چکیده - فرآیند فلوتاسیون یکی از پیچیده ترین فرآیندهای صنعتی برای خالص سازی مواد ارزشمند معدنی است. کنترل و مدل سازی این فرآیند به خاطر تاثیر پارامترهای گوناگون بر روی آن بسیار مشکل و چالش برانگیز است. تحقیقات صورت گرفته در این زمینه حاکی از این است که ساختار ظاهری کف جمع شده بر روی سلول فلوتاسیون رابطه مستقیمی با فعل و انفعالات درونی سلول دارد، بنابراین استخراج ویژگی های ظاهری کف نقش مهمی در کنترل این فرآیند دارد. ویژگی های ظاهری کف که در کنترل فرآیند فلوتاسیون مورد استفاده قرار می گیرند شامل اندازه حباب ها، رنگ کف، شکل ظاهری حباب ها، پایداری و میزان تحرک حباب ها می باشد. بنابراین ناحیه بندی تصاویر کف به حباب های تشکیل دهنده آن گامی کلیدی برای استخراج ویژگی از تصاویر کف محسوب می شود. با پیشرفت تکنیک های پردازش تصویر دریچه ای برای کنترل این فرآیند با استفاده از تکنولوژی های جدید ماشین بینایی بر روی محققان گشوده شد. علی رغم پیشرفت های فراوانی که در زمینه اندازه گیری حباب های روی کف فلوتاسیون صورت پذیرفته ولی به دلیل ساختار بی نظم و پر هرج و مرج حباب ها هنوز روش مناسبی برای اندازه گیری دقیق حباب های ریز و درشت بطور همزمان وجود ندارد. در این پایان نامه با ارائه الگوریتمی جدید کف فلوتاسیون را به حباب های تشکیل دهنده آن ناحیه بندی نموده و با استفاده از نتایج ناحیه بندی، ویژگی های دینامیک آن مانند سرعت کف و میزان پایداری حباب ها تعیین شده و بدین طریق ویژگی های اصلی جهت کنترل فرآیند فلوتاسیون حاصل می شود.

توزیع ابعادی ذرات پس از استخراج و در مراحل مختلف خردایش (به ویژه خوراک آسیاهای خودشکن یا نیمه خودشکن) از جمله مهم ترین پارامترها به منظور شبیه سازی و کنترل فرآیندهای استخراج و فرآوری مواد معدنی می باشد. تعیین توزیع ابعادی ذرات در مدارهای صنعتی معمولاً با استفاده از نمونه برداری دستی و آنالیز سرندی انجام می گیرد که روشی زمان بر، سخت و نیازمند توقف عملیات (توقف نوار نقاله) است. امروزه با توسعه کامپیوترها، دوربین های با کیفیت بالا و نرم افزارهای پردازش تصویر، امکان اندازه گیری روی جریان ابعاد ذرات در کوتاه ترین زمان ممکن و بدون ایجاد اختلال در فرآیند باربری فراهم شده است. هدف از بررسی حاضر، تعیین دانه بندی ذرات با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی و ویژگی های انتخاب شده به کمک تکنیک پردازش تصویر می باشد. به دلیل پیچیدگی مساله و تاثیر عوامل مختلف مربوط به مراحل استخراج ویژگی بر دقت انداره گیری توزیع ابعادی ذرات، در این تحقیق ابتدا تحلیل جامعی روی دقت توصیف گرهای سطحی یا طولی مختلف در تخمین وزن ذرات ارائه شده است. در این مرحله، تاثیر خطاهای ناشی از ناحیه بندی تصویر با استفاده از تصویر ذرات ناهمپوشان منیزیت حذف شده است به این ترتیب که تصاویر متعددی از ذرات ناهمپوشان منیزیت تهیه شده و تخمین توزیع ابعادی آنها با استفاده از شبکه ی عصبی پرسپترون چند لایه و ویژگی های مختلف به صورت جداگانه و ادغام این ویژگی ها با استفاده از روش تحلیل مولفه ی اصلی به دست آمده است. نتایج این مرحله نشان می دهد که یک ویژگی به تنهایی قادر نیست توصیف کاملی از توزیع ابعادی ذرات ارائه نماید و ادغام ویژگی ها تخمین دقیق تری از توزیع ابعادی ذرات در اختیار می گذارد. در ادامه تحقیق و برای اعمال روش روی داده های صنعتی (تصاویر ذرات موجود روی نوار نقاله بعد از مرحله سنگ شکنی اولیه در کارخانه فرآوری معدن مس قلعه زری)، فقط از ویژگی سطح ذره استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که با تصویربرداری مطلوب و استفاده از الگوریتم های ناحیه بندی مناسب، امکان تخمین توزیع ابعادی ذرات با دقت قابل قبول توسط شبکه ی عصبی فراهم می باشد.

فرآیند فلوتاسیون یکی از مهم ترین روش های جداسازی ماده معدنی با ارزش از باطله می باشد. شرایط کاری مختلف این فرآیند، خروجی های متفاوتی از نظر عیار و درصد بازیابی ماده معدنی به دنبال دارد. کاربران خبره قادرند شرایط کاری بهینه فرآیند فلوتاسیون را از روی ظاهر کف تشخیص دهند. در دسترس نبودن مدل جامعی از این فرآیند و عدم توفیق در توصیف کامل شرایط کاری مختلف فرآیند از روی ظاهر کف باعث شده که بسیاری از روش های ارائه شده برای کنترل خودکار فرآیند فلوتاسیون از کارایی مناسبی برخوردار نباشند. در این مقاله ابتدا شاخص های جدیدی برای توصیف موثر تصاویر کف فلوتاسیون در شرایط کاری مختلف این فرآیند ارائه شده است. شاخص های ارائه شده از روی دنباله ویدیویی از تصاویر کف فلوتاسیون در یک مدار صنعتی (کارخانه تغلیظ سنگ آهن چادرملو) استخراج شده و در شرایط کاری مختلف این فرآیند با یکدیگر مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته اند. در ادامه یک سیستم فازی طراحی شده است که قادر است با استفاده از شاخص های به دست آمده از روی تصاویر ویدئویی کف فلوتاسیون، شرایط کاری فرآیند و عیار ماده معدنی را تشخیص دهد. نتایج پیاده سازی این سیستم فازی روی مدار فلوتاسیون معدن سنگ آهن چادرملو نشان می دهد که سیستم فازی پیشنهادی به خوبی قادر است کلیه شرایط کاری درنظر گرفته شده به همراه عیار آن برای فرآیند را با استفاده از شاخص های جدید ارائه شده در این تحقیق از یکدیگر تفکیک کند.

چکیده هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی امکان کاهش هدرروی مس در جریان باطله مدار رافر کارخانه فرآوری مس میدوک می باشد. برای رسیدن به این هدف در ابتدا کارآیی متالورژیکی مدار رافر در شرایط فعلی تعیین شد و سپس با انجام تعداد زیادی تست های فلوتاسیون آزمایشگاهی و صنعتی امکان بهبود بازیابی مس در این مدار مورد ارزیابی قرار گرفت. مقایسه داده های عملیاتی فعلی و طراحی نشان داد افزایش ظرفیت کارخانه نسبت به طراحی باعث افزایش درصد جامد و همچنین درشت شدن ابعاد ذرات ورودی مدار فلوتاسیون رافر شده است که این خود می تواند از جمله عوامل موثر بر کاهش راندمان فرایند باشد. با توجه به اینکه بخش عمده هدرروی مس (در حدود 85%) در جریان باطله مدار رافر است، بهینهسازی کارآیی متالورژیکی این بخش از مدار فلوتاسیون مورد هدف قرار گرفت. نتایج تعیین بازیابی در فراکسیون های ابعادی مختلف نشان داد که حداکثر بازیابی مس در مدار رافر و همچنین در کل مدار فلوتاسیون در فراکسیون های ابعادی 60-20 میکرون دیده شده و عمده هدرروی مس مربوط به ذرات ریز (20- میکرون) و همچنین ذرات درشت (60+ میکرون) می باشد. مطالعات کانی شناسی نشان داد که بخش عمده مس منتقل شده به جریان باطله در فراکسیون های ابعادی ریز مربوط به کانی کالکوسیت (بدلیل تمایل بیشتر این کانی به تولید نرمه) است. نتایج تست های صنعتی نشان داد که ترکیب درصد 70%-30% کلکتورهای z11-x231 با شرایط توزیع 40%-40%-20% (40% در تانک آماده ساز، 40% در ورودی واحد 3 و 20% در ورودی واحد 5) باعث بهبود بازیابی مس در مدار رافر می گردد. نتایج تست های صنعتی همچنین نشان داد که افزودن 100 گرم بر تن سولفید سدیم باعث افزایش 38/1% بازیابی مس کل و افزایش 29/10% بازیابی مس اکسیدی در مدار رافر گردید. نتایج تست های صنعتی تاثیر الگوی هوادهی بر بازیابی مس در سلول های رافر نشان داد که بیشترین بازیابی مس مربوط به الگوی هوادهی افزایشی است.

هدف از پژوهش حاضر، طراحی و ساخت یک واحد هیدروسیکلون بجای کلاسیفایر مارپیچی در مدار خردایش اولیه کارخانه پرعیارکنی نیمه¬صنعتی مجتمع مس سرچشمه می¬باشد. برای این منظور از نرم¬افزار شبیه¬سازی modsim استفاده شد. در فرایند شبیه¬سازی، تاثیر تغییر 4 پارامتر قطر، ابعاد دهانه ¬سرریز، ابعاد دهانه ته¬ریز و ارتفاع هیدروسیکلون بر پارامترهای کارآیی هدف، مورد ارزیابی قرار گفت و در نهایت بهترین ترکیب هندسی انتخاب شد. هیدروسیکلون مورد نظر با موفقیت در شرایط مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. در بخش بعدی این تحقیق، به منظور مدلسازی و شبیه¬سازی هیدروسیکلون¬های صنعتی از مدل¬های پلیت و ناگسوارارائو استفاده شد. نتایج تست¬های مدلسازی هیدروسیکلون¬های صنعتی نشان داد که این مدل¬ها قادرند تخمین نسبتاً دقیقی از شاخص¬های کارآیی طبقه¬بندی را در شرایط مختلف عملیاتی ارائه دهند. کمترین خطای تخمین مدلها در پیش¬بینی توزیع ابعادی ذرات در جریان¬های سرریز و ته¬ریز و بیشترین خطا مربوط به پیش¬بینی بازیابی آب در ته¬ریز و حد جدایش می¬باشد. دقت دو مدل در پیش¬بینی حد جدایش، دانه¬بندی سرریز، ته¬ریز و کارآیی طبقهبندی ذرات تقریباً یکسان بوده اما مدل ناگسوارارائو در تخمین بازیابی آب به ته¬ریز و توزیع حجمی جریانها موفق¬تر از مدل پلیت بوده است. ضرایب کالیبراسیون مدل¬ها عمدتاً تابع هندسه هیدروسیکلون و کمتر تحت تاثیر شرایط عملیاتی فرایند می¬باشند.

توزیع ابعادی ذرات از جمله مهمترین پارامترها در شبیه¬سازی و بهینه¬سازی مدارهای خردایش است. روش مرسوم اندازه گیری توزیع ابعادی ذرات در صنعت نمونه برداری دستی و آنالیز سرندی است که با توجه به تناژ بالای مواد و درشت بودن ابعاد ذرات امری دشوار و زمان بر می باشد. در سال های اخیر با توسعه کامپیوترها و نرم افزارهای پردازش تصویر تحقیقات گسترده ای در زمینه اندازه گیری روی جریان ابعاد ذرات به کمک تکنیک بینایی ماشین انجام شده است. هدف از پژوهش حاضر، تعیین روی جریان توزیع ابعادی ذرات خوراک آسیای نیمه¬خودشکن کارخانه تغلیظ 2 مجتمع مس سرچشمه به روش پردازش تصویر (به کمک نرم افزار wipfrag) و بررسی ارتباط بین شاخص¬های ابعادی و پارامترهای عملیاتی آسیا از قبیل توان مصرفی ویژه و ظرفیت مدار میباشد. نتایج این تحقیق نشان داد که مقدار متوسط خطای نسبی تخمین توزیع ابعادی ذرات ورودی آسیای نیمهخودشکن با نرم¬افزار wipfrag در حدود 19 درصد است. نتایج 5 روز نمونه¬برداری از خوراک آسیای نیمهخودشکن نشان داد که مقادیر شاخص¬های ابعادی 33/0±10/2=d20، 72/0±46/3=d50 و 90/1±6=d80 سانتیمتر میباشند. نتایج ارتباط شاخص¬های ابعادی با پارامترهای عملیاتی آسیا به¬¬ویژه توان مصرفی ویژه و ظرفیت مدار خردایش نشان داد که افزایش شاخص¬های ابعادی و یا درشت¬تر شدن خوراک آسیا باعث افزایش مقدار انرژی مصرفی و همچنین کاهش ظرفیت مدار خردایش می¬گردد. بنابراین با فراهم نمودن خوراکی با دانهبندی نسبتاً دانه¬ریز از طریق بهینه¬سازی الگوی استخراج و آتشباری، تغییر در شرایط عملیاتی مدار سنگشکنی و همچنین کنترل در نحوه خوراک¬دهی مواد از انبار درشت و یا سیلوهای تغذیه¬کننده، می¬توان کارآیی عملیاتی فرآیند خردایش در آسیای نیمه¬خودشکن را بهینه نمود.

هدف از انجام پژوهش حاضر بررسی کارایی بازدارنده های مختلف سولفیدهای مس و آهن به منظور استفاده در کارخانه های فلوتاسیون مولیبدنیت سونگون بجای ترکیب مرسوم سولفید سدیم و سیانید سدیم است. مشکلات زیست محیطی سیانید سدیم بعلاوه مصرف بالای سولفید سدیم از جمله مهمترین محدودیتهای استفاده از این ترکیب در صنعت می باشند. برای این منظور از بازدارنده هایی که در مقیاس صنعتی در کارخانه های پرعیارکنی مولیبدنیت در سایر کشورها در حال استفاده بوده و یا در مقیاس آزمایشگاهی نتیجه مطلوبی داده بودند، استفاده شد. تست های فلوتاسیون آزمایشگاهی در آزمایشگاه کارخانه نیمه صنعتی مجتمع مس سرچشمه انجام شدند. متوسط عیار مولیبدن، مس و آهن در نمونه خوراک ورودی کارخانه مولیبدنیت سرچشمه به ترتیب 2/0%، 18/25% و 33/16% است. مولیبدنیت کانی اصلی مولیبدن و کالکوپیریت، کولیت و کالکوسیت کانی های دربرگیرنده مس می باشند. آنالیز توزیع عناصر در فراکسیون های ابعادی مختلف نشان داد که عمده تمرکز در بخش های دانه ریز (20- میکرون) وجود دارد. بازدارنده های مورد بررسی عبارتند از (1) سولفید سدیم، (2) سولفید سدیم+سولفید آمونیوم، (3) سولفید آمونیوم، (4) نوکس آرسنیکی، (5) سدیم دی تیونیت، (6) تیوگلیسرول، (7) تیوگلیسرول+سولفید سدیم، (8) سدیم متابی سولفیت، (9) سدیم تیوگلیکولات و (10) عمل آوری حرارتی. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که بهترین بازدارنده های از نقطه نظر کارایی جدایش مولیبدن از مس و آهن به ترتیب عبارتند از (1) حرارت پالپ (در دمای 75 درجه سانتیگراد)+سولفید سدیم، (2) ترکیب سولفید آمونیوم+سولفید سدیم به نسبت 50-50، (3) سولفید آمونیوم، (4) نوکس آرسنیکی و (5) سولفید سدیم. بنابراین 4 مورد اول که البته در بسیاری از کارخانه های فلوتاسیون مولیبدنیت در سایر کشورها نیز مورد استفاده قرار می گیرند، می توانند جایگزین مناسبی برای ترکیب سولفید سدیم و سیانید سدیم باشند.

در این تحقیق، ابعاد و توزیع ابعادی حباب های تولید شده در یک سلول فلوتاسیون مکانیکی آزمایشگاهی با روش نوین، سریع و دقیق تفرق اشعه لیزری اندازه گیری شده است. در ادامه پارامترهای موثر بر ابعاد حباب ها نظیر سرعت روتور، نرخ هوادهی، غلظت و نوع کف ساز، دما و ph محلول بررسی شده اند. همچنین نتایج حاصل از اندازه گیری ابعاد حباب ها با روش تفرق اشعه لیزری با روش آنالیز تصویری مقایسه شده است.

چکیده ندارد.

غبار تولیدی در کوره های ریورب مجتمع مس سرچشمه با تناژی معادل 30 تن بر روز و متوسط عیار مس 30درصد به کمک فیلترهای الکترواستاتیکی از گازهای خروجی جدا می شود. غبار جمع شده بدون هیچ تغییری به سیستم برگشت داده می شود که علاوه بر آلودگی محیط زیست در اثر انتشار در فضای کارخانه باعث اتلاف مس موجود و همچنین بعلت ریزی زیاد با دمش کوره در آجرهای نسوز نفوذ و باعث از بین رفتن نسوزها می گردد .