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.
