Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed mohamad raouf Hosseini,Ebrahim Azimi
سيدمحمدرئوف حسيني (استاد مشاور) ابراهيم عظيمي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Chelongar
علي 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 روش­هاي فرآوري يا پيش فرآوري مناسب براي پرعيار سازي مواد معدني مي تواند تاثير بسزائي در افزايش بهره وري کلي سيستم و کاهش قيمت تمام شده­ مواد خام داشته باشد. امروزه روش هاي متفاوتي براي فرآوري سنگ آهن و زغال­سنگ در صنايع معدني مورد استفاده قرار مي گيرد که هر يک مزايا و کاستي هاي خود را دارند. روش هاي جدايش فيزيکي مواد معدني، بدليل استفاده از ماهيت ذاتي ذرات (شکل، دانسيته، خاصيت مغناطيسي، الکتريکي و ...)، از اقتصادي ترين روش­ها براي جدايش مواد معدني مي باشند. اين روش ها در صورت خشک بودن سيستم، به دليل حذف مواد شيميايي از فرآيند، مي توانند ملاحضات زيست محيطي را به خوبي برآورد سازد. استفاده از بستر سيال کاذب بعنوان يک روش نوين، در حال گسترش مي باشد. در اين تحقيق، امکان استفاده از روش بستر سيال کاذب و تاثير پارامتر هاي موثر بر روي پرعيار سازي کم هزينه سنگ آهن پلاسري و زغالسنگ مورد بررسي قرار گرفت. ارزيابي اثر گذاري پارامتر ها، تاثير متقابل پارامتر ها بر روي پاسخ هاي ارزيابي عملکرد سيستم جدايش و بهينه سازي سطوح پارامتر ها براي دستيابي به جدايشي با کيفيت مطلوب با استفاده از روش هاي طراحي آزمايش و تحليل آماري نتايج بدست آمده با استفاده از آناليز واريانس انجام گرفت. از نرم افزار Design Expert و مدل فاکتوريلي کامل براي بررسي تاثير ارتفاع بستر، دبي هواي ورودي (سرعت ظاهري هوا) و زمان جدايش بر روي کارايي جدايش، عيار و بازيابي کنسانتره استفاده شد. بهينه سازي سطوح بهينه بدست آمده براي پارامتر ها به کمک روش پاسخ سطح (Response surface method)، با توجه به نزديکي سطوح پارامتر ها به مرزهاي محدوده هاي در نظر گرفته شده، گسترش داده شد تا شرايط عملياتي مطلوب جدايش حاصل گردد. در مرحله بعدي تاثير ابعاد واسطه سيال سازي و ابعاد خوراک ورودي نيز با در نظر گرفتن شرايط بهينه بررسي شد. مشاهده شد که با افزايش ارتفاع بستر و دبي هوا، و کاهش زمان جدايش و اندازه واسطه سيال سازي، کيفيت جدايش بهبود مي­يابد. جدايش مطلوب براي سنگ آهن با ابعاد ذرات 6/4-4/3 ميليمتر، در زمان 20 ثانيه، ارتفاع بستر 25 سانتي­متر، دبي هوا 80 ليتر بر دقيقه و اندازه واسطه 275 ميکرون حاصل شد که نتيجه آن عيار، بازيابي کنسانتره و کارايي جدايشي به ترتيب برابر مقادير 80/61، 86/83 و 14/42 درصد بود. شرايط بهينه­ي عملياتي براي خوراک ريزتر (4/3-1 ميليمتر) بصورت زمان 60 ثانيه، ارتفاع بستر 25 سانتي­متر، دبي هوا 80 ليتر بر دقيقه با واسطه­ي 275 ميکروني بدست آمد. جدايش تحت شرايط ذکر شده منتج به عيار، بازيابي کنسانتره و کارايي جدايش به ترتيب 58/55، 31/67 و 46/48 درصد گرديد. در مورد نمونه زغالسنگ، کمترين خاکستر بخش شناور با استفاده از شرايط دبي هوا 80 ليتر بر دقيقه و زمان جدايش 180 ثانيه و برابر با 73/21 درصد بدست آمد که حاکي از کاهش 72/14 درصدي خاکستر نسبت به نمونه اوليه بود.

تحت نظارت وف ایرانی