشرده.

2-                    لوپ تنظيم سطح آب در داخل ستون.

3-                    لوپ تنظيم آب شستشوي كف.

اين لوپ ها به صورت اتوماتيك وظيفه تنظيم سه پارامتر اساسي در كار ستون را بر عهده دارند كه در اينجا به اختصار نحوه كار هر يك از آنها توضيح داده مي شود:

 

الف) لوپ تنظيم فشار هواي فشرده

يكي از پارامترهاي مهم در تنظيم كار ستون، ميزان هواي فشرده ورودي به ستون و نيز فشار اين هوا مي­باشد.  به اين منظور بر روي لوله هواي فشرده كه تنظيم كننده دبي ورودي و نيز فشار هواي فشرده مي­باشد، يك رگلاتور فشار هوا، flow meter و يك شير اتوماتيك نصب شده است كه دبي هواي ورودي را نشان مي­دهد.  اين شير اتوماتيك با flow meter در ارتباط است.  با استفاده از رگلاتور فشار هوا، مي­توان فشار هواي ورودي را تنظيم نمود.  اگر به هر دليلي با افت دبي هواي فشرده روبرو باشيم، فلومتر اين افت را تشخيص مي­دهد و با فرمان دادن به شير اتوماتيك جهت باز و يا بسته شدن مي­تواند دبي هوا را تنظيم نمايد.

 

ب) لوپ تنظيم سطح آب در داخل ستون

يكي از مهمترين پارامترهاي مربوط به تنظيم كاركرد ستون­هاي فلوتاسيون، تنظيم سطح آب ستون مي­باشد.  بنا بر قاعده، مي­بايست سطح آب داخل ستون با لبه سرريز كف داراي فاصله مشخصي باشد كه اين فاصله قابل تنظيم است.  حباب­ها پس از پشت سر گذاشتن مرحله جمع­آوري ذرات، از آب خارج شده و در اين فضا تجمع مي­كنند و به همين دليل به اين فضا، ناحيه كف گفته مي­شود.  ارتفاع اين ناحيه در تنظيم كاركرد ستون نقش اساسي ايفا مي­كند.  كم بودن ارتفاع اين ناحيه، باعث افزايش راندمان و نيز افزايش خاكستر كنسانتره خروجي خواهد شد و زياد بودن آن نيز گرچه باعث كاهش خاكستر خواهد شد اما راندمان را نيز به شدت كاهش خواهد داد.  به همين لحاظ تنظيم ميزان ارتفاع ناحيه كف به منظور دستيابي به تنظيم ارتفاع كف در ستون­ها معمولاً از راه تنظيم ميزان آب موجود در ستون انجام مي­شود.  به اين منظور در ستون­هاي فلوتاسيون كارخانه زغالشويي طبس، يك سنسور فشار در ارتفاع تقريبي 7 متري از كف ستون و يك شير اتوماتيك در خروجي باطله ستون نصب گرديده است كه اين دو از طريق نرم­افزار با هم در ارتباط هستند.  براي شروع كار مي­بايست به نرم افزار كنترل، ميزان فشار آب لازم در بالاي سر سنسور را وارد كنيم.  اين سنسور به صورت پيوسته فشار آب بالاي سر خود را اندازه مي­گيرد.  در صورتي كه اين فشار كمتر از فشار تنظيم شده در نرم­افزار باشد (كه اين به معني كم بودن ميزان آب بالاي سر سنسور است)، نرم افزار دستور بسته شدن شير اتوماتيك موجود در خروجي باطله را مي­دهد كه به اين ترتيب خروجي از ستون كم شده و مقداري از خوراك ورودي در ستون تجمع پيدا مي­كند و سطح آب ستون بالا مي­رود تا به حد مطلوب برسد.  بر عكس در صورتي كه فشار اندازه­گيري شده توسط سنسور بيش از فشار ارائه شده به نرم­افزار باشد، نشان­دهنده اين است كه مقدار آب موجود در ستون بيش از حد مورد نظر بوده و بايد مقداري از آب و مواد درون ستون تخليه شود.  به اين ترتيب نرم­افزار دستور باز شدن به شير تخليه مي­دهد و به اين ترتيب مقداري از مواد تخليه شده و سطح آب پايين مي­آيد تا به حد مطلوب برسد.  به اين ترتيب با تنظيم لحظه به لحظه سطح آب موجود در ستون مي­توان ميزان ارتفاع ناحيه كف را تنظيم نمود و نحوه كاركرد ستون را كنترل كرد.

 

ج) لوپ تنظيم آب شستشو

يكي از مزاياي ستون­ها نسبت به بانك­هاي سلولي آن است كه بر روي اين تجهيزات، يكسري دوش جهت شستشوي كف قرار داده شده است.  حباب­ها در حين حركت به سمت بالا در منطقه جمع­آوري، مقداري آب را در ناحيه پشت سر خود به سمت بالا حمل مي­كنند كه اين آب به همراه خود مقداري نرمه بسيار ريز (به اندازه چند ميكرون) را به ناحيه كف انتقال مي­دهد.  مقداري از اين ذرات، در هنگامي كه حباب به ناحيه كف مي­رسد، به علت كم شدن سرعت حركت آن و در نتيجه عدم توانايي حمل آب در پشت سر خود، به هراه آب مذكور به داخل محيط آبي باز گردانده مي­شوند، اما مقداري از اين ذرات نيز در لابلاي حباب­ها گير كرده و به ناحيه كف منتقل مي­شوند.  در صورتي كه اين ذرات به لبه سرريز رسيده و همراه با كف از ستون خارج شوند، قادر خواهند بود كه خاكستر كنسانتره را افزايش دهند.  به منظور حذف اين ذرات از سيستم، معمولاً يكسري دوش بر روي ستون­ها نصب مي­شود كه وظيفه آنها شستشوي كف و حذف ذرات مذكور مي­باشد.  از سوي ديگر، در ناحيه كف، معمولاً مقدار زيادي آب همراه حباب، به سمت پايين حركت كرده و كف، غلظت زيادي پيدا مي­كند.  در صورتي كه اين كف به سرريز منتقل شود، غالباً به علت غلظت بالا قادر به حركت مطلوب در كانال كنسانتره نخواهد بود لذا يكي ديگر از وظايف دوشهاي شستشو آن است كه با تزريق مقداري آب به لابلاي حباب­ها، رقت لازم را فراهم كرده و كف را روان سازد.

در صورتي كه اين آب كم باشد، قادر به شستشوي مناسب كف نخواهد بود و در صورتي كه آب دوشها زياد باشد علاوه بر انتقال مقدار زيادي آب به كنسانتره (كه باعث ايجاد اشكال در سيستم آبگيري مي­شود)، باعث انفجار مقدار زيادي از حباب­ها شده و در عمل مقدار زيادي از ذرات آبران را به سيستم بر­مي­گرداند به همين دليل تنظيم دقيق ميزان آب شستشو از اهميت زيادي برخوردار است.

براي تنظيم آب شستشو يك فلومتر و يك شير اتوماتيك در مسير آن قرار دارد.  اين فلومتر دبي جريان عبوري از لوله را قرائت مي­نمايد و آن را به نرم افزار اطلاع مي­دهد.  نرم افزار اميزان دبي اندازه­گيري شده را با ميزان داده شده به نرم­افزار مقايسه مي­كند و در صورت كمتر يا بيشتر بودن دبي جريان، شير اتوماتيك روي لوله آب، دوش را باز يا بسته مي­نمايد و به اين ترتيب دبي ورودي به دوشها همواره ميزان ثابتي خواهد بود.

يكي از مهمترين پارامترهاي مؤثر در فلوتاسيون، ميزان كلكتور و كفساز مورد استفاده مي­باشد.  براي تنظيم ميزان كلكتور و كفساز، بر روي هر يك از دو لوله ورودي به توزيع كننده از screen house، يك دانسيته­سنج و يك فلومتر نصب گرديده است.  دانسيته­سنج، دانسيته ورودي به فلوتاسيون را اندازه مي­گيرد و از روي آن مي­تواند درصد جامد خوراك ورودي به فلوتاسيون را اندازه­گيري نمايد.  فلومتر نيز دبي جريان ورودي به توزيع كننده را ندازه مي­گيرد. داده­هاي فوق وارد نرم­افزار مي­شود و نرم­افزار طي محاسباتي، ميزان خوراك ورودي به فلوتاسيون را اندازه مي­گيرد و به اين ترتيب ميزان كلكتور و كفساز مورد نياز را محاسبه كرده و از طريق شيرهاي قابل تنظيم كه بر روي مخازن كلكتور و كفساز قرار داده شده­اند، مقدار كلكتور و كفساز ورودي به فلوتاسيون را تنظيم و كنترل مي­نمايد.  كلكتور مورد استفاده در كارخانه، گازوئيل، و كفساز مورد استفاده MIBC و DOW FROTH 1012 مي­باشد.  كلكتور در مخازن مستقر در screen house به خوراك اضافه مي­گردد.  كفساز نيز به 2 بخش 50 % تقسيم شده كه يك بخش از آن به ابتداي Distributor و بخش ديگر آن به همراه هواي فشرده تزريقي به داخل ستون وارد مي­شود.

بخشي از كفساز كه از طريق اسپارژر و به همراه هواي فشرده به ستون وارد مي­شود، قبل از ورود به لوله هواي فشرده، با مقداري آب مخلوط مي­گردد.  براي اينكه مخلوط آب و كفساز بتواند وارد لوله هواي فشرده شود، لازم است كه فشار آن بيش از فشار هواي فشرده باشد كه معمولاً اين فشار بگونه­اي تنظيم مي­شود كه bar 5/0 بالاتر از فشار هواي فشرده باشد.  در صورتي كه فشار آب ناگهان افت پيدا كند (به دليل استفاده از آب در نقاط ديگر كارخانه)، يك شير كنترلي در مخازن تأمين آب تعبيه شده كه با بسته شدن آن، مقدار آب ورودي به لوله­هاي خروجي زياد شده و فشار آب به حد نرمال بر مي­گردد.

 

د) بخش آبگيري از كنسانتره و باطله

1ـ بخش آبگيري از كنسانتره

 چنانكه مي­دانيم، در فرآيند شستشوي زغال مقدار زيادي آب مورد استفاده قرار مي­گيرد كه بخشي از اين آب به همراه كنسانتره و باطله توليد شده از سيستم خارج مي­شود و از دست مي­رود.  براي جلوگيري از هدر رفتن بيش از حد آب از طريق كنسانتره و باطله، مي­بايست اين دو محصول تا حد امكان آبگيري شوند و آب گرفته شده به سيستم برگردانده شود.  از سوي ديگر با توجه به اينكه محصول خريداري شده توسط مشتري داراي حد مجازي از رطوبت مي­باشد، مي­بايست كنسانتره را با دقت آبگيري نمود تا رطوبت آن مورد قبول مشتري باشد.  به دلايلي كه در بالا ذكر گرديد فرآيند آبگيري از اهميت فوق­العاده­اي برخوردار است.

در كارخانه زغالشويي طبس، فرآيند آبگيري از كنسانتره بر روي محصول حاصل از بخش small coal و flotation انجام مي­شود و كنسانتره coarse coal تحت فرآيند آبگيري قرار نمي­گيرد، زيرا ذرات درشت داراي سطح مخصوص كمتري نسبت به ذرات ريز بوده و قادر به حمل مقدار كمتري آب مي­باشند و به همين دليل ميزان رطوبت اين بخش در حد مطلوبي مي­باشد.

كنسانتره بخش small coal پس از اينكه از روي سرندهاي rinse و drain عبور كرده و ذرات مگنتيت آنها گرفته شد، به داخل يك sump مي­ريزد.  اين ذرات به دليل سطح مخصوص نسبتاً زياد، مقدار زيادي آب به همراه خود دارند و رطوبت آنها به بيش از 26% مي­رسد.  لذا با توجه به اينكه رطوبت قابل قبول براي ذوب آهن اصفهان در حدود 9-8 % مي­باشد، لازم است بر روي آنها عمليات آبگيري صورت گيرد.  براي انتقال ذرات كنسانتره small coal به سمت بخش آبگيري، لازم است عمليات پمپاژ ذرات انجام شود و براي اين منظور لازم است به اين ذرات مقداري آب اضافه شود تا رقت لازم بدست آيد.  اين عمل در sump كنسانتره انجام مي­شود و ذرات پس از رسيدن به رقت لازم به سمت بخش آبگيري پمپ مي­شوند.

ذرات قبل از انتقال به بخش آبگيري، بر روي يك سرند ثابت (به نام سرند كنترلي) كه دهانه سوراخ­هاي آن mm 8 است ريخته مي­شوند تا اجسام ناخواسته از قبيل چوب، سيم يا اشياء ديگر كه بطور اتاقي وارد كنسانتره شده­اند، را بتوان جدا نمود.

فرآيند آبگيري از كنسانتره در كارخانه زغالشوي طبس توسط 3 دستگاه سانتريفوژ انجام مي­گيرد.  اين سانتريفوژها از نوع Screen Bowl Centrifuge مي­باشند كه از دو قسمت تشكيل شده­اند.  قسمت اول (قسمت كاسه­اي) با سراميك آستربندي شده و داراي يك مارپيچ است كه مواد را به سمت جلو مي­راند.  قسمت دوم نيز داراي سرند استوانه­اي شكل با ابعاد روزنه mm 150 مي­باشد.  اين دستگاه براي آبگيري كنسانتره­اي تا ابعاد mm 5 طراحي شده است و با سرعت گردش در حدود rpm 1100 كار مي­كند.  آبي كه در قسمت اول سانتريفوژ خارج مي­شود به Bowl effluent مشهور است و حاوي ميزان قابل توجهي ذرات -45 μm مي­باشد.  اين ذرات به علت ريزي بيش از حد و وزن بسيار ناچيز، از نيروي گريز از مركز پيروي نكرده و بالعكس تابع جريان آب مي­باشند.  لذا با خروج مقدار زيادي آب از قسمت اول، اين ذرات نيز همراه آب خارج مي­شوند.

زغال باقيمانده در سانتريفوژ كه توسط مارپيچ به سمت قسمت سرندي رانده شده­اند، در اين قسمت به شدت آبگيري شده و كيكي با حداكثر 15 % رطوبت توليد مي­نمايند.

براي بهتر شدن فرآيند عبور ذرات از سرند، يك دوش و آب بر روي سرند نصب گرديده است كه در صورت نياز مي­توان از آن استفاده نمود.  ذرات small coal پس از عبور از سرند به داخل يك شوت مي­ريزند.  اين شوت در انتها به انتهاي شوت مربوط به كنسانتره فلوتاسيون متصل مي­شود و اين دو پس از اختلاط وارد يك توزيع كننده مي­شوند.  توزيع كننده داراي 3 قسمت اصلي مي­باشد كه از زير هر قسمت يك لوله جدا شده و به يك سانتريفوژ مي­رود.  در كنار هر قسمت اصلي، يك قسمت كوچك فرعي قرار دارد كه در صورت پر شدنِ بيش از حد قسمت­هاي اصلي، سرريز آنها به اين قسمت­هاي فرعي ريخته و از زير تخليه مي­شود و به كف كارخانه مي­ريزند.

پالپ ورودي به سانتريفوژ، پس از ورود، به قسمت كاسه­اي وارد مي­شود.  در اين قسمت، بخش اعظم آب از پالپ جدا شده و به صورت سرريز از اين قسمت خارج مي­شود.  با توجه به اينكه اين آب حاوي ذرات ريز فراواني است و خارج نمودن آن از سيستم، موجب هدرروي زغال و كاهش راندمان خواهد شد، اين آب را در داخل يك sump جمع­آوري مي­نمايند.  در حالت عادي كار، آب از اين sump به ابتداي Distributor انتقال مي­يابد تا ذرات بسيار ريز آن به همراه خوراك ورودي از screen house مجدداً تحت فرآوري قرار گيرد.  در حالتي كه بار ورودي از  screen house به Distributor كم باشد، 5 سلول مسئول شستشوي خوراك ورودي به فلوتاسيون خواهند بود.  در اين حالت مواد موجود در sump زير بخش اول سانتريفوژ، بجاي ارسال به ابتداي Distributor، به سلول ششم فرستاده مي­شوند و در آنجا به صورت جداگانه مورد فرآوري مجدد قرار مي­گيرند.  در حالت­هاي خاص مواد از داخل اين sump به كانال باطله پمپ شده و به تيكنر منتقل مي­شوند.

بار داخل سانتيفوژ پس از عبور از قسمت كاسه­اي، وارد قسمت سرندي مي­شود.  در اين قسمت يك سرند استوانه­اي با اندازه روزنه mm 150 قرار دارد.  بر اثر چرخش با سرعت زياد و نيروي گريز از مركزي كه به مواد وارد مي­شود، آب باقيمانده در مواد از روزنه­هاي سرند عبور كرده و به داخل يك sump كوچك مي­ريزد.  اين آب حاوي ميزان قابل توجهي ذرات  mm150- است كه بر اثر كوچك بودن، از سرند عبور نموده­اند.  اين مواد (screen effluent) داراي خاكستري تقريباً مشابه خاكستر كنسانتره است، لذا نيازي به شستشوي مجدد ندارد.  به همين منظور 2 راه براي بازيابي اين مواد بدون شستشوي مجدد در نظر گرفته شده است:

1ـ در صورتي كه ميزان خوراك ورودي به فلوتاسيون مناسب باشد، screen effluent به بالاي سرند ثابت كنترلي (كه در مسير كنسانتره ذرات small coal قبل از وود به سانتريفوژ قرار دارد) بازگردانده مي­شود.

2ـ در حالتي كه كنسانتره توليدي داراي حجم بالايي بوده و نتوان اين مواد را به سانتريفوژ برگرداند (چون حجم سانتريفوژ محدود است) براي آبگيري آنها از فيلترپرس استفاده مي­شود.

ظرفيت سانتريفوژها در مجموع t/h 135 مي­باشد.  در صورتي كه يكي از سانتريفوژها بيش از حد ظرفيت باردهي شود، ممكن است بر اثر نيروي گريز از مركز زيادي كه در اثر اضافه بار به دستگاه وارد مي­شود، دستگاه دچار صدمات اساسي شود.  لذا روي دستگاه سنسورهايي وجود دارد كه اين گشتاور اضافه را تشخيص داده و بوسيله شير اتوماتيك روي ورودي سانتريفوژ، ميزان بار ورودي را كاهش مي­دهد.  در صورتي كه با كم شدن بار ورودي، مشكل اضافه بار مرتفع نشود، شير اتوماتيك بار وودي را كمتر مي­نمايد تا زماني كه كاملاً بسته شود.  در اين حالت، كل بار اين سانتريفوژ بايد توسط دو سانتريفوژ ديگر آبگيري شود كه اگر اين حالت رخ دهد، بار ورودي دو سانتريفوژ، ديگر بيش از ظرفيت آنها شده و شيرهاي اتوماتيك آنها نيز بسته مي­شود و لذا مسئول پروسس ناگزير از قطع بار ورودي به منظور رفع اين مشكل خواهد شد كه اين عمل مستلزم صرف هزينه، هدر دادن وقت و در نتيجه كاهش ساعت كار مفيد كارخانه خواهد شد.  براي جلوگيري از رخ دادن اين حادثه، بهترين راه حل آن است كه در صورت خروج يكي از سانتيفوژها از مدار، بار ورودي به سيستم آبگيري بطور اتوماتيك كاهش يابد تا كمبود ظرفيت سيستم را جبران كند.  به اين منظور، همانطور كه گفته شد، در كانال هوازدايي از كنسانتره فلوتاسيون (proportion box) يك دريچه وجود دارد كه همواره بسته است.  اما اگر يكي از سانتريفوژها از كار افتاد يا بار كمتري را پذيرفت، اين دريچه بطور اتوماتيك باز مي­شود و مقداري از كنسانتره فلوتاسيون را از ورود به مدار آبگيري خارج مي­نمايد و به اين ترتيب از خارج شدن دو سانتريفوژ ديگر از مدار جلوگيري مي­نمايد.  كنسانتره­اي كه از اين طريق از مدار خارج مي­شود به Bowl effluent sump فرستاده شده و از آنجا به همراه Bowl effluent براي شستشو و بازيافت مجدد به ابتداي مدار فلوتاسيون (ابتداي distributor) ارسال مي­گردد.

 

2ـ مدار فيلترپرس كنسانتره

آنچنان كه گفته شد، در پاره­اي اوقات به علت كمبود خوراك فلوتاسيون، از 5 ستون براي شستشوي خوراك ورودي از screen house استفاده مي­شود و ستون ششم به شستشوي پالپ فرستاده شده از  Bowl effluent sump اختصاص مي­يابد.  آنچنان كه گفته شد، اين پالپ حاوي مقدار زيادي آب و نيز ذرات بسيار ريز ( μm45-) مي­باشد.  اگر اين ذرات پس از شستشوي مجدد، دوباره به سانتريفوژها باز گردانده شوند، بخش اعظم آنها دوباره از قسمت اول سانتريفوژ خارج شده و به Bowl effluent sump باز مي­گردند و در حقيقت يك نوع بار در گردش ايجاد مي­كنند بدون آنكه راندمان افزايش يابد.

لذا براي آبگيري كنسانتره ستون ششم (در حالتي كه مشغول شستشوي Bowl effluent sump مي­باشد) از فيلترپرس استفاده مي­شود.  به اين منظور كنسانتره حاصل از ستون ششم، به يك تانك ذخيره موقت به نام بافرتانك (Buffer tank) وارد شده و از آنجا توسط پمپ به فيلترپرس كنسانتره فرستاده مي­شود.  ظرفيت اين فيلترپرس t/h 50 مي­باشد.  فيلتر پس از آبگيري كنسانتره، آب حاصله را به كانال تيكنر و كيك حاصل شده را بر روي نوار زغال تميز مي­ريزد.

علاوه بر آنچه گفته شد، در شرايطي كه كنسانتره ورودي به سانتريفوژها در حداكثر ميزان خود باشد، ديگر نمي­توان screen effluent را به بالاي سرند ثابت كنترلي و از آنجا به سانتريفوژ فرستاد (چون در اين حالت، ورودي مدار سانتريفوژ بيش از حد مجاز خواهد شد).  در اين حالت screen effluent را به بافرتانك مي­فرستند و از آنجا براي آبگيري به فيلترپرس وارد مي­نمايند.

 

3- مدار آبگيري از باطله

آبگيري از باطله در كارخانه زغالشويي طبس، معطوف به آبگيري از باطله فلوتاسيون مي­شود كه مقدار زيادي آب را با خود به همراه دارد.  باطله حاصل از بخش Coarse Coal آب چنداني به همراه خود ندارد و باطله بخش Small Coal نيز گرچه مقداري آب را با خود به همراه دارد (رطوبت اين بخش در حدود 26-22 % مي­باشد) اما بازيابي اين ميزان آب، جوابگوي هزينه­هاي عملياتي و سرمايه­گذاري و نصب دستگاه­هايي نظير سانتريفوژ نخواهد بود مضافاً بر اينكه در مورد باطله همانند كنسانتره محدوديت رطوبت خروجي نداريم.

آبگيري از باطله فلوتاسيون توسط تيكنرو متعاقب آن توسط 2 دستگاه فيلترپرس صورت مي­گيرد.  باطله حاصل از 6 ستون داخل كانال تيكنر مي­ريزد.  علاوه بر آن از نقاطي مانند پمپ كف­كش فلوتاسيون (floor sump pump)، پمپ كف­كش screen house، Bowl effluent sump و نيز آب خروجي از فليترپرس­هاي كنسانتره و باطله نيز به اين كانال ورودي خواهيم داشت كه بنا به اقتضاي شرايط جريان­هايي از اين نقاط نيز وارد تيكنر مي­شوند.

مواد باطله پس از ورود به تيكنر شروع به ته­نشست مي­نمايند.  براي اينكه سرعت سقوط اين ذراتِ بسيار ريز افزايش يابد به آن، مواد شيميايي تحت عنوان فلوكولانت افزوده مي­شود كه وظيفه آن به هم چسبانيدن چند ذره كوچك و تبديل آنها به يك ذره بزرگ مي­باشد كه اين خود باعث افزايش سرعت سقوط و در نتيجه پاك شدن هر چه سريعتر آب مي­شود.

آبي كه پس از ته­نشين شدنِ ذرات ريز، زلال شده است از طريق سرريز از تيكنر خارج شده و به مخزن آب پاك شده (clarified water) فرستاده مي­شود.  در كف تيكنر يك بازو قرار دارد كه با سرعت بسيار كمي در حال چرخش است.  وظيفه اين بازو اين است كه اولاً از سفت شدن مواد ته­نشين شده جلوگيري نمايد، ثانياً مواد را به سمت مركز تيكنر كه راه خروجي آنها است هدايت نمايد.

در پايين تيكنر دو عدد پمپ قرار داده شده است كه مواد را از كف تيكنر جمع­آوري كرده و به filter house مي­فرستند.  filter house ساختماني جداگانه از ساختمان cpp مي­باشد كه در داخل آن دو دستگاه فيلترپرس قرار دارد.  وظيفه اين فيلترها آبگيري از باطله خروجي از تيكنر مي­باشد.  مواد پس از پمپ شدن به فيلترها و آبگيري توسط فيلترپرس­ها، به صورت كيك با درصد رطوبت 25 % به روي نوار باطله ريخته و توسط سيستم حمل باطله به دامپ باطله منتقل مي­شوند.  آب حاصل از اين فيلترپرس نيز پس از جمع­آوري، توسط يك كانال به تيكنر باز گردانده مي­شوند.

ظرفيت سيستم آبگيري از باطله محدود است.  براي مثال تيكنر براي ورودي حداكثر t/h 65 و فيلترها براي ورودي حداكثر t/h 50 طراحي شده­اند.  با توجه به دو مقدار فوق مشخص مي­گردد كه در زماني كه كارخانه در حال كار بوده و باطله به تيكنر وارد مي­شود، ممكن است مقداري از مواد در تيكنر جمع شود و تيكنر به مانند يك sump عمل نمايد.  شايان ذكر است با توجه به اينكه سيستم آبگيري از باطله مستقل از بقيه اجزاء كارخانه بوده و در صورت توقف كارخانه، اين سيستم قادر به ادامه كار خواهد بود، مي­توان مقدار اضافي مواد باقيمانده در تيكنر را در زمان­هاي توقف آبگيري نمود.

البته بايد  توجه داشت كه گاهاً به دليل بروز پاره­اي مشكلات ممكن است كارآيي سيستم آبگيري از باطله كاهش يابد.  براي مثال در صورتي كه بار ورودي بيش از ظرفيت باشد و تيكنر قادر به پذيرش اين ميزان بار ورودي نباشد، ممكن است مقداري از ذرات باطله فرصت كافي براي ته­نشين شدن را نداشته باشند و همراه آب سرريز شده از تيكنر خارج شوند و به اصطلاح، آب سرريز را گِلي نمايند.

براي جلوگيري از بروز اين مشكلات، يك استخر باطله در نزديكي كارخانه طراحي شده است كه بار اضافي تيكنر، به اين استخر ارسال شده و در آنجا براي مدتي به صورت راكد باقي مي­ماند.  پس از اينكه مواد در اين استخر ته­نشين شد، آب زلال جمع شده روي مواد، توسط پمپ به سيستم آب كارخانه تزريق شده و مجدداً مورد استفاده قرار مي­گيرد.  مواد ته­نشين شده نيز پس از مدتي كه آب خود را از دست دادند، توسط لودر از كف استخر جمع­آوري شده و به دامپ باطله حمل مي­گردند.

 

 

 

ه) سيستم تحويل زغالسنگ شسته شده

چنانكه گفته شد زغالسنگ كنسانتره coarse پس از شستشو، آبگيري نشده و مسقيماً به كنسانتره نهايي راه مي­يابد.  زغالسنگ كنسانتره small و كنسانتره flotation پس از آبگيري توسط سانتريفوژها و همچنين clean coal filter press بر روي نوار نقاله ريخته و به stock yard كنسانتره نهايي ارسال مي­گردند.  نوار نقاله شماره 301 كليه اين كنسانتره­ها را جمع­آوري نموده و به بيرون از كارخانه انتقال مي­دهد.  كنسانتره مذكور با وجود آبگيري، هنوز داراي رطوبتي بيش از حد مورد نظر مشتري مي­باشد.  لذا براي حذف رطوبت از آن، پس از توليد، به روي سكوي خشك نمودن كنسانتره (stock yard) فرستاده شده و بر روي سكو پهن مي­شود.  در كف سكو 4 دريچه وجود دارد كه روي اين دريچه­ها سرند ثابت (grizzly) قرار داد شده است.  زغالسنگ كنسانتره پس از خشك شدن توسط لودر به داخل اين دريچه­ها ريخته و از طريق يك شوت به روي نوار نقاله­اي كه در زير سكو قرار دارد انتقال داده شده بوسيله اين نوار به سمت سيلوي ذخيره حمل مي­گردد و مواد پس از تجمع در سيلوي ذخيره، از طريق واگن­هايي كه به زير سيلو انتقال داده مي­شوند بارگيري شده و به اصفهان ارسال مي­گردد.

 

 

 

25 دی 1392 In مقاله های معدن

تهیه کننده : جعفری

سی و یکمین گردهمایی علوم زمین آذر 91

سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور

مروری بر رویکردهای فرآوری نرمه فسفات

 

 

◊◊◊◊

چكيده :

 

با توجه به روند رو به افزایش نیازمندی­های اولیه صنایع معدنی، بهره­گیری از منابع متنوع و افزایش بهره­وری از مواد معدنی استخراج شده ضروری می­باشد. استفاده از ذخایر با عیارهای کمتر و نیز بهره­گیری از باطله­ها و مواد معدنی که قابلیت تغلیظ با سیستم­های فعلی را ندارند، از اهم فعالیت­های مد نظر قرار می­گیرد. امروزه در کشور ما، در عمده فرآیندهای فرآوری فسفات، بخشی از باطله که حاوی درصد بالایی از فسفات است به نرمه تبدیل ­شده و هدر می­رود. با توجه به دستیابی به بازیابی بیشتر فسفات، سعی در شناخت و بررسی روش­های نوین فرآوری نرمه­های فسفات، جهت جایگزینی با روش­های امروزی شده است. در بیشتر واحدهای فرآوری مواد معدنی، نرمه­های تولید شده، به دلیل مکانیزم فرآوری خاص و پیچیده و همچنین خصوصیات فیزیکی آن­ها مانند، شکل و دانه­بندی، از چرخه فرآوری خارج شده و به سد باطله منتقل می­شوند. این در صورتی است که هم­اکنون روش­های مختلفی جهت فرآوری نرمه­ها از جمله، فلوتاسیون ستونی، فلوکولاسیون، ترکیبی از دو روش فلوتاسیون - فلوکولاسیون و لیچینگ، ابداع گشته که در این مقاله به معرفی این روش­ها جهت فرآوری و بازیابی نرمه موجود در باطله کارخانه فرآوری فسفات پرداخته می­شود.

 

کلمات کلیدی: نرمه فسفات، باطله، فلوتاسیون ستونی، فلوکولاسیون، لیچینگ، بازیابی

 

 

Abstract:

 

The ultrafine particles produced during phosphate ore grinding are considered to be unrecoverable by conventional flotation methods. In many processing plants these particles, which contains substantial amounts of phosphate, are separated by hydrocyclone and discarded. In this paper the new methods that can be used to process the ultrafine particles are reviewed. The application of column flotation, flocculation and leaching in separation of ultrafine phosphate from plant tailings are explained.

 

Keywords : Ultrafine phosphate, column flotation, flocculation, leaching, tailings

 

◊◊◊◊

مقدمه :

 

در عمده فرآیندهای استخراج و فرآوری، بخشی از مواد معدنی که حاوی درصد بالایی از ماده با ارزش می­باشد، به نرمه تبدیل می­شود. نرمه در فرآیندهای مختلف ابعاد متفاوتی را شامل می­شود. در برخی از فرآیندها، همچون فرآوری فسفات ابعاد کمتر از 400 مش یا 37 میکرون به عنوان نرمه تلقی شده و از چرخه کانه آرایی خارج می­شود. نکته مشترک در همه این فرایندها این است که مقدار زیادی از محصول با ارزش دور ریزی شده و به سد باطله ریخته می­شود. (رضایی، بهرام،1376). جهت دهی تحقیقات برای یافتن روش­های خاص بر فرآوری این گونه مواد توجیه اقتصادی بسیاری دارد. در سال­های اخیر ازدیدگاه­های متفاوتی فرآوری ذرات ریز کانی (نرمه) مورد مطالعه قرار گرفته و بدین منظور روش­های جدیدی برای بازیابی نرمه نیز ارائه شده است. سیستم­هایی همچون آگلومراسیون، فلوتاسیون امولسیونی و فلوتاسیون روغن در آب به عنوان روش­هایی برای افزایش نرخ فلوتاسیون ذرات ریز پیشنهاد شده­اند. همه این روش­ها دارای نقص­هایی هستند که در بسیاری از موارد به خصوص در رابطه با فسفات به علت ویژگی­های خاص فیزیکی ذرات نرمه قابل استفاده نیستند. (رضایی، بهرام، 1375). بررسی انواع روش­های فرآوری نرمه ها نیاز مند تحقیقات بسیار وسیعی می­باشد از طرف دیگر هر روش فرآوری نرمه­ها، بایستی مواردی نظیر امکان پذیری اقتصادی، بازیابی وزنی، تولید و همچنین مسائل زیست محیطی را نیز مد نظر قرار دهد. نرمه ها علاوه بر اینکه با مکانیزم­های مختلف بر کارآیی سیستم تغلیظ اثر منفی دارند، باعث مصرف بیش از حد مواد شیمیایی در فرآیند فلوتاسیون می­شود. به عنوان مثال 30 درصد فسفات استخراج شده در ایالات فلوریدای آمریکا و مقادیر قابل توجهی باریت، فلورین و دیگر کانسنگ های روی، آهن، طلا و اورانیوم به خاطر ریز بودن بیش از حد ذرات، قابلیت استحصال خود را از دست داده و وارد سدهای باطله می­شوند. (رضایی، بهرام،1377)

ذرات بسیار ریز در سیستم­های مختلف فرآوری ویژگی­های مختلفی دارند، به طوری که در برخی فرآیندها مانند انحلال شیمیایی، دانه ریز بودن یک مزیت بوده و موجب افزایش سینتیک واکنش­ها در انحلال می­شود. اما در فلوتاسیون عموماً ابعاد زیر 10 تا 20 میکرون قابلیت شناور شدن ندارند و یا مقادیر بیش از حد اقتصادی از مواد شیمیایی مصرف می­کنند که طبیعتاً از ارزش اقتصادی محصول به دلیل قیمت تمام شده می­کاهد. در حالت کلی می­توان گفت که با کاهش ابعاد ذرات در حد نرمه، خواص مورفولوژی، کانی شناسی و شیمی سطح ذرات تغییر می­کند. (Sivamohan, R., 1990)

بطور معمول می توان گفت که نرمه­ها، هم بر عیار و هم بر بازیابی اثر منفی می گذارند. ضمن اینکه مسائلی همچون پایداری کف را نیز موجب می­شوند. فرآوری نرمه ها مشکلات زیر را در بر می­گیرد:

1.       نرمه­ها باعث افزایش انرژی سطحی ذرات می­شوند این امر موجب جذب کلکتور و غیر انتخابی تر فرآیند می­شود.

2.    بدلیل کاهش شدید جرم ذرات، احتمال برخورد ذرات ریز و چسبیدن آن­ها به حباب­های هوا کاهش پیدا می­کند.

3.    با کاهش ابعاد، میزان سطح مخصوص ذرات افزایش یافته و با پایداری زیاد ذرات ریز، مصرف مواد شیمیایی در فلوتاسیون و نیز پایداری کف افزایش می یابد. هر دو این موارد باعث افزایش هزینه های فلوتاسیون می­شود.

4.    در ذرات ریز نیروهای کششی و نیروهای مویین افزایش یافته و این موضوع باعث کاهش آهنگ آسیا کردن ذرات نرمه می­شود که در نهایت موجب افزایش هزینه خواهد شد.

5.    وجود نرمه­ها باعث عدم کنترل آنیون­ها و کاتیون­های موجود در پالپ می­شود. (P.somasundaran,1980)

6.    یافته­های محققین نشان می­دهد که فرایندهای فیزیکی برخورد، چسبیدن و جدایش بین ذرات نرمه و حباب­ها در سلول­های فلوتاسیون حکم­ فرما می­باشند. بسیاری محققین تلاش کردند که این زیر فرایندها را از نقطه نظر کمی ابعاد ذرات تجزیه و تحلیل کنند، اما با توجه به تاثیر فاکتورهای دیگری غیر از رفتار فیزیکی به موفقیت کامل دست نیافتند.

برخورد: قبل از اینکه ذرات شناور شوند، بایستی با حباب­های هوا برخورد کرده و به آنها بچسبند. مکانیزم برخورد در جریان­های مغشوشی که در سلول­های فلوتاسیون بوجود می­آید، بسیار پیچیده است. کاملا واضح است که ذرات جامد بایستی نیروی جنبشی معینی را در برابر مقاومت حاصل از تنش در جریان آبی که در اطراف حباب­های هوا جریان دارد داشته باشند. بدین خاطر بسیاری از نرمه­ها بدون اینکه به حباب­های هوا برخورد کنند در اطراف حباب ها قرار می­گیرند و فلوته می­شوند.

چسبندگی: اتصال موفق ذرات به حباب­های هوا بستگی به شکل برخورد ذره با حباب هوا دارد. گسیختگی سطح حباب­های هوا فوری و آنی نیست و به مدت زمان معینی نیاز دارد. در حین زمان چسبیدن، ابتدا سطح حباب هوا تغییر شکل داده و لایه فیلم آب بین حباب ها و ذرات، نازک شده و در نهایت گسیختگی رخ می­دهد. در حالت کلی احتمال موفقیت برخورد و چسبندگی، متناسب با ابعاد ذرات می باشد. به همین دلیل است که احتمال شناور شدن ذرات نرمه کاهش می­یابد. ضمن اینکه سطح مخصوص بسیار زیاد نیز در رفتار هیدرودینامیکی آن­ها در محیط پالپ فلوتاسیون اثر می­گذارد.

جداشدن ذرات: نیروهای ثقلی و ترکیبات حاصل از تلاطم سیال، بر چسبیدن ذرات به حباب­ها اثر گذاشته و باعث ایجاد تنش­هایی بین ذرات و حباب­ها می­شوند. بخشی از ذرات در برخورد با حباب­های هوایی که به سمت بالا می­آیند، از حباب­ها جدا می­شوند. این احتمال جداشدن تابعی از بعد ذرات می­باشد. بر اساس این تحلیل­ها، تنش­ها در سطح پوسته حباب هوا توسعه پیدا کرده و حباب در معرض ناگهانی تنش حاصل از سیال مغشوش قرار می­گیرد. بی حرکت ماندن ذرات سنگین در طول حرکت حباب باعث به وجود آمدن خلأیی در پشت حباب شده و باعث می­شود که پوسته حباب هوا تحت فشار قرار بگیرد. (King, R.P., 1982). برهم کنش سطح حباب­ها با ذرات بزرگتر از یک طرف و همچنین بر هم کنش ذرات خیلی ریز از طرف دیگر نیز می­توانند بر پدیده فلوتاسیون مؤثر باشند. در حالتی که غلظت کلکتورها در محلول آبی زیاد باشد، ذرات را احاطه کرده و حباب های هوا نیز کلکتورها را جذب می­کنند و باردار می­شوند. زمانی که ذرات خیلی ریز باشند، اثرات الکتریکی بین آن­ها دارای اهمیت بیشتری است و حباب­ها ممکن است سریعاً توسط نرمه­ها پوشش داده شوند و از برخورد بین ذرات بزرگتر و حباب ها جلوگیری کنند. در این شرایط بازیابی به شدت کاهش می­یابد. ضمن آنکه پایداری کف نیز افزایش یافته و جابجایی آن­ها در محیط با مشکل روبرو خواهد شد. نرمه زدایی معمولاً روشی متداول برای کاهش آثار منفی نرمه­هاست. حذف نرمه بیشتر شبیه پاک کردن صورت مسئله است، زیرا نرمه­ها دارای درجه آزادی بسیار بالا بوده و از طرف دیگر با توجه به طبیعت قابلیت خردایش مواد معدنی و باطله، در موارد زیادی درصد حضور کانه مفید در نرمه افزایش می­یابد. بنابراین حذف نرمه از طرفی مشکل رفتار آن را حذف می­کند، اما از طرف دیگر موجب اتلاف زیاد کانه می­شود. (king, R.P., 1986).) اتلاف مقدار قابل توجهی از فسفات به صورت نرمه باعث روی آوردن به روش­های نوینی شد که امروزه در کشورهای مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. به علت کاهش عیار و بازیابی در صورت وجود ذرات ریز در سیستم­های معمول، ذرات نرمه جدا شده و عملیات فرآوری بر حسب نیاز بر روی آن­ها انجام می­شود.  با توجه به شرایط نرمه­ها در صنعت فسفات و وجود ذخایر متنوع آن در سنگ­های رسوبی، آذرین و دگرگونی، باطله­های متفاوتی همراه با کانی­های فسفاته وجود دارند. روش­های مورد تحقیق برای انواع فسفات مورد بررسی قرار گرفته­اند. فلوتاسیون فسفات در حالت معمول با حذف نرمه قبل از فلوتاسیون همراه است، از آنجا که با حذف نرمه میزان قابل توجهی فسفات با عیار نسبتاً بالا و درجه آزادی بسیار مطلوب از دست می­رود اثرات اقتصادی و زیست محیطی زیادی در صنعت فسفات خواهد داشت. در Jordan از فلوتاسیون ستونی جهت بهبود بازیابی و همچنین عیار فسفات بهره برده­اند. (Salah al-Thyabat, 2010) این روش باعث افزایش بازیابی به بیش از 90 درصد در مطالعات پایلوت فسفات فلوریدا و فسفات سیلیسی برزیل شده است. (Fortes, et al., 2007)). برزیل دارای 4 میلیون تن تولید سالانه فسفات است در سال­های اخیر تولید ذرات 7-10 میکرون در طی عملیات خردایش افزایش یافته و ذرات فوق نرمه توسط فلوتاسیون ستونی با عیار بالا بازیابی می­شوند. (Wyslouzil, 2009) پلیمرهایی با عملکردهای موفق در بهبود برخی کارخانه­های  فرآوری در فلوریدا یافت شده است. افزودن مقدار کمی از پلیمرها (فلوکولانت ها) در فلوتاسیون آمینی آب می­تواند در برخی کارخانه ها مصرف آمین را کاهش دهد در حالیکه کیفیت محصول را بهبود می­بخشد. افزایش فلوتاسیون نرمه­های فسفات توسط پلیمرهای غیر یونی نیز در مقاله­ها گزارش شده است. با نتیجه بخش بودن بکار بردن پلیمرها در فلوتاسیون آمینی، گرایش به رشد استفاده از پلیمرها جهت بالا بردن فلوتاسیون رافر ایجاد شد.(Jan D.miller, 2001). اگر چه فرآیندهای فلوتاسیون مختلف در حذف ناخالصی­های نسبتا درشت موفق بوده­اند، لیکن در مورد مواد دانه ریز چندان موفق نبوده­اند. فرآیندهای فلوکولاسیون انتخابی وجود دارند که از اواخر دهه 60 گسترش یافته­اند. این روش در فلوریدا به طور عمده برای فرآوری فسفات مورد استفاده قرار گرفته است. این روش جدایش، بازیابی کانی­های نرمه را که به صورت ذرات باطله از دست رفته­اند (در حالی که باطله نیستند) افزایش می­دهد. این روش ممکن است برای جدایش دو یا چند کانی نرمه که به صورت ذرات ریز در یک پالپ رقیق پخش شده­اند به کار برده شود. فرآیند فلوکولاسیون انتخابی برای بعمل آوری نرمه­های کانه­های فسفات شامل فرایند انتخابی فلوکولاسیون برای فرآوری کانه­های فسفات جهت شکل­گیری آپاتیت و مخلوطی از کانه­های سیلیکاته بمنظور جدایش، تعیین ارزش، از جمله بازیابی ذرات نرمه بخصوص از فراکسیون­هایی با سایزهای ذرات کمتر از 40 میکرون فراهم شده است.(Albany research center, 2001)

با کنترل دقیق محیط یونی در یک سوسپانسیون از ماده مورد نظر این امکان وجود دارد که بتوان ذرات کانی با ارزش را فلوکه کرده و اجازه دهیم که ناخالصی­های موجود در پالپ پراکنده بمانند. همچنین این روش به صورت معکوس برای فلوکه کردن ذرات ناخالصی و جدا کردن آن­ها از کانی با ارزش به کار می­رود. از جمله عواملی که روی فلوکه شدن ذرات اثر دارند، می­توان به شدت هم زنی، ویسکوزیته پالپ، زاویه تماس و ... اشاره کرد.  (Albany research center, 2001)

 

 

◊◊◊◊

 

روش­های فرآوری نرمه فسفات

 

فلوتاسیون نرمه فسفات

 

ذرات ریز در اثر به دام افتادن در بین ذرات درشت­تر و همچنین گیر افتادن در بین حباب­ها و ذرات درشت به سمت کنسانتره هدایت می­شوند . بنابراین، اگر ذرات درشت به سیستم اضافه نشوند، بازیابی ذرات ریز فقط شامل عملیات فلوتاسیون واقعی و دنباله­روی است. فلوتاسیون واقعی زمانی اتفاق می­افتد که سطح ذرات ریز به حباب هوا بچسبند و حباب  ذرات را به سمت بالا ببرد. ذرات جذب شده پس از رسیدن به سطح سلول از کف جدا می­شوند. دنباله­روی ذرات هنگامی اتفاق می­افتد که ذرات از پالپ به درون کف کشیده شوند.             ( King.  R. P.,1986 )

فلوتاسیون واقعی یک فرآیند انتخابی است در حالی که دنباله­روی  یک فرآیند غیر انتخابی است. به طور کلی برای سیستمی متشکل از ترکیبات مختلف پدیده­ی دنباله­روی، محصولی با عیار پایین­تری را خواهد داد. مکانیزم جذب غالب و برجسته در ذرات بسیار ریز پدیده­ی دنباله روی است در حالی که این می­تواند در بسیاری از سیستم­ها که درجه­ی انتخابی بالایی دارند می­تواند درست باشد. (George, P., et al, 2004) ) . فلوتاسیون فسفات در حالت معمول با حذف نرمه قبل از فلوتاسیون همراه است، از آنجا که با حذف نرمه میزان قابل توجهی فسفات با عیار نسبتاً بالا و درجه آزادی بسیار مطلوب از دست می­رود اثرات اقتصادی و زیست محیطی زیادی در صنعت فسفات خواهد داشت. در Jordan از فلوتاسیون ستونی جهت بهبود بازیابی و همچنین عیار فسفات بهره برده­اند. (Salah al-Thyabat, 2010) این روش باعث افزایش بازیابی به بیش از 90 درصد در مطالعات پایلوت فسفات فلوریدا و فسفات سیلیسی برزیل شده است. (Fortes, et al, 2007). برزیل دارای 4 میلیون تن تولید سالانه فسفات است در سال­های اخیر تولید ذرات 7-10 میکرون در طی عملیات خردایش افزایش یافته و ذرات فوق نرمه توسط فلوتاسیون ستونی با عیار بالا بازیابی می­شوند. (Wyslouzil, 2009). پلیمرهایی با عملکردهای موفق در بهبود برخی کارخانه­های  فرآوری در فلوریدا یافت شده است. افزودن مقدار کمی از پلیمرها (فلوکولانت­ها) در فلوتاسیون آمینی آب می­تواند در برخی کارخانه­ها مصرف آمین را کاهش دهد در حالیکه کیفیت محصول را بهبود می­بخشد. افزایش فلوتاسیون نرمه های فسفات توسط پلیمرهای غیر یونی نیز در مقاله­ها گزارش شده است. با نتیجه بخش بودن بکار بردن پلیمرها در فلوتاسیون آمینی، گرایش به رشد استفاده از پلیمرها جهت بالا بردن فلوتاسیون رافر ایجاد شد.(Jan D.miller, 2001)). ستون­های فلوتاسیون، دارای عمق کف بیشتری نسبت به سلول­های معمولی بوده و این امر باعث کاهش دنباله­روی شده و همچنین برای ذرات نرمه به علت فرصت بیشتر جهت جدایش مورد استفاده قرار می­گیرد. برای برزیل و جردن فلوشیت شماتیکی از مدار پیشنهادی فلوتاسیون ذرات فوق نرمه ارائه شده است که در شکل 1  نشان داده شده است.  (Wyslouzil, H., 2009)

 

                    

شکل1. تصویری از فلوشیت پیشنهادی جهت بازیابی نرمه،های فوق ریز فسفات

 

 

 فلوکولاسیون انتخابی نرمه فسفات

 

فلوکولاسیون انتخابی شامل، تفرق ذرات نرمه، جذب انتخابی پلیمر روی ذراتی که تمایل به فلوکه شدن دارند، تشکیل و جدایش توده­ها می­باشند. در فلوکولاسیون از پلیمرهای آلی دارای زنجیره بلند هیدروکربنی، برای درست کردن پل بین ذرات استفاده می­شود. پلی اکریل آمید (PAA)، متداول­ترین فلوکولانت مورد استفاده در صنعت است. (wills, 2006). این روش به صورت معکوس برای فلوکه کردن ذرات ناخالصی و جدا کردن آن­ها از کانی با ارزش به کار می­رود. از جمله عواملی که روی فلوکه شدن ذرات اثر دارند، می­توان به شدت هم زنی، ویسکوزیته پالپ، زاویه تماس و ... اشاره کرد. طبق مطالعات انجام شده اگر پس از تست فلوکولاسیون، روش فلوتاسیون مکانیکی اعمال شود، میزان دور هم زن تاثیر زیادی در پایداری فلوکه­ها دارد. بنابراین شدت هم زنی نباید از یک مقدار بهینه تجاوز کند. به وضوح مشخص شده است که با اضافه کردن مقادیر زیادی متفرق ساز ویسکوزیته به طور افزاینده­ای به سمت حداقل مقدار کاهش یافته و از آن طرف افزودن بیش از حد معینی ماده متفرق ساز سبب افزایش دوباره گرانروی می­گردد. بنابراین وقتی پالپی حاوی ذرات با ارزش به حالت تفرق بیش از حد می­رسد، ذرات مورد نظر بهتر از وقتی که ویسکوزیته حداقل باشد، آزاد می­شوند و ذرات آزاد شده با ارزش به یکدیگر می­چسبند. دلیل این امر احتمالا به خاطر قدرت یونی بالای متفرق ساز افزوده شده است. هیدروفوبیسیته ذرات نرمه که معمولا در ارتباط با زاویه تماس بررسی و بیان می شود، یک فاکتور کلیدی در فلوکولاسیون ذرات هیدروفوب می باشد. این اثر در حضور یک کمک فلوکولانت مثل کروزین، بهتر نمایان می­شود. اثر حضور کروزین نیز در یک بازه بهینه از زاویه تماس نمایان خواهد شد. (Attia,1982). در جدول 1 خصوصیات انواع فسفات به همراه نوع فلوکولانت مورد استفاده جهت فلوکولاسیون انتخابی نرمه های فسفاته آورده شده است.

 

 
 

جدول 1. انواع فسفات و مشخصات شیمیایی فلوکولاسیون

 

 

 

ردیف

نوع کانه

محقق

کانه همراه (ناخالصی)

عیار(%)

بازیابی

PH

ابعاد (میکرون)

فلوکولانت

1

کلسیم فسفات سه هیدروژنه

Pradip, 1991

کوارتز

از 21 به 32

از 75 به 80

11

15-

پلی اکریل آمید (PAA)

2

آپاتیت

Song.S, 1999

هماتیت

از 18 به 40

از 80 به 95

5-6

30-

سدیم اولئات (NaOl)

3

هیدروکسی آپاتیت

Rubid.J, 1987

کوارتز و کلسیت

از 29 به 85

از 70 به 80

10 - 11

20-

پلی اکریل آمید (PAA)

4

فسفات هند (P2O5)

Singh.R, 1992

رس

-------

--------

قلیایی

10-

سدیم اولئات (NaOl)

5

فسفات فلوریدا (P2O5)

Sivamohan.R, 1990

رس

--------

--------

قلیایی

1 - 10

سدیم اولئات (NaOl)

 

 

فرآیند دیگری که برای جدایش و بازیابی کانی های غیر فلزی به خصوص فسفات، به علت وجود سایزهای غیر یکنواخت دارای ذرات کلوئیدی به کار می رود مورد استفاده ذرات نرمه قرار می­گیرد. این فرآیند جهت بازیابی لجن­های نرمه فسفاته عیار بالا با استفاده از پلی اکریل آمید صورت می­گیرد .(Song, Sh., 1999)از فلوکولانت انتخابی قبل از فرآیند فلوتاسیون است. در این فرآیند کانه با عاملی قلیایی به صورت پالپ درآمده، سپس کلکتور فلوتاسیون افزوده می شود و مخلوط در تماس با یک پلیمر غیر یونی، آبران و با وزن مولکولی بالا جهت فلوکه کردن، فرایند انتخابی فلوکولاسیون برای فرآوری کانه­های فسفات جهت شکل­گیری آپاتیت و مخلوطی از کانه­های سیلیکاته بمنظور جدایش، تعیین ارزش، از جمله، بازیابی ذرات نرمه بخصوص از فراکسیون­هایی با سایزهای ذرات کمتر از 40 میکرون فراهم شده است. فرآیند به ترتیب شامل سه مرحله زیر است:

الف)مرحله اول آمادگی کانه توسط تماس ذرات پالپ کانه با یک عامل آماده­ساز از جمله سدیم سیلیکات می­باشد.

ب) مرحله دوم فلوکولاسیون با شکل دادن انتخابی فلوکه­های آپاتیت بوسیله رقیق کردن پالپ نتیجه شده از مرحله اول با آب، توسط افزودن یک عامل فلوکه کننده ترکیب شده با سر انحلال کننده آب بوده که پلیمر آنیونی قابلیت فیکس کردن ذرات آپاتیت را داشته و عامل فلوکولاسیون مذکور شروع به تشکیل کلوئیدهای انتخابی مشتق شده، نشاسته­ها و پلی ساکاریدهای عمومی، شامل گروه­های کربوکسیل می­کند.

پ)مرحله سوم جدایش توسط عملیات ته نشینی و ترسیب کانی­های پراکنده شده و مواد فلوکه شده است که ذاتاً ترکیبات آپاتیت هستند و در نهایت مستقیمأ بازیابی می­شود. جدایش موثر روی مواد فلوکه شده تنها در محدوده ابعاد حدود 40 میکرون است. .(Gerard,b., 1980)  از طرفی به علت وجود کانی­های آهن دار، مانند هماتیت در برخی از فسفات­ها بخصوص فسفات اسفوردی می­توان خصوصیات فلوکولاسیون این ناخالصی را مد نظر قرار داد. در معدن اسفوردی بالاترین ناخالصی موجود در کانه فسفاته، کانی های آهن­دار می­باشد. خصوصیات فلوتاسیون و فلوکولاسیون نرمه هماتیت با استفاده از اولئات سدیم، از طریق تحرک الکتروفورتیک (حرکت ملکول­های کلوئیدی در یک سیال که عکس العملی در برابر میدان الکتریکی است)، بازه PH برای فلوکولاسیون دارد. شرایط برای فلوکولاسیون ایده ال تابعی پیچیده از غلظت اولئات، PH و شیمی محلول اولئات می­باشد. (Shibata, J., et al,2003). یک زون صاف و شفاف از فلوکولاسیون می­تواند در یک بازه گسترده از PH بسته به غلظت اولئات حاصل شود. افزایش غلظت اولئات نتایجی را در افزایش پایداری فلوکولاسیون و نیز توسعه خصوصیات نشان داده­اند که اضافه کردن مقدار کمی کروزین، فلوکولاسیون ذرات نرمه آبران هماتیت را که به وسیله جذب سطحی یون های اولئات آبران شده­اند، به مقدار زیادی افزایش می­دهد. این اثر تنها به غلظت کروزین وابسته نیست، بلکه به هیدروفوبیسیته ذرات کانی نیز وابسته است.با استفاده از تکنیک صفحه واژگون (شیب دار کردن صفحه)، نیروی چسبندگی تعیین شده برای ذرات کانی آبران، نشان داده که افزودن کروزین، نیرو را تا حدود 280 fold (بار) در مقایسه با عدم استفاده از کروزین افزایش می­دهد و این نیرو تابعی نمایی از زاویه تماس ذرات می­باشد. مطالعات سینتیک فلوکولاسیون (پالپی آماده می­شود که دارای 8 گرم نمونه بوده و 800 میلی لیتر آب بدون نمک می باشد)، همراه با اندازه گیری­های نیروی چسبندگی ذرات آبران، نشان داده است که اثر مثبت کروزین روی فلوکولاسیون ذرات آبران عمدتأ به علت مقاومت و استحکام توده­ها بوده و بنابراین توده­ها می­توانند نیروی گسیختگی ذرات که بزرگتر از جریان های متلاطم است را تحمل کند. فلوکولاسیون هیدروفوبی (فلوکولاسیون ذرات آبران)، به عبارت دیگر تراکم ذرات نرمه آبران در محلول­های آبی به علت فعل و انفعالات هیدروفوبی و میدان­های برشی دارای شدت کافی، اخیرأ جلب توجه کرده است.  (Song, Sh., Lopez-Valdivieso, A., Ding, Y., 1999)

 

لیچینگ نرمه فسفات

 

در عملیات لیچینگ، ماده معدنی در تماس با حلالی مناسب قرار می­گیرد که در نتیجه­ آن با انحلال کانی­ها یا ترکیباتی خاص از ماده مورد نظر، محلولی غنی شده با غلظت کافی به دست می­آید. در طی این عملیات لازم است حلال مورد استفاده بر روی سایر کانی­های تشکیل دهنده سنگ معدنی تاثیر زیادی نداشته باشد و میزان آن­ها در محلول غنی شده از حد مجاز بیشتر نباشد. بنابراین شناخت پارامترهای موثر بر انحلال کانی با ارزش و کانی­های گانگ از قبیل نوع و غلظت مواد شیمیایی مورد استفاده، درجه حرارت، فشار و ... ضروری است. از جمله تکنولوژی­های مورد استفاده در لیچینگ فسفات­ها با توجه به منشأ ماده معدنی و ناخالصی­های همراه، لیچینگ درجا و توده­ای، ستونی، هم زنی، مخزنی و ...، می­باشند، اما یک روش سریع برای لیچینگ انتخابی آپاتیت، از سنگ­های گرانیتی در نتیجه تعیین عناصر نادر خاکی (REE) و فسفر (P) موجود در آپاتیت، با استفاده از طیف سنجی انتشار نور پلاسما القایی (ICP-OES)، پس از انحلال جزئی سنگ گرانیت و آپاتیت خالص انجام شده است. ( Gasquez, J., 2005).انحلال با اسید نیتریک در سیستم باز انجام شده و عناصر موجود در شبکه کریستالی آپاتیت با فرآیند تبادل کاتیون از هم جدا شده­اند. نمونه­ای از آپاتیت خالص موجود در سنگ­های گرانیتی، توسط 14/0 مول بر لیتر اسید نیتریک، حل می­شود. نتایج نشان داده است که آزاد شدن عناصر نادر خاکی در نتیجه لیچینگ آپاتیت می­باشد. نتایج مشابه مربوط به فراوانی مطلق عناصر نادر خاکی، از انحلال جزیی گرانیت برای استحصال آپاتیت خالص دریافت شده است.این روش ساده و سریع می­تواند برای تعیین عناصر نادر خاکی در آپاتیت به عنوان یک شاخص برای اکتشاف مواد معدنی به کار رود، اگر چه استفاده از آن در پترولوژی نیز ممکن است. سودمندی عنصر ردیاب موجود در فازهای کانی شناسی مختلف و استفاده از آن در اکتشافات ژئوشیمیایی است به خوبی شناخته شده است. آپاتیت یک کانی فرعی در بسیاری از انواع مختلف سنگ­ها و به ویژه در ترکیبات گرانیتی می­باشد. حضور عناصر شیمیایی در آپاتیت و پتانسیل بالای آن در اکتشافات ژئوشیمیایی با توجه به جانشینی تعداد زیادی از کاتیون­ها و آنیون­ها ممکن است در درون ساختار آن جایگزین شده است. اخیرأ در یک مطالعه ثابت شده است که آپاتیت­های موجود در انواع مختلف گرانیت را می­توان به طور ژئوشیمیایی با توجه به عناصر Sr، Y، Mn و REE که موجود در شبکه کرسیتالی آن­ها می­باشد، از هم تشخیص داد.غلظت عناصر نادر خاکی در محلول حاصل از لیچینگ با نسبت آپاتیت اضافه شده در نمونه­های فرضی و یا مصنوعی سازگار هستند و با حضور فسفر در نمونه­های طبیعی شناسایی شد­ه­اند. آزاد شدن عناصر نادر خاکی از فاز­­های مختلف کانی­شناسی در مورد آپاتیت حاصل از لیچینگ مداوم سنگ­های گرانیتی، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از میزان آزاد شدن عناصر نادر خاکی از آپاتیت برای اندازه­گیری الگوی توزیع آن­ها در خاک و در سنگ­های گرانیتی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. 6/0 مول بر لیتر HCl برای لیچینگ در زمان­های مختلف واکنش، از 24 تا 800 ساعت مورد استفاده قرار گرفته است. لیچینگ آپاتیت از پگماتیت­ها و گرانیت با استفاده از اسید نیتریک در غلظت­های 14، 7، 4/1و 14/0 مول بر لیتر انجام شده است. کمتر از 14/0 مول بر لیتر از اسید نیتریک، عملیات لیچینگ به علت مشکل شدن بازیابی کل عناصر نادر خاکی موجود در آپاتیت نمی­تواند انجام شود. این اولین باری است که این نوع فرآیند، یعنی، انحلال جزیی آپاتیت با استفاده از اسید نیتریک انجام می­شود. بنابراین، می­توان نتیجه گرفت که لیچینگ اسیدی، با استفاده از 14/0 مول بر لیتر اسید نیتریک، برای انحلال انتخابی و تولید آپاتیت از نمونه اصلی، مناسب است. همچنین روش پیشنهادی دارای مزایایی از قبیل، هزینه کم، سرعت و سادگی، در مقایسه با آنالیز کامل سنگ می­باشد. آزمایش­های لیچینگ با استیک اسید به منظور حذف گانگ کربناته و افزایش عیار P2O5 انجام شده و تاثیر عوامل مختلف همچون، زمان، غلظت استیک اسید و نسبت مایع/جامد مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعات کانی­شناسی کانسنگ فسفات حاوی گانگ کربناته نشان داده است که بخش اعظم  باطله را کانی­­­های کربناته و سیلیکاته تشکیل می­دهند. میزان ترکیبات اصلی آن عبارتند از،  P2O5 حدود 19 تا 20 درصد، CaO تقریبا 48 تا 50 درصد، SiO2، 9 تا 11 درصد به همراه Fe2O3 به مقدار 2 تا 3 درصد. کربنات­های موجود در سنگ­های فسفاته، به سادگی با هر اسید قوی قابل انحلال­اند. متأسفانه اسیدهای قوی در هنگام لیچینگ کربنات­ها، آپاتیت را هم حل می­کنند. این موضوع یکی از موانع اصلی برای بکارگیری فرآیندهای لیچینگ اسیدی در جداسازی کربنات­ها، مخصوصا دولومیت از کانسنگ­های فسفات است. برای جلوگیری از لیچینگ فسفات، اسیدهای ضعیف به عنوان عوامل لیچینگ، تاثیر مناسبی دارند. معمولا این اسیدها بسیار هزینه بر هستند. با این وجود، به دلیل پایین بودن هزینه سرمایه­ای آن و اثر بالای آن در حذف کربنات­ها، لیچینگ اسیدی به کرات مورد مطالعه قرار گرفته است. اسیدهای آلی ضعیف مانند اسید استیک، اسید سیتریک و اسید فرمیک نیز می­توانند برای لیچینگ کربنات­ها استفاده شوند. به نظر می­رسد که اسید استیک مزیت­های بیشتری دارد. اسید استیک مصرف شده در فرآیند با واکنش استات کلسیم و اسید سولفوریک بازیابی می­شود. نتیجه اینکه استفاده از روش لیچینگ با اسید استیک تاثیر زیادی در افزایش P2O5 داشته است، به گونه­ای که با استفاده از استیک اسید با غلظت 10 درصد و با نسبت جامد به مایع 5/1، محصولی با عیار 19/31 درصد P2O5 و بازیابی 9/99 درصد به دست آمده است.(کليني، محمد جواد. 1384)

 

 

 

◊◊◊◊

 

نتيجه گيري :

 

مقداری از فسفات در معادن و ذخایر مختلف زمین­شناسی در طی معدنکاری و خردایش به ذرات ریز و فوق ریز تبدیل می­شوند. این ذرات به علت ریز بودن دارای درجه آزادی مطلوب و همچنین عیار نسبتا بالایی از فسفات می­باشند. فرآوری این مواد نرمه با توجه به حجم تشکیل آن­ها توجیه اقتصادی و زیست محیطی دارد، روش­های متفاوتی در کارخانه­های فرآوری  در عرصه جهانی جهت فرآوری نرمه فسفات به وجود آمده و یا مورد بررسی قرار گرفته است. روش­های مورد استفاده در این زمینه شامل فلوتاسیون نرمه، فلوکولاسیون انتخابی نرمه و لیچینگ اسیدی نرمه فسفات است که جوابگوی تولید فسفات در ابعاد زیر 40 میکرون بوده است. در میان روش­های مورد استفاده، فلوتاسیون توأم با فلوکولاسیون و همچنین لیچینگ نرمه فسفات روش­های مقرون به صرفه­ای محسوب می­شوند که بازیابی مطلوبی به همراه دارند.

 

◊◊◊◊

 

منابع فارسي :

 

رضایی، بهرام. 1377، تکنولوژی فرآوری مواد معدنی( پرعیارسازی ثقلی)، انتشارات دانشگاه هرمزگان.

 

رضایی، بهرام. 1376، تکنولوژی فرآوری مواد معدنی (خردایش و طبقه­بندی)، انتشارات مؤسسه تحقیقاتی و انتشاراتی نور.

 

رضایی، بهرام. 1375، فلوتاسیون، انتشارات دانشگاه هرمزگان.

 

کليني، محمدجواد. آئين پور، ابوالفضل. رئيسي، عليرضا. 1386، پرعیار سازی کانسنگ فسفات موندون به روش­های لیچینگ، کلسیناسیون و مغناطیسی: نشريه علمی-پژوهشی مهندسي معدن، دوره دوم، شماره سوم، صفحه ١١ تا ١٩.

کیان ارثی، محمد. نوع پرست، محمد. شفائی، سید ضیاءالدین. امینی، احمد. 1389، پرعیار سازی کانسنگ فسفات رسوبی پارسا با استفاده از میز لرزان و لیچینگ با اسید استیک.

◊◊◊◊

 

 

 

References:

 

Al-Thyabat,S. 2010, Column Flotation of Non-Slimed Jordanian Siliceous Phosphate, Jordan Journal of Earth and Environmental Sciences, Vol. 3, No 1(17-24).

 

Gasquez,J.  DeLima, E., Olsina, R., Martinez, L., Guardia, M., 2005, A fast method for apapatite selective leaching from granitic rocks followed through rare earth elements and  phosphorus determination by inductively coupled plasma optical emission spectrometr: Talanta.

 

Gasquez,J.  DeLima, E., Olsina, R., Martinez, L., Guardia, M., 2005, A fast method for apatite selective leaching from granitic rocks followed through rare earth elements and phosphorus determination by inductively coupled plasma optical emission spectrometr: Talanta, 67, 824-828.

King. R. P., 1982, Principles of Flotation, Published by the South African Institute of Mining and Metallurgy.

King. R. P.,1986, the Principles of Flotation, Flotation of Fine Particle,P.215-225.

Levlin, E., Hultman, B., 2005, PHOSPHORUS RECOVERY FROM SEWAGE SLUDGE–IDEAS FOR FURTHER STUDIES TO IMPROVE LEACHING: Dep. of Land and Water Resources Engineering, Royal Institute of Technology, S-100 44 Stockholm, Sweden. 

Matis, k., Gallios,G., Kydros,K., 1993, Separation of fines by flotation techniques, Separation Technology, Vol.3, Issues.2(76-90).

Pradip,Moudgil, B.M.,1991, Selective flocculation of tribasic calcium phosphate from mixtures with quartz using polyacrylic acid flocculant, International Journal of Mineral Processing. Vol. 32. Issues.3-4(271-281).

P. somasundaran, 1980, fine particle processing, Henry Krumb School of mines Columbia University New York, pp.669-705

Sekhar, D.M.R., Srinivas, K., Prabhulingaiah G. and Yasser Dassin, 2009, Urea as promoter in the soap flotation of phosphate ores.  Transactions of The Indian Institute of Metals, Vol.62 .No.6 (555-557).

 

Shaikh, A. Dixit,S.G.,1992, Beneficiation of phosphate ores using high gradient magnetic separation, International Journal of Mineral Processing, Vol.37, Issues.1-2.(149-162).

Shaw, Douglas,R., 1987, Selective flocculation process for the recovery of phosphate, Resource Technology Associates.

Shibata, J., Fuerstenau, D.W., 2003, Flocculation and flotation characteristics of fine hematite with sodium oleate: Int. J. Miner. Process. 72 ,25– 32.

Singh, R., Pradip, Sankar,T.A,P., 1992, Selective flotation of Maton (India) phosphate ore slimes with particular reference to the effects of particle size, Vol.36, issues 3-4.(283-293).

Sis, H., Chander,S., 2003, Reagents used in the flotation of phosphate ores: a critical review: Minerals Engineering 16, 577-585.

 

Sivamohan, R., 1990, The problem of recovering very fineparticles in mineral processing — A review,International Journal of Mineral Processing,Vol.28, Issues3-4.(247-288).

Snow, R., Zhang, p., 2001, Surface Modification for Improved Phophate Flotation: Journal of Colloid and interface Science, 256, 132-136.

 

Song, Sh., Lopez-Valdivieso, A., Ding, Y., 1999, Effects of nonpolar oil on hydrophobic flocculation of hematite and rhodochrosite fines: Powder Technology 101, 73-80.

Tahar, W.J. and warren L.J., 1976, The Floatability of very fine particles- A Review, International Journal of mineral processing. Vol .3, P.103.

Wang, Q., Heiskanen,K., 2003, Selective hydrophobic flocculation in apatite-hematite system by sodium oleate, Minerals Engineering, Vol. 5, Issues 3-5.(493-501).

Wills, A., Napier-Munn, T., 2006, Mineral Processing Technology, Elsevier Science & Technology book, seventh Edition.

Wyslouzil, H., 2009, THE USE OF COLUMN FLOTATION FOR THE RECOVERY OF ULTRA-FINE PHOSPHATES ,Canadian Process Technologies Inc.

 

Wyslouzil, H.E., Kohmeunch, J., Christodoulou, L., Fan, M., 2010, COARCE AND FINE PARTICLE FLOTATION, Canadian Process Technologies Inc.

Zhang,p. ,2003, ANIONIC ROUGHER-CLEANER FLOTATION, FLORIDA INSTITUTE OF PHOSPHATE RESEARCH.

Zhang, P., 2001, IMPROVED PHOSPHATE FLOTATION WITH NONIONIC POLYMERS, FLORIDA INSTITUTE OF PHOSPHATE RESEARCH.

Zhang, P., Snow, R., 2001, RECOVERY OF PHOSPHATE FROM FLORIDA PHOSPHATIC CLAYS, Florida Institute of Phosphate Research.

 

 

 

25 دی 1392 In مقاله های معدن

تهیه کننده : احمدی

               جعفری

سی و یکمین گردهمایی علوم زمین آذر 91

سازمان زمین شناسی و اکتشاف معدنی

مزیت­های اقتصادی زهکشی و بازیابی گاز متان در معادن زغال­سنگ

◊◊◊◊

 

1- محمد منتشری*، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی معدن-اکتشاف، دانشکده مهندسی معدن ومتالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر واحد بندر عباس، این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

2-زینب میرزایی، دانشجوی کارشناسی ارشد رشته مدیریت کارافرینی فرهنگی، دانشگاه هنر اصفهان، این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

3- رضا دهقان سیمکانی،استادیار فراوری مواد معدنی، مرکز پژوهشی زغال­سنگ، دانشکده مهندسی معدن ومتالورژی، دانشگاه یزد،این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

 

◊◊◊◊

 

چكيده :

 

در معادن بزرگ زغال­سنگ در کنار استخراج حجم وتناژ بالای زغال­سنگ باید ایمنی در مقابل انفجار گاز متان نیز رعایت شود. واضح است با افزایش استخراج زغال­سنگ، خطر انفجار نیز افزایش می­یابد. این در حالی است که در صورت زهکشی و بازیابی  به موقع گاز متان و استخراج  آن نه تنها ایمنی کافی در معادن زغال­سنگ تامین می­گردد بلکه در گرو این پیشگیری، سود اقتصادی نیز افزایش می­یابد زیرا هزینه­های زهکشی گاز متان در مقابل امتیازاتی همچون تولید برق از گاز زهکشی شده، اعتبار کربن، فرصت در جهت استخراج بیشتر و همچنین امتیازات زیست محیطی جبران می­گردد.

در مقاله پیش­رو مزیت­های اقتصادی حاصل از بکارگیری فناوری­های نوین زهکشی متان در معادن زغال­سنگ مرور شده است.

 

كليد واژه­ها:مزیت، اقتصاد، زغال­سنگ، متان، زهکشی

 

 

 

Abstract:

 

Having a safe environment and preventation of the explosions in mechanized coal mines are of crucial importance. With increasing the mine capacity and the speed of the enhancement and progress in coal mines, the risk of explosion in also increased. However, methane drainage technologies are able to increase both the mining safety and the economical benefits of coal mining operations. In this article, the investment and operating costs of the coal mines methane(CMM) recovery and drainage technologies and the economical advantages of using these techniques are studied. The internation experience shows that the costs of the design and implementation of methane recovery systems are covered due to the benefits of electrical power production from coal mine methane, increasing safety, carbon credit and environmental savings.

 

 

Keywords :Advantage, economics, coal, methane, drainage

◊◊◊◊

 

 

 

مقدمه :

در معادن زغال سنگ پیشرفته برای به دست آوردن بازده مالی قابل قبول از سرمایه، تولید تناژ بالایی از زغال سنگ ضرورت دارد.

 افزایش میزان استخراج زغال سنگ معمولاً باعث افزایش گاز متان در خروجی می­شود. از یک طرف تولید بدون وقفه زغال­سنگ نباید به دلیل عدم توانایی در جلوگیری از خروج گاز متان محدود شود، و از طرف دیگر تخلف از استانداردهای ایمنی گاز باعث انفجار می­شود و زندگی انسان­ها را به خطر می­اندازد. در کنار تأثیرات مستقیم حوادث مخرب بر روی انسان­ها خسارت­های دیگری را نیز مانند تعهدات کیفری ، توقف تولید و جرائم بر طبق مقرارت به بار می­آورد.

هزینه یک حادثه مخرب برای یک شرکت بزرگ معدنی(شامل هزینه­های قانونی، جبران خسارات و جرائم) حدود 2 میلیون دلار تا بیش از 8 میلیون دلار می­باشد.

در بعضی ازکشورها یک حادثه جدی در یک معدن منجر به تعلیق معدن برای چند هفته می­شود. زیرا کارشناسان باید بررسی­های لازم را انجام دهند تا از تکرار آن جلوگیری نمایند.

هزینه­های زهکشی متان بخشی از هزینه­های معدن­کاری و هزینه­های عملیاتی می­باشد. بنابراین توجیه کافی برای سرمایه­گذاری در استخراج مؤثر گاز وجود دارد. با استفاده از یک روش استخراج مکانیزه در شرایط زمین شناسی مناسب می توان سالانه 2 تا 4 میلیون تن زغال سنگ استخراج کرد. اگر قیمت زغال سنگ $/t40باشد در صورت خروج گاز متان و توقف تولیدات برای 10٪ از زمان ،هزینه این توقف به طور سالیانه از 8 تا 16 میلیون دلار می­باشد .

لذا استفاده از سیستم های زهکشی متان و سرمایه­گذاری برای استخراج گاز متان یک فرصت مناسب برای ایجاد در آمد اضافی می­باشد. ]1،2،3[

◊◊◊◊

 

بحث :

 

اهمیت زهکشی گاز متان در معادن زغال­سنگ

زغال سنگ از جمله منابع انرژی است که از دیرباز مورد استفاده بشر بوده است و با توجه به اثرات سوء زیست محیطی ناشی از احتراق زغال سنگ به دلیل وجود گاز متان درون آن، تلاش­های فراوانی به منظور ابداع روش­ها و فن­آوری­های نوین در جهت کنترل و کاهش آلودگی­های حاصل از این فرایند و افزایش راندمان آن صورت گرفته است.

به طور کلی سه دلیل اولیه برای بازیابی متان در معادن زغال سنگ وجود دارد:

·     اولین دلیل برای افزایش ایمنی معدن است. يكي از محصولات جانبي فرايند زغال شدن، گاز متان مي­باشد. گاز متان به شكل­هاي مختلف درمعادن زغال سنگ تجمع و هواي معدن را آلوده مي­سازد و يكي از خطرناكترين حالت­هاي گاز متان، فوران آني گاز مي­باشد كه مي­تواند ميزان ريسك انفجار را در معدن بالا ببرد و انفجار گاز متان ازجمله حوادث خطرناكي مي­باشد كه در مقايسه با ديگر حوادث معدن بيشترين تلفات و خسارات را از خود بجاي مي ­گذارد و علاوه بر تلفات ناشي از خود انفجار دراثر پيدايش گازهاي سمي بعد از انفجار، تلفات بعدي را نيز به دنبال خواهد داشت و نيمي از تلفات انفجارات گازمتان، مربوط به مسموم شدن و مرگ افراد در اثر گازهاي سمي ناشي از انفجار مي­باشد بنابراين لازم است بعد از انفجار با استفاده از تجهيزات خاص و افراد زبده عمليات نجات و بازيابي معادن را انجام داد. در سراسر جهان هزاران مرگ و میر ثبت شده از انفجار معدن وجود دارد که درآن متان یک عامل تشدید کننده است. استفاده از سیستم­های زهکشی متان می­تواند غلظت متان را کاهش دهد و در نهایت نیاز به تهویه را کاهش دهد.

·      دومین دلیل برای پیشرفت اقتصادی معادن است. در سیستم­های زهکشی از طریق کاهش انتشار و جلوگیری از انفجار و خروج ناگهانی می­توان متان را بازیابی کرده و به عنوان سوخت در معدن و یا برای استفاده های دیگر به فروش رساند .

 

·         سومین دلیل برای بازیابی متان و استفاده آن این است که محیط زیست محلی وجهانی از آن سود می­برد. چون متان به عنوان یک گاز گلخانه­ای برای محیط زیست زیان آور است .تصوير­هاي ماهواره­اي يخ­هاي قطب شمال كه به ترتيب در سالهاي 1980 و درسال2003گرفته شده، گوياي ميزان بسيار نگران كننده تأثيرگذاري سياست مصرف انرژي دو دهه اخير در زيست بوم كره زمين است و نشان مي­دهد كه در این مدت بالغ بر 6/1ميليون كيلومتر مربع از سطح يخ­هاي قطب شمال كاملاً آب شده و ضخامت يخ­هاي باقيمانده نيز كاهش يافته است.

در عین حال بازیابی و استفاده از متان به چند دلیل به طور گسترده رواج نیافته است. نخست این که در فرآیندهای صنعتی که گاز منتشر می­کنند، متان یک موضوع ثانویه است. برای مثال، معدن­های زغال سنگ خواهان خارج کردن متان از محیط معدن هستند، زیرا که متان خاصیت انفجاری دارد. از روزگاران قدیم، شرکت های استخراج کننده زغال سنگ هیچ گاه متان را به عنوان یک منبع انرژی تلقی نکرده­اند. دوم این­که احتمالا افرادی که مسئول این فرایندها هستند با فن آوری های موجود برای بازیافت متان یا امکان استفاده­های سودآور از این گاز آشنایی ندارند. این امر به خصوص در کشورهای در حال توسعه مصداق دارد. در این کشورها، بالا بردن اطلاعات و آموزش­های فنی می­تواند در افزایش حمایت از پروژه­های بازیابی متان مؤثر باشد. سرانجام، در بسیاری از کشورها، بازارهای انرژی کارکرد بسیار ضعیفی دارند و صنایع همگانی که از نظر مالی ناتوان هستند، قادر به جذب سرمایه­های بخش خصوصی برای پروژه­های جمع آوری و استفاده از متان نمی­باشند.

یک مشارکت بین الملی ‍‍‍جدید که توسط ایالت متحده پشتیبانی می­شود به دنبال بهبود بازیابی و استفاده از متان به عنوان یک منبع انرژی پاک است. مشارکت متان به بازارها که در نوامبر 2004 آغاز شده است  یک برنامه دولتی – خصوصی است که با همکاری 15 دولت و بیش از 90 سازمان که متعهد به دستیابی به مزایای اقتصادی، محیط زیستی و انرژی می­باشند، اجرا می­شود.

در معادن زغال­سنگ برای کاهش خطرات انفجار، متان پیش یا پس از استخراج ماده معدنی به بیرون معدن منتقل می­شود. تزریق بصورت گاز طبیعی درخطوط لوله برای نیروگاه­های تولید برق و استفاده به عنوان سوخت وسایل نقلیه از کاربردهای متان خارج شده از معادن است.

سالیانه حدود 41-29میلیارد متر معکب متان در معادن زغال سنگ جهان آزاد می­شود 3/2 میلیارد متر معکب از این گاز برای مصارف سوختی است و باقیمانده متان در اتمسفر پخش می­شود که این نشان­دهنده هدر رفتن این منابع انرژی ارزشمند است.

10 تولیدکننده بزرگ زغال در جهان مسئول 90٪  متان منتشر شده هستند. کشور چین بزرگترین انتشاردهنده متان حاصل از معادن زغال است و ایالات مستقل یا CIS ( روسیه ، اکراین و قزاقستان )، ایالت متحده، لهستان، آلمان، افریقای جنوبی، استرالیا، و هند در رتبه های بعدی قرار دارند. در بیشتر این کشورها قسمتی از متان آزاد شده از معادن زغال­سنگ است.

متان خروجی معادن زغال اخیراً برای مصارف مختلف استفاده می­شود. برای گرم­کردن، سوزاندن در دیگ­های بخار، سوخت یا تولید برق که مستقیماً هوا را برای سیستم تهویه گرم می­کند.

تعدادی از معادن در ایالت متحده گاز متان را با کیفیت بالا به توزیع کننده­های گاز طبیعی می­فروشند. البته موانعی برای کاهش انتشار متان وجود دارد که بسیاری از این موانع در کشورهای نامبرده مشترک می­باشد. ]3،4،5[

 هزینه­های زهکشی متان

هزینه­های زهکشی گاز متان به فاکتورهای مختلفی شامل تجهیزات، سرویس کار، تملک زمین و دسترسی سطوح وابسته است. که این فاکتورها از کشوری به کشور دیگر متفاوت می­باشد. این تفاوت قیمت­ها در صورت شرایط معدنی و جغرافیایی خاص در برخی کشورها بیشتر می­شود که باعث ایجاد رنج تفاوت وسیعی شده است. در جدول 1 هزینه­های مربوط به روشهای زهکشی گاز متان به ازای هر تن زغال­سنگ مقایسه شده­است. پایه و اساس این مقایسه، زهکشی طبیعی در پانل­های جبهه کار بلند است که دارای طول کارگاه 2 کیلومتر، عرض کارگاه 250 متر، عمق لایه 600 متر و ضخامت لایه 3 متر می­باشد.

روش زهکشی باید طبق شرایط جغرافیایی و معدن کاری تعیین گردد. به طور مثال حفاری­های متقاطع برای رگه­های بالای لایه در حال­کار با لایه­های سقفی کم کنترل گاز مؤثری را فراهم نمی­کند. در بسیاری از معادن گاز خیز ممکن است قبل از اینکه میزان تولیدات بتواند به صورت امن انجام شود نیازمند بکارگیری ترکیبی از چند روش باشد.

هزینه­های سیستم­های زهکشی در صورت وجود پیچیدگی­های زمین­شناسی افزایش می­یابد. بنابراین باید در این سیستم­ها برای مواقع  تخریب گمانه یا گالری­های زهکشی، کارگر اضافی وجود داشته باشد. چون ممکن است امنیت معدن کاری زیر زمینی به خطر بیفتد. هزینه معمول استخراج متان معادن زغال­سنگ از معادن زیرزمینی زغال در حدود 06/0 تا 24/0 دلار بر متر مکعب است.

 

اقتصاد بهره برداری متان

 بهره برداری از گاز زهکشی شده برای تولید برق نیازمند سرمایه­­گذاری اضافی می­باشد .اما این کار باعث ایجاد درآمد جاری می­شود و یا کاهش هزینه­ای معدن را در پی خواهد داشت. هزینه­های سرمایه­گذاری در هر مگاوات الکتریسیته از متان خروجی معادن زغال (شامل کلیه تجهیزات می­شود) حدود 1 تا5/1میلیون دلار با توجه به استانداردهای جهانی می­باشد.

 اجرای مالی برای تجهیزات نیروی CMM (Coal Mine Methane) به عواملی همچون دسترسی گاز، اعتبار تجهیزات، قبول نیرو توسط کاربر شبکه ملی و درآمد رسیده یا ذخیره شده از بکارگیری نیروی سوختی CMM برای معدن کاری بستگی دارد.

 ترکیبی از طراحی مناسب پروژه، به کارگیری تجهیزات، یک طرح نیرومند و اجرای زمان واقعی برای کسب موفقیت بسیار مهم و حیاتی می­باشد.

 

بودجه کربن و دیگر محرک­ها

اعتبار کاهش انتشارات گاز متان در برخی از کشورها برای تکمیل پروژه های قراردادی یک منبع مالی

 اضافی فراهم می­کند. از جمله محرک­های مالی که به بهره­برداری متان کمک می­کنند امتیازها، اعتبارات و سرمایه­گذاری­های جدید می­باشند. در صورت فقدان این محرک­ها اعتبار کربن برای تکمیل طرح­های بهره­برداری CMM عرضه می­شوند.

 تأثیر اعتبار کربن به گونه­ای است که با توجه به هر تن دی­اکسیدکربن می­تواند یک واحد کاهش انتشار را فراهم کند.

 قبل از انتخاب سود مالی کربن و دیگر محرک­ها جریانات مورد نظر شامل مکانیسم اعتبار، فرایندها و هزینه­های اداری، زمان پیچیدگی، قوانین محلی و قیمت نامعلوم اعتبارات کاهش انتشارات باید بررسی شوند.

 

فرصت هزینه بهره­برداری

 میانگین هزینه اصلی یک دستگاه بهره­برداری متان به مقیاس و نحوه انتخاب روند بهره­برداری بستگی دارد. تخمین اولیه از هزینه­های اصلی بهره­برداری، رقمی حدود 1دلار بر تن فرض شده است. در مقایسه برای نمونه در کشور چین هزینه­های حاشیه­ای برای گسترش ظرفیت تولیدات 12 دلار بر تن گزارش شده است. در صورت سرمایه­گذاری اولیه 1 دلار بر تن، ظرفیت تهیه زغال 083/0 تن افزایش می­یابد. بنابراین برای مثال اگر ظرفیت یک معدن 4 میلیون تن در سال باشد با استفاده از سرمایه مورد نیاز برای بهره­برداری از گاز متان ظرفیت آن به 332/4 میلیون تن در سال خواهد­رسید .اگر قیمت زغال سنگ 30 دلار بر تن باشد درآمد سالیانه اضافی تقریباً 10 میلیون دلار خواهد­بود.

 

جدول1- هزینه­های نسبی تولید هر تن زغال با توجه به روش زهکشی)2009) ]3[

 

هزینه­های زیست محیطی

در حال حاضر بیشتر شرکت­های معدنکاری هزینه­های زهکشی گاز متان را مورد رسیدگی قرار می­دهند.

در صورتی که این هزینه­ها باعث بهره­برداری گاز و کاهش پخش آلاینده­های زیست محیطی شود به عنوان یک هزینه اضافی سرمایه گذاری طبقه­بندی می­شود. 

مالکان معدن ممکن است در آینده برای افزایش ایمنی و اهداف حفاظت محیط زیست نیازمند اجرای عملیات زهکشی باشند.

 با توجه به برآورد یک شرکت معمولی در چین هزینه درونی انتشار متان حدود 12 دلار بر تن از هزینه­های تولید زغال­سنگ را در برمی­گیرد.]3[

 

◊◊◊◊

 

نتيجه گيري :

 

با توجه به مطالب بیان شده مشخص گردید که زهکشی گاز متان در وهله اول پارامتر ایمنی بیشتر در معادن زغال­سنگ را افزایش داده که این امر را می­توان مهمترین دستاورد این عملیات تلقی کرد و از طرفی با توجه به کارایی گاز متان در تولید برق می­توان در این راستا بعضی از مخارج جاری معادن زغال سنگ را کاهش داد.

از سوی دیگر با توجه به بحث محیط زیستی مقوله زهکشی گاز متان در معادن زغال­سنگ این فرصت برای سرمایه­گذاران در این معادن بوجود می­آید تا از امتیازاتی که ارگان­های دوست­دار محیط زیست در قبال این عمل به اجرا کنندگان این مهم می­دهند استفاده کنند.

از دید استخراجی نیز، با توجه به اطمینان خاطر از خروج گاز متان از لایه­های مختلف زغال­سنگ در معادن می­توان راندمان و تناژ استخراجی این معادن را افزایش داد.

 

◊◊◊◊

 

منابع فارسي :

 

1.توكلي، م.، سرشكي، ف.، 1385 ، "گاز زغال و روش هاي كاهش آن (گاززدايي) در معدن پرورده طبس "، پنجمين كنفرانس دانشجويي مهندسي معدن

2.نجفی، م، "امکان سنجی مقدماتی زهکشی گاز متان از کانسارهاي زغالسنگ ایران" اولین کنگره زغال­سنگ ایران

 

◊◊◊◊

 

References:

 

.3 ECONOMIC COMMISSION FOR EUROPE METHANE TO MARKETS PARTNERSHIP "best practice guide for effective methane drainage and use in coal mines (2010).chapter"7

.4 Yao, Y., Liu, D., Tang, D., Tang, S., Che, Y. & Huang, W., 2009, "Preliminary evaluation of the coalbed methane production potential and its geological controls in the Weibei Coalfield, Southeastern Ordos Basin, China", International Journal of Coal Geology,

.5 Venter, J., & Stassen, P., 1953, "Drainage and utilization of firedamp", Bureau of Mines, Washington, D.C. USA

 

 

24 دی 1392 In مقاله های معدن

تهیه کننده رمضانی

چكيده :

مس از جمله فلزاتي است كه در طول ساليان دراز بسيار مورد استفادة بشر قرار گرفته است. اين فلز به واسطه قابليت هاي خاص خود از قبيل قابليت هدايت الكتريكي و حرارت و غيره به طور گسترده در صنايع مورد استفاده قرار گرفت است. مس در طبیعت به صورت مس خالص ، سولفیدی یا اکسیدی موجود است که بشر به حالت کانی ها سولفیدی چون کالکوپیریت ، کالکو زیت یافت می شود .

به طور کلی تولید مس از طریق فرآیند های پیرو متالوژی و هیدرو متالوژی صورت می گیرد . تولیدات معد نی به محصولا تی اطلاق می شوند که خورا ک فرآیند های  مذ کور را تولید می کنند .

طبق بررسي هاي صورت گرفته كشور ايران از لحاظ ذخاير معدني مس بر روي كمربند جهاني اين فلز قرار گرفته است. اين كمربند در راستاي محور شمال غرب به جنوب شرق كشور امتداد دارد و اكثر معادن مس ايران در امتداد اين محور قرار دارند. از جمله اين معادن مي توان از معدن مس سونگون واقع در آذربايجان شرقي ، معدن ميدوك و معدن بزرگ مس سرچشمه در استان كرمان نام برد.

چرخه بهره برداری مس به صورت رو باز شامل حفاری ، انفجار ، بارگیری و حمل ماده معدنی است .کانه های خورد شده و روباره ها توسط بیل های بزرگ برقی یا دیزلی که در کنار زون شطح فرسایشی یافته و عریان شده ی کانسار به کاری آینده ، بارگیری می شوند و به كارخانه فرآوري حمل مي شوند.

بهره‌برداري از معدن مس سرچشمه بصورت روباز و طراحي اوليه آن توسط شركت آناكاندا انجام شده‌است و تمامي اين مجتمع و واحد هاي زيرمجموعه آن ( معدن ، واحد تغليظ و پرعيار كني ، واحد ذوب ، واحد پالايشگاه ، واحد ريخته گري هاي پيوسته و نيم پيوسته و واحد ليچينگ) دست به دست هم داده تا حاصل فعاليت اين واحد ها به صورت هاي گوناگون از قبيل : مس كاتدي ، مفتول هشت ميليمتري ، شش استوانه اي (بيلت) و شمش تخت (اسلب) به بازارهاي داخلي و خارجي عرضه مي گردد تا گامي ديگر در جهت خودكفايي و بي نيازي از واردات اين فلز برداشته شود.

 

 

فصل اول

معرفی مجتمع مس سرچشمه

 

 

 

 

1-1-          مقدمه

در حال حاضر مجتمع مس سرچشمه اولين توليد كننده مس در ايران است كه تحت پوشش شركت ملي صنايع مس ايران قرار دارد. اين شركت در 12 تير ماه 1351 با نام  «شركت سهامي معادن سرچشمه كرمان» تشكيل شد و در سال 1355 به « شركت ملي صنايع مس ايران» كه در برگيرندة كليه فعاليت هاي معادن مس كشور است تغيير نام داد. از وظايف اين شركت استخراج و بهره برداري از معادن مس ، توليد محصولات پر عيار سنگ معدن و محصولات مسي نظير كاتد ، اسلب ، بيلت و مفتول هشت ميلي متري مي باشد.

شكل (1-1) نمايي از كارخانه

1-2-       موقعيت جغرافيايي

معدن مس سرچشمه با مختصات '52° 55 طول شرقي '56 ° 29عرض شمالي در 160 كيلومتري جنوب غربي كرمان و 50 كيلومتري رفسنجان قرار دارد. اين معدن از طريق جاده‌ي آسفالته به رفسنجان و سيرجان مرتبط بوده و فاصله آن تا بندرعباس 437 كيلومتر است. ارتفاع اين ناحيه از سطح دريا به‌طور متوسط 2620 متر است و بلندترين نقطه‌ي آن از سطح دريا 3280 متر ارتفاع دارد.

1-3- آب و هواي منطقه

-  تغييرات ساليانه‌ي درجه‌ي حرارت در اين ناحيه از 15- تا 32+ درجه‌ي سانتي‌گراد مي‌باشد.

-   ميزان بارندگي در ارتفاعات 550 ميلي‌متر در سال گزارش شده

- ‌  و سرعت باد در اين ناحيه گاهي به 100 كيلومتر در ساعت مي‌رسد.

1-4-       واحدهاي زيرمجموعه

بخش هاي توليدي مجتمع مس سرچشمه عبارتند از :

معدن ، واحد تغليظ و پرعيار كني ، واحد ذوب ، واحد پالايشگاه ، واحد ريخته گري هاي پيوسته و نيم پيوسته و واحد ليچينگ.

تمامي اين كارخانه ها و واحد ها دست به دست هم داده تا حاصل فعاليت اين واحدها به صورت هاي گوناگون از قبيل ؛ مس كاتدي ، مفتول هشت ميليمتري ، شش استوانه اي (بيلت) و شمش تخت (اسلب) به بازارهاي داخلي و خارجي عرضه مي گردد تا گامي ديگر در جهت خودكفايي و بي نيازي از واردات اين فلز برداشته شود.

1-4-1- کارخانه تغلیظ

مواد اولیه پس از گذر از سنگ شکن اولیه توسط نوار نقاله هایی به انبار و از آنجا به کارخانه تغلیظ وارد می شوند . این کارخانه شامل سنگ شکن های ثانویه و ثالثیه،  پر عیار کنی ، مولیبدن ، فیلتر ، خشک کن و کارخانه پخت آهک است. این کارخانه در دی ماه 1360 راه اندازی شده است .

شكل (1-2) سنگ شكن اوليه

مواد معدنی از انبار خاک به کمک نوارهای زنجیری بیرون کشیده شده و روی یک نوار نقاله حامل ریخته شده و به انبار کارخانه سرند کنی منتقل می شوند . مواد معدنی بر انجام عملیات سرند کنی اولیه روی سرند های لرزان ریخته می شوند این سرند ها مواد نرم زیر نیم اینچ را از خود عبور می دهند موادی که از سرند اولیه عبور می کنند روی یک نوار نقاله ریخته شده و به انبار مواد نرمه با ظرفیت 38000 تن برده می شوند .

مواد درشت تر که از سرند عبور نمی کنند، برای انجام عملیات خردایش مجدد به انبار سنگ شکن های ثانویه منتقل   می شوند تا مورد خردایش قرار گیرند .

سنگ شکن های ثانویه از نوع مخروطی استاندارد بوده و قادرند مواد معدنی دریافتی را به دانه بندی 80 درصد زیر نیم اینچ تبدیل کنند . بازده سنگ شکن ها ی ثانویه روی یک سرند دو طبقه تخلیه می گردد ، مواد زیر نیم اینچ به انبار مواد نرم رفته و مواد درشت تر به انبار سنگ شکن های ثانویه منتقل می گردند تا مرحله سوم خرد کنی بروی آنها انجام گیرد . مرحله سوم خرد کنی توسط شش عدد سنگ شکن سر کوتاه مخروطی انجام می گیرد . این سنگ شکن ها نیز خروجی خود را به صورت موادی با دانه بندی 80 درصد زیر نیم اینچ است را روی یک سرند لرزان می ریزند مواد معدنی که از سرند ها عبور می کنند به انبار مواد نرمه رفته و مواد درشت به انبار سنگ شکن ثانویه منتقل می گردند .

همان گونه که گفته شد بازده مفید سنگ شکن های مرحله دوم و سوم به انباری موسوم به انبار مواد نرم منتقل می شوند این انبار ظرفیتی معادل 38000 تن دارد.

خاک نرم توسط نوار نقاله با ظرفیت حداقل 41165 تن درروز به قسمت آسیا کنی منتقل می گردد .در قسمت آسیا کنی خاک به همراه برخی مواد افزودنی دیگر در آسیاب های گلوله ای غول آسا نرم شده وبرای سایز بندی به هیدروسیکلون ها واز آنجا به سلول های رانر ارسال می شوند .

محصول باارزش سلول  های رانر کنسانتره است که به سلول های کلینر (تمیز کننده) وسپس به سلول های ری کلینر (تمیز کننده مجدد) می روند .کنسانتره مس –  مولییدن از سلول های ری کلینر به سمت تیکنر های مس –  مولیبدن و از آنجا به کارخانه فرستاده می شود تا عملیات جداسازی مولیبدن روس آن انجام شود .

کنسانتر مس جدا شده از مولیبدن به صورت دوغاب وارد تیکنر های مس شده و پس از فیلتر و خشک شدن به انبار کنسانتره و یا به محل اختلات و آماده سازی کارخانه ذوب انتقال می یابد این واحد بر اساس طرح برای تولید روزانه 1348 تن کنسانتره مس و مولیبدن با عیار میانگین 17/32 درصد طراحی شده است .

 

شكل (1-3) واحد تغليظ

شكل (1-4) كارخانه پرعيار كني كه قسمتي از تغليظ ميباشد.

1-4-2- کارخانه ذوب :

این واحد شامل انبار کنسانتره ، سیستم آماده سازی خوراک کوره های انعکاسی  ، دیگ های بخار ،کوره های مبدل(CONYERTOR) ،کوره های آند و چرخ های ریخته گری است.

مس حاصل از عملیات فلوتاسیون با عیار 33 درصد مس ،  همراه با 30 درصد سیلیس به عنوان سرباره ساز و اکسید کلسیم به عنوان کمک ذوب ، خوراک ورودی را تشکیل می دهند . خوراک وارد کوره ریورب با ظرفیت 750 تن در روز می گردد و خروجی از کوره به صورت مس مات با عیار 41 درصد وارد کوره کنورتر ( کوره مبدل ) می شود . کوره ریورب کوره ای به ابعاد 35 متر طول 7/9  متر عرض و 4 متر ارتفاع  می باشد . افزایش سیلیس به عنوان روان ساز منحصر به تبدیل آهن پیریتی می شود و در این مرحله که به آن دمش سر باره اطلاق می شود از مس مات جدا                   می گردد، بعد از مرحله سرباره سازی مرحله دمش مس می باشد . در مرحله دمش مس ، مس با اکسیژن وارد واکنش می شود مس حاصله از این مرحله ، مس حفره دار یا بلیستر نامیده می شود . سرباره حاصل از کوره کنورتر به عنوان بار در گردش به کوره ریورب منتقل شده و مس بلیستر نیز به عنوان خوراک به کوره های آند انتقال می یابد که این مرحله تصفیه حرارتی نامیده می شود . و به ازای هر 5 تا 6 تن مس مات ورودی 75/1 تن مس حفره دار بدست می آید ، در کوره های آند دو مرحله اکسیداسیون –  احیا انجام می شود . در ماده ورودی مقداری سولفید مس وجود دارد که همراه مس بلیستر با عیار 5/95 تا 5/75 درصد می باشد .

ابتدا با اعمال حرارت گوگرد موجود در مس به صورت اکسید حذف می گردد . در مرحله اکسیداسیون مرتبا  عمل نمونه گیری انجام می شود تا میزان اکسیژن محاسبه گردد . بعد از عمل اکسیداسیون عمل احیا با گاز بوتان انجام می شود. در ابتدای مرحله احیا میزان اکسیژن با دمیدن گاز بوتان کاهش می یابد و میزان گوگرد به 0001/0 درصد تقلیل می یابد در مرحله تصفیه حرارتی محصول خروجی مس دارای عیار 99-5/98 درصد خواهد بود .

مس مذاب خروجی از کوره آندی وارد مرحله ریخته گری می شود . در مرحله ریخته گری جهت جلو گیری از چسبندگی ماده مذاب به کف قالب از سولفات باریم استفاده می شود .

مس مذاب پس از قالب گیری که توسط چرخ ریخته گری انجام می شود از قالب ها جدا شده و از خنک کاری روی قفسه هایی موسوم به راک قرار گرفته و و توسط ماشین آند بر به انبار پالایشگاه منتقل می گردد .

شكل (1-5) كوره ذوب

1-4-3-  واحد پالایشگاه :

در کارخانه پالایشگاه مس سرچشمه آند ارسالی از کارخانه ذوب تحت عملیات تصفیه الکتریکی قرار گرفته و کاند مس با خلوص 99/99 درصد مطابق با استاندارد حاصل می شود . از آنجا که تصفیه مس به طریق الکترولیز خالص ترین محصول را بدست می دهد بنابراین مس آندی تهیه شده در قسمت ذوب در پالایشگاه به طریقه الکترو لیز مورد تصفیه قرار می گیرد .

واحد پالایشگاه از قسمت زیر تشکیل شده است :

الف ) محوطه مخازن شامل سلول های الکترو لیز تجاری ، آزمایشی و سلول های تهیه کاتد اولیه ، سلول های الکترو لیز عاری ساز و ناحیه تصفیه الکترو لیت

ب ) ناحیه تهیه کاتد اولیه و کاتد شویی

ج ) محوطه بویلر ها

د ) واحدی که وظیفه جدا سازی فلزات گرانبها مثل طلا و نقره را از لجن آندی بر عهده دارد . ( این واحد از مدار خارج شده )

فرآیند پالایش مس :

اولین گام در تصفیه الکتریکی مس تهیه کاتد اولیه می باشد  عملیات تولید کاتد اولیه به ترتیب انجام می شود که ابتدا مس آندی ارسالی از کارخانه ارسالی از کارخانه  ذوب در سلول های الکترو لیزی که به منظور تهیه کاتد اولیه پیش بینی شده اند قرار داده شده پس ورقه های مستطیل شکل از جنس تیتانیم بین مس های آندی قرار گرفته و نقش کاتد را ایفا می کنند .

پس از قرار دادن مس آنی ورق ها در سلول تزریق الکترولیت جریان برق در سلول برقرار شده و فرایند الکترولیز آغاز می گردد و اتم های مس از روی آند جدا شده و روی ورق تیتانیمی قرار می گیرند پس از یک مدت زمان معین ورق های تیتانیم که هم اکنون روکشی از مس را روی خود دارند بوسیله یک جرثقیل سقفی از درون سلول برداشته شده و سپس از شستشو در حوزچه آب مقطر روی قفسه ای قرار می گیرد پس از این مرحله لایه های نازک مس با استفاده از دیلم  به طور دستی از روی ورق های تیتانیم جدا می شوند.

سپس ورق های مس برا ی انجام عملیات سایز بندی به دستگاه سایز کننده فرستاده می شوند، این دستگاه ورق های مس را دریافت کرده و آنها را به صورت ورق های مستطیل شکل با ابعاد استاندارد تبدیل می کند بخشی از ورق های سایز بندی شده برای تهیه لوپ مورد استفاده قرار می گیرند ما بقی نیز برای تهیه کاتد اولیه به دستگاه مربوط فرستاده می شوند.

دستگاه تهیه لوپ هماننده  یک قیچی عمل کرده ورق های مسی را دریافت می کند و پس از دو مرحله برش آنها را به صورت نوارهای مستطیل شکل تبدیل می کند از لوپ های برای متصل کردن دسته کاتد به کاتد اولیه استفاده می شود.

عملیات تکمیلی  تهیه کاتد اولیه به وسیله دستگاهی موسوم به استارت شیث انجام می گردد نحوه عملکرد ان بدین صورت است که ورق های سایز شده را دریافت می کند در مرحله اول به منظور افزایش مقاومت ورق ها در مقابل خم شدن شیارهیی را روی ورق ها ایجاد می کند در مرحله بعد دسته کاتد ها ( شمش هایی از جنس مس  ) را به وسیله لوپ ها به ورق ها  متصل می کند دسته کاتد ها نقش نگه دارنده کاتد را ایفا می کنند.

شكل (1-6) پالايشگاه

1-4-4-  واحد لیچینگ

خاك حمل شده به هيپ عمدتا كاني هاي اكسيدي مي باشند كه به وسيله اسيد سولفوريك رقيق مي شوند . هيپ از دو دره شرقي و غربي تشكيل شده است. لاينر از جنس پلي اتيلن مي باشد. روي لايه محافظ  رسي بالاي لاينر 5 عدد لوله با قطر 400 ميلي متر و يك لوله با قطر 315 ميلي متر از جنس پلي اتيلن قرار گرفته است كه وظيفه اين لوله ها انتقال محلول جمع شده درسطح قاعده هيپ به حوضچه جمع كننده محلول باردار يوني مي باشد. روزانه 9800 تن خاك اكسيدي توسط كاميون روي نواحي انحلال توده اي ريخته مي شود. از شروع خاك ريزي تا لوله برداري 83 روز طول مي كشد و بعد از لوله برداري مجددا سيكل خاكريزي آغاز مي گردد.

محلول باردار يوني خروجي از هيپ ، پس از ارسال به واحد استخراج و از دست دادن مس و جبران نمودن اسيد آن مجددا به هيپ ارسال مي گردد. رافينت ارسالي به هيپ وارد پوند رافينت مي شود. براي هر ناحيه يك انشعاب از حلقه اصلي گرفته، وارد شير فشار شكن و سپس لوله هاي sub main مي شود.روي اين لوله ها انشعباتي به نام اميتر قرار گرفته و روي اميترها قطره چكان هايي به فاصله 762 /0 متر از يكديگر قرار گرفته اند. ميزان دبي هر قطره چكان به طور نرمال 7.2 ليتر بر ساعت.متر مكعب مي باشد. غلظت مس رافينت 0.35 گرم بر ليتر و غلظت اسيد 30 گرم بر ليتر          مي باشد. غلظت مس در محلول باردار خروجي 3.5 گرم بر ليترمي باشد. اين محلول (PLS) توسط پمپ وارد واحد استخراج مي شود.

استخراج با حلال ، فرايندي است كه در آن اجزاي يك محلول مايع به وسيله تماس با يك مايع نا محلول ديگر جدا مي شود. محصولي كه از حلال غني است استخراج شده و مايع باقيمانده كه حل شونده از آن جدا شده است ، پس ماند يا رافينت ناميده مي شود . حلال فاز آلي است، شامل 14درصد  LIXو ACORGA  و86 درصد رقيق كننده، شامل برش هاي نفتي.

 

شكل (1-6) محل هيپ هاي اكسيدي

شكل (1-7) محل تجمع PLS

1-5-       وضعیت اسکان

از نظر تسهیلات زندگی در معدن یک شهرک با ۲۵۰۰ واحد مسکونی برای خانواده‌ها با مساحتی معادل ۲۸۰۰۰۰ متر مربع زیربنا برای سکونت ۲۵۰۰ خانوار احداث گردیده و ۱۵۰ دستگاه کاروان مسکونی با تجهیزات کامل جهت اسکان مجردین در نظر گرفته شده‌است. این شهرک دارای تسهیلات آموزشی از قبیل مهدکودک، کودکستان، دبستان، راهنمایی و دبیرستان، مسجد، فروشگاه، رستوران، استادیوم ورزشی، بانک، سرویس‌های ایاب و ذهاب جهت کارکنان می‌باشد همچنين ادارات تامين اجتماعي و بيمه هاي ديگر نيز در اين شهرك داير ميباشد.

1-6-       وضعیت کنونی

در حال حاضر مجتمع مس سرچشمه اولین تولیدکنندهٔ مس در ایران است که تحت پوشش شرکت ملی صنایع مس ایران قرار دارد. بهره‌برداری از معدن از سال ۱۳۸۰ براساس طرح توسعهٔ معدن که توسط کارشناسان ایرانی تدوین شده، صورت می‌گیرد. میزان کانسنگ خروجی روزانه از جبهه ‌های مختلف معدن که به روش روباز استخراج می‌شود ۴۱۰۰۰ تن و سالیانه حدود ۱۴ میلیون تن با عیار ۱٪ می‌باشد. میزان تولید نیز ۱۲۰۰۰۰ تن در سال بوده که در طرح توسعه به ۲۰۰۰۰۰ تن افزایش یافته‌است. براساس این طرح ظرفیت استخراج روزانه از حدود ۴۰۰۰۰ تن به ۸۰۰۰۰ تن رسیده و عمر مفید معدن با این طرح از ۱۵ سال به ۲۷ سال افزایش یافته و تا سال ۱۴۰۳ شمسی ادامه خواهد یافت.

 

فصل دوم

کارهای انجام شده در دوره کارآموزی

2-1-    مقدمه

در اين فصل كارها و بازديدهايي كه انجام داديم و دوره هاي آموزشي كه برايمان برگذار كردند ، در ذيل به طور مختصر توضيح  داده شده است.

2-2-   زمين شناسي

كمربند كرمان، كمربند آتشفشاني ترشياري به ‌طول 500كيلومتر است كه بلافاصله پس از بسته شدن تتيس در امتداد زون فرورانش تشكيل شده است.  در اين كمربند دست كم 35 سيستم پورفيري شناخته شده‌اند كه تنها سه سيستم آن در بخش جنوب شرقي واقع شده‌اند و مهم‌ترين سيستم پورفيري اين كمربند سرچشمه است.

كاني‌زايي در معدن مس سرچشمه وابسته به نفوذ استوك گرانوديوريتي سرچشمه به سن ميوسنبا تركيب سنگ‌شناسي كالك آلكالن به درون آندزيت‌هاي زير دريايي - توف آندزيتي و برشهاي آندزيتي پورفيري به سن ائوسن مي‌باشد .

در واقع كاني‌زايي در اين محل بنابر نتايج حاصله از سيالات درگير با جوشش سيالات در اثرپائين آمدن سريع‌تر فشار نسبت به دما در ارتباط مي‌باشد که باعث برهم خوردن تعادل سيستم هيدروترمال و ته ‌نشست کالکوپيريت مي‌گردد. مقايسه مطالعه‌ي سيالات درگير درسرچشمه و اطلاعاتي که از روي پترولوژي تجربي درباره سوليدوس ماگماي گرانوديوريتي موجود است، نشان مي‌دهد که پورفير سرچشمه در دماي حدود 700 درجه سانتي‌گراد و فشارآبي حدود 1500 بار متبلور شده است و حدود 6% آب داشته است. حد متوسط 13 آناليزنمونه‌هاي آلتره‌ي پورفير سرچشمه نشان‌دهنده 4.10% آب مي‌باشد. بنابراين مقدار قابل ملاحظه ‌اي آب هنگام تبلور از ماگما بيرون رانده شده است که به احتمال قوي سبب ترک‌ها و شکاف‌هاي زياد (بافت استوک‌ورک) در داخل پورفير سرچشمه شده ‌است و درحقيقت محدود بودن اين ترک ‌ها به پورفير سرچشمه، معلول ترک ‌خوردگي هيدروليکي است وبه هيچ عامل تکتونيک محلي ارتباط ندارد.

2-2-1-   تاريخچه زمين شناسي

این محل از قدیم به‌دلیل جاری بودن آب‌های زنگاری ‌رنگ و تشکیل رسوبات آبی‌رنگ در کف دره‌ها و جویبارها مورد توجه بوده‌است. این رسوبات نمک که سولفات مس می‌باشند،  هم اکنون نیز در کف آبراهه ‌های اطراف معدن قابل مشاهده می‌باشند. این کانسار برای اولین ‌بار توسط مهندس انتظام در سال ۱۹۲۸ کشف شد. او در این منطقه به ‌دنبال سرب و روی بود که مشاهده سرباره ‌های مربوط به قرن ‌های گذشته و آزمایش آن‌ها در منطقه او را به این معدن راهنمایی کرد. اولین کارهای اکتشافی و پی‌جویی در سال ۱۹۶۶ توسط سازمان زمین‌شناسی کشور در این منطقه انجام شد.

 2-2-2-   فعاليت هاي واحد زمين شناسي

-         تهيه نقشه هاي زمين شناسي حين استخراج

-         تهيه گزارش كيفيت خاك ارسالي به كارخانه تغليظ

-         تعيين ذخيره محدوده برداشت حين استخراج

-         هدايت و برنامه ريزي عمليات اكتشافي حين استخراج

-         تهيه نقشه هاي هم عيار مس و آهن

-         كنترل مواد مصرفي كارخانه (آهك و سيليس)

-         تهيه مقاطع ميكروسكوپي و مطالعه آنها

-         استفاده از نرم افزار Mine Sight

2-3-   زهكشي

در اثر واکنش آب و پیریت، آب اسیدی شده و باعث خوردگی وسایل می شود. معايب ديگر وجود آب در معدن :

_ کاهش راندمان تولید: بسته شدن شوت و گیر کردن سنگ شکن، لغزندگی جاده ها (تصادف، طولانی تر شدن) از جمله عوامل آن است.

_ افزایش هزینه های انفجار: به دلیل اینکه نمی توان از آنفو استفاده کرد و استفاده از دیگر مواد منفجره مثل امولیت گران تمام می شود.

_ افزایش هزینه های حفاری: (خراب شدن چال که باعث می شود تعداد چال های زیادتری حفر شود)

_ ناپایداری شیب پله های معدن

_ آلودگی زیست محیطی

_ فرسودگی سریع ماشین آلات معدنی (ترکیب سولفور+ آب= محیط اسیدی، که باعث می شود بخش های فلزی فرسوده شود )

_ بسته شدن کامل معدن

شكل (2-1) نمايي از كانال هاي هدايت آب

چشم انداز آینده :

1-    افزایش حجم آب ورودی به معدن

2-    برخورد به لایه های آبدار تحت قشار

3-    عدم امکان استفاده از روش های ثقلی جهت تخلیه آب

4-    عدم کارایی روش های پمپاژ فعلی

شكل (2-2) وجود آب هاي زير زميني در پيت معدن

2-4-   نقشه برداري

منظور از نقشه برداری : اندازه گیری قسمت های کوچک و بزرگی از سطح زمین که نمایش آن به صورت پلان        می باشد. نقشه برداری به اندازه گیری های ابعادی کره زمین، سطح کشوری و اندازه گیری سطح کوچکی از زمین تقسیم می شود. در صورتی که انحنای کره زمین در نوعی از عملیات نقشه برداری محدوده ی بالای 20 کیلومتر مربع باشد به آن نقشه برداری ژئودزی گفته می شود.

هر نقشه مقیاس خاص خودش را دارد. نقشه های سطحی با مقیاس (500/1)، (1000/1)، (2500/1) تعریف می شود که حدود قطعات زمین ها و ساختمان ها را دقیقاٌ مشخص می کند. نقشه های توپوگرافی با مقیاس های (5000/1)، (250000/1)  که مربوط به نقشه برداری از سطح زمین می باشند تهیه می گردند.

شكل (2-3)  نقشه توپوگرافي كه چال هاي اكتشافي در آن مشخص شده اند.

2-4-1-  نقشه برداري در معدن سرچشمه

در این معدن گروه نقشه برداری کار برداشت روزانه ی تولید را به عهده دارند.هر روزی که سنگ استخراج شده و به سنگ شکن حمل می شود مقدار آن روز بعد توسط نقشه برداری مشخص می شود کار دیگر اینکه این گروه پیاده کردن  blast انفجاری و نقاطی را که قرار است حفاری شوند به عهده دارد.

2-4-2-   شرح وظايف سرپرست نقشه برداري در معدن

1. انجام کارهای نقشه برداری برای قسمت های طراحی ،کنترل سنگ و زمین شناسی و عملیات.

2. تنظیم و مرتب کردن اطلاعات توپوگرافی و یادداشت هایی که از روی زمین برداشت کرده اند.

3. نظارت بر کار کارمندان واحد نقشه برداری  به نحو مؤثر و مفید.

4. آموزش علوم ایمنی به کار مندان واحد نقشه برداری.

5. آموزش تکنسین های نقشه برداری برای آمادگی جهت کار.

وظایف تراز گیرها :

1. کمک به گروه نقشه برداری جهت حمل وسایل وتجهیزات نقشه برداری.

2. نگهداری بادقت کافی از کلیه ی وسایل و دستگاه های نقشه برداری.

3. نگهداری تراز مخصوص rod جهت خواندن نقاط وهمکاری لازم با نقشه بردارها.

 

2-5-  طراحي معدن

واحد طراحی یکی از 5 واحد قسمت مهندسی معدن مس سرچشمه می باشد که وظایف مهمی را به عهده دارد. در معادنی مثل سرچشمه که خیلی بزرگ هستند از همان ابتدا یک معدن بزرگ را طراحی نمی کنند لذا یک طرح اولیه که کوچک است در نظر گرفته می شود تا سریعاٌ به ماده معدنی دست پیدا کنند و به یک سرمایه گذاری جزئی آن ماده را استخراج کنند و از سودی که ناشی از آن نصیب آنها می شود طرح را گسترش میدهند و به این ترتیب معدن را کاملاٌ استخراج و سود کافی بدست آورند که در بحث اقتصادی معدن این امر مهمی تلقی می شود.

2-5-1-  مشخصات كلي معدن

اين معدن به شكل يك بيضي نامنظم به قطر بزرگ 2300 متر و قطركوچك 1200 متر مي باشد. ذخيره نهشته  معدن 740 ميليون تن با عيار 78/0 ( درصد) 03/0 درصد موليبدن ، ppm 27/0 طلا،  ppm 14/1 نقره ، 2/1 ppm  نيكل و ppm 9/0 كبالت است و كل ذخيره زمين شناسي آن 2/1 ميليار تن با عيار 69/0 مس مي باشد. از اين ذخيره 100 ميليون تن آن داراي عيار 5/1 درصد مس است كه شامل يك بلانكت غني شده از كاكلوسيت بوده و ضخامت متوسط آن به 40 متر مي رسد.

ذخيره نهشته اكسيدي 27 ميليون تن برآورد شده است. كه با روشSX – EW فرآوري مي شود. اين زون با ضخامت 26 متر شامل كاني هاي كوپربت ، مالاكيت و آزوريت است.

شكل (2-4) نمايي از پيت معدن

2-6-  توليد وكنترل سنگ

در نهایت واحد کنترل سنگ این طرح را گرفته و آن را در تعیین تعداد شاول ها و کامیون ها پیاده می کنند. مکان حفاری طرح blast را واحد طراحی تعیین می کنند. طرح شش ماهه از یک نظر بر اساس طراحی سالیانه است. بنابراین برای یک طراحی خوب باید موارد زیر را در نظر بگیریم :

1- تناژ : برای هر ماه و هر پله به طور دقیق بنابر حسب شرایط و همچنین  ظرفیت شاول ها مشخص شود.

2-  زاویه : باید منفجره باشد ،که بهترین آن 135 درجه است که شاول به خوبی می تواند کار کند.

3-  فاصله شاول ها از یکدیگر: جابجایی ماکزیمم شاول ها 200 تا 250 متر در یک ماه است پس در طراحی blast ها و سینه کارها باید دقت شود که محدوده ی کار خیلی وسیع در نظر گرفته نشود (حداکثر 250 متر)

4-  هر چه جابجایی شاول کمتر باشد بهینه تر است بهتر است.

5- پله ی پایینی زیر پله بالایی طراحی نشود .

در واقع orelab نداشته باشیم و فاصله ی بین دو پله رعایت شود.

پس از طراحی cut ها (محدوده طراحی شده) نقشه حاوی cut را روی نقشه مدل گذاشته و cut ها را پیاده می کنیم. حالا تعداد کامیون مورد نظر طرح توسط واحد کنترل سنگ  ore controlمحاسبه  می شود .

عوامل مؤثر بر طراحی جاده ها :

1-    موقعیت سنگ شکن و کارخانه تغلیظ

2-    موقعیت خاک ریزهای باطله

3-    وضعیت توپوگرافی محل

 

شكل (2-6) شاول هيدروليكي (معروف به دايناسور)

شكل (2-7) شاول كابلي

2-7-   واحد ژئوتکنیک

 

فعالیت های واحد ژئوتکنیک :

-  مطالعه ناپيوستگي ها و زمين شناسي معدن (گسل ها، شكستگي ها، ساختارها و مدل هاي زمين شناسي و دگرساني)

-  انجام آزمايش هاي ژئومكانيكي

-  انجام مطالعات پايداري شيب مورد نياز (بررسي پيت هاي طراحي شده)

-  پايش دائمي ديواره هاي معدن (توسعه سيستم رفتارسنجي بر روي ديواره هاي معدن)

 

مطالعات سيستماتيك ژئوتكنيكي انجام شده در معدن :

 

-  جمع آوري اطلاعات ژئوتكنيكي :  مطالعات سطحي ناپيوستگي ها

-  تهيه بانك اطلاعات ژئوتكنيكي و بروز رساني آن :  مطالعات عمقي ناپيوستگي ها

-  پردازش اطلاعات جهت استفاده در تحليل پايداري شيب :  بررسي نقشه ها و مقاطع بررسي نقشه ها و مقاطع زمين شناسي و دگرساني

-  تحليل پايداري شيب ديواره هاي معدن(دوبعدي و سه بعدي): آزمايشهاي ژئومكانيكي

-  طراحي سيستم رفتارسنجي ديواره هاي معدن و اجراي فازهاي اول  و دوم: تهيه اطلاعات تكميلي جهت تحليل پايداري شيب مثل: بررسي وضعيت آب هاي زير زميني، بررسي تنش هاي بر جاي منطقه و تعيين تقريبي آن ، بررسي لرزه هاي ناشي از زلزله و آتشباري

 

2-8-  حفاري و آتشباري

بخش عمليات معدن مسئول اجراي طرح هاي استخراجي است. واحد حفاري محدوده هاي طرح را حفاري مي نمايد . شبکه حفاري با توجه به درجه سختي سنگ، متفاوت مي باشد. الگوهاي مورد استفاده شامل اندازه هاي زير است:     6/5 × 8/5 ،7 × 9 ،7/5 × 9/5 ،7/5 × 10 و  ... عمق حفاري 15 متر و قطر آن 20تا 25 سانتيمتر مي باشد. چال هاي استخراجي حفاري شده ، توسط واحد انفجار ، آتشباري مي گردند .

موادي که براي اين منظور استفاده مي گردند عبارتند از : آنفو ، امولان ، بوسترهاي پنتوليتي ، ديناميت و فتيله

 

شكل (2-8) آتشباري توسط شركت معدن كاري اولنگ

 

2-9-   عمليات بارگيري و باربري

در معدن سرچشمه دو نوع شاول براي بارگيري وجود دارد : شاول كابلي و شاول هيدروليكي

دلایل استفاده از شاول کابلی :

-         توانايي توليد بالا.

-         توانايي در بارگيري همه نوع سنگ،صرف نظر از سختي آنها.

-         عمر بالا و ميزان دسترسي بالا.

-         داراي هزينه عملياتي پايين هستند.

-         در همه شرايط جوي كارايي مناسب دارند.

-         براي پله هاي تا 15 متر كاملا مناسب و كارا هستند.

معایب شاول کابلی :

-         انعطاف پذيري كم.

-         قابليت تحرك اندك.

-         قيمت اوليه بالاست،در نتيجه براي معادن كوچك مناسب نيست.

شكل (2-9) تصوير گرافيكي از نحوه بارگيري

 

در معدن سرچشمه براي حمل ماده معدني و باطله از تراك هاي 50 تني  Comatso ، 80 تني  Terex، 140 تني و 240 تني Belaz استفاده مي شود.

 

فصل سوم

زمین شناسی کانسار

 

3-1- فرآيند تشكيل كانسار مس سرچشمه از ديدگاه زمين شناسي

- نفوذ يك توده از ديوريت هورنبلند بيوتيت دار در 2 كيلومتري شمال غربي منطقه معدن در دره پران و احتمالاٌ چين خوردگي سنگهاي ولكانيكي .

- نفوذ يك استوك گرانيتي تا گرانوديوريتي (پورفيري) در سنگهاي ولكانيكي در دوره ميوسن و يا قبل از آن   (بيش از 15 ميليون سال قبل) .

- ترك خوردگي شديد استوك و سنگهاي ولكانيكي اطراف كه به دنبال آن فازهاي آرژيليزاسيون، سيليسيفيكاسيون و مينراليزاسيون صورت گرفته است )در سنگهاي آندزيت و سرچشمه پورفيري ( .

- فوران گدازه، تشكيل سنگهاي ولكانيكي جوانتر )5/ 1 ميليون سال قبل) از يك مركز ولكانيك پليوستوسن در كوه اميرالمومنين ) 4 كيلومتري شمال معدن) كه قسمتي يا تمامي مجموعه پورفيري را با برشهاي ولكانيكي، داسيتي، ايگنمبريت و لاواهاي ولكانيكي مي پوشاند كه به طور محلي يك تپه نشانه است .

 - فرسايش، ظاهر شدن مجموعه پورفيري و اكسيداسيون و شسته شدن سولفورهاي نزديك سطح زمين .

- همزمان با فازهاي آلتراسيون، دايك هاي با مينراليزاسيون كم و پراكنده نفوذ كرده اند كه معمولاٌ جهت آنها شمال، شمال غرب  جنوب، جنوب غرب است و آخرين دايك حدود 2 ميليون سال قبل نفوذ كرده است .

- رسوب كردن يك منطقه وسيع از سنگ هاي آهكي تراورتن به وسيله چشمه هاي آب گرم ولكانيكي در اوايل دوران چهارم در سطح زمين .

-  تشكيل پستي و بلندي هاي فعلي به وسيله ادامه فرسايش، تشكيل منطقه ثانويه شسته شده با مقداري اكسيدهاي مس .

3-2-  زمين شناسي كانسار

شکل کانسار بیضوی بوده دارای قطر بزرگی معادل 2300 متر و قطر متوسط 1200 متر میباشد. استوک گرانودیوریتی سرچشمه در اواخر ترشیری استقرار یافته است. این استوک بخشی از مجموعه ی کمپلکس های ماگمایی مرتبط با توده های نفوذی تزریق شده  در ترشیری که با فاصله کمی از توده گرانودیوریتی قدیمی با ابعاد یک باتولیت می باشد.

استوک گرانودیوریتی سرچشمه توسط  مجموعه ای از دایک های منشـآ گرفته شده ازتوده اولیه، احاطه گردیده است. توده های آتشفشانی آندزیتی، استوک گرانودیوریتی و دایک های اولیه بوسیله توده های نفوذی ریز دانه که برش آتشفشانی را بوجود آورده اند، خرد شده اند. این کمپلکس توسط مجموعه ای از دایک مرتبط با کانی سازی  و سپس بوسیله گروهی از دایک های بعد از مرحله کانی سازی قطع شده است. مجموعه ی استوک سرچشمه  پورفیری و آندزیت در برگیرنده آن کاملا کانی سازی شده اند. دایک های اولیه مرتبط با کانی سازی ممکن است شامل کانی سازی قابل توجهی برای تشکیل کانسار اولیه (پروتور) عیار پایین باشد. دایک های تاخیری مرتبط با کانی سازی از نظر کانی سازی حائز اهمیت، ارزشی ندارند. اگرچه بطور محلی کانی سازی سولفیدی فعال بوده، دایک های بعد از مرحله کانی سازی کاملا عقیم هستند.

فاز اصلی نفوذی و مواد کانسار سازی در منطقه سرچشمه با نام محلی استوک  سرچشمه پورفیری با ترکیب گرانودیوریت به سن رادیو ایزوتوپی 5/12 میلیون سال می باشد که با نفوذ در مرکزمنطقه  و سنگ های آتشفشانی ائوسن، محدوده ای به وسعت 2 کیلومتر مربع را ضمن دگرسانی، کانی سازی نموده است و در این زمان است که کانسار مس پورفیری سرچشمه شکل می گیرد.

اندکی بعد از جایگیری ، تبلور و آزاد شدن محلول های گرمابی کانه دار در سنگهای آتشفشانی دیواره ای در مراحل میانی نهایی و بعد از کانسار سازی بترتیب توده های نفوذی کوچکی به نام پورفیری دانه ریز و دایک هایی با روند شمال وشمال غرب  و جنوب و جنوب شرق به ترتیب از قدیم به جدید بنام های دایک های هورنبلند پورفیری پسین ، فلدسپات پورفیری و بیوتیت پورفیری وغیر مینرالیزه به سن سه تا چهار میلیون سال در سنگهای قدیمی تر منطقه از جمله سنگ های آتشفشانی ائوسن و استوک  پورفیری سرچشمه به سن میوسن میانی نفوذ کرده اند و در مواردی باعث جابجایی، شکستگی و قطع شدن کانی زایی در این سنگ ها گردیده اند. بعد از نفوذ آخرین دایک بنام بیوتیت پورفیری جدید ترین واحد های سنگی منطقه آتشفشان جوان امیرالمؤمنین با سن 5/0 تا 5/1 میلیون سال است که متشکل از توف، ایگنیمبریت و برش با ترکیب داسیتی می باشد و در شمال معدن رخنمون دارد. این واحد روی تشکیلات قبلی را پوشانده است.

3-3-  كاني سازي در معدن مس سرچشمه

كاني سازي در سه زون مختلف صورت گرفته است :

3-3-1-  زون اكسيدي

کلاهک شسته شده و اکسيدي که به طور متوسط 26 متر ضخامت دارد،  بر روي زون سوپرژن سولفيدي قرار گرفته است. مرز بين اين کلاهک و زون سوپرژن نسبتاً مشخص و متمايز مي باشد و از توپوگرافي تبعيت مي کند .

کانيهاي موجود در اين منطقه شامل اکسيدهاي مس نظير: کوپريت و تنوريتکربنات هاي مس نظير: مالاکيت و

آزوريت-  اکسيدهاي آهن نظير: ليمونيت،  هماتيت و گوتيت مي باشند. ذخيره اکسيدي اين زون، 22 ميليون تن سنگ معدن با عيار 0/78 درصد مس برآورد شده است.

                                                                                                                                        

شكل (3-1) كاني هاي شاخص زون اكسيدي

3-3-2-  زون سوپرژن

ضخامت زون سوپرژن به طور متوسط حدود 37 متر است .  عيار زون سوپرژن تقريباً دو برابر زون هايپوژن است. کاني اصلي مس در زون سوپرژن، کالکوسیت پراکنده است و ذخیره اين زون ، 110 ميليون تن سنگ معدن با عيار متوسط  50/1  درصد برآورد شده است .

شكل (3-2) كالكوپيريت ،يكي از كاني هاي زون سوپرژن

3-3-3-  زون هايپوژن

عيار زون هايپوژن، با استناد به حفاري هاي انجام شده، در زون هاي آلتراسيون مختلف مجموعه هاي سولفيدي و انواع سنگ ها به طور واضحي نسبت به عمق ثابت است. سولفيدهاي اصلي شامل پيريت، کالکوپيريت و موليبدنيت هستند. بورنيت اگر چه در يک تونل مشاهده شده است اما عموميت نداشته و در همه حفاري ها ديده نشده است. ظاهراً اندازه دانه هاي کالکوپيريت، وابسته به جنس سنگ ميزبان است به طوري که دانه هاي کالکوپيريت در آندزيت هاي مينراليزه به طور متوسط ريزترند و در سنگ سرچشمه پورفيري دانه هاي کالکوپيريت درشت ترند. موليبدنيت، به صورت ورقه هاي پراکنده،  معمولا با رگه هاي کوارتز کالکوپيريت دار همراه است. عمده آلتراسيون  هايپوژن در اطراف استوک سرچشمه پورفيري متمرکز شده است.  ذخيره اين زون،  بالغ بر يک ميليارد تن سنگ معدن با عيار متوسط 60/0درصد برآورد شده است .

 

شكل (3-3) كاني هاي شاخص زون هايپوژن

3-4-    زون هاي آلتراسيون در معدن

آلتراسيون را بر مبناي يک يا چند کاني مهم تفکيک مي‌کنند وبه هر بخش يک زون مي‌گويند.

مدل کلی زون های آلتراسیون در معدن مس سرچشمه  از مدل لول و گیلبرت تبعیت میکند.

از مرکز به سمت حاشیه این زونها شامل:

زون پتاسيک : اين زون در مرکز معدن قرار دارد و کاني شاخص آن در سنگهاي گرانوديوريتي  بصورت کاني هاي فلدسپار پتاسيم و در سنگ هاي آندزيتي  بصورت بيوتيت ثانويه ديده مي شود.

زون پروپليتيک : اين زون بصورت هاله اي در خارج از معدن قرار دارد و کاني سازي مس در آن تشکيل نمي شود و در کارهاي اکتشافي سطحي راهنماي بسيار خوبي مي باشد و کاني هاي شاخص آن اپيدوت و کلريت مي باشد.
 زون فيليک : اين زون در اطراف زون پتاسيک قرار دارد و کاني هاي شاخص آن شامل کوارتز و پيريت مي باشد.
زون آرژيليک : اين زون برخلاف ديگر زون ها بصورت هاله کاملي نمي باشد و بصورت پيچ هايي در اطراف ديگر زونهاي ديگر قرار دارد. و کاني هاي شاخص آن کاني هاي رسي مي باشند.

فصل چهارم 

صنعت مس

 4-1-  هر آنچه درباره صنعت مس ایران و جهان باید بدانیم

تاریخ استفاده از مس به هشت هزار سال قبل از میلاد بازمی گردد . تاریخ اولین ذوب مس مربوط به حدود هشت هزار سال قبل است . در ایران قدیمی ترین اشیای کشف شده مسی مربوط به پنج هزار سال قبل از میلاد مسیح است . تپه زاغه ، تپه سیلک و تل ابلیس از قدیمی ترین مناطقی هستند که ایرانیان برای نخستین بار در این محل ها از فلز مس استفاده کردند .

مس جزء محدود فلزاتی است که به صورت آزاد هم در طبیعت پیدا می شود . و دارای قابلیت هدایت الکتریکی و حرارتی بالا ، ماشین کاری و مشکل پذیری بسیار خوبی است . به همین دلیل در صنعت امروز جهان به عنوان یک فلز اساسی مطرح شده است . مس در دمای 1083 درجه سانتی گراد ذوب و در دمای 2300 به غلیان در می آید ( آ لیاژ های مس با روی را برنج و آلیاژ ) حذف آلیاژ های مس با روی ، قلع آلومینیوم و ... دارای خواص مکانیکی خیلی بالا تری نسبت به مس خالص هستند و بنا بر این کا ربرد وسیعی در صنعت امروزی  پیدا کرده اند . آلیاژ مس و روی را برنج و آلیاژ مس و قلع را مفرغ یا برتر می نامند .  

آلیاژ مس با آلومینیوم دارای کاربردهای زیادی در صنعت است . مس همچنین با سایر فلزات سیلیسیم ، بریلیوم ، سرب و نیکل  آلیاژ های مختـلفی را تشکیل می دهد که کاربردهای مختلفی در صنایع دارد . کانی مس در طبیعت به سه صورت یافت می شود که بر حسب اهمیت فراوانی به ترتیب عبارتند از سولفید ، کربنات و سیلیکات .

 همچنین مس گاهی در طبیعت بصورت آزاد ( مس طبیعی ) نیز یافت می شود .

سنگ های اکسـیدی که عمدتا در سطح پیوسته زمین قرار دارند ، عمومـا  سنگ های  سولفوره ای هستند که در اثر تغییرات آب و هوا و همچنین فعل و انفعالات شیمیایی که در طبیعت صورت می گـیرد به مرور زمان به سنـگ های اکسیده تبدیل می شوند .

     

4-2-  انواع ذخاير مس

ذخائر مس به سه دسته تقسیم می شوند :

- ذخایر نوع پرفیری، که حجم زیادی از ذخایر جهان را تشکیل می دهند . این ذخایر حاوی بالا ترین حجم ذخیره و کمترین درصد مس محتوی هستند . عمدتـا  در کشور های شیلی ، پرو ، آمریکا ، مکزیک ، کانادا ، قاره اقیانوسیه  قرار دارد . عیار مس در این ذخایر عمدتا ً 3/0 درصد تا 2 درصد متغیر است و حدود 45 درصداز مس جهان از این نوع تولید می شود .

- ذخایر نوع استراتی باند، که حجم این نوع به مراتب کمتر از ذخایر پرفیری است اما عیار مس در این نوع بیشتر است . اکثر این ذخایر در کشورهای آفریقایی واقع شده است و حدود 26/4 درصد از مس جهان از این نوع تولید می شود .

- ذخایر ماسیو، کانسار های ماسیو سولفید فعالیت آتشفشان های زیر دریایی گسترده بود ه و مربوط به دوره های کامبرین هستند و حدود 22/6 درصد از ذخایر مس جهان را تشکیل می دهند . این ذخایر عمدتا ً در کانادا ، استرالیا ، آفریقای جنوبی و هندوستان کشف شده اند .

 

شكل (4-1) نمودار نشان دهنده عيار و ميزان ذخيره انواع كانسار مس

 میزان ذخایر مس جهان حدود 400 میلیون تن مس محتوا برآورده شده است که شیلی با 120 میلیون تن ذخیره مس محتوی حدود 30% آن را دارا بوده و در رتبه اول و سپس کشورهای ایالا ت متحده آمریکا و مکزیک با 58 و 38 میلیون تن در رده های دوم و سوم قرار دارند . ذخایر ایران حدود 14 میلیون تن مس محتوی برآورده شده که حدود 5/3 درصد از ذخایر جهانی را تشکیل می دهد .

4-3-  مس در طبیعت

مس در طبیعت به صورت مس خالص ، سولفیدی یا اکسیدی موجود است که بشر به حالت کانی ها سولفیدی چون کالکوپیریت ، کالکو زیت یافت می شود .

مس طبیعی در حالت آزاد به صورت توده های بزرگ یا به شکل ذرات پراکنده در سنگ های آذرین در قشر زمین به وجود آمده است . در واقع این نوع مس در طبیعت زیاد نیست و فقط در برخی نقاط دنیا مانند نواحی دریاچه « سوپریور» در ایالات متحده آمریکا در کشور بولیوی ، چین ، شیلی و ایران دیده شده است .

عیار چنین مسی اگر به صورت توده ای باشد بیش از 92 درصد و اگر به صورت ذرات پراکنده باشد در حدود یک تا یک ونیم درصد می باشد .

کانه های اکسیدی مس بیشتر در قشری که نزدیک به سطح زمین است پیدا می شود و در اثر تغییرات جوی و واکنش های آرام شیمیایی که در رگه های سولفیدی کانه دار مس صورت می گیرد به وجود می آیند .

از طرف دیگر آب های طبـیعی به روی کانـه های سولفیـدی مس اثر کرده و به تدریـج آنها را به کربنات ، اکسید ، سولفات و گاهی اوقات آنها را به سیـلیکات مس تبدیل می کند . کـانه های سولفیدی مس که مـهم ترین ماده مس را تشکیل می دهند ، در حدود 95 درصد از محصولات مس دنیا را شامل می شوند .

بیشترین تجمعات کانی زایی مس جهان در میشـیگان و آریزونای آمریکا ، آلمان ، روسیه و استرالیا یافت می شود .

4-4-  کانه های مس

مس در ساختمان بلوری 250 کانی می نشیند و تنها شمار اندکی از آنها از نقطه نظر اقتصادی اهمیت دارند از این میان

شماری از کانی ها که فراوان ترین کانه های اصلی مس می باشند از اهمییت ویژه ای برخوردارند . عبارتند از :

کالکوپیریت ، کالکو سیت ،کوولین  ، پرنیت  ، مس طبیعی  ، مالاکیت و آزوریت .

برخی دیگر از کانی های مس گرچه فراوانند ولی به عنوان کانه یا عنصر جنبی در فرآوری و استخراج بدست می آیند همانند تترائدریت ، آنارژیت و بورنونیت .

در فرآیند پیدایش ، اکسیداسیون و انباشتگی دوباره مس کانـی های مس نظم خاصـی می گیـرند به گونه ای که وجود یک کانی می تواند مبین وقوع یکی از پدیده ها در زون خاصی باشد .

لازم به ذکر است که بعضی از کانی ها هم می توانند به زون هیپوژن و هم به زون سوپر ژن متعلق باشند مثل کالکوسیت و بورنیت .

4-5-  فرآیند تولید

به طور کلـی تولید مس از طـریق فرآیند های پـیرو متـالوژی و هیدرو متـالوژی صورت می گـیرد . تولیـدات مـعد نی به محصولا تی اطلاق می شوند که خورا ک فرآیند های  مذ کور را تولید می کنند .

این مواد شامل کنسانتره مس مس که قابل کاربرد در فرآورده های پـیرو متالوژی و کانسنگ های اکسیدی ( و برخی موارد سنگ های سولفوری کم عیار ) که مس آنها از طریق فرآیندهای هیدرو متالوژی استحصال می شود . میزان تولید مس همواره دارای رشد فزاینده ای بوده و مهمترین دلایل رشد ، توسعه صنایع الکتریکی و مخابراتی بوده است .

میانگین رشد تولیدات معدنی مس طی سالهای 1900 تا 2000 میلادی سالانه حدود 2/3 درصد بوده است .

تولیدات مس را می توان به دو بخش تولیدات معد نی و تولیدات حاصل از قراضه های مس که حدود 10 تا15 درصد از تولیدات جهانی را تشکیل می دهند ، تقسیم کرد.

کل تولیدات جهانی مس معدنی در سال 2003 معادل 2/13 میلیون تن بوده که شیلی با تولید  9/4  میلیون تن رتبه ا ول تولید را در جها ن دا را است  ( 37 درصد کل تولید جهانی ) . بعد از آن ایا لات متحد ه آمریکا با تولید 1/1  میلیون تن ، 8  درصد تولید جهانی را داراست . ایران با 133 هزار تن تولید در سال 2003 در رتبه پانزدهم قرار دارد که تنها یک درصد تولید دنیا را داراست .

4-6-  مصرف مس

مس به دلیل قابلیت الکتریکی و حرارت بالا بعد ازنقره ، مقاومت در برابر خوردگی ، چکش خواری عالی ، با قابلیت ماشین کاری ، سختی کم ، استحکام کششی خوب و خاصیت آلیاژی عالی موارد استفاده فراوانی در صنایع مختلف دارد. سهم مصرف مس در صنایع مختلف جهان در صنایع ساختمانی 35 درصد ، صنایع الکتریکی و الکترونیکی 25 درصد ، ماشین آلات و تجهیزات صنعتی 15 درصد ، حمل و نقل 12 درصد و صنایع عمومی و مصرفی 3 درصد است . این نسبت ها به صورت میانگین بوده و در نواحی مختلف سهم آنها متفاوت است که نشان دهند الگوی مصرف مناطق مختلف  جهان است که این ا لگو با توجه به صنعتی بودن ، جمعیت ، تکنولوژی و غیره متفاوت است . در حالی که در دهه 70 میزان مصرف  در نواحی اروپایی غربی و آمریکای شمالی بیشتر از بقیه نواحی بود ، از سال 2000 مقدار مصرف در کشورهای اروپایی پیش گرفته است . از مهمترین دلایل این رشد که از دهه های 80 و 90  آغاز شد ، رشد صنعتی و توسعه اقتصادی کشورهای آسیایی مخصوصا کشور های شرق و جنوب شرق آسیا بوده است . کل مصرف جهانی مس در سال 2003 معادل 5/15 میلیون تن بوده که بیشترین مقدار آن در آسیا با 2/7 میلیون تن بوده است که که از این مقدار سه میلیون مربوطه به مصرف کشور چین است .

پیش بیـنی می شود مصرف از میانگـین 6/2 درصـد در دهه 90 به حـدود 3/9 درصد طـی سال های 2004 تا 2009 برسد و پیش بینی می شود چین در راس کشورهای مصرف کننده طی سال های آینده باقی بماند .

4-7-  صنعت مس در ایران

کشور ایران از موقعیت نسبتا خوبی از لحاظ معادن مس در جهان برخوردار است . ذخایر کشور تا کنون حدود 14 میلیون تن مس محتوا بر آورده شده است که به طور عمده در استان های کرمان ، آذربایجان غربی و شرقی و روی کمر بند مس ایران ( که روی کمربند مس اروپا است ) قرار دارد . در ایران تا قبل از بهره برداری از معدن مس سرچشمه در سال 1368، تنها از محصولات کارخانه مس غنی آباد در اطراف تهران آن هم برای مصارف نظامی استفاده می شد و ما بقی نیازها از طریق واردات مس چه به صورت محصولات اولیه و چه به صورت محصولات نیمه ساخته مسی و آلیاژهای گوناگون تامین شده است . اما پس از بهره برداری از معدن مس سرچشمه و رشد تولیدات این مجتمع ، علاوه بر برطرف کردن کلیه نیازهای داخلی ، بخشی از محصولات به خارج از کشور نیز صادر می شوند.

 

شكل (4-2) اشكال مختلف فلز با ارزش مس براي عرضه به بازار

4-8-  استخراج مس

چرخه بهره برداری مس به صورت رو باز شامل حفاری ، انفجار ، بارگیری و حمل ماده معدنی است .کانه های خورد شده و روباره ها توسط بیل های بزرگ برقی یا دیزلی که در کنار زون شطح فرسایشی یافته و عریان شده ی کانسار به کاری آینده ، بارگیری می شوند .

خرد کننده های متحرک مجهز به نوار نقاله در برخی معادن رو باز نصب می شوند تا ماده معدنی خورد شده را به کارخانه مربوطه منتقل نمایند که این کار باعث صرفه جویی قابل ملاحظه ای در هزینه هاست . در سال های اخیر به کار گیری واگن برای حمل و نقل ماده معدنی به دلیل بالا بودن هزینه نگهداری و طولانی بودن مسیر حمل و نقل که گاه تا چند مایل می رسد منتفی شده است روند کلی به سوی بار گیری کامیون های حمل و نقل که ظرفیت آنها به 120 تن و بیشتر می رسد سوق داده شده است .                                                                                                                                بخـشی در خور توجه از بهره برداری مـس جـهان از طریق روش های زیـر زمینی است که معمـولا  نیروی کـار و هزینه بیشتری نسبت به روش رو باز می طلبد . مس بهره برداری شده از معادن زیرزمینی در بازار به 84/3 میلیون تن می رسد که 52% آن در کشور شیلی تولید می شود . بیشتر معدن کاری های زیرزمینی به دو روش غار زنی و تونل های تقویت شده صورت می گیرد .

شكل (4-3) نمودار مراحل مختلف توليد مس در جهان

مراجع

-  شرکت صنایع ملی مس ایران

-  سازمان زمین شناسی و اکتشافات مواد معدنی

-  سازمان صنایع و معادن استان کرمان

-  شرکت معدن کاری اولنگ

 

 

 

 

 

 

 

 

پايان . . .                

24 دی 1392 In مقاله های معدن

 

تهیه کننده : قاسمی

 

نقشه برداری


مروری بر نقشه برداری زیرزمینی:

 نقشه برداري زير زميني كه در غرب آن را با كلمه لاتين  UNDER ground surveying مي‌شناسند، شاخه اي از رشته  مهندسي نقشه برداري است كه شامل طراحي تونل، عمليات هاي اجرا و هدايت حفاري و بلاخره برداشت فضاهاي موجود طبيعي و مصنوعي زير زمين به منظور تهيه نقشه از آنها با توجه به شرايط خاص نقشه برداري در زير زمين مي باشد.

نقشه برداري زير زميني:
نقشه برداري زير زميني كه در غرب آن را با كلمه لاتين UNDER ground surveying  مي‌شناسند، شاخه اي از رشته  مهندسي نقشه برداري است كه شامل طراحي تونل، عملياتهاي اجرا و هدايت حفاري و بلاخره برداشت فضاهاي موجود طبيعي و مصنوعي زير زمين به منظور تهيه نقشه از آنها با توجه به شرايط خاص نقشه برداري در زير زمين مي باشد. در اهميت نقشه برداري و پيشرفتهاي آن مي توان به ايجاد تونل زميني در زير دريايي دانش كه ارتباط بين پاريس و لندن را بر قرار كند اشاره كرد.

كلا نقشه برداري زير زميني شامل موارد زير مي باشد:

-1  طراحي (design) در مرحله شروع پروژه

-2 اجراي عمليات حفاري (unearth control) هدايت تونل را بر عهده دارد.

-3 تهيه نقشه برداري از زير زمين


اصطلاحات نقشه برداري زير زميني:
 -1زير زمين (UNDER ground): در اصطلاح عام به عوارض قابل دسترسي و يا طبيعي در داخل زمين مي گويند.

 -2معدن (MINE): مجموعه تاسيسات زميني و دانال هاي زير زمين كه به منظور هدف خاصي احداث شده را معدن گويند. اصطلاحا به محل تجمع مواد معدني نيز معدن مي گويند.

-3 گالري( Gallery ): به دانال هاي افقي زير زميني كه از يك طرف به منظور خاصي مسدود است و خود يكي از راه هاي ورود به زير زمين به شمار مي رود گالري مي گويند كه به سه نوع (اكتشافي، آماده سازي، اصلي و فرعي (وجود دارد.

 -4 تونل (tunnel ): دالان عبوري عريضي است كه از دو طرف باز مي شود و به انواع (افقي، مايل، مارپيچ) موجود مي باشد.

-5  چاه (shaft): گالري قائمي كه از راههاي ورود به زير زمين به شمار مي رود و مقطع آن ممكن است دايره كه در اروپا و آسيا مرسوم است ) و يا مستطيل كه در آمريكا مرسوم است باشد.

-6  رمپ (Ramp) :رمپ يا شيب گذر، تونل شيب داري است كه براي اتصال بين طبقات مختلف معدن به كار مي رود اصطلاحا به آن بالارو يا پايين رو )دوبل) نيز مي گويند.

-7 گمانه (soundage): عبارت است از چاه كم قطر و عميقي كه براي نمونه برداري از لايه هاي زمين و جهت دادن به امتداد حفاري از آن استفاده مي شود و در نوع (اكتشافي، و راهنما) موجود مي باشد.

-8  حفاري: پيشروي در امر گود برداري زير زمين كه به وسيله ماشينهاي حفاري و يا اكتشافي انجام مي شود را گويند.
 

شرايط خاص نقشه برداري در زير زمينی:

 -1تاريكي و عدم نور كافي و محدوديت در استفاده از وسايل روشنايي براي معادني كه گازهاي اشتعال‌زا توليد  مي كنند.

-2 محدوديت فضا و در نتيجه محدود شدن كنترلهاي نقشه برداري و كم شدن درجه آزادي و دقت كار

-3ا مكان تخريب و ريزش تونل در صورت عدم پوسته گيري در زير زمين

 -4امكان سقوط در چاه و يا فرو رفتن در زمينهاي سست

-5 وجود گازهاي خفه كننده ناشي از مواد معدني

-6 ورود آب هاي سطح الارضي به زيرزمين

-7 اختلالات مغناطيسي ناشي از مواد آهني در زير زمين و مشكلات كار با قطب نما

-8 وجود جريانات هوا در داخل تونل و به هم زدن تعادل شاقولهاي آويزان در تونل

 -9تكان ها و لرزش هاي زير زميني ناشي از عمليات حفاري ( آتش كاري) و مشكل به هم خوردن تراز دستگاه هاي نقشه برداري و جا به جا شدن ايستگاه ها

-10 كار نكردن دستگاه هاي مخابراتي مثل بي سيم و موبايل و همچنين گيرنده هاي GPS در زير زمين

-11  سختي كار

 

نكات ايمني در تونل و زير زمين:

 -1قبل از ورود نكات ايمني مربوط به اين زير زمين را از بخش حفاظت و ايمني معدن تهيه و به خاطر بسپاريم

-2  وسايل حفاظتي همراه فرد بوده و نحوه استفاده از آنها به فرد آموزش داده شود (كلاه ايمني، چراغ روشنايي،

لباس كار، چكمه (

 -3براي كار در هر قسمت معدن ابتدا وضعيت آن را بررسي كرده و قسمتي پيدا كردن موقعيت آن را از روي نقشه  نكات حفاظتي براي آن بررسي شود.

-4 بودن هماهنگي مسئول معدن و مسئول عمليات نقشه برداري در قسمت هاي مختلف تونل حركت نكنيم.

-5 قبل از ورود به زير زمين برنامه كار خود را از نظر زماني و مكاني به مسئول معدن اطلاع دهيم.

-6 در وسط ريلها حركت نكنيم.

-7 از بردن وسايل آتشزا به تونل جدا" خودداري كنيم.

-8 به خاطر سپردن مسيري كه در آن حركت كرده و رفته ايم.

-9 نگهداري و مواظبت از وسايل نقشه برداري در زير زمين.

 -10هنگام حركت در تونل مواظب وسايل آويزان از سقف، از جمله شاقول ها باشيم.

-11  از ضربه زدن بي مورد به وسيله چكش به ديوارها و يا سقف تونل ها جدا خودداري كنيم.

-12 چراغ روشنايي را در مسير كار ديگران قرار نداده و آن را در چشم ديگران نيا ندازيم.

-13 در صورت مواجه شدن با تاريكي مطلق نهايت دقت را براي بازگشت به محل روشنايي داشته باشيم.

 -14از شوخي كردن با همكاران در گزنك ها و شيب هاي تند بپرهيزيم.

 

روشهاي كلي نقشه برداري زير زميني:

-1 روشهاي نقشه برداري زميني و ژئودزي كه در 90 درصد پروژه ها از اين روش استفاده مي شود.

-2 روش هاي فتوگرامتري( برد كوتاه ) كه در مقطع برداري و كارهاي دقيق از آن استفاده مي شود.

-3 روش هاي هيدروگرافي: براي معادن و تونل هاي آبي كه امكان نقشه برداري زميني وجود ندارد.


مراحل طراحي پروژه هاي زير زميني:

-1 اكتشاف مقدماتي (مطالعه اوليه):

- براي پروژه هاي معدني بوسيله سطحي و نيمه عميق.

- براي پروژه هاي عمراني بوسيله گمانه زني و تشخيص جنس لايه هاي زميني .

 -2ايجاد شبكه ژئودتيك در منطقه مورد نياز:

- نقاط، تمام منطقه مورد نظر را بپوشاند

- شكل هندسي متناسب باشد. يعني شبكه، استحكام كافي داشته باشد.

- مختصات ها با دقت بسيار زياد محاسبه شوند.

-3 تهيه نقشه هاي مورد نياز جهت طراحي تونل

 -4طراحي پروژه مورد نظر


طراحي اجراي عمليات حفاري:

 -1پياده كردن دقيق نقاط دهانه و چاه ها و مشخص كردن سينه كار و ابعاد مقطع حفاري در محل اين نقاط بوسيله روش هاي دقيق از جمله تقاطع.

 -2هدايت چند متر اوليه حفاري )تراشه تونل ) بوسيله جهت يابي مغناطيسي و تئودوليت

-3 انتقال حداقل 2 نقطه كنترل مسطحاتي و ارتفاعي به داخل تونل

-4 كنترل توام راستا و شيب تونل در ادامه حفاري بوسيله نقاط كنترل و دستگاه هاي نقشه برداري بوسيله مشخص كردن سينه هاي كار

-5 كنترل مقطع تونل در فواصل مشخصي از نقاط زير زمين.


طراحي كلي تهيه نقشه از زير زمينی:

-1 شناسايي نقاط ثابت شبكه هاي ژئودتيك روي زمين نزديك به دهانه تونل ها و چاه ها راه هاي ورود به زير زمين

-2 پياده كردن نقطه دهانه تونل به روش تقاطع و تعيين دقت مختصات آن از مختصات نقاط ثابت شبكه

 -3انتخاب نقاط تحت الارضي تونل ها و گالري ها در محل هاي مناسب (نقاط اصلي و رفرانس سقفي يا كفي(

-4 انجام پيمايش جهت انتقال مختصات از نقاط ثابت سطح الارضي به نقاط (ايستگاههاي ) تحت الارض.

 -5انجام تراز يابي نقاط تحت الارضي جهت تهيه پروفيل هاي طولي كف و سقف و يا انجام برداشت هاي مربوط به مقطع برداري و تهيه مقطع تونل

-6 انجام برداشتهاي لازم از ايستگاه هاي زير زميني جهت تهيه نقشه هاي مورد درخواست از زير زمين.

 

ايستگاه گذاري در زير زمينی:

بايد بيشتر دقت كرد كه در زير زمين ايستگاه گذاري هدف دار بوده و دو ايستگاه به هم ديگر ديد داشته و ايستگاه گذاري در محل هاي مستحكم و بدون حركت قرار گيرد. ايستگاه گذاري طوري  باشد كه زواياي پيمايش زير زمين به 180درجه نزديك نشود. به علت زياد بودن خطاي انكسار نور روي محور تونل (Center Line )  حتي الامكان نقاط در كناره هاي تونل انتخاب شود. در نظر  گرفتن اين نكته ضروري است كه امكان استقرار دوربين در ايستگاه وجود داشته باشد. همچنين موانع ديد را بايد در نظر داشت تا امكان برداشت جزئيات به راحتي ميسر باشد.

انواع ايستگاه در زير زمين عبارت است از:

ايستگاه سقفي، ايستگاه كفي، ايستگاه ديواري و كشوئي.


انواع تونل عبارتند از:

 -1تونل راه هاي بين شهري

-2 تونل هاي راه آهن هاي بين شهري

-3 تونل هاي راه آهن هاي شهري (مترو(

 -4تونل هاي معادن

-5 تونل هاي سد سازي و نيروگاه ها

 -6تونل هاي طبيعي (غارها ) و قنات ها و تونل هاي انتقال نيرو

خصوصيات وسايل و تجهيزات نقشه برداري زير زمينی:
اين وسايل بايد سبك، كم حجم، دقيق، داراي نور داخلي، امكان سانتراژ از ايستگاه سقفي، ساده و مقاوم در برابر  رطوبت، تغييرات ها، گرد و غبار و ضربه باشند.
تارگت ها در زير زمين:

از مهم ترين تارگت ها در زير زمين شاقول ها هستند كه كاربردهاي بسيار زيادي داشته و به انواع زير تقسيم مي شوند:

شاقول ساده، شاقول زنجيره اي، شاقول چاه، شاقول اپنيكي وايزري.


وسايل طول يابي در زير زمينی:

-1 قرماي معمولي كه مرغوب ترين آنها تر و ايشتباخ آلماني مي باشند.

-2 مفتول هاي مدرج آويزان و (تراز ياب با تئودوليت ) و شاقول هاي چاه

-3 طول ياب هاي الكترونيكي (EDM) و وسايل جانبي مخصوص آنها براي كار در زير زمين


وسايل اندازه گيري زاويه در زير زمينی:

-1 تئودوليت معمولي

-2 تئودوليت هاي آويزان

 -3تئودليت هاي ليزري

4-  ژيروتئودوليت ها
 

وسايل تراز يابي در زير زمينی:

تفاوت دوربين هاي ترازياب در زير زمين در اين است كه اين دوربين ها در برابر سرما، گرما، گرد و غبار، ضربه و....  مقاوم بوده و از دقت بيشتري برخوردارند. اين دوربين ها در فواصل كوتاه نيز مي توانند اندازه گيري كنند.


خصوصيات شاخص در زير زمينی:

-1 كوتاه باشد در حد يك و نيم تا سه متر كه به صورت كشوئي ارتفاع آن تغيير مي كند.

 -2سطح آن روشن باشد تا بتوان در تاريكي از آن استفاده كرد.

3- تقسيم بندي آن طوري باشد كه بتوان سريع و راحت قرائت كرد.
 

انواع شاخص در زير زمينی:

-1 شاخص هاي منعكس كننده

-2 شاخص هاي شفاف يا شيشه اي

3- شاخص هاي قابل آويزان
 

وسايل حفاري در زير زمينی:

با توجه به اين كه سه روش براي حفاري در زير زمين مرسوم است، براي هريك وسايل و تجهيزات خاصي به كار مي روند. اين روش ها عبارتند از:

.1روش انفجاري 2. ماشين حفاري 3. ماشين آلات ساختماني


 

نكاتي در مورد بكارگيري شاقول در چاه:

-1 آزاد بودن شاقول چاه: براي كنترل آزاد بودن شاقول در چاه حلقه اي را در داخل سيم شاقول كرده و از بالا به طرف  پايين رها مي كنيم اگر اين حلقه به ته چاه رسيد شاقول آزاد مي باشد و سيم آن در جايي درگير نيست .

-2 با اين كه پريود اندازه گيري شده را با توجه به پريودهاي محاسبه شده براي ارتفاع آن چاه مقايسه كنيم. بايستي  اين دو مقدار تقريبا با هم برابر باشند.

 -3در اثر جريانات هوا و طولاني بودن طول سيم نوسانات پاندولي در شاقول ايجاد مي شود كه براي برقراري تعادل آن  نياز به دقت بسياري است. براي برقرار كردن تعادل سريع از شبكه نفت يا روغن سوخته طوري استفاده مي كنيم كه  شاقول در اين شبكه قرار گيرد.

روش فتوگرامتری برد کوتاه:

 در این روش با عکس برداری از مقطع نسبت به روش های بالا از دقت بهتری برخوردار است. با توجه به هزینه و زمان بالا برای تهیه پروفیل,  از این روش فقط در مکان های خاصی مثل معادن طلا و غیره ممکن است استفاده شود. بدین منظور در نزدیکی مقطع , لامپ لیزری قرار میدهیم تا مقطع تونل را روشن کند. سپس دستگاه فتو تئودولیت (تئودولیت ودوربین عکاسی ) را در نقطه دیگر غیر از ان مقطع قرار می دهیم. فیلم داخل دوربین عکاسی حساسیت زیادی دارد و فاصله کانونی دوربین برابر 150 میلیمتر و ابعاد عکس 10*10 سانتیمتر است. بنابرین با محاسبه یااندازه گیری فاصله بین نقاط A وB می توان مقیاس عکس برداری را مشخص کرد و عکس حاصل را بر روی فیلم شبکه بندی شده چاپ کرد ودر نتیجه مقطع تونل با دقت زیادی روی عکس معلوم می شود.

سيستم هاي نقشه برداري در تونلي:

کمپاني لايکا با همکاري کمپاني امبرگ که تجربه اي طولاني در زمينه ساخت تونل و ايجاد بناهاي زيرزميني دارد اقدام به ارايه سيستم هاي اندازه گيري تونلي و هدايت وکنترل بناهاي زيرزميني نموده است. اين سيستم ها شامل راه حل ها و روش هاي اندازه گيري عالي و ويزه براي  نقشه برداري اتوماتيک در زمينه تونل و راه اهن ميباشند که ميتوان در اين زمينه به موارد زير اشاره نمود:

-بخش سيستم هاي نقشه برداري ساختماني تونل:

نقشه برداري هاي دقيق در معادن و تونل ها به منظور طراحي معدن وکنترل و نگهداري ان بسيار مهم ميباشند. در شفت هاي زيرزميني و تونل ها نياز مبرمي به نقشه برداري و کنترل در جهت رسيدن به بيشترين کارآيي در زمينه حفر تونل ومعدن ميباشد.

الف: سيستم  TMS که شامل دو بخش:   برداشت پروفيل برداري و پياده کردن المان هاي مورد نياز در امور زيرزميني مي باشد. اين سيستم بطور اتوماتيک با يک توتال استيشن حرفه اي سري TPS 1100 تلفيق شده است و عمليات مورد نظر را انجام مي دهد. به کمک اين سيستم ميتوان بطور اتوماتيک اقدام به برداشت و کنترل مقاطع مختلف تونل نمود و همچنين مي توان خطوط برش حفاري و چالزني و محل نصب عوارض مختلف را بر روي پايلوت و يا ديواره ها پياده کرد. به همراه نرم افزار مخصوص تدارک ديده شده مي توان مقادير اختلاف طرح با وضعيت اجراء شده را تعيين کرده ومشاهده نمود.

ب: دستگاه هاي سري 400 معدني: که اين محصول نتيجه فعاليت کمپاني لايکا در زمينه صنعت معدن و بناهاي زيرزميني ميباشد. اين سيستم داراي برنامه هاي مهم نقشه برداري زير زميني از قبيل برداشت پايه ها و مسير حرکت پياده کردن خطوط تراز و انجام برداشت هاي زير زميني به روش افست و اخراج عمود مي باشد. ضمن اينکه دستگاه برنامه هاي استاندارد سري 400 را نيز درخود دارد.اين سيستم بر مبناي حفظ امنيت داده ها به عنوان يک اولويت مهم گسترش يافته و قابليت تنظيم کلمه رمز عبور را نيزدارد. پيکربندي کلي دستگاه و اپراتوري ان نيز ساده بوده و همانند دستگاه هاي استاندارد ميباشد.

-  سيستم پروفيل برداري موسوم  به PROFILER 4000:

اين سيستم ابزار نيرو مندي براي پروفيل برداري در نقشه برداري هاي کنترلي است که براي اندازه گيري سطوح  ومقاطع زيرزميني بسيار کارآ و موثر مي باشد.

پیشرفت های اخیر نقشه برداری کنترلی ژئودتیک جهت احداث تونل های بزرگ:

روشهای جدید احداث تونل و کاربرد آن به ویژه در زمینه هدایت و کنترل , اغلب نیازمند به دقت کافی در مورد جهت یابی تونل است. ابزارهای جدید علم نقشه برداری مانند GPS و رقیب دیرینه ان ژیرو-تئودولیت  ,قادر هستند نیاز فوق را براورده نمایند. ماشین های جدید حفاری تونل , همراه با دستگاه های تمام خودکار جهت یاب و همراه با سیستم های خودکار مسیر سازی تونل داری توانایی احداث تونل با رشد بالا بوده و هدایت و حفر ان را با دقت زیادی امکان پذیر ساخته است. برای رسیدن به چنین تواناییهایی ضریب اطمینان دقت د نقشه برداری برای جلوگیری از انحراف مسیر تونل و جهت یابی انها بسیار دقیقتر خواهذ شد. این اطمینان به وسیله دقت های بسیار بالایی که در هنگام طراحی و اجرای نقشه برداری کنترلی پروژه رعایت می گردد ارایه خواهد شد. فن اوری جدید علم نقشه برداری همانند سیستم تعیین موقعییت ماهوارهای GPS , ژیرو-تئودولیت با دقت بالا و وسایل الکترونیکی برای اندازه گیری زاویه و مسافت به ما کمک می کنند.

موقعيت جغرافيايي ايران

ايران 1648198 کيلومتر مربع يا 636375 مايل مربع وسعت دارد که 7/0 آن را آب تشکيل مي دهد. ايران يک کشور آسياي غربي ست و در منطقه خاورميانه و نيز آسياي مرکزي و قفقاز واقع شده. ايران با کشورهاي ارمنستان, آذربايجان (شامل جمهوري نخجوان) و ترکمنستان در شمال, افغانستان و پاکستان در شرق و عراق و ترکيه در غرب مرز دارد. به علاوه ايران در خليج فارس با کشورهاي کويت, عراق, عربستان سعودي, بحرين, عمان, قطر و امارات متحده عربي مرز آبي دارد. مساحت ايران يک پنجم مساحت آمريکا و تقريبا سه برابر فرانسه است.ايران يکي از کشورهاي وسيع جهان است که در محدوده 25 درجه و سه دقيقه الي 39 درجه و 47 دقيقه عرض شمالي و 44 درجه و پنج دقيقه الي 63 درجه و 18 دقيقه طول شرقي واقع شده است. عرض جغرافيايي يک کشور مطالب زيادي درباره رابطه آن کشور با خورشيد و ميزان دريافت تابش خورشيد در آن در اختيار ما قرار مي دهد. ايران در عرض هاي جغرافيايي بالا قرار دارد و ويژگي عرض هاي جغرافيايي بالا اين است که تفاوت بين فصل ها در آن ها بيشتر است.

موقعیت جغرافیایی استان کرمان

استان كرمان در جنوب وجنوب شرق كشور بين طول هاي جغرافيايي 21 °54 تا 34 °59 شرقي و عرض هاي 29 °26 تا 58 °31 شمالي قرار دارد. مساحت اين استان 181714 كيلومتر مربع بوده و مركز آن شهر كرمان با ارتفاع 1754 متر از سطح دريا مي‌باشد.

 

موقعیت جغرافیایی معدن آموزشی زغالسنگ کرمان

این معدن در جنوب غربی شهر کرمان  واقع در جاده تهران و بلوار شهدای زغالسنگ به طول جغرافیایی N 16°30 وعرض جغرافیایی  ‘E 01°57 و ارتفاع 1757 متر از دریا می باشد.

 

 

وسایل مورد استفاده در نقشه برداری:

دوربین تئودولیت (BOIF – TDJ6E)                                                    

دقت زاويه افقی :1 ± دقيقه

بزرگنمايي عدسي : 30 برابر

محدوده دمای قابل تحمل : 50+ تا 30-

وزن : 4.3 كيلوگرم

مشخصات عمومی :

دقت زاويه ای بالا

مطمئن برای کار در معدن

با تصوير واضح و شفاف                                                                 

سازگار با تجهيزات جانبی برای تئودوليت مانند چپقی و ...

 

محاسبات نقشه برداری:

طرز اندازهگيري زاويه افقي با تئودوليت

اگر لمب افقي از درجه صفر ، گذشته باشد در اين صورت مقدار زاويه برابرست با

                                                                                                                                                                                                       

 

 

روش اندازه گیری زاویه شیب

در بعضی از تئودولیتها وقتی دوربین در حالت افقی است قرائت مربوط به لمب قائم، صفر و در حالت معکوس 180 درجه یا 200 گراد است (زاویه شیب یا V).

در بعضی دیگر این زاویه در حالت افقی دوربین 90 درجه یا 100 گراد و در حالت معکوس 270 درجه یا 300 گراد است (زاویه سمت الرأسی یا z).

نکته: در حالت دوم برای بدست آوردن شیب بایستی از فرمول زیر استفاده نمود:

 

V=90-Z یا V=100-Z

V=270-Z یا V=300-Z

 

اندازهگيري اختلاف ارتفاع دو نقطه به كمك تئودوليت (ترازيابي مثلثاتي)

 

 

 

 

 

اگر x1‌و y1 مختصات نقطه معلوم A و x2‌و y2 مختصات نقطه مجهول B و AB=L طول ضلع در شكل 4-5 باشند در نتيجه داريم:

 

 

 

 

 

 

 

 

آزیموت : زاويه‌اي كه هريك از شمالها با يك امتداد معين مي‌سازند به نام گراي مستقيم ناميده مي‌شود چنانچه به گراي مستقيم مقدار 180 درجه را اضافه يا كم كنيم، گراي معكوس به دست خواهد آمد.

 

 

23 دی 1392 In مقاله های معدن

تهیه کننده : رمضانی

 

اکسکاواتور جام چرخشي يا ريکلايم

اکسکاواتور جام چرخشي يا ريکلايمر يکي از بزرگترين انواع ماشين آلات بارگيري در معادن مي باشد. اساس كار ماشين اين استوار است كه يك چرخ دوار بزرگ كه محور آن افقي است و داراي تعداد زيادي (تا 24) جام است توسط ناخنهاي فولادي مواد را كنده ، به بالا مي برد و سپس در حركت دوراني خود مواد را بوسيله نقليه منتقل مي كند. اين وسيله در معادن ليگنيت ، بنتونيت ، خاك رس (كليه موادي كه داراي مشخصات مكانيكي مشابه است) و معادني كه بصورت نواري هستند ، بخوبي و با رغبت بكار مي رود

                                                                                                                 

 

.

 

Description: http://www.fadak.us/A.database/mine/learn/L.001/Image/A.0046.1.jpg

 

Description: http://www.fadak.us/A.database/mine/learn/L.001/Image/A.0046.2.jpg

 

در بعضي معادن بزرگ مثل معادن سنگ آهن گل گهر ، چغارت و چادرملو به منظور همگن سازي بار ورودي به کارخانه فرآوري و همچنين ذخيره سنگ آهن مورد نياز کارخانه فرآوري در زمان هايي که معدن قادر به تامين سنگ آهن نمي باشد، ابتدا ابتدا سنگ آهن خرد شده توسط سنگ شکن را در دپوهاي بزرگي که توسط دستگاه استاکر ايجاد مي شود ذخيره مي کنند سپس با استفاده از ريکلايمر از اين دپوها براي تامين خوراک ورودي به کارخانه بارگيري انجام مي شود

 

Description: http://www.fadak.us/A.database/mine/learn/L.001/Image/A.0046.3.jpg

 

در زير مشخصات و تصاوير يکي از بزرگترين اکسکاوانور هاي جهان که توسط آلمانيها ساخته شده است را مي توانيد مشاهده کنيد. اكسكاواتور جام چرخشي داراي وزني حدود 13000 تن است. قدرت موتور جامهاي آنها كه جمعاً 18 عدد است 3360 كيلو وات است. سرعت برش خاك در محل دندانه ها تا 3 متر بر ثانيه مي باشد. قطر چرخ جامدار در اين حالت 26.6 متر و توان خاكبرداري ماشين 240000 مترمكعب در روز است (ظرفيت اسمي آن 12000 مترمكعب در ساعت مي باشد ).
طول اين نوع ماشينها بيش از 200 متر و ارتفاع آنها بيش از 100 متر مي باشد. قيمت آنها تا 100 ميليون دلار نيز ميرسد ، 5 سال مونتاژ آن طول مي كشد و براي هدايت آن 5 نفر لازم مي باشد                                                                                                                                  

.


Description: http://www.fadak.us/A.database/mine/learn/L.001/Image/A.0046.4.jpg                 

 

 

 

 

23 دی 1392 In مقاله های معدن

تهیه کننده : علی کوشانی نیا

ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز

ارسال شده توسط علیرضا رستگار در تاریخ آذر ۹, ۱۳۹۲ در ماشین آلات و تجهیزات, مقاله و تحقیق | ۰ دیدگاه

ماشین آلات ناپیوسته در معادن روبازReviewed by علیرضا رستگار on Nov 30Rating: 5.0ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز

دراگلین(dragline):

از جمله ماشین آلاتی هست که برای باربرداری و انتقال بار مورد استفاده قرار می گیرد. معمولا موادی که دراگلین جابجا می کند در سطح ایستاد آن قرار دارد در این حالت بخصوص در مواردی که سطح زیرین مرطوب و امکان حرکت کامیون وجود ندارد با دراگلین می توان مواد را بارگیری و در محل دیگر دپو کرد.

Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-large wp-image-2879 colorbox-2878" alt="Curragh Dragline 3 ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/Curragh_Dragline_3.jpg" width="520" height="346" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" /> Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-large wp-image-2880 colorbox-2878" alt="Dragline excavator ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/Dragline_excavator.png" width="511" height="482" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" />

بیل های مکانیکی نوع دراگلین با شاول دارای این تفاوت است که جام آن روی شاسی (بازو) نصب نشده بلکه به کمک جام جابجا می شود. به کمک بازوی بلند دراگلین و به دلیل اینکه کابل انعطاف پذیر است تحرک ماشین برای بارگیری زیاد است. گذشته از این به دلیل اینکه قطعات متحرک کم وزن است انرژی ویژه این ماشین کمتر از شاول است البته این وسیله در مواردی که سنگ و خاک سخت باشد کاربرد ندارد و کار با آن به مواردی محدود می شود که مواد مورد بارگیری نرم یا دانه ای باشد.

نوعی دراگلین ساخته شده که جام آن در محلبارگیری باز می شود و سپس با فرمان راننده دو نیمه جام به هم نزدیک و بسته می شود. و بدین وسیله بارگیری انجام می شود. این گونه جام ها که کلامشل نام دارند برای بارگیری دانه های بسیار ریز و گل و لای کاربرد دارد.

مزیت دراگلین  نسبت به شاولدر این است که دراگلین شعاع عمل بیشتری دارد و توانایی باربرداری در سطح و عمق را دارا است ولی به لحاظ اینکه دراگلین با کابل هدایت می شود کنترل جام آن مشکل است.

انواع دراگلین:

۱-دراگلین هایی که بر واگن سوارند

۲-دراگلین هایی که بر کامیون سوارند

۳-دراگلین های نوع چرخ زنجیری

۴-دراگلین های راه رونده

از دراگلین نوع اول و دوم در عملیات نسبتا کوچک استفاده می شود.از دراگلین چرخ زنجیری در محل هایی که زمین سست است و انواع دیگر قادر به کارگیری نیستند مورد استفاده قرار می گیرد. دراگلین راه رونده با داشتن پایه لولهقطور و بازوی بسیار قوی دارای پایداری کافی برای کارهای بزرگ و زمان طولانی است.

وسیله حرکت در بعضی انواع دراگلین های راه رونده در هر طرف از قاب.صفحه گردنده. بازو و کفش تشکیل شده است. قاب دارای شکل مثلثی شکل است و در قسمت بالا به یک بازو متصل شده است. بازو به یکستون مفصل شده است. قاب در قسمت وسط حول محوری که بر سطح صفحه گردنده و عمود بر آن نصب شده می چرخد.با حرکت صفحه گردنده قاب بصورت خارج از مرکز حول محور مذکور می چرخد.قسمت پایین قاب به یک بازو مفصل شده و سر دیگر این بازو به کفشک مفصل شده است. با حرکت صفحه گردنده که حول محور محرکه مخصوص انجام می گیرد قاب به سمت پایین یا بالا حرکت می کند.

سیکل بارگیری دراگلین:

اولین عمل برای انجام بادگیری بوسیله دراگلین قرار گرفتن صندوق بر روی توده معدنی و نفوذ در مواد است در مرحله دوم صندوقه به کمک کابل کششی به سمت جلو حرکت کرده و پر می شود.و پس از پر شدن در حالیکه از نیروی کششی تدریجا کاسته می شود و به نیروی بالابری افزوده می شود.در نتیجه صندوق با سرعت کنترل شده به سمت بالا حرکت می نماید تا به ارتفاع مورد نظر برسد.

لازم به ذکر است که عمل چرخش بازو و صندوقه در حالیکه صندوقه زمین را پاک می کند آغاز شده و با بالا رفتن تدریجی صندوقه این چرخش ادامه یافته و هنگامی که صندوقه به ارتفاع مورد نظر رسید خاتمه می یابد.

هرگاه زمان چرخش زیاد و ارتفاع تخلیه کم باشد صندوقه پر را در ارتفاع مورد نظر تا رسیدن به محل تخلیه را نگه می دارند وقتیکه صندوقه به نقطه تخلیه می رسد عمل چرخش کند و متوقف می شود.در این حالت نیروی کششی روی صندوقه آزاد شده و صندوقه تخلیه می شود.پس از تخلیه ماشین حرکت عکس انجام داده و به وضعیت بارگیری بر می گردد.

تعیین قابلیت بارگیری دراگلین:

P = C * H * Ff * Fs * E

P – توان بارگیری

C – ظرفیت صندوقه(متر مکعب)

H – زمان کار سالانه برنامه ریزی شده

Ff – فاکتور پرشوندگی

Fs – فاکتور تورم

E – ضریب صندوقه با توجه به جدول زیر است

       قابلیت نفوذ

       نوع مواد

E

مواد با قابلیت نفوذ آسان

ماسه، شن های دانه ریز

۸۵ تا۱۰۰

مواد با قابلت نفوذ متوسط

شن های رس دار، خاکهای فشرده شده

۸۰ تا ۹۰

مواد با قابلیت نفوذ متوسط تا سخت

سنگ آهک خوب آتشباری شده ، رس های مرطوب سنگین

 ۷۰ تا ۸۰

مواد با قابلیت نفوذ سخت

گرانیت، سنگ آهک مستحکم

۴۰ تا ۶۰

 

بولدوزر(Bulldozer):

Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-large wp-image-2881 colorbox-2878" alt="machin transet 08 ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/machin-transet-08.jpg" width="484" height="363" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" />

وسیله ای است قوی که جلوی آن یک تیغه فولادی نصب شده است. این وسیله در معادن بویژه معادن روباز کاربرد زیادی دارد. بولدوزر که اغلب با موتور دیزل کار می کند دارای قدرت های متفاوتی است که قدرت آن به۳۰۰ اسب بخار هم می رسد. بولدوزر روی چرخ لاستیکی یا زنجیری حرکت می کند. بولدوزرهایی که در معدن کار می کنند به لحاظ شرایط سخت کف زمین و عبور از شیب های تند چرخ زنجیری دارند.

بجلو راندن یا هول دادن مواد توسط این دستگاه نباید طولانی باشد زیرا این مواد جهت حمل و نقل اقتصادی نیست به عبارت دیگر کار آن کندن سنگ و خاک از زمین همراه جابجایی در فاصله کوتاه است نه باربری.

تیغه جلوی بولدوزر بوسیله یک یا دو بازوی هیدرولیکی یا بوسیله کابل بالا و پایین می شود.این بازوهای هیدرولیکی نیز عاملی برای فشار و انتقال مواد هستند.تیغه ممکن است بوسیله یک بازوی هیدرولیکی که در سمت چپ ماشین قرار دارد کج شده و تا ۲۵ درجه نسبت به یک محور عرضی زاویه پیدا کند

با بستن یک یا چند چنگال به قسمت عقب عقب بولدوزر که به ناخن یا ریپر موسوم است، می توان  قلوه های بزرگ سنگی را از زمین بیرون آورد

موارد کاربرد:

۱-راندن سنگ و بلوک روی وسیله نقلیه

۲-جمع کردن سنگ آتشباری شده و پراکنده

۳-جابجایی خاک ها و پخش خاک روی بستر

۴-کندن زمین

۵-پر کردن گودال

انواع تیغه های بولدوزر:

۱-تیغه لبه مستقیم     ۲-تیغه U شکل مستقیم     ۳- تیغهu شکل

۱-تیغه لبه مستقیم: در این نوع، لبه برش تیغه مستقیم است و فقط ممکن است در انتهای دو طرف یک زاویه کوچک داشته باشد. از نظر فیزیکی این تیغه نسبت به دو نوع دیگر کوچکتر است، اما بخاطر امکان کار در عملیات مختلف بیشتر از انواع دیگربکار گرفته می شود .

۲-تیغه U  شکل مستقیم: از نظر فیزیکی از انواع لبه مستقیم بزرگتر است و از انواع لبه U شکل کوچکتر می باشد این تیغه کمی حالت تقعر دارد.

۳- تیغه U شکل این تیغه جام مانند بوده و لبه تیغه آن بشکل Uمی باشد. این تیغه از نظر فیزیکی بزرگترین بوده و برای جابجایی توده های سنگی و خاکی برای مسافت نسبتا زیاد قابل استفاده است.

محاسبه توان عملیاتی بولدوزر:

توان عملیاتی بولدوزرها را در موقع جابجا کردن مواد در سطح افقی بطریق زیر محاسبه می کنیم.

P = 2/3S * D

P- توان عملیاتی دستگاه (متر مکعب)

D- عرض تیغه (m)

S- سطح مقطع توده خاکی را که در جلو تیغه جابجا می شود (متر مربع)

معمولا در سنگ و خاک نرم، سطح مقطععرضی خاک جلوی بولدوزر (S) را میتوان سطح مثلث قائم الزاویه ای فرض کرد که ضلع افقی آن ۱٫۶ برابر ارتفاع تیغه (H1.6) و ضلع قائم آن را ۱٫۱ برابر ارتفاع تیغه (H1.1) باشد بنابرین مقدار S برابرخواهد شد با:

(S = 1/2(1.1H * 1.6H

بنابرین مقدار P برابر است با:

P = 0.5H^2 * D

لودر معدنی:

Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-large wp-image-2882 colorbox-2878" alt="machin transet 09 ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/machin-transet-09.jpg" width="438" height="242" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" />

لودر های معمولی در کارهای ساختمانی و یا در معادن روباز با تولید پایین عنوان بار کننده اصلی در کمنار بولدوزر کار می کنند یا به عنوان بار کننده فرعیدر معادن بزرگ در کنار اسکاواتورها کار بارگیری انجام میدهد.بسیاری از معادن روباز با عمر کوتاه برای بارگیری با لودرهای معمولی تجهیز شده اند.

لودر های معمولی در موقع بارگیری دارای قدرت کندن نسبتا کمی هستند. بهمین دلیل بیشتر برای بارگیری موادی بکار گرفته می شوند که خوب شکسته و خرد شده اند.علت اینکه لودر های معدنی دارای قدرت نفوذ و کندن کمی هستند این است که صندوق این لودر ها دارای عرض زیاد است.و این بدان جهت است که صندوق بتواند(بخصوص در انواع چرخ لاستیکی) حفاظتی برای چرخ های آن باشد البته با حرکت وضربه هایی که بوسیله صندوق انجام می شود می توان به نیروی نفوذ افزود اما به هر حال از این نظر با اسکاواتور ها قابل مقایسه نیستند.

موارد کاربرد لودرهای معدنی:

۱-تمیز کردن و اماده سازی جبهه کار

۲-کندن و بارگیری مواد معدنی یا مواد باطله سست بعنوان بارکننده اصلی

۳-بارگیری مواد معدنی یا باطله بصورت ماشین کمکی برای اسکاواتور

۴-عملیات ساختمان و نگهدااری جاده ها

۵-اختن بندها و سدها

۶-تغییر مکان لوله آب رسانی

۷-جابجا کردن پمپ ها

۸-جابجا کردن کابل های برق

مقایسه لودر های چرخ لاستیکی و زنجیری:

۱-سرعت چرخ لاستیکی در مقایسه باچرخ زنجیری بیشتر است

۲-لودر های چرخ لاستیکی علاوه بر بارگیری بار را تا مصافتی نیز حمل می کنن

۳-هزینه نگهداری لودر های چرخ لاستیکی در مقایسه با زنجیری کمتر است

۴-با توجه به سطح نسبتا زیاد چرخ زنجیری فشار وارد بر سطح بوسیله لودرهای چرخ زنجیری کمتر بوده بدین ترتیب در زمین های سست کاربرد دارد

۵-لودر های چرخ زنجیری در مقایسه با چرخ لاستیکی قابلیت نفوذ بیشتری دارند

۶-لودر های چرخ زنجیری به محل بیشتری برای مانور احتیاج دارند.

محاسبه تولید واقعی لودر:

برای محاسبه تولید واقعی لودر می توان از رابطه زیر استفاده کرد.

Apph=pph*Ff*Fs*Je

Apph- تولید واقعی در ساعت

Pph- تولید نظری دز ساعت

Ff- فاکتور پر شوندگی

Fs- فاکتور تورم

Je- کارایی عملیات

جهت محاسبه تولید نظری می توان از رابطه زیر استفاده کرد:

Pph = Npph * TBC

Npph- تعداد دفعاتی که لودر در ساعت با جام بارگیری می کند

TBC- ظرفیت نظری جام لودر

برای محاسبه Npph  خواهیم داشت

Npph = 60/Ct

Ct – زمان یک سیکل بارگیری لودربر حسب دقیقه از رابطه زیربدست میاید:

Ct =Ft + Vt

Ft =Mt + Dt + Lt

Vt =Tf + Te

Ft – زمان ثابت بارگیری

Vt – زمان متغیر بارگیری

Mt – زمان مانور لودر

Dt – تاخیر هایی که لودر به هنگام بارگیری،گردش وچرخش و در حال تخلیه مواد به کامیون دارد

Lt – مدت زمان بارگیری

Tf – مدت زمانی که لودر نیاز داردتا پس از بارگیری سینه کار را ترک و با دنده عقب به عقب برگشته و پس از قرار گرفتن در مقابل کامیونم(عمود بر صندوقه کامیون) با دنده جلوتخلیه به سمت صندوق کامیون پیش رود.

Te – مدت زمانی که لودر نیاز دارد تا پس از تخلیه مواد به داخل کامیون، محل کامیون را با دنده عقب ترک و پس از قرار گرفتن در مقابل سینه کار با دنده جلو به منظور بارگیری به سمت سینه کار پیش رود.

ظرفیت لودر های معمولی:

ظرفیت صندوق لودر های معمولی که در حال حاضر در معدن مشغول بکار می باشند ۲۰ یارد مکعب و یا ۲/۱۵ متر مکعب است.مکزیمم ظرفیتی که تاکنون که بیشتر مورد استفاده قرار گرفته ۱۵ یارد مکعب و یا ۱۰ متر مکعب می باشد.

اسکریپر (Scrapers):

Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-large wp-image-2883 colorbox-2878" alt="machin transet 10 ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/machin-transet-10.jpg" width="506" height="358" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" />

اسکریپرها به دو دسته موتور دار و بدون موتور تقسیم میشوند.اغلب اسکریپرها دارای یک محور بوده و قسمت دیگر اسکریپرو وزن بار توسط ترتکتور حمل می شود. بعضی اسکریپرها توسط ترتکتورهای چرخ لاستیکی یا زنجیری کشیده میشوند وبعضی دیگر قسمتی از یک تراکتور،اسکریپر را تشکیل می دهد.اسکریپرهایی که دو محور دارند توسط تراکتورهای زنجیر دار کشیده می شوند زیرا اینگونه تراکتورها نمی توانند بار قائم را تحمل کنند و بنابرین نمی توانند اسکریپر یک محوری را بکشند.

تیغه های برنده:

تیغه های بلند اسکریپرها از قطعات تیز متعددی تشکیل می یابند که به انتهای جلویی جام (مغزن بار گیر) پیچ شده اند. در سیستم استینگر قسمت وسطی تیغه بیش از قسمتهای کناری بیرون آمده است. در سیستم برشی طراز تمام قسمت های تیغه به یک اندازه امتداد یافته اند. سیستم استینگر بیشتر بکار می رود چون ایجاد نیروی نفوذ کننده و برشی بیشتر مینماید. بعضی مواقع به دلیل فوق از تیغه های منحنی استفاده می شود. سیستم تیغه طراز وقتی بکار می رود که امکان شکستن تیغه وجود دارد و همچنین از این سیستم برتی برای تمیز کاری آخر کار استفاده می شود. تیغه های دندانه دار هم برای  کارهای سنگین تر موجودند. اسکریپرها دارای بالابر، معمولا دارای دندانه اضافی هستند که به انتهای تیغه تیغه عادی متصل شده است.

تولید اسکریپر:

مانند اغلب ماشین آلات خاکبرداری،تولید اسکریپر با تخمین بار متوسطاسکریپر در هر سیکل کار و ضرب آن در تعداد سیک های انجام شده در واحد زمان محاسبه می شود. برای تعیین تعداد سیکل های انجام شده در واحد زمان مدت زمان هر سیکل باید تخمین زده شود.

زمان بارگیری عبارت است از زمان لازم جهت بارگیری اسکریپر می باشد. زمان شتاب دهی به اسکریپر مدت زمانی است که تراکتور پس از پایان عملیات بارگیری اسکریپر در تماس با اسکریپر باقی می ماند تا با فشار به آن به اسکریپر کمک کند تا شتاب لازم جهت خروج از منطقه حفاری کسب کند. زمان برگشت، مدت زمان لازم برای بر گشت تراکتور به منطقه شروع بارگیری می باشد. زمان انتقال مدت زمان لازم برای ترتکتور کمکی جهت ایجاد تماس با اسکریپر و آغاز یک سیکل بارگیری جدید می باشد.

محاسبه میزان تولید در اسکریپر:از رابطه زیر به دست میاید

APPH = PPH *Ff * Fs

Ff – فاکتور پر شوندگی

Fs – فاکتور تورم

APPH – متوسط تولید در ساعت

PPH – تولید نظری در ساعت و از رابطه زیر بدست میاید:

PPH =NPPH * Bc

Bc – ظرفیت جام اسکریپر بر حسب متر مکعب یا تن

NPPH – تعداد دفعاتی که اسکریپر در ساعت قادر به بارگیری است و از رابطه زیر بدست میاید.

NPPH = 60/Cts

Cts – زمان یک سیکل عملیات با اسکریپرکه شامل زمان ثابت ومتغیر است

Cts = Ft + Ct

 Ft = SLT + Mt + Dt

Vt = HD/V1 + HD/V2

Ft – زمان ثابت بر حسب دقیقه

SLT – زمان بارگیری با اسکریپر بر حسب دقیقه با توجه به تجربیات بدست آمده با انواع اسکریپرها بین ۲/۱ تا یک دقیقه متغیر است

Dt,Mt – زمان مانور و تاخیر بر حسب دقیقه بر اساس تجربیات بدست آمده حدود یک دقیقه است

Vt – زمان متغیر بر حسب دقیقه

شاول (Shovel):

Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-large wp-image-2884 colorbox-2878" alt="machin transet 11 ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/machin-transet-11.jpg" width="507" height="380" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" />

شاول نوعی از مجموعه بیل مکانیکی است که برای بارگیری سنگهای سخت و(استثنائاخاکها) و اغلب در فضای بازمعادن روباز مورد استفاده قرار می گیرد. بدلیل عدم محدودیت در فضا بر خلاف معادن زیر زمینی ،می توان برای افزایش بارگیری از ماشین های بزرگتر بهره گرفت. ساختمان شاول مانند سایر لودرها و ماشین های مشابه عبارت است از موتور،شاسی،بازو وجام.بدیهی است که بین هر یک از بخشهای ماشین،هماهنگی قدرت و ظرفیت وجود دارد. شاول و ماشینهای مشابه،به کمک موتور دیزل، نیروی برق یا یک واحد مشترک دیزل ژنراتور که روی شاول تعبیه شده است ،کار می کند.

کار شاول بارگیری و حرکت به طرف نقطه دلخواه است. شاول ها معمولاروی چرخ زنجیری حرکت می کنند زیرا وزن شان آن زیاد استکه برای تقلیل فشار ویژه به کف زمین که گاهی نرم یل خاکی است، در سطح بیشتری قرار گیرد. شاخص توان بارگیری شاول ها ظرفیت جام آنهاست حجم جام شاول بین چند صد لیتر تا چندین متر مکعب است. هر چه ظرفیت جام بیشتر باشد،وزن و ابعاد و قدرت موتور آن بیشتر می شود.

شاول های قدیمی مکانیکی و شاول های جدید هیدرولیکی کار می کنند.

شاول ها معمولا از پایین به بالا بار را بر می دارند ولی شاول هایی ساخته شده که بار را از بالا به پایین بر می دارند.

شاول می تواند با چرخ لاستیکی نیزساخته شود اینها درمواردی که مقدار بارگیری نسبتا کم است وشاول نیاز به جابجایی زیاد داشته باشد کاربرد دارند.

انواع شاول:

۱- شاول استاندارد: در معدنکاری سطحی و برای اهداف عام بکار میکار می رود.ازآنها برای بارگیری انواع کانسنگ ها و باطله استفاده می شود. ظرفیت آنها معمولا بین ۷ تا۴۰ متر مکعب می باشد.

۲- شاول های دکل بلند: دارای دکل بلندتر و جام کوچکتر هستند و کاربردهای خاص دارند.اندازه صندوقه این شاولها حدود ۲۵ درصد از انواع استاندارد کوچکتر است و دکل آنها بسته بسته به اندازه جام انتخاب شده ۳۵درصد وگاهی بیش از آن بلندتر است شاولهای دکل بلند، با صندوقه تا ۱٫۵ متر مکعب نیز ساخته شده اند.

۳- بارکننده های زغالی: مشابه شاولهای استاندارد می باشند ولی بیل آنها حدود ۷۵ درصداز انواع استاندارد مشابه است.ظرفیت این بار کننده ها تا ۱۰۰ متر مکعب نیز می رسد.

عملیات بارگیری شاول:

۱-نفوذ کردن در سینه کار و پر کردن صندوقه بوسیله بازوی جام

۲-بالا آوردن صندوقه و بلند کردن آن تا سینه کار

۳-دور زدن به محل تخلیه

۴-تخلیه بوسیله باز کردن دریچه بیل

۵-چرخش مجدد بطرف سینه کارجهت شروع چرخه بعدی

۶-در صورت نیاز حرکت به محل بارگیری جدید بوسیله چرخ زنجیری

 محاسبه ظرفیت شاول:

برای محاسبه ظرفیت شاول از رابطه زیر استفاده می کنیم.

ABC = TBC / Ff *Fs *Je

ABC – ظرفیت واقعی جام شاول

TBC- ظرفیت نظری جام شاول بر حسب تن یا متر مکعب

Ff- فاکتور پر شوندگی

Fs- فاکتور تورم

Je- کارایی عملیات

نحوه محاسبه ظرفیت نظری لودر:

TBC = PPY / NTCPY

PPY- تولید سالیانه بر حسب تن یا متر مکعب

NTCPY- تعداد دفعلتی که با جام شاول باید در یک سال تولید سالانه را انجام داد.

نحوه محاسبه  :NTCPY

NTCPY = Syh * 3600 / Ct

Syh – ساعت کار سالانه

Ct – زمان یک سیکل عملیاتی شاول بر حسب ثانیه

نحوه محاسبه ساعت کار سالانه:

Syh = WhPs *SPd * DPW * WPm * MPy

WhPs- تعداد ساعت کار در هر شیفت

SPd- تعداد نوبت کاری (شیفت) در روز

DPW- تعداد روزهای کار در هفته

WPm- تعداد هفته های کار در ماه

MPy- تعداد ماه در سال

 دمپر یا کامیون های معدنی:

Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-full wp-image-2885 colorbox-2878" alt="machin transet 12 ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/machin-transet-12.jpg" width="520" height="419" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" />

در حال حاضر کامیون ها متداولترین وسیله حمل در معادن روباز می باشند و اولین بار در اواسط دهه ۱۹۳۰ در معادن روباز مورد استفاده قرار گرفت که ظرفیت آنها ۱۵ تن بوده است. از آن تاریخ به بعد به دلیل اینکه ذخایر با عیار بالا و نزدیک در سطح زمین به تدریج استخراج و رو به کاهش نهاده اند و در شرایط فعلی غالب معادنی که به روش روباز استخراج می شوند دارای عیار کم اما حجیم و نسبت به سطح زمین فاصله دارند باعث شده که ظرفیت کامیونها افزایش افزایش یابد به نحوی که هم اکنون کامیونهایی با ظرفیت ۴۰۰ تنی جهت استفاده در معادن روباز ساخته شده است. و کامیونهای با ظرفیت ۲۰۰ تنی به تعداد قابل توجه در حال استفاده در معادن روباز می باشند و پیش بینی می شود کامیون هایی با ظرفیت ۱۰۰۰ تنی در معادن به کار گرفته میشود.

کامیون ها علاوه بر اینکه در زمینه ظرفیت توسعه پیدا کرده اند در بعضی از قسمت های دیگر نیز تکامل حاصل نموده اند به نحوی که موجب افزایش بازدهی کامیون شده اند این موارد عبارت اند از:

۱- افزایش اندازه لاستیک و کیفیت آن

۲- کاهش وزن موتور نسبت به وزن کل ماشین

۳- استفاده از سیستم  ترمز دینامیکی

۴- بکارگیری موتورهای دیزل

۵- افزایش سرعت کامیون ضمن ـنکه قدرت کامیون ها نیز افزایش یافته

کامیون ها انواع متعددی دارند.در شرایطز حاظر چهار نوع از کامیون ها مورد استفاده قرار می گیرند. عبارتند از:

۱-کامیون های معمولی عقب باز شو

۲- کامیون های عقب باز شو از نوع تراکتور- تریلر

۳- کامیون های بغل باز شو از نوع تراکتور- تریلر

۴- کامیون های کف باز شو

متداول ترین نوع  کامیون های معمولی عقب بازشو دارای چرخ لاستیکی اند و قادرند همه نوع مواد را حمل کنند.

محاسبه تولید نظری کامیون در ساعت:

TPH = 60 / TCT * TC * Fs *Ff

TPH- تولید نظری کامیون بر حسب تن در ساعت

TCT- زمان یک سیکل کاری کامیون بر حسب دقیقه

TC- ظرفیت کامیون بر حسب تن

Fs- فاکتور تورم

Ff- فاکتور پر شوندگی

 

23 دی 1392 In مقاله های معدن

تهیه کننده : قاسمی

وزارت صنایع و معادن                                                                 قانون معادن                                                  سازمان صنایع و معادن استان کرمان

فصل اول

تعاريف و كليات

ماده 1:

تعريف واژه هاي بكار رفته در اين قانون به شرح زير است:

الف) ماده معدني (كاني): هر ماده يا تركيب طبيعي كه بصورت جامد يا گاز يا مايع و يا محلول در آب در اثر تحولات زمين شناسي بوجود آمده است.

ب) كانه: مواد معدني يا كانيهاي موجود در كانسار كه داراي ارزش اقتصادي است.

پ) ذخيره معدني (كانسار): تمركز و يا انباشت طبيعي يك يا چند ماده معدني در زير يا روي زمين و يا محلول در آب مي باشد.

ت) معدن: ذخيره معدني است كه بهره برداري از آن مقرون به صرفه باشد.

ث) اكتشاف: تجسس ارادي به منظور يافتن كانسار است كه شامل عملياتي از جمله موارد زير   مي باشد:

1-   آثار يابي و نمونه برداري و آزمايشات كمي و كيفي.

2-   بررسيهاي زمين شناسي، ژئوفيزيكي و ژئوشيميايي و مانند آنها و انجام اموري كه براي اينگونه بررسيها لازم باشد.

3-   حفاري روباز و زيرزميني.

4-   تعيين شكل و كيفيت و كميت ذخيره معدني و تهيه نقشه هاي مربوطه.

ج) پروانه اكتشاف: مجوزي است كه براي انجام عمليات اكتشافي مواد معدني در محدوده مشخص از طرف وزارت صنايع و معادن صادر مي شود.

چ) گواهي كشف: تأئيديه اي است كه توسط وزارت صنايع و معادن پس از اتمام عمليات اكتشافي و كشف كانه به نام دارنده پروانه اكتشاف صادر مي شود.

ح) بهره برداري: مجموعه عملياتي است كه به منظور استخراج و كانه آرائي و بدست آوردن مواد معدني قابل فروش انجام مي گيرد.

خ) بهره بردار: شخص حقيقي يا حقوقي اعم از دولتي، تعاوني و خصوصي كه داراي پروانه    بهره برداري از وزارت صنايع و معادن است.

د) استخراج: مجموعه عملياتي است كه به منظور جدا كردن كانه از كانسار و انتقال آن به محل انباشت مواد انجام مي گيرد.

ذ) اجازه برداشت: مجوزي است كه از طرف وزارت صنايع و معادن براي تأمين مصالح ساختماني مورد نياز طرحهاي عمراني و برداشت واريزه ها و ذخائر محدود و جزئي و نيز عمليات آزمايشگاهي صادر مي شود.

ر) حقوق دولتي: عبارت است از درآمد دولت ناشي از استخراج، بهره برداري و برداشت هر واحد از ماده يا مواد معدني.

ز) كانه آريي: عبارت است از كليه عمليات فيزيكي، شيميايي و يا فيزيكوشيميايي كه به منظور جدا كردن قسمتي از مواد باطله از كانه و يا تفكيك كانه ها از يكديگر انجام مي گيرد.

ژ) فرآوري: شامل كليه عملياتي است كه بر روي مواد خام معدني يا كانه آرائي شده آنها انجام و در نتيجه موجب توليد مواد اوليه صنعتي مي شود.

س) محل انباشت مواد: محلي است خارج از كارگاههاي استخراج و تونلها و چاهها كه مواد مستخرجه در آنجا انباشته مي شود.

ش) مواد باطله: عبارت است از موادي كه در نتيجه استخراج يا كانه آرائي از كانه جدا مي گردد.

ص) شن و ماسه معمولي: شن و ماسه اي است كه حاوي كانيهاي با ارزش نبوده و يا تفكيك آنها مقرون به صرفه نباشد و عمدتاً در كارهاي ساختماني، راه سازي، بتن ريزي و نظاير آن استفاده   مي گردد.

ض) خاك رس معمولي: خاكي است كه براي ساختن خشت و آجر معمولي (غيرنسوز) بكار   مي رود و نيز در عمليات ساختماني و راه سازي و كشاورزي از آن استفاده مي شود.

ط) خاك صنعتي: خاكي است كه به علت داشتن خواص فيزيكي و يا شيميايي خاص مصارف صنعتي مختلف دارد.

ظ) سنگ لاشه و ساختماني: سنگهاي مختلف موجود در طبيعت كه حاوي كانه قابل تفكيك در شرايط كنوني نبوده و عمل آوري آن رايج و معمول و يا مقرون به صرفه نباشد و بنا به تشخيص وزارت صنايع و معادن سنگ تزئيني نيست و عموماً در پي يا ديوار چيني ساختمانها، راه سازي و ديواره سازي و امور نظير آن بكار مي رود.

ع) سنگ تزئيني: سنگهاي متبلور و غير متبلور رسوبي، آذرين و دگرگوني كه حاوي كانه قابل تفكيك در شرايط كنوني نبوده و عمل آوري آنها نظير برش و صيقل رايج و مقرون به صرفه باشد از قبيل مرمر، شبه مرمر (مرمريت)، تراورتن، گرانيت و امثالهم.

غ) پروانه بهره برداري: مجوزي است كه توسط وزارت صنايع و معادن براي بهره برداري از معادن در محدوده اي كه مشخص شده است، صادر مي گردد.

ف) طرح بهره برداري: طرحي است كه در آن جزئيات برنامه هاي اجرائي براي بهره برداري از معدن و زمان بندي اجراي عمليات و ساير اطلاعات بر اساس شناسنامه معدن در نمونه فرمهاي ويژه وزارت صنايع و معادن، توسط عاملين بهره برداري درج مي گردد.

ق) معادن بلامعارض: به معادني اطلاق مي شود كه فاقد بهره بردار بوده و يا واگذاري آن از نظر اين قانون منعي نداشته باشد.

 

ماده 2:

در اجراي اصول چهل و چهارم و پنجم قانون اساسي مسئوليت حاكميت دولت بر معادن كشور و حفظ ذخائر معدني و نيز صدور اجازه انجام فعاليتهاي معدني مقرر در اين قانون و نظارت بر امور مزبور و فراهم آوردن موجبات توسعه فعاليتهاي معدني، دستيابي به ارزش افزوده مواد خام معدني، توسعه صادرات مواد معدني با ارزش افزوده، ايجاد اشتغال در اين بخش و نيز افزايش سهم بخش معدن در توسعه اقتصادي و اجتماعي كشور بعهده وزارت صنايع و معادن مي باشد.

اعمال حاكميت مذكور در اين ماده نمي تواند مانع اعمال مالكيت اشخاص حقيقي و حقوقي در محدوده مقررات باشد.

 

ماده 3:

مواد معدني: به شرح زير طبقه بندي مي شوند:

الف) مواد معدني طبقه يك عبارت هستند از:

·   سنگ آهك، سنگ گچ، شن و ماسه معمولي، خاك رس معمولي، صدف دريايي، پوكه معدني، نمك آبي و سنگي، مارن، سنگ لاشه ساختماني و نظاير آنها.

ب) مواد معدني طبقه دو عبارت هستند از:

1-   آهن، طلا، كرم، قلع، جيوه، سرب، روي، مس، تيتان، آنتيموان، موليبدن، كبالت، تنگستن، كادميوم و ساير فلزات.

2-   نيتراتها، فسفاتها، براتها، نمكهاي قليايي، سولفاتها، كربناتها، كلرورها (به استثناي مواد ياد شده در طبقه يك) و نظاير آنها.

3-  ميكا، گرافيت، تالك، كائولن، نسوزها، فلدسپات، سنگ و ماسه سيليسي، پرليت، دياتوميت، زئوليت، بوكسيت، خاك سرخ، خاك زرد، خاكهاي صنعتي و نظاير آنها.

4-   سنگهاي قيمتي نيمه قيمتي مانند الماس، زمرد، ياقوت، يشم، فيروزه، انواع عقيق و امثال آنها.

5-   انواع سنگهاي تزئيني و نما.

6-   انواع زغال سنگها و شيلهاي غير نفتي.

7-   مواد معدني قابل استحصال از آبها و نيز گازهاي معدني به استثناي گازهاي هيدروكربوري.

ج) مواد معدني طبقه سه عبارت هستند از:

كليه هيدروكربورها به استثناي ذغالسنگ مانند: نفت خام، گاز طبيعي، قير پلمه سنگهاي نفتي، سنگ آسفالت طبيعي و ماسه هاي آغشته به نفت و امثال آنها.

قير، پلمه سنگهاي نفتي و سنگ آسفالت طبيعي در صورتيكه مورد عمل وزارت نفت، شركتها و واحدهاي تابعه و وابسته به آن وزارت نباشد جزو معادن طبقه دو محسوب مي گردد.

د) مواد معدني طبقه چهار عبارت هستند از:

كليه مواد پرتوزا اعم از اوليه و ثانويه.

تبصره: طبقه آن دسته از مواد معدني مرتبط با محدوده طبقات يك و دو كه در طبقه بندي فوق مشخص نشده يا مورد ترديد باشد و نيز طبقه موادي شامل چند ماده از يك طبقه و موادي از طبقه ديگر، بر حسب نوع، اهميت و ارزش اين مواد توسط وزارت صنايع و معادن تعيين مي شود.

 

ماده 4:

امور مربوط به مواد معدني طبقات يك و دو به استثناي شن و ماسه معمولي و خاك رس معمولي در چهارچوب مقررات اين قانون در حيطه وظايف وزارت صنايع و معادن مي باشد.

تبصره: تشخيص معمولي بودن شن و ماسه و خاك رس با وزارت صنايع و معادن است.

 

فصل دوم

اكتشاف

ماده 5:

اكتشاف ذخاير معدني توسط بخش هاي دولتي، تعاوني، خصوصي اعم از اشخاص حقيقي و حقوقي انجام مي شود، وزارت صنايع و معادن نيز مكلف است راساً يا توسط سازمانها و شركتها و واحدهاي تابعه و يا با استفاده از خدمات اشخاص حقيقي و حقوقي ذيربط واجد صلاحيت نسبت به اكتشاف و شناسايي ذخاير معدني كشور اقدام نمايد.

 

ماده 6:

اكتشاف ذخائر معدني، منوط به صدور پروانه اكتشاف توسط وزارت صنايع و معادن است. چگونگي اخذ پروانه، ضوابط اكتشاف، مدت اعتبار پروانه، انتقال حقوق متعلق به آن پروانه و نيز ساير موارد ضروري مربوط برابر مفاد اين قانون در آئين نامه اجرائي تعيين خواهد شد.

تبصره: اكتشاف حين بهره برداري نياز به صدور پروانه اكتشاف ندارد، لكن در صورت كشف ذخيره يا ماده معدني جديد گواهي كشف دارنده پروانه بهره برداري به ترتيب با رعايت مفاد اين قانون اصلاح يا گواهي جديد صادر خواهد شد.

 

ماده 7:

وزارت صنايع و معادن مكلف است پس از رسيدگي و تأئيد عمليات اكتشافي نسبت به صدور گواهي كشف، بنام دارنده پروانه اكتشاف اقدام نمايد. در اين گواهي نوع يا انواع ماده معدني كشف شده، كميت، كيفيت، حدود، مساحت و هزينه عمليات اكتشافي بايد ذكر شود. گواهي مزبور با تأئيد وزارت صنايع و معادن ظرف يك سال از تاريخ صدور، قابل انتقال به اشخاص ثالث خواهد بود.

تبصره 1: چگونگي اجراي ماده فوق بخصوص در صورت عدم تأئيد عمليات اكتشافي، در       آئين نامه اجرايي اين قانون تعيين خواهد شد.

تبصره 2: در صورت عدم دستيابي به كانه پس از انجام عمليات اكتشافي، حقي براي دارنده پروانه اكتشاف ايجاد نمي شود.

ماده 8:

دارندگان گواهي كشف مي توانند حداكثر ظرف يك سال پس از صدور گواهي كشف، درخواست خود را براي اخذ پروانه بهره برداري معدن كشف شده، تسليم وزارت صنايع و معادن نمايند. عدم تسليم درخواست مزبور در مهلت مقرر موجب سلب حق اولويت ياد شده، از آنان خواهد شد.

تبصره: در صورت عدم تسليم بموقع درخواست ياد شده، هزينه هاي اكتشافي مندرج در گواهي كشف، توسط بهره بردار ذخيره مكشوفه به دارنده گواهي مذكور به ترتيبي كه در آئين نامه اجرائي اين قانون مشخص خواهد شد پرداخت مي گردد.

 

فصل سوم

بهره برداري

 

ماده 9:

بهره برداري از ذخاير معدني، مستلزم اخذ پروانه بهره برداري از وزارت صنايع و معادن است. اين پروانه بر اساس شناسنامه معدن و طرح بهره برداري مصوب وزارت مذكور صادر خواهد شد.

 

ماده 10:

عاملين بهره برداري از ذخاير معدني عبارتند از:

الف) اشخاص حقيقي و حقوقي زير با تشخيص و اجازه مستقيم وزارت صنايع و معادن:

1-   دارندگان گواهي كشف، در مهلت مقرر در ماده 8.

2-  واحدهاي توليد كننده مواد معدني فرآوري شده با ارزش افزوده تر تا مرحله توليد مواد اوليه صنعتي، از معادن بلامعارض تا زماني كه به توليد ادامه مي دهند.

3-   واحدهاي صنعتي مصرف كننده مواد معدني از معادن بلامعارض، تا زماني كه به توليد ادامه مي دهند.

4-  متقاضيان بهره برداري كه متخصص معدن يا زمين شناسي بوده و يا بين آنها حداقل يك نفر از متخصصين مذكور وجود داشته باشد، از معادن بلامعارض تا زماني كه تركيب فوق را دارا باشد.

ب) واحدها يا شركتهاي تابعه و وابسته به وزارت صنايع و معادن بنا به ضرورت.

     واحدها و شركتهاي مذكور مي توانند با استفاده از خدمات اشخاص حقيقي و حقوقي صلاحيتدار و يا با مشاركت آنها از ذخاير معدني بهره برداري كنند.

ج) شركتهاي تعاوني معدني متشكل از كاركنان معادن.

تبصره 1: در صورتي كه متقاضيان بهره برداري متعدد باشند و يا متقاضيان در عداد بندهاي فوق نباشند، مقررات مربوط به بخش معادلات دولتي قانون محاسبات عمومي ملاك عمل مي باشد.

تبصره 2: شناسنامه هر معدن در بردارنده مشخصات معدن، كميت و كيفيت ذخيره معدني، ارزيابي فني و اقتصادي شامل نرخ بازگشت داخلي سرمايه، الزامات اجرائي عمليات معدني، استخراج بهينه ذخيره مزبور و رعايت اصول ايمني و حفاظت فني و ساير موارد ضروري است. ذخيره معدني قطعي مدرج در شناسنامه توسط وزارت صنايع و معادن تضمين خواهد شد و به عنوان وثيقه قابل قبول مي باشد.

تيصره 3: پروانه بهره برداري سندي است رسمي، لازم الاجرا، حاوي مدت بهره برداري بر اساس شناسنامه معدن و طرح بهره برداري مصوب، قابل تمديد، قابل معامله و انتقال به اشخاص ثالث كه متضمن حق انتفاع دارنده پروانه از ذخيره معدني و نيز در بردارنده تعهدات وي در اجراي مفاد آن مي باشد. مدت هر دوره بهره برداري با توجه به موارد فوق و ذخيره موجود تا حداكثر 25 سال با حق اولويت تمديد براي دارنده پروانه تعيين مي شود. 

 

ماده 11:

وزارت صنايع و معادن مكلف است در صدور پروانه اكتشاف و بهره برداري از معادن به     خانواده هاي شهدا و جانبازان و ايثارگران و شركتهاي تعاوني و سهامي افراد واجد شرايط محلي، با رعايت مفاد اين قانون اولويت دهد.

 

ماده 12:

معادن بزرگ با توجه به ميزان ذخيره، عيار، ميزان استخراج، ارزش ماده معدني، ميزان          سرمايه گذاري، موقعيت جغرافيائي و ملاحظات سياسي، اجتماعي و اقتصادي به پيشنهاد وزارت صنايع و معادن و تصويب هيأت وزيران تشخيص داده مي شود و نحوه بهره برداري آن توسط هيأت دولت تعيين مي گردد.

 

ماده 13:

وزارت صنايع و معادن مي تواند براي تأمين مصالح ساختماني مورد نياز طرحهاي عمراني و نيز برداشت واريزه ها و ذخاير محدود كشف شده يا در صورت لزوم برداشت جزئي از يك ذخيره معدني و همچنين براي عمليات آزمايشگاهي با تشخيص خود اجازه برداشت محدود صادر نمايد.

 

 

 

 

ماده 14:

دارنده پروانه بهره برداري، بايد درصدي از بهاي ماده معدني سر معدن مندرج در پروانه را به نرخ روز، به عنوان حقوق دولتي، سالانه به وزارت صنايع و معادن پرداخت نمايد. وزارت مزبور       مي تواند در صورت لزوم معادل بهاي آن، ماده معدني از بهره بردار اخذ كند.

    چگونگي اجراي اين ماده و نيز ضوابط تعيين درصد ياد شده با توجه به عوامل مؤثر در آن از جمله محل و موقعيت معدن، وضعيت ذخيره معدني، روش استخراج، تعهدات و سود ترجيحي        بهره بردار در آئين نامه اجرائي اين قانون مشخص خواهد شد.

    بديهي است كليه درآمدهاي حاصل از اجراي اين ماده به حساب خزانه منظور خواهد شد.

تبصره 1: مبناي قيمت پايه ماده معدني معادني كه از طريق اعمال قانون محاسبات عمومي كشور واگذار مي شوند، ميانگين حقوق دولتي معادن مشابه مجاور آنها خواهد بود.

تبصره 2: حقوق دولتي براي دارندگان اجازه برداشت، ميانگين حقوق دولتي معادن مجاور محل برداشت خواهد بود. بررسيهاي آزمايشگاهي و كاربردي تا ميزان يك تن از پرداخت حقوق مزبور معاف خواهد بود.

تبصره 3: مأخذ درآمد موضوع قسمت اخير بند (الف) تبصره (66) قانون بودجه سال 1363، درصد تعيين شده در ماده فوق خواهد بود.

 

ماده 15:

مواد باطله حاصل از عمليات استخراج و بهره برداري از معادن در صورت عدم استفاده بهره بردار از آن پس از انقضاي مدت ذكر شده در پروانه يا اجازه برداشت متعلق به دولت بوده و به طريقي كه وزارت صنايع و معادن صلاح بداند استفاده خواهد شد.

 

ماده 16:

وزرات صنايع و معادن موظف است به منظور تشويق سرمايه گذاري براي توليد مواد معدني فرآوري شده، واحدهاي مربوطه را زير پوشش نظارتي و حمايتي و هدايتي خود قرار داده و از سرمايه گذاري بخش غير دولتي در اين امور حمايت نمايد و در اين باره مطالعات امكان سنجي و تهيه طرحهاي تيپ انجام دهد. چگونگي آن در آئين نامه اجرائي مشخص خواهد شد.

 

 

ماده 17:

دولت موظف است به منظور توسعه فرآوري و صادرات مواد معدني با ارزش افزوده بيشتر و نيز گسترش فعاليتهاي اكتشافي و بهره برداري، پيشنهاد وزارت صنايع و معادن در رابطه با خط مشي هاي توليدي، بازرگاني، مالي و پولي مرتبط را مورد بررسي قرارداده، در صورت تصويب در   برنامه هاي توسعه منظور نمايد و براي تحقق آن در لوايح بودجه سالانه كشور پيش بيني لازم را به عمل آورد.

تبصره: وزارت صنايع و معادن مكلف است گسترش فرآوري مواد معدني و صادرات آنرا در اولويت برنامه هاي اجرائي خود قرار دهد.

 

 
   

 

فصل چهارم

مقررات عمومي

 

ماده 18:

وزارت صنايع و معادن مكلف است وضع بهره برداران فعلي را به تدريج پيش از انقضاي اعتبار مجوزهاي صادره، با اين قانون تطبيق داده در صورت انجام تعهدات مربوط، براي آنان پروانه    بهره برداري جديد صادر نمايد. در هر حال اقدامات ياد شده نبايد به هيچ وجه به حقوق مكتسبه بهره برداران لطمه اي وارد سازد.

 

ماده 19:

هر كس بدون اخذ پروانه اكتشاف يا بهره برداري و يا اجازه برداشت اقدام به حفاريهاي اكتشافي، استخراج، برداشت و بهره برداري مواد معدني نمايد، متصرف در اموال عمومي و دولتي محسوب مي شود و با او برابر قوانين و مقررات مربوطه رفتار خواهد شد. در اين موارد مأموران انتظامي موظفند حسب درخواست وزارت صنايع و معادن بلافاصله از اينگونه عمليات جلوگيري و متهم يا متهمان را براي صدور حكم به مراجع قضائي معرفي نمايند. وزارت صنايع و معادن مكلف است ضمن انجام اقدامات لازم، بموقع درخواست ضرر و زيان ناشي از جرم را به مرجع قضائي مربوط تسليم نمايد.

 

ماده 20:

وزارت صنايع و معادن به دارندگان پروانه بهره برداري و اجازه برداشت كه به تعهدات خود عمل ننمايند و يا قادر به انجام آن نباشند با تعيين مهلتي متناسب اخطار خواهد نمود تا تعهد خود را ايفا نمايند. در صورتي كه در انقضاي مهلت مقرر اقدامي از سوي متعهد صورت نگيرد و يا اقدام انجام شده بطور كلي كافي نباشد، ملزم به پرداخت خسارات ناشي از عدم انجام تعهدات مربوط خواهد شد و يا در نهايت فاقد صلاحيت براي ادامه عمليات مربوط شناخته مي شود. انجام اين عمل در اعتبار پروانه بهره برداري و يا حقوق اشخاص ثالث تأثيري نخواهد داشت.

تبصره: وزارت صنايع و معادن موظف است شرايط مربوط به چگونگي جبران خسارات ناشي از عدم انجام تعهدات موضوع اين ماده را در پروانه بهره برداري و اجازه برداشت درج نمايد.

 

ماده 21:

بهره بردار و دارنده اجازه برداشت قبلي موظف است اموال و تجهيزات مربوط به معدن را كه انتزاع آن به تشخيص كارشناسي وزارت صنايع و معادن موجب وارد آمدن لطمه و خسارت به معدن   مي شود به نرخ تعيين شده بر اساس ارزيابي كارشناس رسمي دادگستري به قيمت روز به بهره بردار جديد واگذار نمايد. در صورت عدم واگذاري اموال و تجهيزات مربوط به معدن برابر شرايط ياد شده مسئول جبران خسارت وارده خواهد بود.

 

ماده 22:

چنانچه اجراي عمليات معدني در محدوده املاك داير يا مسبوق به احياء اشخاص واقع و نياز به تصرف اين املاك باشد، مجري عمليات پس از تأئيد وزير صنايع و معادن مكلف است اجاره يا بهاء آن را بدون محاسبه ذخاير معدني واقع در آن ، برابر نظر كارشناس رسمي دادگستري به قيمت روز به صاحب ملك بپردازد و در صورت امتناع وي از دريافت آن ، در صندوق سازمان ثبت اسناد و املاك كشور توديع نمايد كه در اين حالت زمينه انجام عمليات معدني توسط وزارت صنايع و معادن با هماهنگي دستگاههاي مسئول فراهم خواهد شد.

تشخيص داير يا مسبوق به احياء بودن املاك و وضع مالكيت يا مالكين به عهده مراجع مربوطه  مي باشد.

تبصره 1: در صورتي كه براي ادامه عمليات اكتشافي يا بهره برداري و استخراج معادن واقع در خارج از املاك ياد شده نياز به حفر كانال يا تونل زيرزميني باشد كه در عمق عرفي املاك مزبور قرار گيرد، مشمول ماده فوق بوده، در غير اين صورت تابع ملك نخواهد بود. تشخيص عمق عرفي موضوع اين تبصره با توجه به نوع كاربري اراضي منطقه عمليات معدني به عهده كارشناس رسمي دادگستري مي باشد.

تبصره 2: مالك يا مالكين املاك فوق الذكر يا قائم مقام قانوني آنها در اخذ پروانه اكتشاف ذخائر سنگ لاشه ساختماني و سنگهاي تزئيني و نما واقع در عمق عرفي املاك داير يا مسبوق به احياء خود كه به ترتيب مقرر در قسمت اخير تبصره فوق تعيين مي شود، مشروط به تسليم درخواست به وزارت صنايع و معادن، قبل از صدور پروانه اكتشاف براي سايرين، نسبت به آنها حق تقدم خواهند داشت كه در اين صورت مواد مكشوفه تا عمق عرفي تبع ملك متعلق به آنان بوده، ضمن معافيت از پرداخت حقوق دولتي، بر اساس مفاد ماده (10) و بند (1) شق (الف) ماده مذكور با آنها رفتار خواهد شد.

تبصره 3: ماموران انتظامي مكلفند در صورت ممانعت مالك از اجراي عمليات معدني موضوع اين ماده، بلافاصله به درخواست وزارت صنايع و معادن طبق مقررات موضوعه رفع ممانعت و مزاحمت نمايند.

 

ماده 23:

هر گونه اقدام در محدوده هاي بهره برداري و برداشت مواد معدني، توسط دستگاههاي اجرائي اعم از وزارتخانه ها، شركتها و سازمانهاي دولتي و مؤسسات عمومي غيرانتفاعي و نهادهاي انقلابي و واحدهاي تابعه آنها موكول به كسب مجوز از وزارت صنايع و معادن مي باشد.

 

ماده 24:

جهت تسريع در امر اكتشاف و بهره برداري از معادن، دستگاههاي اجرائي مربوط مكلفند حداكثر ظرف چهارماه نسبت به استعلام وزارت صنايع و معادن در مورد حريمهاي قانوني مربوط به آنها و مناطق موضوع بند (الف) ماده (3) قانون حفاظت و بهسازي محيط زيست مصوب 1353 و اصلاحيه هاي تصويب شده آن و رعايت قانون حفاظت و بهره برداري از جنگلها و مراتع كشور مصوب سال 1346 و اصلاحيه هاي بعدي آن و نيز قانون حفظ كاربري اراضي زراعي و باغها مصوب سال 1374 هنگام صدور پروانه اكتشاف و بهره برداري اعلام نظر نمايند. عدم اعلام نظر در مهلت مقرر به منزله موافقت دستگاههاي مزبور براي اجراي عمليات فوق تلقي مي شود.

 

ماده 25:

چنانچه محدوده عمليات معدني در منابع ملي و طبيعي واقع باشد، مطابق تبصره (4) ماده (3) قانون حفاظت و بهره برداري از جنگلها و مراتع كشور مصوب 1346 و اصلاحيه هاي تصويب شده آن اقدام، لكن به جاي بهره مالكانه و حق الارض مندرج در تبصره ياد شده به ماخذ سه درصد (3%) حقوق دولتي موضوع ماده (14) اين قانون و تبصره هاي (1) و (2) آن به منظور بازسازي مناطق عمليات معدني، علاوه بر حقوق دولتي مذكور توسط وزارت صنايع و معادن از بهره برداران و دارندگان اجازه برداشت دريافت و به حساب مربوطه واريز مي شود.

ماده 26:

محدوده هاي مربوط به استخراج و انباشت و بهره برداري مواد معدني و دفع مواد زائد معادن واقع در منابع ملي كه مساحت اين محدوده ها در مجوز صادره قيد مي شود، عرصه عملياتي معدن مربوط بوده و تا پايان عمر معدن بصورت اموال عمومي در اختيار وزارت صنايع و معادن خواهد بود و هر گونه عمليات خارج از موارد مندرج در مجوزهائي كه صادر مي شود به منزله تصرف در اموال عمومي محسوب مي شود.

 

ماده 27:

وزارت صنايع و معادن موظف است به منظور استفاده مطلوب از خدمات متخصصان معدن و  زمين شناسي و امور مربوط به آن، اين گروه را در قالب دفاتر فني مهندسي ساماندهي كند. دولت موظف است لايحه نظام مهندسي معدن و زمين شناسي را تدوين نموده و ظرف شش ماه از تاريخ تصويب اين قانون به مجلس ارائه نمايد.

 

ماده 28:

دستگاههاي اجرائي مكلفند با توجه به موقعيت جغرافيايي معادن و لزوم توسعه بخش معدن، مناطق محل وقوع معادن را جزو اولويت اجراي طرحها و برنامه هاي توسعه اي و اعمال نرخ هاي   تعرفه اي- ترجيحي خود قرار دهند.

 

ماده 29:

به منظور ايجاد ثبات در محاسبات اقتصادي توليد مواد معدني، مقرراتي كه منجر به تحميل هزينه غيرمرتبط و سربار براي توليد مواد مذكور مي شود از تاريخ تصويب اين قانون كان لم يكن تلقي مي گردد.

 

ماده 30:

مطالبات وزارت صنايع و معادن از اشخاص، اعم از حقيقي يا حقوقي بابت حقوق دولتي، سه درصد بازسازي و جبران خسارت ناشي از عدم انجام تعهدات، به ترتيب موضوع ماده (14) و تبصره هاي (1) و (2) آن و مواد (20) و (25) اين قانون، در حكم مطالبات مستند به استناد لازم الاجرا بوده و بر اساس ماده (48) قانون محاسبات عمومي كشور مصوب 1/6/1366 مجلس شوراي اسلامي بر طبق مقررات اجرائي مالياتهاي مستقيم قابل وصول خواهد بود.

 

ماده 31:

به منظور تحقق و توسعه پايدار در بخش معدن، دولت موظف است صندوق بيمه سرمايه گذاري فعاليتهاي معدني را جهت تأمين تمام يا قسمتي از خسارات احتمالي ناشي از عدم كشف كانه و سرمايه گذاريهاي موجود، طبق اساسنامه اي كه به تصويب هيأت وزيران خواهد رسيد در وزارت صنايع و معادن تأسيس نمايد و همه ساله در صورت لزوم اعتبار مورد نياز سهم دولت را با توجه به سياستهاي توليدي در لوايح بودجه سالانه پيشنهاد نمايد.

 

ماده 32:

وزارت صنايع و معادن مجاز است در اجراي بند (14) ماده (1) قانون تأسيس وزارت مزبور مصوب سال 1363 مجلس شوراي اسلامي به منظور تسريع در تحقق امر اكتشاف و شناسائي كانسارها و ضرورتاً ساير عمليات معدني، شركتهاي عملياتي كه اساسنامه آنها به تصويب هيأت وزيران خواهد رسيد، تأسيس نمايد.

 

ماده 33:

كاركنان رسمي دولت در وزارت صنايع و معادن و شركتها و سازمانهاي تابعه دولتي در زمان اشتغال و تا يكسال بعد از قطع اشتغال نمي توانند بطور مستقيم يا غيرمستقيم در معاملات و امتيازات موضوع اين قانون ذي سهم و يا ذينفع باشند. در صورت تخلف به انفصال ابد از خدمات دولتي و محروميت از 5 تا 10 سال از هر گونه عقد قرارداد معدني و اخذ هر گونه مجوز عمليات معدني محكوم مي گردند.

 

ماده 34:

وزارت صنايع و معادن مكلف است در كليه معادن كشور براي جلوگيري از تخريب و تضييع ذخائر معدني و اجراي تعهدات اكتشاف كنندگان و بهره برداران و رعايت اصول ايمني و حفاظتي كاركنان معادن طبق آيين نامه اجرائي اين قانون نظارت كامل بنمايد.

 

ماده 35:

آيين نامه اجرائي اين قانون توسط وزارت صنايع و معادن با هماهنگي ساير وزارتخانه ها، سازمانها و ارگانهاي ذيربط در مدت سه ماه تهيه و به تصويب هيأت وزيران رسيد.

 

ماده 36:

از تاريخ تصويب اين قانون، قانون معادن و اصلاحات بعدي آن و نيز ساير قوانين و مقررات مربوط در قسمت مغاير لغو مي گردد.

 

تذكر: قانون فوق مشتمل بر سي و شش ماده و هفده تبصره در جلسه علني روز يكشنبه مورخ بيست و هفتم ارديبهشت ماه يكهزارو سيصد و هفتاد مجلس شوراي اسلامي تصويب و در تاريخ 23/3/1377 با اصلاحاتي به تأئيد مجمع تشخيص مصلحت نظام رسيده است.

 

صفحه1 از2