Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed mohamad raouf Hosseini,Ebrahim Azimi
سیدمحمدرئوف حسینی (استاد مشاور) ابراهیم عظیمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Chelongar
علی چلونگر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Feasibility study on the applicability of dense medium fluidized bed for gravity base ore separation (Case Study: Iron Ore)
Application of proper processing or pre-processing methods for ore enrichment could significantly affect system efficiency as well as final production cost of raw materials. Nowadays, various methods are employed to processes iron ore and coal in industry, with their merits and limitations. Physical separation methods are economically beneficial for ore separation, since they take advantage of particles inherent properties (shape, density, magnetic property, electric property and etc.). These methods could satisfy environmental concerns by elimination of chemicals from processes, if they operate in dry mode. Application of air dense medium fluidized bed, as a novel processing method is expanding. In this study, feasibility of application of air dense medium fluidized bed and effect of parameters on low cost placer iron ore and coal processing was investigated. Design of experiment methods followed by analysis of variance, are used to verify the effectiveness of the parameters, identify statistically significant mutual interactions, and parameter adjustments for optimization of the separation quality evaluators. The Design Expert ® software and full factorial experiment design method was used to evaluate the effect of bed height, air flow rate (superficial air velocity) and separation time on system separation efficiency, concentrate grade and iron recovery to concentrate. Parameter optimization determined through response surface method was further expanded, since parameters were close to their limits. The effect of fluidization medium and feed size was studied under the determined optimum conditions. In general, it is seen that, increase of bed height and air flowrate, and decrease of medium size and separation time decrease favors the separation quality. Acceptable separation for iron ore with 3.4-4.6 mm occurred at 20 second separation time, bed height of 25 cm, air flowrate of 8 l/min and sand medium size of 275 µm. The separation efficiency, product grade and recovery of 42.14%, 61.8% and 83.86 %, respectively. Optimum operating condition for finer iron ore (1-3.4 mm) was determined to be 60 seconds, 25 cm, 80 l/min and 275 µm sands. Such operation resulted in, separation efficiency, product grade and recovery of 48.46 %, 55.58 % and 67.31 %, respectively. For coal sample, lowest ash content for the float section was achieved under T=20 sec, Q=80 l/min to be 21.73 %, meaning 14.72 % ash reduction in respect to head sample.
استفاده از روش­های فرآوری یا پیش فرآوری مناسب برای پرعیار سازی مواد معدنی می تواند تاثیر بسزائی در افزایش بهره وری کلی سیستم و کاهش قیمت تمام شده­ مواد خام داشته باشد. امروزه روش های متفاوتی برای فرآوری سنگ آهن و زغال­سنگ در صنایع معدنی مورد استفاده قرار می گیرد که هر یک مزایا و کاستی های خود را دارند. روش های جدایش فیزیکی مواد معدنی، بدلیل استفاده از ماهیت ذاتی ذرات (شکل، دانسیته، خاصیت مغناطیسی، الکتریکی و ...)، از اقتصادی ترین روش­ها برای جدایش مواد معدنی می باشند. این روش ها در صورت خشک بودن سیستم، به دلیل حذف مواد شیمیایی از فرآیند، می توانند ملاحضات زیست محیطی را به خوبی برآورد سازد. استفاده از بستر سیال کاذب بعنوان یک روش نوین، در حال گسترش می باشد. در این تحقیق، امکان استفاده از روش بستر سیال کاذب و تاثیر پارامتر های موثر بر روی پرعیار سازی کم هزینه سنگ آهن پلاسری و زغالسنگ مورد بررسی قرار گرفت. ارزیابی اثر گذاری پارامتر ها، تاثیر متقابل پارامتر ها بر روی پاسخ های ارزیابی عملکرد سیستم جدایش و بهینه سازی سطوح پارامتر ها برای دستیابی به جدایشی با کیفیت مطلوب با استفاده از روش های طراحی آزمایش و تحلیل آماری نتایج بدست آمده با استفاده از آنالیز واریانس انجام گرفت. از نرم افزار Design Expert و مدل فاکتوریلی کامل برای بررسی تاثیر ارتفاع بستر، دبی هوای ورودی (سرعت ظاهری هوا) و زمان جدایش بر روی کارایی جدایش، عیار و بازیابی کنسانتره استفاده شد. بهینه سازی سطوح بهینه بدست آمده برای پارامتر ها به کمک روش پاسخ سطح (Response surface method)، با توجه به نزدیکی سطوح پارامتر ها به مرزهای محدوده های در نظر گرفته شده، گسترش داده شد تا شرایط عملیاتی مطلوب جدایش حاصل گردد. در مرحله بعدی تاثیر ابعاد واسطه سیال سازی و ابعاد خوراک ورودی نیز با در نظر گرفتن شرایط بهینه بررسی شد. مشاهده شد که با افزایش ارتفاع بستر و دبی هوا، و کاهش زمان جدایش و اندازه واسطه سیال سازی، کیفیت جدایش بهبود می­یابد. جدایش مطلوب برای سنگ آهن با ابعاد ذرات 6/4-4/3 میلیمتر، در زمان 20 ثانیه، ارتفاع بستر 25 سانتی­متر، دبی هوا 80 لیتر بر دقیقه و اندازه واسطه 275 میکرون حاصل شد که نتیجه آن عیار، بازیابی کنسانتره و کارایی جدایشی به ترتیب برابر مقادیر 80/61، 86/83 و 14/42 درصد بود. شرایط بهینه­ی عملیاتی برای خوراک ریزتر (4/3-1 میلیمتر) بصورت زمان 60 ثانیه، ارتفاع بستر 25 سانتی­متر، دبی هوا 80 لیتر بر دقیقه با واسطه­ی 275 میکرونی بدست آمد. جدایش تحت شرایط ذکر شده منتج به عیار، بازیابی کنسانتره و کارایی جدایش به ترتیب 58/55، 31/67 و 46/48 درصد گردید. در مورد نمونه زغالسنگ، کمترین خاکستر بخش شناور با استفاده از شرایط دبی هوا 80 لیتر بر دقیقه و زمان جدایش 180 ثانیه و برابر با 73/21 درصد بدست آمد که حاکی از کاهش 72/14 درصدی خاکستر نسبت به نمونه اولیه بود.

تحت نظارت وف ایرانی