بررسی الکتروشیمیایی عوامل موثر بر محیط خردایش کانیهای سولفیدی مس و مدلسازی آن ها با هدف کنترل میزان خوردگی واسطه

آسیاهای گلوله ای یکی از مرسوم ترین وسایل خردایش در صنعت فرآوری مواد معدنی می باشند که گلوله های مصرفی آن ها از اجزاء آسیب پذیر و پراستهلاک به شمار می روند. فرسایش گلوله در اثر سه مکانیزم ضربه، سایش و خوردگی بوجود می آید که مکانیزم خوردگی به دلیل ماهیت شیمیایی-الکتروشیمیایی کمتر ملموس بوده و به آن کمتر پرداخته شده است. از طرفی خوردگی در خردایش کانه های سولفیدی به دلیل نیمه هادی بودن کانی های سولفیدی از اهمیت خاصی برخوردار است. بنابراین اهداف این رساله بر مطالعه رفتار الکتروشیمیایی محیط آسیاهای گلوله ای، ارزیابی فاکتورهای موثر بر میزان خوردگی گلوله ها و مدل سازی خوردگی گلوله های فولادی به منظور حداقل کردن میزان خوردگی متمرکز شده است. برای دستیابی به اهداف رساله یک سیستم خردایش الکتروشیمیایی ویژه شامل آسیای گلوله ای و تجهیزات الکتروشیمیایی (دستگاه پتانسیواستات/گالوانوستات با سیستم سه الکترودی) طراحی و در مجتمع مس سرچشمه ساخته شد. مطالعه رفتار الکتروشیمی آسیا نشان داد که نوع گلوله، شیمی آب، شرایط هوادهی به آسیا، تغییر مینرالوژی کانه، افزایش ph و درصد جامد پالپ به طور قابل ملاحظه ای ویژگی های الکتروشیمیایی آسیا را تغییر داده و با ایجاد یک محیط کاهشی سبب کاهش تماس گالوانیکی بین کانی ها و گلوله ها، انواع آهن اکسیدی داخل آسیا و بازیابی مس فلوتاسیون می شود. در مطالعه الکتروشیمی آسیا ارزیابی شده است که 51/73 درصد محصولات خوردگی از اکسایش گلوله های فولادی می باشند. ارزیابی فاکتورهای موثر بر فرسایش خوردگی نشان داد که نیتروژن دهی به آسیا، استفاده از آب مقطر و گلوله های فولادی با کربن و کروم بالا، افزایش درصد جامد و افزایش ph پالپ، نرخ خوردگی گلوله ها را بشدت کاهش می دهند. همچنین مشاهده شد که با کاهش ظرفیت بار ورودی به آسیا و افزایش زمان خردایش و سرعت گردش آسیا، نرخ خوردگی افزایش می یابد. همچنین با افزایش وزن شارژ گلوله داخل آسیا نرخ خوردگی ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. ضمناً در آزمایشگاه مشخص شد که مکانیزم خوردگی 68/27 درصد از فرسایش کل گلوله ها را به خود اختصاص می دهد. نتایج مدل سازی خوردگی گلوله های فولادی نشان داد که حداقل میزان خوردگی برای گلوله های آلیاژ پایین 38/78 (mpy) در سطوح پارامترهای ph برابر 8/9، درصد جامد 40%، ظرفیت 720 گرم، وزن شارژ گلوله 25/9 کیلوگرم، سرعت گردش آسیا 70 دور بر دقیقه و زمان خردایش 10 دقیقه و برای گلوله فولادی کربن و کروم بالا 76/40 (mpy) در سطوح، ph برابر 10، درصد جامد 40%، ظرفیت 4/698 گرم، شارژ گلوله 8 کیلوگرم، سرعت گردش آسیا 70 دور بر دقیقه و زمان خردایش 63/10 دقیقه بدست می آید. در نهایت مدل های ریاضی با ضرائب همبستگی بالاتر از 9/0 برای گلوله های فولادی پیشنهاد گردید.