SUPERVISOR
Ali Ahmadi ameleh
علي احمدي عامله (استاد راهنما)
STUDENT
Shahin Ashoori birgani
شاهين عاشوري بيرگاني
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1397
TITLE
Optimization of the Operating Parameters of Dense Medium Cyclone in the Parvadeh Coal Processing Plant of Tabas
Dense Medium Cyclone (DMC) is widely used in coal cleaning process. Optimizing and determining the desired values of operating parameters is important and by applying them, the the separation efficiency of the process is improved. The purpose of this study is to investigate the effect of several key parameters including, inlet pressure, medium density and feed rate on the separation efficiency of three coaking coals by DMC in Parvadeh Coal Processing Plant of Tabas. Tromp curves in different particle sizes were drawn and Ep and their related cut points were determined. The optimal values of inlet pressure, medium density and feed rate were 0.8 bar, 1.21 g/cm3 and 80 t/h, respectively. By applying this condition to the DMC separator, the ash content, sulfur content and yield were 11.3, 1.6 and 65.7%, respectively. Also, under optimal conditions, the cyclone Ep was 0.038 and the particle cut point was 1.57 g/cm3. In addition, to investigate the effect of re-crushing on coal washability, samples of Madanjoo coal were crushed to a maximum particle size of 38.1 and 22.5 mm. The results showed that if the product ash was considered at 11%, with a maximum particle size increase from 22.5 to 38.1 mm, the yield increased from 60 to 63%. Also, on particles larger than 300 microns in the flotation feed, sink-float tests and flotation tests were performed to compare the washability of this size fraction in two methods. The results showed that the yields of 300-500 microns particles in the plant flotation column for Madanjoo, Negin2 and Takht-Zeitoon coals were 46.1%, 19.5% and 18.2%, respectively. Also, the yields of this size fraction in gravity and flotation methods in the laboratory were 71.5 and 57.4% for Madanjoo coal, 68.9 and 53.4% for Negin2 coal and 68.1 and 52.2% for Takht-Zeitoon coal, respectively. In addition, by the gravity method, the sulfur content of the concentrate was approximately 0.5% lower than that in the flotation method. The results of sink-float tests of DMC samples showed that the the Ep of particles smaller than 1.4 mm was higher than that for larger size fractions. The results showed that reprocessing of the 1.4-1.8 g/cm3 density fraction caused an increase of 11.8%, 16.1% and 12.7% in the yields of Madanjoo, Negin2 and Takht-Zeitoon coals, respectively. The results of the DMC tailings showed that by re-cleaning this reject material, a product with an ash content of approximately 15%can be achieved. According to the results, it seems that optimizing the operating parameters of DMC, separating the coal with a size fraction of 300 to 1400 micron and re-cleaning the middling of the plant feed or DMC tailings increases the yield and capacity of the coal washing plant and reduce the sulfur content of the final product.
سيکلون واسطه سنگين يکي از مهمترين تجهيزات در فرآوري زغالسنگ است و عملکرد آن بستگي زيادي به پارامترهاي عملياتي آن دارد. لذا بهينه سازي و تعيين مقادير مطلوب اين پارامترها از اهميت ويژه‌اي برخوردار است که با اعمال آن ها انتظار مي‌رود کارآيي جداسازي بهبود يابد. هدف از انجام اين تحقيق، بررسي تاثير پارامترهاي کليدي بر کارآيي سيکلون واسطه سنگين کارخانه فرآوري زغالسنگ پروده طبس براي خوراک زغالسنگ¬هاي مختلف است. براي اين منظور، تاثير پارامترهاي عملياتي نظير فشار ورودي، دانسيته سوسپانسيون واسطه و تناژ خوراک ورودي بر کارآيي جدايش سيکلون در فراکسيون‌هاي ابعادي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. همچنين ميزان خردايش خوراک، امکان فرآوري جداگانه بخش اندازه متوسط، امکان خردايش و فرآوري مجدد بخش دانسيته مياني و امکان توليد محصول با ارزش از باطله سيکلون مورد بررسي قرار گرفتند. براي بررسي پارامترهاي عملياتي سيکلون واسطه سنگين، در شرايط مختلف، منحني ترومپ سيکلون واسطه سنگين در محدوده اندازه ذرات مختلف رسم و خطاي جدايش و نقطه برش تعيين گرديد. مقادير بهينه فشار ورودي سيکلون، دانسيته سوسپانسيون واسطه و تناژ خوراک ورودي به ترتيب bar 8/0، g/cm3 21/1 و t/h 80 تعيين شد که با اعمال اين مقادير بهينه در سيکلون محتواي خاکستر، محتواي گوگرد و راندمان وزني محصول به ترتيب 3/11، 6/1 و 7/65 درصد بدست آمد. همچنين در شرايط بهينه، خطاي جدايش سيکلون 038/0 و نقطه برش ذرات در آن g/cm3 57/1 تعيين گرديد. علاوه بر آن، براي بررسي تأثير خردايش بر شستشو پذيري، نمونه‌هاي دپوي زغالسنگ معدنجو در اندازه بيشينه ذرات mm 1/38 و mm 5/22 خرد شدند و پس از آزمايش‌هاي غرق و شناورسازي، منحني شستشو پذيري آن‌ها ترسيم گرديد. نتايج نشان داد هنگامي که محتواي خاکستر محصول 11 درصد در نظر گرفته شود، با افزايش اندازه بيشينه ذرات در خردايش از mm 5/22 به mm 1/38 ، راندمان وزني از 60 به 63 درصد افزايش يافت. همچنين بر روي ذرات درشت‌تر از µm 300 خوراک فلوتاسيون آزمايش غرق و شناور سازي و آزمايش فلوتاسيون انجام گرفت تا قابليت شستشو پذيري اين فراکسيون ابعادي در دو روش با هم مقايسه گردد. نتايج نشان داد که راندمان وزني ذرات µm 500-300 در ستون فلوتاسيون کارخانه براي زغالسنگ‌هاي معدنجو، نگين2 و تخت زيتون به ترتيب 1/46، 5/19 و 2/18 درصد و راندمان وزني ذرات µm 500-300 در روش‌هاي ثقلي و فلوتاسيون آزمايشگاهي به ترتيب 5/71 و 4/57 درصد براي زغالسنگ معدنجو، 9/68 و 4/53 درصد براي زغالسنگ نگين2 و 1/68 و 2/52 درصد براي زغالسنگ تخت زيتون بود. علاوه بر آن در روش ثقلي محتواي گوگرد کنسانتره به ميزان تقريبي 5/0 درصد کمتر از مقدار آن در روش فلوتاسيون بود. نتايج حاصل از آزمايش‌هاي غرق و شناورسازي نمونه‌هاي سيکلون نيز نشان داد، خطاي جدايش ذرات ريزتر از mm 4/1 بيشتر از مقادير آن‌ها در ذرات درشت‌تر بود. نتايج نشان داد که خردايش و فرآوري مجدد بخش g/cm3 8/1 – 4/1 از خوراک کارخانه باعث افزايش به ترتيب 8/11، 1/16 و 7/12 درصدي راندمان وزني زغالسنگ‌هاي معدنجو، نگين2 و تخت زيتون مي‌شود. نتايج حاصل از بررسي باطله سيکلون نشان داد که با خردايش و شستشوي باطله سيکلون واسطه سنگين محصولي با محتواي خاکستر تقريباً 15 درصد و راندمان وزني تقريباً 11 درصد قابل دستيابي است. با توجه به نتايج به نظر مي‌رسد که بهينه سازي پارامترهاي عملياتي سيکلون واسطه سنگين، فرآوري جداگانه فراکسيون ابعادي µm 1400-300 و خردايش و فرآوري مجدد بخش دانسيته مياني خوراک کارخانه يا باطله سيکلون ضمن افزايش راندمان و ظرفيت کارخانه باعث کاهش درصد گوگرد محصول نهايي نيز مي‌شود.