مدل سازی عملکرد تیکنرهای باطله کارخانه تغلیظ مجتمع مس سرچشمه به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (cfd)

ته نشینی یا رسوب یک جامد درون سیال بوسیله نیروی ثقل، یکی از پر استفاده ترین روش های جداسازی جامد از مایع می باشد. تیکنرها از واحدهای کلیدی در فرآیندهای عملیاتی هیدرومتالوژی هستند. معمولاً هدف اولیه از تیکنر گرفتن حداکثر مایع از یک دوغاب رقیق خوراک، و بنابراین ایجاد یک گل تا حداکثر ممکن تغلیظ شده می باشد. در این تحقیق دینامیک سیالات محاسباتی به همراه مدل موازنه جمعیتی برای توصیف جریان سیال، توزیع اندازه ذرات و سینتیک بهم چسبیدگی/شکست فلوکولاسیون در تیکنر باطله در مجتمع مس سرچشمه مورد استفاده قرار گرفت. مدل سازی عملکرد تیکنر در حالت پایلوت و مقایسه آن با داده های آزمایشگاهی انجام شد. در نهایت تیکنر باطله مدل سازی شده و پارامترهای تاثیرگذار بر عملکرد تیکنر مانند: دبی ورودی خوراک، غلظت ورودی، اندازه ذرات و فرآیند فلوکولاسیون مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین تغییر در نحوه ورود جریان به چاهک خوراک و محاسبه گشتاور حاصل از ریک ها برای تیکنرهای باطله نیز انجام شد. نتایج نشان داد در یک دوز ثابت فلوکولانت با افزایش دبی خوراک ارتفاع بستر افزایش می یابد، این افزایش ارتفاع بستر در دبی های بالا با شیب بیشتری صورت می گیرد. پایین بودن سرعت موجب اختلاط ضعیف و ترکیب ناکافی افقی در جریان چرخشی می شود. تنش با افزایش دبی خوراک افزایش می یابد از این رو تلاطم داخل چاهک خوراک یکنواخت نخواهد بود. افزایش تنش باعث افزایش زمان ماند، جذب فلوکولانت و افزایش بهم چسبیدگی می شود. با افزایش دبی و غلظت خروجی ته ریز نیروهای وارد بر پاروهای نزدیک مرکز تیکنر بیشتر افزایش می یابد. توزیعی از نیروی محوری در کل اعضای ریک ها محاسبه گردید. میانگین اندازه ذرات در دبی 612 لیتر بر ثانیه (دبی عملکرد تیکنر در کارخانه) ، 625 میکرون در تیکنر می باشد. برای نرخ جریان 612lit/sec در چاهک خوراک نوع اول، قطر متوسط 39/182 میکرون و ماکزییم قطر توده تشکیل شده 12/568 میکرون می باشد در حالی که برای چاهک خوراک نوع دوم قطر متوسط 55/105 میکرون و قطر ماکزیمم ذرات 1/326 میکرون می باشد. استفاده از یک تیغه حلقوی نیم متری در داخل چاهک خوراک موجب بهبود فرآیند فلوکولاسیون و افزایش سرعت ته نشینی شد.