سه‌شنبه 17 اردیبهشت‌ماه سال 1392
توسط: بهنام

تاریخچه مس وچگونگی تولید ان

 

تاریخچه مس در ایران

مس یکی از فلزاتی است که طرز استخراج و ذوب ان بر صنعتگران باستانی ایران معلوم بوده است و در حفرهایی که در نقات مختلف کشور شده آثار و علایم آن دیده میشود. ولی چون رموز این صنعت سینه بسینه انتقال می یافته کتاب ونوشته ای ازآن در دست نیست فقط از اشیاءمسی وآلیاژهای آن که در کاوشهای انجام شده به دست آمده چنین پیداست که در زمان قدیم از مس در زندگانی خود استفاده میکردند و با صنعت ذوب مس آشنایی کامل داشتند . معدنچیان سنگهای مس خالص طبیعی ومس اکسیده را که بیشتر در سطح زمین یافت میشده به وسیله دیلم و کلنگ خرد کرده واستخراج وذوب میکردند و چون طرز ذوب کانیهای نوع سولفور را نمی دانستند اگر چنانچه با چنین معدنی برخورد میکردند از استخراج آن صرف نظر میکردند .


 

کارهای مس و مفرغی قبل از تاریخ که در ایران انجام شده در بسیاری از موزه های دنیا وجود دارد .پس از آن در دوره های مختلف مانند دوره هخامنشی و ساسانی وبعد از استیلای عرب و دوره مغل و تیموریان نمونه هایی از اشیاء مسی ومفرغی که در ایران ساخته شده در موزه های روسیه و انگلیس و فرانسه وجود دارد. در عصر صفویه صنعت برنج سازی و استفاده از مس و آلیاژهای آن رونق بسیاری داشته است ولی پس از انقراض صفویه و روی کار آمدن سلسله قاجاریه در کلیه صنایع از جمله صنعت ذوب مس انحطاطی ایجاد گردید و پس از آن برای احیاء صنایع مختلف و صنعتی کردن ایران در زمان امیر کبیر کوششهایی صورت گرفت که مثمر ثمر واقع نشد.

تا اینکه در سال 1315چون دولت وقت در کارخانجات مهمات سازی ارتش نیاز به مس داشت و شروع به استخراج مس از معدن انارک و عباس آباد سبزوار خراسان شمالی نمود و کارخانه ذوب مس غنی آباد را بنیان گذاشت.

در استان کرمان از دیر باز مردم ناحیه سرچشمه از وجود ذخایر مس اطلاع داشته و از آن در ساخت و تهیه وسایل جنگی ولوازم خانگی استفاده میکردند برای صدق این مدعی باقیماندهایی از سیتمهای قدیمی ذوب در حوالی سرچشمه دال بر شناسایی مس و معدن مس سرچشمه در سالهای دور یعنی در حدود 3000سال قبل از میلاد میباشد. علاوه بر آن جاری شدن آب سبزرنگ در رودخانه های اطراف سرچشمه موید وجود ترکیبات مس در ناحیه بوده است .

در دهه 1340 بود که یک سری مطالعات زمین شناسی در ناحیه سرچشمه آغاز گردید .پس ازاینکه مشخص گردید که ذخیره مس در ایران بمیزان فراوان وجود دارد . در سال 1351 سرکت سهامی معادن مس سرچشمه  با سرمایه دولتی تاسیس گردید و باشرکت آمریکایی آناکاند قراردادی منعقد گردید تا از کمکهای فنی آن شرکت جهت استخراج معدن مس سرچشمه استفاده شود. در نتیجه با استفاده از مطالعات گذشته طرح ایجاد ذوب مس با ظرفیت 145000 تن مس در سال و هزینه ای معادل 550میلیون دلار ریخته شد . وپیرو آن با شرکت پارسونز جوردن قراردادی جهت ساخت و ایجاد تاسیسات مجتمع مس سرچشمه بسته شدکه تاسال1357تقریبا97درصد از کارهای ساختمانی توسط شرکت مذبور انجام گرفت.

راهنمای تاسیسات کارخانه

1_انبار سنگ درشت

2_سنگشکنهای اولیه و...

3_انبار سنگ نرمه

4_کارخانه بر عیار کنی

5_ته نشین کننده های بر عیار شده

6_واحد صافی

7_واحد خشک کن

8_انبار ذخیره اضطراری بر عیار کنی

9_مخازن بر عیار شده و مواد کمک ذوب

10_کورههای ذوب

11_ساختمان سنگشکن وآهک

12-مخازن قیفی مواد درشت کمک دوب

13_سنگ شکن مواد کمک ذوب

14_واحد آهک

15_دود کش کوره مبدل

16_نیروگاه حرارتی

17_غبارگیری کورههای ریورب

18_غبارگیر کورههای  کنورتور

19_امخازن سوخت

20_ته نشین کننده مواد باطله

21_مخازن وتلنبه خانه آب صنعتی وآتشنشانی

22_ازمایشگاه

23_انبار قطعات صنعتی

24_تصفیه خانه آب

25_سالن الکترولیز آب

26_واحد اسید

27_مخازن اسید

28_انبار مواد منفجره

29_واحد اکسیژن

30_انبار وسایل متفرقه

31_ساختمان سرند اولیه

32_سرویس خودروها

33_مخازن شیر آهک

34_برج خنک کننده

35_واحد مولیبدن

36_ساختمان توزیع برق

37_مرکز اسناد ومدارک

38_دیگ بخار

39_انبار مواد شیمیایی آزمایشگاهی

40_مخازن گازوییل

41_انبار آجر      

کانیهای مس

مس در طبیعت بصورتهای زیر یافت می شود :

1_مس فلزی

2_اکسید مس 

3_سولفور مس

مس طبیعی  عنصر مس بحالت آزاد طبیعی درتوده های بزرگ ویابشکل پراکنده در سنگهای  آذری (آتشفشانی)درقشرزمین بوجودآمده است.معادن این نوع مس چندان زیاد نیست ودر همه جا وجود ندارد فقط دربعضی ازنقاط دنیا مانند :ایالات متحده آمریکا و شیلی و بولیوی و  چین و ایران (در ناحیه انارک) یافت گردیده است.

2_اکسید مس :

اکسیدهای معدنی مس در پوسته زمین نزدیک به سطح یافت میشود که در نتیجه تغییرات

جو ی وفعل و انفعالات شیمیایی که در قسمت رگه های سولفور مس صورت گرفته ترکیبات اکسیده بوجود آمده است. آبهای طبیعی که بمقدار چندین(ppm) گاز اییدریدکربنیک (co2)در بر دارنده  بر روی سولفاتهای مس 100متر اثر کرده و به تدریج آنها به ترکیباتی نظیر :کربنات .اکسید .سولفات وگاهی اوقات سیلیکات مبدل مینماید.

چون اغلب مواد نامبرده نزدیک بسطح زمین پیدا می شوند وتماما" دارای نقطه ذوب پایینی هستند لذا میتوان  آنها را بسهولت با گرمای احتراق زغال چوب و کربن آن احیاء نمود  ومس فلزی را بدست آورد که این روش در گذشته مورد استفاده بوده است  وتمام مس  باستان با این روش تهیه میگردیده.

3_سولفور مس

مهمترین سنگ معدن مس که امروز بیشتراز95% مس محصول سالانه دنیا را میدهد ازنوع سولفوره میباشد  چون بسهولت میتوان مس را ازترکیبات اکسیده خارج کرد  درگذشته با  این روش تقریبا

کلیه معادن اکسیده را مورد بهره برداری قرارداده اندکه کم وبیش درحال تمام شدن است.وچون معادن  مس به عمق بیشتر رسیده درنتیجه اغلب ترکیبات  آن از نوع سولفوره میباشد.

حفره معدن وقتیکه به لایه گداخته شده میرسد بصورت سخرههای گداخته سیمانی در می اید که معمولا"کلوخه های معدنی(gangue) از نوع کلسیت میباشند ترکیبات مس با تماس در لایه های رویی معدن از نوع(porphyry)یا  (chalcocite) شروع شده و به تدریج به(bornite)و(chalcopyrite)در عمق معدن بدل میشود

 

روشهای استخراج مس

روش مورد استفاده جهت استخراج مس بستگی دارد به طبیعت و ترکیبات مس موجود  در سنک معدن. به طور کلی سه طریق اساسی برای استخراج مس وجود دارد که عبارتند از :

1_ذوب مستقیم :

ذوب مستقیم وقتی به کار گرفته می شود که درصد مس موجود در کلوخه ها از 6% به بالا باشد .

2_شستشوی اسیدی:  

شستشویی که با الکترولیز تکمیل می شود مخصوص کلوخه های نوع اتکسیده میباشد.

3-تغلیظ کردن :                                                                                                    تغلیظ که همراه با ذوب میباشد برای ترکیبات گوگردی مس یا مس طبیعی با عیار کم بکار گرفته میشود .

در این روش جهت دستیابی به مس قابل عرضه به بازار سنگ معدن باید واحد های زیرین را بگذراند :استخراج از معدن _سنگ شکن و سرند ها_پر عیار کنی_کوره انعکاسی _ کوره مبدل_ کوره آند_پالایشگاه (الکترولیز) _ذوب مجدد و ریختگری_محصول نهایی با خلوص 91/99% .

 

مشخصات کلی معدن سرچشمه

 

معدن سرچشمه بیضی شکل بوده که قطر بزرگ آن 2300 متر و قطر کوچک آن 1200 متر طول دارد و دارای ارتفاع 2600 متر است برای تعیین ذخیره به وسیله شرکت سلکشن تراست 195 حلقه چاه با ماکزیمم عمق 200 متر حفاری شده که کل متراژ حاصل از حفاری 28300 متر است و 17200متر تونل نیز حفاری شده است .تعداد 51 حلقه چاه اکتشافی با متراژ 5240 متر نیز حفاری گردیده است .

ذخیره ثابت شده بر اثر حفاری های فوق تا عمق 2350 متر 523/449میلیون تن با عیار متوسط 12/1 براورد شده و طرحی نیز برای برداشت 20ساله از معدن تهیه گردید پس از آن شرکت ملی صنایع مس با همکاری شرکت آناکاندا در دنباله برنامه های اکتشافی 32952متر حفاری انجام داد که این حفاری ها شامل گمانه های کم عمق و همچنین گمانه های 600 متری و 3عدد گمانه تا عمق 1000 متری و تا کنون ذخیره معدن تا 800 میلیون براورد شده که ممکن است با حفاری های عمیق تر میزان ذخیره معدن افزایش یابد بطور کلی این معدن را از نظر ترکیبات تشکیل دهنده آن میتوان به سه منطقه با تر کیبات متفاوت تقسیم کرد .

الف : منطقه اکسید که بطور متوسط تا عمق 26 متری از سطح زمین قرار گرفته و دارای کربناتهای مس مانند مالا کیت و آزوریت و سولفاتها و سیلیکیتها با آب کریستالی و اکسیدهای مس میباشد .

ب : منطقه سوپرژن که پس از ناحیه اکسید قرار گرفته وتاعمق تقریبا"80 متر بعد از منطقه امسید قرار دارد .در این منطقه اثری از از اکسیدها وجود ندارد و اکثر ترکیبات سولفوره از نوع کوولیت هستند .

ج : منطقه هیپوژن که پس از ناحیه سولفوره قرار گرفته .در این ناحیه کانی کالکوپیرت سو لفور

مضاعف مس و آهن(CuFeS2)تشکیل یافته و هر چه قدرعمق معدن زیادتر گردد از درصد مس کاسته خواهد شد و بر عکس بر میزان مولییدنات(MoS2)محتوی معدن که در تمام لایه ها وجود داشته افزوده میگردد وعلاوه بر مولیبدن فلزات دیگر نظیر طلا_نقره_نیکل و فلزات نادر بمقدار کم که همراه سنگ معدن وجود دارد.روی هم رفته مهتوای مس اغلب معادن نوع پروفیری بین 5/0 تا 3/1 درصد میباشد . بسیاری از آنها را میتوان بصورت اقتصادی بهره برداری کرد.با پیشرفت و بهبود روشهای

بهره برداری از معادن تغلیظ سنگ معدن سنگهای با درصد پایین محتوای مس به تدریج یکی از منابع اصلی فلزات در آمده در صوریکه در گذشته به علت پایین بودن درصد فلز در سنگ معدن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبود که از این معادن بهره برداری نمایند . در حقیقت با ابداع روشهای بهره برداری اقتصادی از معادن نوع پورفیری این معادن دارای پیشرفت روز افزون هستند.

هر چند که قبلا" عقیده بر این بود معادن نوع پور فیری از نظرتوزیع جغرافیایی به مقدار زیادی محدود هستند اما اکتشافات جدید امروز نشان داده است که معادن نوع پور فیری کاملا" در سطح جهان گسترده است و اهمیت انها از نظر تامین مس جهان واقعیتی  انکار نا پذیر میباشد مهدن مس سر چشمه یکی از غنی ترین معادن نوع پور فیری دنیا استو در ریف دومین معدن مس دنیا قرار دارد. همان گونه که قبلا" گفته شد دارای ذخیره ثابت شده 800 میلیون تن می باشد که متوسط عیار مس آن 17/1 ومولیبدن آن 3% میباشد .(ظرفیت استخراج روزانه معدن 40000 تن میباشد) .

 

جدول ماشین آلات مورد استفاده در معدن

 ماشین آلات معدن را از نظر نوع کاری که انجام میدهند میتوان به گروههای بار گیری _ حمل ونقل _حفاری و مفرقه  تقسیم نمود .

در زیر تعداد و ظرفیت  گروههای فوق که بصورت سازمانی در بهره برداری از معادن مورد استفاده قرار میگیرند ذکر گردیده است .

 

نوع ماشین آلات                                                        تعداد                                    ظرفیت            

بارگیری:

             بیل الکتریکی                                                          8عدد                             20 تن

             لودر چرخشی(ترنا)                                                  2  "                                10  "

            لودر چرخشی(ترنا)                                                   2  "                               17  "   

حمل و نقل :

          کامیون(وابکو)                                                        32  "                                 120  "

          کامیون(وابکو)ترکس                                           12  "                                       90  "

حفاری :

           مته چرخشی                                                       4  "     

           مته نصب روی کامیون                                              1  "                                                                  مته نصب روی کامیون                                                               4  "   

ماشین آلات متفرقه :

           بولدوزر                                                                    2     "

              "                                                                           10    "

         گریدر جاده                                                                5    "          

 نوع ماشین آلات                                                        تعداد                                    ظرفیت       

             تانکر آب                                                                3  عدد    

             جرثقیل                                                                  3 "                                            70 تن

             جرثقیل                                                                  3 "                                           50 تن

              آنفو( ماشین مواد منفجره )                                     3  "

 

 

 

 

روند تولید نیزبصورت سری دنبال میشود :

سنگ معدن بوسیله کامیونهایی به ظرفیت 120 تن به داخل سنگ شکن اولییه که در جنوب کارخانه قرار دارد ریخته میشوند .تجهیزات اصلی کار خانه پر عیار منی عبارتست از :

سنگ شکن اولیه – نوار نقاله بزرگ – مخزن سنگ درشت – شنگ شکنها و غربالها – انبار نرمه- آسیابهای اولیه – شناور سازی – آسیابهای ثانویه – بازیافت مولیبدن – ته نشین کنندهها- آماده سازی مواد شیمییایی – سیستم آب مورد نیاز روند تولید – ته نشین کننده های باطله های سد رسوب گیر .

سنگ شکن اولیه

کامیونها(وابکوها) از دو طرف بار خود را درون سنگ شکن کله قندی با قدرت 600 اسب بخار وبا 20 سانتی متر فضای باز قابل تنظیم اطراف اطراف کله قند را تخلیه میکنند . ذرات کوچکتر از 20 سانتی متر از غربال ثابت تیر آهنی پایین میریزند و وارد مخزنی به ظرفیت 550 تن در زیر سنگ شکن میریزند و ذرات درشتتر توسط سنگ شکن خورد میشوند وبه مخزن فوق الذکر اضافه میشوند در زیر این مخزن دو نوار نقاله از نوع کفشکی با ابعاد 8/15*1/2متر قرار دارند که خاک را به نوار نقاله دیگر انتقال میدهند .

طول بزرگترین نوار نقاله انتقال خاک 1500 متر  و عرض آن 84 اینچ میباشد که قادر است با ظرفیت 4700 تن در ساعت کار کند . نوار نقاله خاکها را به داخل انبار خاک درشت  با ظرفیت 51000 تن تخلیه میکند ودر کل سیستم گرد وخاک ناشی از تخلیه و خرد کردن به وسیله سیستم گرد گیرتر  از محیط بصورت دوغاب خارج میکند .

مجموع سرندهای اولیه و دومیه و سومیه و سنگ شکنهای مربوطه محصولی تولید میکنند که 80% ازآن اندازههایی کوچکتر از 13 میلی متر دارد . که خوراک آسیابها و محوطه شناور سازیست . زیر مخزن انبار سنگ درشت 6 عدد نوار نقاله کفشکی قرار دارد که این که این خاک را به داخل دو تسمه نقاله داخل تونلهای زیر مخزن انبار سنگ درشت هدایت میکنند .سنگ بوسیله این نوار نقاله به داخل مخزن خاک قبل از واحد های سرند های اولیه با ظرفیت 1500 تن ریخته می شود .

خاک از 4 سرند لرزان دو طبقه که اندازه سوراخهای طبقه تحتانی 13*13 میلیمتر میباشند عبور میکند. ذرات کوچک پس از عبور از طبقه تحتانی غربالی مستقیما"روی نوار نقاله خاک نرم ریخته میشود که بوسیله این نوار خاک وارد انبار نرمه میشود .

ذرات بزرگتر از اندازه سوراخهای سرند وارد مخزن خاک قبل از سنگ شکنهای دومیه با ظرفیت 2270 تن میشود .

سنگ شکن ثانویه

واحد سنگ شکن ثانویه شامل سه عدد سنگ شکن مخروطی هر کدام با قدرت 300 اسب بخار که قادرند 706 تن سنگ با درشتی کوچکتر از 30 سانتیمتر را در ساعت به سنگ با درشتی 100% زیر 5/7 سانتی متر تبدیل کند در صورتی که سنگشکنها با بسته ترین حالت دهانه یعنی 3 سانتی متر فاصله بین مخروط و دیواره سنگشکن کار کند . و پس از آن سرندهای دو طبقه و سنگشکن سوم ذرات کوچکتر از 13 سانتیمتر را روی نوار نقاله خاک نرمه میریزد که آنها را درون انبار خاک نرمه به ظرفیت 40000 تن تخلیه مینماید وذرات اندازه فوق به وسیله نوار نقاله وارد انبار خاک قبل از سنگ شکنهای سومی شده که ظرفیت این انبار 4540 تن می باشد.

سنگ شکن ثالثیه

عملیات سنگ شکن سومی به وسیله 6 عدد سنکشکن سر کوتاه مخروطی که بصورت مدار بسته کار میکند صورت میگیرد که هر کدام میتوانند 396 تن سنگ را از اندازه 5/7 سانتیمتر را به کمتر از 75/3 سانتیمتر تبدیل نمایند . این عمل در صورتی انجام میشود که فاصله بین مخروط سنگشکن ودیواره آن 75/3 سانتیمتر تنظیم گردیده باشد که بسته ترین حالت کار کردن سنگشکنهاست .

پس از هر سنگ شکن یک سرند لرزان قرار گرفته که ذرات درشتتر از اندازه 27/1 سانتیمتر را به سنگشکنها بر میگرداند و ذرات کوچکتراز این مقدار به وسیله نوار نقاله خاک نرمهوارد انبار خاک نرمه میشوند .

آسیـابهـای اولیــــــــــه

این ناحیه مشتمل بر دو قسمت است که در هر قسمت چهار آسیاب یک مرحلهای وجود دارد ابعاد هر یک از آنها عبارتست قطر 03/5 وطول 23/8 متر که با هر کدام از این آسیابها 10عدد سیکلون خوشه ای بقطر 8/50 سانتی متر بصورت مدار بسته کار میکنند .

آسیابهای گلولهای از نوع سررسیز بوده و هر کدام با موتوری بقدرت 4500 اسب بخار بحرکت در میآیند .

قدرت واقعی که صرف هر آسیاب گلولهای میشود بین 4200-4000 اسب بخار است . سرعت هر آسیاب 64/13 دور در دقیقه است ظرفیت بارگیری گلوله هر آسیاب 326 تن است وهر آسیاب قادر است 225 تن در ساعت سنگ را با 20% بزرگتر از 27/1 سانتیمتر خاک نرمه به محصوای که 24% آن را از ذرات کوچکتر از 200 مش یا 74 میکرون تبدیل کند . مصرف گلوله فلزی بازاء هر تن خاک 600گرم میباشد بار برگشتی هر آسیاب 400% میباشد . سر ریز  آسیابها وارد چاهکی میشود که از آنجا بوسیله پمپ وارد سیلیکونهای خوشهای میشود ته ریز سیلیکونها با نیروی وزن خود وارد مخزن  بازیافت میشوند  سرریز سیلیکونها با28% جامد که 70% آن کوچکتر از 74میکرون میباشد وارد جعبه تقسیم  شناور سازی مخصوص به خود میشوند .                          

شــــــــناور ســــــازی و ســـــاییدن

شناور سازی روشی است که بوسیله آن میتوان میتوان فلزات معدنی مورد نظر را از بقیه مواد همراه آن جدا کرد . در حقیقت یکنوع جدا سازی فیزیکی است که هیچگونه تغییر شیمیایی در مواد معدنی رخ نمیدهد باستثنای اینکه تغییراتی در شکل وسطح این مواد بعمل میاید بمنظور تغلیظ سنگ معدن بوسیله شناورسازی ابتدا باید سنگ معدن را آنقدر نرم کرد تا ذرات فلزات مورد نظر از ضایعاتی که همراه دارد جدا شوند این عمل معمولا" با آسیابهای نرم کننده از نوع آسیابهایی که با آب کار میکنند عمل می کنند عمل می شود و سپس عمل جدا سازی فلز از دوغاب موجود در واحد شناور سازی با کمک مواد شیمیایی کف کننده (کلکتور) صورت میگیرد که نتیجه آن این است که تقریبا" 95% از سنگ خورد شده با درصد کم فلز مورد نظر بصورت پس مانده یا باطله از این واحد خارج میشود و5% از آن با درصد بالای فلز مورد نظر بازیافت میشود .          

تاریخچه پیشرفت  شـناور ســازی

اولین سابقه شناور سازی که میتوان از آن  نام برد مربوط به سال 1860 میباشد که بوسیله شخصی به نام  (هاینس) بیان گردیده است او گفته که خاصیت نمگیری مواد معدنی  با آب و روغن متفاوت است که پایه شناورسازی با روغن است .در مدت پنجاه سال پس از آن شناور سازی بوسیله سه ماده ذیر تکمیل گردید .

1_توده روغن

2_شناور سازی لایه ای

3_شناورسازی با کف 

1_شناور سازی تودهای بر این اساس استوار بوده که ذرات فلزی با روغن خیس می شد در نتیجهذرات فلز از سطح مشترک آب و روغن گرفته میشد .ضمن اینکه سایر مواد بصورت رسوب در می آمدند .این روش مقدار زیادی روغن لازم داشت .در حدود یک قسمت روغن برای یک قسمت سنگ معدن لازم بود .

2_شناور سازی لایه ای بر این اساس استوار بود که ذ را ت فلزی نرم شده سنگ معدن به محض ورودبه

آب بصورت لایه معلقی درسطح آب در میا یند. بعلت پایین بودن راندمان روش شناورسازی توده ای و روش اخیر اهمیت خود را در مقابل روش شناور سازی با کف از دست دادند .

3_شناور سازی بطریقه کف . در سال 1902فرمنت در ایتالیا وپوتر در استرالیا حباب های گاز را به عنوان یکی از بهترین واسطه های حمل ذرات روغنی شده سولفورهای فلزی به سطح دوغاب معدنی به کار گرفتند . آنا و محققین دیکر حبابهای گازی را بر اثر کنش و واکنش های شیمیایی یا بوسیله ایجاد خلاء در سطح دوغاب سنک معدن بوجود می آید . بالاخره این روش پیشرفت کرد تا اینکه از هوا برای ایجاد حباب هوا و بسیاری از مواد شیمیایی بجای روغن استفاده شد .

 

مراحــــل شنـــــاور ســــــازی

بطور کلی شناور سازی با کف دارای مراحل زیر میباشد :

_ساییدن سنگ معدن در آب تا اینکه 24% ذرات آن کوچکتر از 74 میکرون (200 مش) گردد .

_تهیه دوغاب با درصد جامد حدودا" 55 درصد .

_اضافه کردن مقدار کمی  از یک یا چند ماده آلی کمکی که دارای خواص مورد نظر باشند .

_ افزودن معرف جمع کننده (collector reagent) که دارای خاصیت پوشش دادن لایه آب گریز از مرکز به ذرات فلز باشد .

_افزودن ماده کف زا (frother reagrnt) به گل که به حبابهای تولید شده پس از رسیدن به سطح آب خاصیت پایداری و دوام بدهد .

_هوا دهی خواه به وسیله عمل به هم زدن  یا تزریق هوا به وسیله لوله های مشبک از طریق مخزن هوادهی  صورت گیرد . بطوری که ذرات معدنی پوشش داده شده به سطح حبابهای هوا بچسبند  .

_جدا کردن حبابهای آغشته مواد معدنی مورد نظر از دوغابی که محتوی نا خالصی هایی می باشد که به حبابهای هوا نچسبیده اند .

اصــــول شــــناور ســـــازی

ماشین شناور سازی و محتویات آن در بهره برداری دایمی شامل نظامی است از یک نوع حرکت شدید مکانیکی و تعادل شیمیایی در داخل آن سنگ معدن –آب- هوا-وانواع مختلف مقادیر کم مواد شیمیایی بطور دایم میشود واز آن معمولا" دو جریان یا بیشترخارج میشود که از نظر فیزیکی وترکیب شیمیایی متفاوت هستند .

سرریز ماشین شناور سازی جریان کف است که حاصل مواد جامد یست که از نظر معدن شناسی با جریان ورودی وسایر جریانات متفاوت است  جریان زیر کف مواد زاید معلقی هستند که همراه خوراک وارد دستگاه شدهاند .محاسبه پخش مواد شیمیایی اضافه شده در جریان محصول نهایی کلید اصلی و کنترل روند میباشد . از آنچه گفته شد میتوان نتیجه گرفته که اضافه کردن مواد شیمیایی کمکی دارای وظایف مختلفی است که این وظایف را میتوان بصورت زیر شرح داد .

1_جمع کنندگی (collection) : عبارتست ازیک تغییر انتخابی در سطح یک نوع از مواد معدنی است که در سنگ معدن وجود دارد . در نتیجه ماده ای که در سطح آن تغییر داده شده از آب گریزان خواهد شد و همه روی حبابهای هوا در سطح آب جمع میشوند .

2_   collector: مادهای که عمل جمع کنندن را انجام میدهد و بنام جمع کننده معروف است .

3_ conditionior: شامل تغییر در سطح مواد معدنی و ترکیب مایع میباشد . تغییراتی که در سطح کمک به جمع شدن ذرات فلزات میکند بنام(activation-agent ) موسومند ولی در صورتی که باعت عدم جمع شوندگی و رسوب ذرات شود بنام (depression-agent)موسومند .

4_ protection:  (حفاظت ) به عملی گفته میشود که تغییر در محلول باعث تغییر در سطح ذرات می شود فقط برای محافظت سایر مواد شیمیایی میباشد .

5_ levitation: عبارتست از عمل شناور سازی و سبک کردن ذرات با پوشش دادن لایه آب گریز از مرکز به ذرات تابه حبابهای هوا بچسبند .

6_  frothing: عبارتست از تولید توده حبابهای هوای معلق در سطح مایع .

تاثیر درجه حرارت بر کف کردن – با توجه به درجه حرارتی که در روندها شایه و معمول است تاثیری ناچیز دارد .

شناور سازی

شناور سازی از دو قسمت تشکیل شده که هر قسمت شامل چهار ردیف سلول با حجم هر ردیف 5/8 متر مکعب هر ردیف نیز از 14 دمنده هوا هر کدام بقدرت دمندگی 14530 فوت مکعب در دقیقه یا 24684 متر مکعب در ساعت هوای لازم را جهت شناور سازی با فشار 3/2 پوند بر اینچ مربع وارد سلولهای شناور سازی مینماید ظرفیت شناورسازی هر ردیف سلول 5500تن در روز میباشد .در این محوطه سیستم توزیع مواد شیمیایی نیز جهت افزایش مواد شیمیایی وجود دارد . سرریز آسیاب گلوله ای مراحل اول بوسیله  دو عدد جعبهتقسیم گردان چهارراه واردهرردیف سلول میشود.پرعیار شده حاصل از قسمت شناورسازی

پمپ وارد جعبه تقسیم قبل ازآسیابهای گلولهای ثانویه میشوند .مواد اضافی و باطله واردته نشین کنندههای (tailing thickeners) مواد اضافه وباطله میشوند .

هر قسمت دوباره آسیابهاشامل دو عدد آسیاب گلولهای یک مرحلهای از نوع سرریز که بصورت مدار بسته با 6 عدد سیلیکون خوشهای بقطر 38 سانتیمتر کار میکنند میباشد .

خوراک آسیابهای دوباره آسیاب کنی مخلوطی ازپر عیار شده شناور سازی و جداساز(scavenger) میباشد. هر آسیاب بقطر 048/3 متر وطول 8/5 متر که با موتوری بقدرت 900 اسب بخار و 300 دور دردقیقه می چرخد بحرکت در میآید .

سر ریز سیلیکونهای آسیاب کنی مجدد با هم جمع شده وارد دو خط تمیز کننده مجدد و جداساز (recleaner_scavemger) میشود که هر ردیف خوراک خود را از آسیابهای مربوط به خود دریافت میدارد .

هر خط شامل دو ردیف سلولهای شناور میباشد که عبارتند از : 10عدد سلول تمیز کننده مجدد به حجم 24/4 متر مکعب و10عدد سلول جدا ساز که در هر ردیف با حجم 49/8 متر مکعب. به منظور سطح دوغاب جعبه های جانبی و باطله در هر ردیف مجهز به کنترل کننده سطح هستند .

سر ریز سیلیکون وارد جعبه مخصوص بین سلولهای تمیز کننده مجدد میشود  . پر عیار شده تمیز کننده هر ردیف به جعبه تغذیه تمیز کننده مجدد مربوط به خود پمپ میشوند .

 مواد اضافی و باطله تمیز کننده ها بصورت خوراک وارد جدا ساز مربوط به خود میشوند . 

جمـــــع کننــــــدههــــــا

جمع کننده ها را میتوان قلب روند شناور سازی دانست . زیرا این ماده کمکی یک غشاء آب گریز از مرکز روی ذرات معدنی مورد نظر ایجاد میکند و اغلب جمع کننده های مصرفی روزانه بصورت چند قطبی می باشند که دارای جزءهای باردار و غیره بار دار میباشند . هنگامی که ذرات فلزی به این ملکولها بچسبند ملکولها به نحوی جهت گیری میکنند که جزء باردار گروه هیدروکربن به طرف خارج قرار میگیرند . این جهت گیری نتیجه غشاء آبگریزیست که در اطراف مواد معدنی ایجاد میشود .

سیستم نمونه گیـــری خودکــــار

دستگاه نمونه گیری خودکار میتواند نمونه هایی که ماینده واقعی شرایط هر قسمت پر عیارکنی باشند از قسمت مختلف پرعیار کنی مانند سرریز سیلیکونهای اولیه- پر عیارشده شناورسازی – پر غیار وباطله مدلسازی –باطله شناورسازی- مخلوط باطله شناورساز وجداساز- پرعیار شده مجدد تمیز کنند گرفته ونتایج مورد نظر را ارایه میکند . شرایط کار بصورت زیر است که نمونه ها با جریان 50 گالن در دقیقه بوسیله پمپ به ایستگاه نمونه براداری مرکزی که بالای اطاق تجزیه با اشعه "ایکس" قرار دارد فرستاده میشود .

50 گالن در دقیقه از این نمونه ها به قسمت نمونه بردار رفته وسپس تحویل دستگاه تجزیه میشوند باقیمانده نمونه ها به جریانهای مربوط به خود برگشت داده میشوند .

نمونه پس از عبور از دستگاه اشعه ایکس  بار دیگر وارد چهارمین نمونه گیر شده ونتایج نمونه گیری شده را ارایه میکند .

آماده سازی مواد شیمیــــایــــی

 

این قسمت قادر استتمام مواد شیمیایی مورد نیاز شناور سازی رابا درصدهای موردنظر تهیه نمود و دارای سیستم های مخلوط و انبارکردن شیرآهک در ساختمان مربوطه به آماده سازی مواد شیمیایی چون جمع کنندههایی نظیر (Xanthate,R-407) و(Z-200) و کف کننده هایی نظیر متیل ایزوبوتیل کربامید (MIBC)

و روغن کاج (Pine oil) ونفت سیاه است میباشد .

سیستم شیر آهک شامل دو عدد مخزن ذخیره شیرآهک به قطر و ارتفع هر کدام 10 متر دو عدد مخزن جریان رفت و برگشتی و ذخیره روز به قطر و ارتفاع 6/3*5/4 متر میباشد . شیر اهک با 18% جامد از قسمت شیر آهک سازی به داخل مخازن ذخیره فوق الذکر تلمبه میشود . پس از آن بصورت خودکار تا 10درصد جامد رقیق شده و بداخل یکی از دو مدار شیر آهک مخصوص آسیابهای اولیه و ثانویه میشود .

این سیستم قدرت تغذیه شیر آهک مورد نیاز لزوم برای 40 ساعت بهره برداری را دارد .

سیستم حل کردن مواد جمع کننده شامل 5 عدد مخزن مجهز به بهم زن به قطر و ارتفاع 6/3*6/3 مترمیباشد که هر مخزن مخصوص یک قسمت آسیابهای اولیه میباشد .

سیستمهای سایر مواد شیمیایی مانند کف کنندههای از نوع روغنی ونفت سیاه هر کدام شامل دو مخزن ذخیره بقطر و ارتفاع 5/1*8/1 متر و دو عدد مخزن ذخیره روز به قطر و ارتفاع 2/1*2/1 متر مجهز میباشد که ذخیره روز در داخل محوطه پر عیارکنی قرارگرفته اند که از این مخازن شیمیایی بوسیله جریان سنجهایی مخصوص مواد را به نقاط مورد نظر در محوطه پر عیار کنی اضافه مینماید .

منابع مولیبدن در طبیعت

 

مولیبدن در طبیعت بیشتر به صورت سنگ معدن مولیبد یافت می شود که پس از استخراج با استفاده از تکنولوژی خاصی به صورت پر عیار شده سولفور مولیبدن درآمده و از آن با استفاده از روشهای ویژه ای فلز مولیبدن تهیه می شود.

البته مولیبدن به صورتهای دیگری نیز از جمله پاوولیت (مولیبدات کلسیم)، مولیبدیت (اکسید مضاعف مولیبدن و آهن) و لفنیت (مولیبدات سرب) یافت می شود.

اغلب به همراه سنگ معدن مولیبدن فلزات دیگری چون قلع، تنگستن، آرسنیک، مس و بیسموت یافت می شود. ولی اهمیت مولیبدن به همراه سنگ های معدن مس به خاطر تکنولوژی پیوسته ای که در استخراج این دو فلز بکار گرفته می شود بیشتر از سایرین می باشد.

سنگهای معدن مولیبدن با روش شناورسازی تا 90 درصد به صورت سولفورمولیبدن پرعیار می شوند که حدود 50 درصد آن مولیبدن خالص است.

معمولاً مولیبدن پرعیار دارای ترکیب زیر است:

مولیبدن (Mo)      47 تا 50 درصد

فسفر (P)             07/0 تا 15/0 درصد

آرسنیک(As)        07/0 درصد

مس (Cu)                        5/0 تا 2 درصد

سیلیس  (Slo2)      5 تا 7 درصد

قلع (Sn) 07/0 درصد

مولیبدن با مقدار بسیار کم تا حدود 0004/0 تا 02/0 درصد از ناخالص رینیوم (RHENNIUM) برخوردار است.

خواص فیزیکی مولیبدن

وزن مخصوص مولیبدن                   3/10 گرم بر سانتیمتر مکعب

نقطه ذوب                                                2625 درجه سانتیگراد

نقطه جوش                                               4700 درجه سانتیگراد

نیروی کشش                                             260- 140 کیلوگرم بر میلیمتر مربع

سختی بری نل                               250- 150 = HB

قابلیت هدایت حرارتی و الکتریکی آن کمتر از تنگستن می باشد و 3/1 مس است.

مقاومت الکتریکی مولیبدن 056/0 اهم (مقاومت سیمی به طول و مقطع یک میلیمتر مربع)

هدایت حرارتی مولیبدن 3/0 کالری بر سانتیمتر در ثانیه بازاری یک درجه سانتیگراد در ساختمان اتمی مولیبدن مانند تنگستن در آخرین قشر دارای یک الکترون می باشد. و در قشر ما قبل 13 الکترون که با تحریک این الکترونها مولیبدن قادر است ظرفیت های از یک تا هفت را دارا گردد و به همین دلیل دارای ترکیبات متنوعی شود.

ولی مولیبدن معمولاً دارای ظرفیت 6 پایدار بوده که آنیون آن به شکل MC4—با آنیونهای دیگری از این قبیل می باشد. مثل اسید تنگستیک  H2MO4 دارای اسید مولیبد یک به فرمول H2MC4 که کمی در آب محلول است می باشد.

تری اکسید مولیبدن (MoO3) از اکسیداسیون مولیبدن در هوا یا بخار آب در حرارت 700-600 درجه سانتیگراد به دست می آید.

(توضیح: اینکه مولیبدن در درجه حرارت کمتر از 500-400 درجه قابل اکسید شدن نیست)

مولیبدن برای اولین بار در سال 1792 به دست آمد و کم کم مصرف صنعتی عمده ای را به خود اختصاص داد تقریباً 75 درصد از تولید مولیبدن به صورت آلیاژ با آهن مصرف می شود. از این آلیاژ در ساختن حفاظ های حرارتی و ضد اسیدها به همراه کرم و نیکل و وانادیوم مصارف بسیار زیادی دارد.

مولیبدن خالص در ساختن سیمهای بسیار نازک با ضخامت 1/0 یا 2/0 میلیمتر به عنوان انواع الکترودها برای 5 رادیوها، سیمهائی برای ساخت کوره ها و سیم داخل لامپ ها به همراه تنگستن و سپر لوله های اشعه ایکس استعمال می شود.

از مولیبدن خالص در ساختمان موتور جت هواپیماها و پرتاب کننده های گلوله های جنگی استفاده می شود. مولیبدات سدیم Na2MoO4 در صعت رنگسازی مصرف فراوانی دارد اکسید مولیبدن به عنوان کاتالیزر در آبزدایی زغال سنگ و نفت مصرف می شود.

تبدیل پرعیار شده مولیبدن

مولیبدن پرعیار شده که به صورت سولفور مولیبدن است ابتدا به صورت تری اکسید مولیبدن در می آید سپس با هیدروژن احیا شده تبدیل به پودر فلز مولیبدن می گردد.

این پودر در فشار 3000 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و حرارت به صورت میله یا شمش در می آید.

تهیه اکسید مولیبدن از  سولفور مولیبدن به روش اکسیداسیون در حرارت 650 درجه سانتیگراد طبق واکنش زیر انجام می پذیرد.

MoC3 = 2So2  650 درجه حرارت  C2¬    = MoS2

سئلفور سایر فلزات مانند مس و ـهن نیز دا این واکنش به صورت گاز سولفور خارج می شود.

واکنش های زیر مراحل احیاء اکسید مولیبدن توسط ئیدروژن را نشان می دهند.

Mo2O5 + H2O 450 درجه    2MoO3 + H2

Mo2O5 + H2O 1100 درجه    Mo2O5 + H2

Mo + 2 H2O 1000 درجه    MoO2 + 2 H2

فلوتاسیون یا شناورسازی پرعیار کردن مولیبدن

مرحله شناورساز Rougher Flotation

حاصل کارخانه تغلیظ که شامل پرعیار شده مس به همراه مولیبدن است به داخل دو عدد ته نشین کننده (Thickeners) که در قسمت بیرون و در مجاورت آن قرار دارد ریخته می شود. سر ریز (Over Flow) این ته نشین کننده ها به طرف حوضچه های آب برگشتی هدایت می شود و ته ریز (under flow) با درصد جامد به طرف جعبه تقسیم کارخانه مولیبدن پمپ می شود و از آنجا توسط تقسیم کننده به سلول های شناورساز 60 درصد مولیبدن ریخته می شود.

مواد تغلیظ شده محتوی مس و مولیبدن از دو مسیر با افزودن هیدروسولفورسدیم (NaHs) و سولفور آمونیوم (FUEL CIL), (NH4)2S روغن های نفتی، قبل از ورود به سلولهای شناورساز آماده سازی شود، مواد جامد با 60 درصد جامد با آب رقیق شده و از سرریز منبع هائی که قبل از سلولهای شناورساز مصرف شیمیایی به آن اضافه شده به سلولهای شناورساز هدایت می شود. باطله سلولهای مرحله شناورساز کارخانه مولیبدن به ته نشین کننده مس و صافی ها از آنجا به خشک کن هدایت می شود.

مرحله اول و دوم تمیز کننده :

مهار شده سلولهای شناورساز (Rougher conc) از دو مسیر مربوطه در چاهکی بهم افزوده شده و از آنجا به سلولهای مرحله اول و دوم تمیزکننده پمپ می شود.

ردیف دارای 12 سلول با ظرفیت 4/1 مترمکعب می باشد، هفت سلول را مرحله اول و 5 سلول بعدی مرحله دوم تمیزکننده و عمل شناورسازی را تحت نظر می گیریم. مواد پرعیار شده هفت سلول اول به مرحله دوم که شامل 5 سلول است هدایت می شو.د. و باطله مرحله دوم به سلول اول برگشت داده می شود. مواد پرعیار شده این دو مرحله به مخازن بیرون کارخانه پمپ می شود سرریز این مخازن به همراه باطله شناورساز به ته نشین کننده مس پمپ می شود. و. ته ریز آن با 60 درصد جامد به آسیابهای گلوله پمپ می شود تا بیشتر و بهتر خرد و نرم گردد. سر ریز آسیابهای گلوله ای به منابع ذخیره با 6/4 متر قطر و 5/5 متر طول هدایت می شود (اگر قسمت های بعدی کارخانه مولیبدن آماده بهره برداری نبود این منابع محل ذخیره پر عیار شده مرحله دوم تمیزکننده کارخانه ملیبدن است).

2- مرحله سوم و چهارم تمیز کننده

موتد پر عیار شده در منابع فوق الذکر به جعبه تقسیم مس شود و وارد ردیف مرحله سوم و چهارم تمیز کننده می گردد. این ردیف شامل 11 سلول با ظرفیت 4/1 متر مکعب می باشد. هفت سلول اول مرحله سوم و بقیه مرحله چهارم تمیر کننده را تشکیل می دهد.

معرف سیانور مضاعف دیم و روی و ئیدروسلفورسدیم به اولین سلول مرحله سوم افزوده می شود و عمل شناورسازی کنترل می گردد، بالطله مرحله سوم به باطله مرحله اول تغییر کننده اضافه می شود. و به ته نشین کننده مس هدایت می گردد.

و پرعیار شدن این مرحله (مرحله سوم) به سلول های مرحله چهارم (4 عدد) پمپ می شود.

معرف سیانور مضاعف روی و سدیم به سلول اول مرحله چهارم (سلول 8 این ردیف) افزوده و عمل شناورسازی کنترل می شود. بالطبه مرحله چهارم به محل تغذیه مرحله سوم تمیز کننده هدایت می شود و پرعیار شده مرحله چهارم به چاهک آسیاب های گلوله ای جهت پمپ به سیکلون هدایت می شود.

از چاهک فوق مواد پرعیار شده به دورن سه عدد سیکلون پمپ می شود. هر سیکلون با یک اسیاب گلوله مدار بسته تشکیل می دهند و این مدار را یک موتور 40 اسب بحرکت در می آورد.

هر آسیاب گلوله ای باید با 100 درصد بار در مدار کار کند و ته ریز سایکلون برگشت داده می شود. با 70% جامد به آسیاب گلوله ای مدار خرد و سرریز سایکلون با 50% جامد به سلول های مرحله پنجم تمیز کننده هدایت می شود.

- مرحله پنجم و ششم و هفتم تمیز کننده

 شامل دو ردیف می باشد هر یک از چهار سلول با ظرفیت 4/1 مترمکعب و 6 سلول با 7/0 مجهز به دستگاه تولید کف می باشد، چهار سلول اول با 4/1 مترمکعب ظرفیت شامل مرحله پنجم و 4 عدد با ظرفیت 7/0 مترمکعب شامل مرحله ششم و دو عدد سلول با ظرفیت 7/0 مترمکعب شامل مرحله هفتم تمیز کننده می باشد.

معرف سیانور مضاعف روی و سدیم و سیانورسدیم و Exfoan 636 به سلول اول مرحله پنجم افزوده می شود.

بالطبه این مرحله به محل تغذیه مرحله چهارم پمپ می ود و پرعیار شده آن به مرحله ششم پمپ برمی گردد. معرف سیانورسدیم به سلول اول مرحله ششم افزوده می شود.

بالطبه مرحله ششم با جریان سنگین خود به محل تغذیه مرحله پنجم افزوده می شود و پرعیار شده مرحله ششم به مرحله هفتم پمپ می شود . این آخرین مرحله تمیز کننده می باشد.

معرف سینورسیانورسدیم به سلول اول مرحله هفتم افزوده می شود و عمل شناورسازی کنترل می گردد. بالطبه مرحله هفتم با جریان سنگین خود به محل تغذیه به مرحله ششم هدایت می شود.

5 هوای لازم برای عمل شناورسازی

سه عدد دمنده هوا با ظرفیت 3400 مترمکعب در ساعت با فشار 7/1 پوند باینچ مربع با 12/0 کیلوگرم بر سانتی متر مربع برای اعمال شناور سازی تعبیه شده است که دو عدد آنها بکار گرفته می شود و یک عدد دیگر به عنوان یدک می باشد.

مراحل تغذیه هوا به شرح زیر است:

مرحله اول و دوم تمیز کننده

مرحله سوم و چهارم تمیز کننده

مرحله پنجم تمیز کننده

2- آسیاب دوباره نرم کننده

این آسیاب برای خرد کردن و نرم کردن هرچه بیشتر اندازه و ذرات محتوا مولیبدن برای بهتر جدا کردن سولفورمولیبدن از مواد نامحلول جهت بدست آوردن بالاترین خلوص در پرعیار کردن مولیبدن بکار گرفته می شود.

در آنجا دو مدار شامل اسیاب نرم کننده وجود دارد.

اول شامل یک آسیاب گلوله ای برای پرعیار شده مرحله دوم تمیز کننده برای کار 24 ساعت دو روز تعبیه شده است.

دوم شامل دو آسیاب گلوله ای که با هم موازی هستند و پرعیار شده مرحله چهارم در آنجا آسیای و نرم می شود و برای کار 7 ساعت در روز تعبیه شده است.

آسیاب نرم کننده اول با نظر 1524 میلی متر و 2438 میلی متر طول از نوع سرریز دار که در مدار باز کار می کند و یک موتور 100 اسب با دور 7/24 دور در دقیقه حرکت می کند.

هریک از دو آسیاب نرم کننده بعدی با قطر 1219 میلی متر و 1829 میلی متر طول از نوع سرریز دار که در مدار بستهکار می کند که در این مدار سه عدد ئیدروساکلون بقه قطر 6 اینچ بکار گرفته شده است که با موتور 140 اسب با 3/28 دور در دقیقه کار می کند.

مرحله آخر تمیز کننده

مواد پرعیار شده مرحله هفتم به ته نشین کننده 2/12 تر قطر و 4/2 متر ارتفاع پمپ می سود. سرریز مخزن فوق به همراه باطله مرحله شناورساز به ته نشین کننده مس پمپ میشود و ته ریز آنم آنقدر به گردش درآورده می شود تا محتوای 65 درصد جامد گردد، سپس این مواد به تقسیم کننده مواد می رود اگر میزان درصد مس در مرحله نهایی از حد مورد قبول بیشتر باشد ته ریز ته نشین کننده مولیبدن به دو عدد مخزن با 8/1 متر قطر و 8/1 متر ارتفاع که بیک بهم زن مجزا است هدایت می شود تا عمل سنگ شور کردن

 (le. chin9) با سیانورسدیم مس آن جدا گردد. اگر ته ریز دارای مشخصات طرح شده است که مستقیماً به فیلتر (صاف کن) هدایت می شود.

صاف کننده- خشک کننده و بارگیری مواد پرعیار شده مولیبدن

پرعیار شده به اولین صافی با قطر 1/2 متر که 5 عدد صفحه مکش دارد هدایت می شود. بعد از صاف کردن صاف شده را جمع آوری کرده و در دومین صافیصاف می کنیمف نتیجه دو مرحله صاف کردن به مخزن مولیبدن پرعیار شده پمپ می شود. مواد صاف شده پرعیار شده مولیبدن به خشک کن از نوع مارپیچ به قطر 5/3  متر و طول 1/9 متر هدایت می شود که بیک دستگاه جمع آوری گردد و عیار مجهز است

محصول خشک کن به دو عدد مخزن (Bins) با ظرفیت 15 تن ریخته و انبار می شود. مواد پرعار شده از مخازن (Bins)به قسمت قیف (Hopper) ریخته می شود موقعیکه قیف پر شد تغذیه کننده آن می بایست بشکه هایی را که در زیر قیف روی یک نوار جهت بارگیری و بسته بندی آماده شده اند پر نماید.

10- نمونه گیری

 نمونه گیری اتوماتیک مرتب از چهار نقطه بشرح زیر نمونه برداری می کند.

محل تغذیه مرحله اول شناورساز (محل تقسیم کننده) یک نمونه

باطله مرحله فوق دو نمونه

باطله مرحله سوم تمیز کننده دو نمونه

پرعیار شده نهایی یک نمونه

نمونه ها توسط ماشین گرفته شده در سطل های مخصوص در هر شیفت جمع آوری می شود.

معرف های نهایی مورد استفاده در کارخانه مولیبدن سرچشمه بشرح زیر می باشد:

NaHs.Na2Zn4. NaCn.

برای جدا کردن سولفور مس از سولفور مولیبدن با کمک ئیدروسولفورسدیم(Nahs) و سولفورآمونیم با افزودن مقدار کمی Feul oil با شناور کردن سولفورمولیبدن را از آنها جدا کرد. بعد از اولین مرحله جدایی سولفورمولیبدن از سولفور مس و آهن با استفاده از معرف سیانور روی و سدیم Na2zn(CN)4 می توان عمل شنلور سازی سولفورمولیبدن را مور نمود.

البته افزودن این ماده سمی گران قیمت باید با دقت بیشتری انجام پذیرد (ضمناً تشبیه سیانور مضاعف روی و سدیم با مخلوط نمودن سولفات روی و سیانورسدیم انجام می پذیرد.)

معرف ها NaHs.Na2Zn4. NaCn.

 برای ته نشین کردن سولفورمس و آهن بکار گرفته می شود و معرف های emulsion fuel برای بالا بردن سولفور مولیبدن استفاده می شود و معرف Exfroam636برای کنترل میزان کف در عمل شناور ساری استفاده می شود و معرفNaTPP (سدیم تری پلی فسفات) برای کنترل سرریز تیکنرپر عیار شده استفاده می شود

معرف های شیمیایی کارخانه مولیبدن در سه محل تهیه می شود.

خرد کردن مواد کمک ذوب و انتقال آنها

کمک ذوب موادی هستند که به بار کوره های انعکاسی و مبدل جهت تولید سرباره و جداکردن ناخالص ها اضافه می شوند که می توان از سنگ آهک و سیلیکات نام برد که برای مصرف کردن آنها باید خرد شده و به اندازه های مورد نظر رسیده باشند، برای این منظور یک سری وسایل و ماشین آلات بکار گرفته شده اند که در زیر شرح مختصری از دستگاه و مشخصات آنها آورده شده است.

ماشین آلات خرد کردن سنگ آهک و سیلیس و انتقال آنها به نقاط مصرف به قرار زیرند.

سنگ شکن- سرندها- نوارنقاله ها- انبارهای ذخیره.

سنگ آهوک و سیلیس که توسط کامیونهای 20 تن از معادن آهک و سیلیس که در خارج از محوطه کارخانه قرار دارند به قیف دریافت سنگ ها تخلیه می شوند. این سنگ ها تقریباً 100 درصدشان باید اندازه های زیر 58 سانتیمتر را داشته باشند. و سنگ ها در صورت لزوم از دو طرف وارد قیف 40 تنی بالای سنگ شکن می شوند. در زیر این قیف تغذیه کننده لرزشی به ابعاد 90×490 سانتیمتر ظرفیت 120 تا 240 تن در ساعت قرار گرفته که سنگ ها را به سنگ شکن فکی هدایت می کند. و سنگ های خرد شده پس از خروج از سنگ شکن روی نوار نقاله ای تخلیه می شوند که مجهز است به قپان نواری آهن ربا برای جذب قطعات آهن. نوار نقاله می تواند سنگها را بین 8 مخزن ذخیره سنگ درشت هر کدام به ظرفیت 1000 تن توزیع نماید. که چهار مخزن مخصوص ذخیره سنگ آهک و چهار مخزن دیگر مخصوص ذخیره سنگ سیلیس است.

سپس سنگ ها توسط دریچه های خروجی مخازن فوق الذکر بر روی نوار زیر این مخازن بنا بر نیاز حداکثر 200 تن در ساعت تخلیه می شوند.

لازم به یادآوری است که در هر حالت نمی توان بیشتر از یک دریچه تخلیه استفاده شود.

این نوار نقاله نیز مجهز است به آهن ربا برای جذب قطعات آهن. نوار نقاله سنگ ها را روی سرند دو طبقه لرزان با طول و عرض 366 × 152 سانتیمتر تخلیه می نماید ذرات کوچکتر از 9/1 سانتیمتر بدون اینکه از سنگ شکن مخروطی عبور کنند از طریق کانالی به سرند دوس که زیر سنگ شکن مخروطی قرار دارد می ریزند. ذرات درشتر به سنگ شکن مخروطی سر کوتاه 168 سانتیمتری تغذیه می شوند، ماکزیمم ظرفیت سنگ شکنم 200 تن در ساعت می باشد.

سنگ های خرد شده آهک و سیلیس حاصل از سنگ شکن وارد دومین مرحله سرندهای دوطبقه به طول و عرض 610×8/243 سانتیمتر می شوند.

ذرات کوچکتر از اندازه پس از عبور از سرند روی نوار نقاله ای ریخته می شوند که آنها را به محوطه انبار و مخلوط کردن مواد کمک ذوب میبرد و بر حسب نوع وارد مخازن سنگ سیلیس یا آهک هر کدام به ظرفیت 500 تن می کند. و ذرات درشتر از اندازه وارد نوار نقاله شماره 43 شده که از این نوار روی نوار شماره 44 خواهند ریخت و این نوار آنها را بین مخازن درشت سنگ سیلیس هر کدام به ظرفیت 500 تن تخلیه می کند و ذرات درشت سنگ آهک توسط نوار نقاله شماره 43 روی نوار نقاله شماره 45 و 46 ریخته و وارد مخازن مصرف سنگ آهک کوره آهک می شوند. که هر کدام از این مخانزن از دو قسمت تشکیل شده ظرفیت هر قسمت آنها 500 تن می باشد.

سیستم آماده سازی خوراک کوره های ذوب

خوراک کوره انعکاس نرمه – سنگ سیلیس نرمه و در بعضی مواقع خرد شده ته پاتیلی ها که به نسبت های مشخص به صورت خودکار باید مخلوط و وارد کوره گردند.

بدین منظور برای هر کدام از مواد مخلوط شدنی مخازن و نوارهای نقاله ای به شرح زیر در نظر گرفته شده است.

پرعیار شده: دارای رپنج مخکزن است ذکه بوسیله پنج نوار نقاله زیر آنها روی نوار نقاله اصلی ریخته می شوند.

سیلیس : دارای 2 مخزن می باشد که با نوار نقاله های زیرین سیلیس روی نوار نقاله اصلی ریخته می شود.

آهک : دارای 2 مخزن می باشد که یکی از مخازن آن می تواند با سیلیس مشترک باشد

ته پاتیلی های خرد شده: نیز دارای یک مخزن و نوار نقاله مربوطه می باشد.

یک قپان نواری با دستگاه های مربوط به خود روی نوار نقاله تغذیه کوره انجام امور وزن و تنظیم جریان مواد لازم را به طور اتوماتیک که از طرف واحد ذوب تعیین شده به انجام می رساند.

یک دستگاه انتخاب کننده نوع مواد و مخزن تخلیه و مخزن بارگیری با قدرت انتخاب 20 موقعیت متصل است به مواد مخصوصی و مخازن مخصوصی که برای هر بارگیری کوره برنامه ریزی می شود قادر است که بطور خودکار مواد انتخاب شده را وارد مخزن انتخاب شده بنماید. و در حالدت اضطراری می توان پرعیار شده را از انبار ذخیره پرعیار شده را از انبار ذخیره پرعیار شده توسط بیل مکانیکی به واحد ذوب فرستاد با این سیستم نیز می توان مواد محافظ کوره- سنگ سیلیس درشت و ته پاتیلی های خرد شده را جهت تغذیه به کوره مبدل، وارد مخازن مخصوص به خود کرد.

محوطه تهیه خوراک کوره ها شامل مخزن گرد و خاک جمع آوری شده از گازهای خروجی کوره های انعکاسی و مدل نیز می باشد.

ذوب

برای تهیه مس از کانی های مختلف روش های متفاوتی وجود دارد، در زیر روش های تهیه مس از سنگ های بخصوص مس آورده شده :

1- روش احیا : برای سنگ های با عیار بالا و مس آزاد

2- روش خشک : برای سنگ های سولفوره کم عیار

3- روش تر : برای سنگ های اکسید و کم عیار و اکسیده و سولفوره

در این جا از شرح دو روش احیا و تر صرفنظر می گردد، چون روش مورد استفاده در صنایع مس روش خشک می باشد.

تهیه مس به طریق خشک عبارتست از حرارت دادن و ذوب نمودن از این روش در تهیه مس مصرفی دنیای امروز بیشتر استفاده می شود همانگونه که در بالا گفته شد از این روش برای تولید مس مذاب (مات) از ترکیبات سولفور مس و آهن که پر عیار شده باشند استفاده می گردد. در زیر نام کوره هائیکه از آنها در ذوب پرعیار شده سولفور مس و آهن مورد استفاده قرار می گیرند آورده شده :

1- کوره انعکاسی (شعله ای)

2- کوره بادی

3- کوره الکتریکی

4- کوره فلاشی

5- کوره مبدل

1- کوره شعله ای :

کوره شعله ای بیشتر برای ذوب مواد اولیه ذمس که به صورت گرد و خاک از عملیات شناورسازی و خشک کردن بدست آمده می باشد در این کوره گرمای لازم از شعله ای که از احتراق سوخت تولید می شود تأمین می گردد و دخالت چندانی در احیاء و فعل و انفعالات شیمیایی که در درون کوره انجام می گردد ندارد. در اثر احتراق سوخت (مازوت) در اطاق سوخت درابتدای کوره قرار گرفته گرمائی با درجه حرارت 1400 تا 1500 درجه سانتیگراد تولید خواهد شد که از سقف و دیوارهای جنس کوره به طرف قاعده و کف آن منعکس می شود به طوریکه در انتهای کوره حرارتی در حدود 1200 درجه سانتیگراد خواهد بود.

انتقال حرارت در کوره¬های شعله¬ای بیشتر از طریق تششع صورت می¬گیرد توان تششع با توان چهارم درجه حرارت بستگی دارد. پوشش دورنی این نوع کوره¬ها از سنگهای سوز سیلیس یا منیزیمی و یا کرومیتی بفرمول (*) می¬باشد.

اصول ذوب معمولاً برای منوال می¬باشد که در حدود  از طول کوره عملیات ذوب و انجام فعل و انفعالات صورت می¬گیرد و در  از طول کوره قشرمات و سرباره ایجاد می¬شود که مات در زمانهای مختلف از کوره¬ خارج می¬گردد در صورتیکه سرباره بطور مدوام دفع می-شود.

اصول ذوب مس براین اساس می¬باشد که هنگام ذوب بایستی سعی سود فازهای مختلفی که قابل * از یکدیگر باشند ایجاد شود. در ذوب مس اغلب حداقل دوفاز با وزن مخصوص¬های مختلف تولید می¬شوند که عبارتند از:

1. فاز سولفور¬ها که مات نامیده می¬شود و از مقدار زیادی سولفور مس  و سولفور آهن   که در یکدیگر قابل حل می¬باشند تشکیل یافته است.

2. فاز سیلیکاتها که بیشتر از سیلیکاتهای آهن تشکیل یافته و سبکتر از مات می¬باشد که سرباره نامیده می¬شود.

در مواد معدنی عناصر و فلزات گوناگونی وجود دارند که قابلیت حلالیت متفاوتی در این دو فاز را دارا می¬باشد. مثلاً فلزات گرانبها از قبیل طلا و نقره که در مواد¬معدنی اصلی موجودند بخوبی درمات قابل حل و نگاهداری هستند. چون مات حاصله دارای وزن مخصوص بیشتر از سرباره می¬باشد. و در آن غیر قابل حل می¬باشد از خاصیت اخیر در عمل ذوب استفاده شده و این دو فاز را از یکدیگر جدا می¬سازند، مهمترین فعل و انفعالاتی که در این مرحله احتمالاًً صورت میگیرد عبارتند از اینکه ابتدا قبل از اینکه سنگ ذوب شده بصورت مایع درآید ترکیبات معدنی سرو آهن موجود دربار کوره به ترکیبات سولفور مس و آهن وگاز گوگرد بدل می¬شوند که در زیر بیان گردیده¬اند.

 

همانگونه که می¬دانیم بر اثر برداشت سنگ معدن وعمیق¬ترشدن معدن ترکیبات معدنی بصورت کالکوسیت (  ) کوولیت ( ) و گالکوییریت ( ) و پرونیت  تغییر خواهد کرد.

در منطقه سوبرژن معدن که بعد از ناحیه اکسید قرار دارد بطور متوسط می¬توان گفت که این ناحیه از ترکیبات کالکوسیت   و کوولیت   و پرونیت   تشکیل یافته و برحسب اینکه بهره¬برداری از معدن درجه مرحله¬ای قرار گرفته باشد فعل و انفعالات فوق در کوره انعکاسی قبل از روان شدن مس صورت می¬گیرد و چون سولفورهای آهن و مس درجه حرارت بالا مقاوم هستند بنابراین بدون توجه باینکه سولفور آهن و مس از چه نوع سنگ معدنی حاصل شده باشد. مس مذاب (مات) آلیاژیست از     و همزمان مقداری از سولفور مس مطابق فرمول زیر ممکن است اکسیده شود.

 

منظور جدا کردن ترکیبات آهن از مس مذاب باید مقداری سیلیکات وارد کوره نمود که مطابق فرمول زیر ترکیبات آهن به سرباره خواهند رفت.

 

فعل وانفعالات تولید سرباره را که از فعل وانفعالات بالا بوجود می¬آید می¬توان بصورت زیر نوشت.

  

از طرفی برای پائین آوردن نقطه ذوب  و رقیق نمود مواد سرباره بایستی مقداری Cao نیز اضافه گردد، بدین ترتیب Cao نیز وارد فاز سرباره میگردد و همچنین 

نیز وارد سرباره میگردد.

مس مذاب (مات) حاصل از کوره انعکاسی دارای تقریباً 4/41 درصد مس میباشد و ناخالصی¬های همراه آن عبارتند از، آهن بمیزان تقریبی 1/30 درصد گوگرد بمیزان 25درصد و ناخالصیهای دیگری بمقدار کم، بمنظور جداکردن اینگونه ناخالصی¬ها مس مذاب را وارد کوره¬های مبدل می¬کنند. در محیط اکسیده کننده این کوره آهن گوگرد بصورت اکسید آهن و گازانیدرید سولفور از مس جدا می¬گردند. آهن بصورت سیلیکات وارد سرباره کوره گردیده از محیط عمل خارج میشود و گوگرد بصورت گاز  خارج میگردد.

عملیات کوره مبدل جهت حذف آهن و گوگرد دارای دو مرحله است:

اول: حذف آهن با دومش هوا در فلز سفید صورت می¬گیرد.

دوم: حذف گوگرد باقی مانده با دمش هوا بداخل مس جوشدار صورت می¬گیرد.

در مرحله اول هوای فشرده بشدت محتوی کوره را بهم میزند و سولفور آهن در سطح حبابها مطابق فرمول زیر به اکسید آهن FeO تبدیل میشود.

 

سولفور مس نیز مطابق فرمول زیر اکسیده می¬شود.

 

اکسید مس بلافاصله مجدداً با ترکیب شدن با سولفور آهن بصورت سولفور مس در می¬آید.

 

اکسید آهن Feo حاصل ضمن ترکیب شدن با سیلیس اضافه شده مطابق فرمول زیر وارد

سرباره می¬شود که از محیط عمل خارج میگردد.

 

اکسید شدن سولفور آهن موجود در مات با حضور سیلیکات که مهمترین منبع تولید حرارت در کوره مبدل است میتوان بصورت فعل و انفعالات زیر نشان داد.

 

در صورتیکه سیلیس کمتر از حد مورد نیاز موجود باشد ممکن است تولید اکسید مغناطیسی آهن شود.

 

واکنش¬های فوق همچنان ادامه دارد تا اینکه کلیه آهن موجود درمات اکسید شده و به سرباره برود و توده گداخته زیرین فقط محتوی  است که به (فلز سفید) معروف است.

در مرحله دوم دمش هوا ادامه دارد تا گوگرد تبدیل به اکسید گردد و اکسید مس   با سولفور مس بصورت زیر ترکیب شده و تولید مس فلز را می¬نماید.

 

کوره انعکاسی ذوب                        Reverbratory- Furnace Smelting

خوراک آماده شده جهت ذوب وارد دوکوره انعکاسی که اندازه¬های طول و عرض داخلی آن به ترتیب 7/9× 5/35 متر است می¬شود. هر کدام از کوره¬ها قادراند روزانه 750 تن خوارک آماده شده از ذوب نماید. کوره از مواد نسوز ساخته شده ومجهز است به سقف معلق و دریچه¬های معلق تنظیم خروج دودومالا درجه حرارت.

مخازن تغذیه خوراک و مواد محافظ دیوارها(Fettling) بالای هر کداماز کوره¬ها قرار گرفته، خوراک توسط یکنوار نقاله مداری رفت و برگشتی بین قیف¬های تغذیه کوره توزیع می¬شود.

قیف¬های تغذیه بالای دیوارهای طرف مشعل¬ها و طرف خروج دود برای ورود مواد محافظ دیوارها بکار گرفته میشود.

Two Uptakes برای هر کوره در نظر گرفته شده که گازهای ناشی از احتراق و ذوب را به دیگهای بخار(حرارت مازاد) هدایت کند. مکش کوره¬ها بوسیله دودکش آنها تامین میشود مه این مکش بصورت خودکار با دود دو دریچه پرده کرکره¬ای که در طرف خروجی گاز دیگهای بخار نصب شده¬اندکنترل میشود. ماکزیمم ظرفیت حرارتی هر کوره انعکاسی در صورتی که سوخت آن مازوت باشدBTU/hr  بی تی یو در ساعت است و مصرف سوخت روزانه 230 تن در روز میباشد.

دو سیستم خنک کننده مس مذاب (مات) و سرباره در دو طرف هر کوره برای خنک کردن اضطراری وجود دارد.

هر کوره در هر طذف خود مجهز است به دو ماشین سوراخ باز کن و سوراخ بند خروج مات و سرباره. مس مذاب بوسیله تاودانی دوجداره مجهز به سیستم خنک کن آب وارد پالیتها به حجم 2/9 متر مکعب میشود که از این پالیتلها میتوان جهت حمل مس مذاب – سرباره – مس جوشدار برحسب مورد استفاده کرد. هنگام انجام عملیات بازکردن سوراخ مس مذاب(مات) پاتیل¬ها روی ماشینهای مخصوص بخود در دو طرف کوره قرار میگیرند، پس از پر شدن آنها میشوند که در چهار نقطه سرباره¬گیری مستقر میباشند.

سپس پاتیل¬های پر شده توسط ماشین سرباره کش به محوطه مخصوص تخلیه سرباره حمل میشوند هر کوره انعکاسی نیز دارای دو عدد ناودانی مخصوص برگشت سرباره¬¬ مبدل به خود میباشد، گازهای خروجی کوره¬های انعکاسی که وارد دیگهای بخار میشوند دارای درجه حرارتی در حدود  درجه سانتیگراد بوده پس از خروج از دیگ ورود به گردگیرهای برقی درجه حرارتی در حدود  درجه سانتیگراد خواهند داشت و پس از عبور از این سیستم¬ها و ورود به دودکش درجه حرارتی در حدود   خواهند داشت.

گازهای خروجی کوره¬ها که دارای ذرات مس و گرد و غبار میباشند در حین عبور از مسیرهای باد شده بالا و گردگیری¬های برقی ذرات را که همراه دارند از دست داده و تقریباً گاز خروجی از دودکشها که به اتمسفر رها می¬شوند عاری از ذرات میباشند.

گازها پس از خروج از دیگ بخار و عبور از بالنهای T شکل و سه عدد گردگیر برقی که بطور موازی هم قرار گرفته¬اند وارد دودکشی که دارای 182 متر ارتفاع است میشوند. پیش¬بینی میشود. بطور متوسط گاز خروجی از دودکش دارای جریانی معادل 149.000 متر مکعب در ساعت باشد.

کورهای مبدل: (کنور تورها)

مس مذاب (مات) که توسط پاتیل از کوره گرفته میشود با ماشین مخصوص خود وارد راهرو قسمت کوره¬های مبدل میشود و توسط جرثقیل سقفی این مذاب برای تبدیل به مس جوشدار و انجام عملیات اکسیداسیون وارد کوره مبدل میشود که از این نوع کوره 5 عدد با قطر 9/3 متر و طول 1/9 وجود دارد.

کنورها به 52 توری بقطر5 سانتیمتر جهت دمش هوا مجهز هستند و علاوه بر آن هر کوره دارای سیستم توری بازکن نوع گازی میباشد. درب(هود) آنها از فولاد ضد زنگ میباشد و این قسمت¬ها به نحوی طراحی شده که  از رقیق شدن گاز خروجی با هوای خارج جلوگیری * و از ایجاد سرباره در این قسمت جلوگیری گردد.

موتور محرک  کوره دارای قدرت 100 اسب بخار  و از نوع DC جریان مستقیم میباشد و در صورت قطع برق موتور DC، با استفاده از باطری¬های اضطراری کوره را به چرخش در آورده تا توری های هوا، بالای توده مذاب قرار گیرند.

در بالای هر کوره دو مخزن سیلیس وخرد شده¬های ته پاتیلی وجود دارند که سیلیس و خردشده¬های که پاتیلی بوسیله یک نوار نقاله در زمانیکه کوره در حالت دمش هوا قرار دارد از سوراخی که در هود تهیه شده به داخل کوره می¬ریزد.

3 مبدل در حالت بهره¬برداری و چهار مبدل بصورت آماده بهره¬برداری میباشد.

هر کوره در روز سه سیکل کار خواهد کرد و زمان لازم جهت سیکل 8 ساعت میباشد.

* غیر قابل استفاده دو مرتبه به قسمت کوره مبدل برگشت میشوند.

کوره نگهداری      Holding Furnace

اینکوره از نظر اندازه  و سایر مشخصات همانند کوره¬های آند میباشد. این کوره دارای توری-های مخصوص اکسید کردن مس میباشد. و بدین منظور در نظر گرفته شده چنانچه حالتهای اضطراری برای مبدلها بوجود آید و یا کوره¬های آند در مرحله آجر چینی باشند مس را بصورت قالب¬های چهار گوش ریخته گری نمایند.

سوخت این کوره¬ها (نگهدارنده و آند) در مراحل اکسید از نوع سوخت سنگین (مازوت) بوده و در مرحله احیاء از نوع سوخت سبک( گاز) است. هوای لازم جهت سوخت بوسیله دود دمنده تهیه میشود.

دیگهای بخار(حرارت مازاد)  Waste heat boilers

از آنجائیکه مقادیر زیادی از سوخت مصرف شده در کوره انعکاسی بصورت مازاد حرارتی در می¬آید و صحیح نیست که همراه گازهای حاصل از عملیات ذوب هدر رود برای بازیافت این انرژی در کرده و پس از عبور ازدو عدد دیگ بخار منظور گردیده تا از انرژی حرارتی مازاد، بخار تولید کرده و پس از عبور از دو عدد توربین تولید انرژی الکتریسته شود.

هر کدام از دیگهای بخار( حرارت مازاد) قادر است که 3380 متر مکعب در ساعت گاز دریافت شاید و دیگهای بخار قادرند با حرارت دریافتی مقدار 22000Kg/hr بخار خشک Superheated steam با فشار   کیلو گرم بر سانتیمتر مربع یا 540 Psi و درجه حرارت 402 درجه سانتیگراد تولید نمایند.

بمنظور اطمینان از اینکه چنانچه کوره انعکاسی از خط خارج و مورد بهره¬برداری نباشد بتوان به تولید با ظرفیت اسمی دیگهای بخار ادامه داد هر دیگ دارای 2 عدد مشعل با سوخت مازوت میباشد.

آب مصرفی دیگهای بخار:

پس از عبور از آب خام از یک سری ستون زئولیستی (تبادل یونی) بمنظور کاهش ترکیباتی که باعث ایجاد لایه رسوبی دردیگها میشوند به مصرف تولید بخار میرسد.

بخار حاصل از دیگهای (حرارت مازاد) وارد دو عدد توربین میشود که هر کدام قادر است 5/12 MW برق تولید نمایند هرتوربین به یک عدد سیمان کننده(Surface Condenser) متصل است جهت میعان بخارهای خروجی از توربین و در زمان کهتوربین نتواند مورد بهره¬برداری قرار گیرد بخارها به میعان کننده اضطراری خواهد رفت.

مشخصات مولدهای برق عبارتند از KV 9/6 و HZ 50 و 3000 دور دود در دقیقه که مستقیماً به دوربین بخار وصل هستند و دارای سیستم کلیدهای قطع جریان و هم زمان کننده فاز Phase Synchronization میباشند.

* و فشارندهای هوای کوره مبدل

در محوطه نیروگاه چهار دمنده هوا و سه فشارنده هوا نیز وجود دارند. قدرت هوا دهی دمنده¬ها 79892 متر مکعب در ساعت با فشار  و یا PSI20 میباشد.

دورت هوادهی فشارنده¬ها    16992 متر مکعب بر ساعت با فشار   5/9 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع یا 4/135 PSI میباشد.

معرفی پالایشگاه

از آنجا که تصفیه مس بطریقه الکترولیز الصترین محصول را نه تنها در مورد مس در مورد بسیاری از فلزات دیگر به دست می دهد ، بنابرین مس آندی محصول صنعت ذوب مجتمع مس سرچشمه در پالایشگاه مس براساس ظرفیت 400 تن مس کاتدی در روز با عیار 95/99 درصد طراحی گردیده و از قسمت های اصلی زیر تشکیل شده است .

1-محوطه خازن : شامل سنولهای الکترولیز تجاری ، آزمایشی و عاری ساز و همچنین تصفیه الکترولیت و واحد نیکی می باشد .

2-ریخته گری : شامل کوره های ذوب کاتد و ماشین آلات ریته گری مس با اشکال گوناگون می باشد .

3-واحد Dore : که جداسازی فلزات گرانبها مثل طلا و نقره را از لجن آندی انجام می دهد . در محوطه خازن در 84 سلول تجاری عمل اصلی تصفیه را انجام می دهند 57 سلول عاری ساز مسئول تصفیه ورقه های شروع کار یعنی ورقه های نازک مس خالص برای سلولهای تجاری می باشند ، 40 سلول یه آزمایش اختصاص داده شده و 18 سلول هم کار الکترولیت را انجام می دهند . از تصفیه الکترولیت مس به صورت سولفات نیکل استخراج می شود .

در واحد ریخته گری ، مس کاتدی محصول محوطه خازن در دو کوره عمودی ذوب شده و به صورت سیم * و یا شمش در می آیند .

در واحد Dore لجن آندی پس از شستشوی اسیدی ذوب شده به صورت غالب آند در می آیند که مجددا به طریقه الکترولیز طلا و نقره در دو مرحله از آنها استخراج می شود .

واحدهای کمکی دیگر نیز وجود دارند که شامل تصفیه آب ، تولید بخار ، آزمایشگاه سوخت رسانی شبکه الکتریکی و غیره می باشند .

شکل شماره 1 و شماره 2 نقشه کلی و جریان مواد پالایشگاه را نشان می دهند .

خواص فیزیکی مس

مس فلزی سخت برنگ قرمز روشن بوده بعد از نقره بهترین ادی الکتریسیته است . خواص چکش خواری ،* و مفتول شدن در مس به درجه اعلاء موجود است و می توان آن را به سهولت تحت عملیات مکانیکی قرار داد ولی برای قالب ریزی و ریخته گری مناسب نیست . این فلز در شبکه مکعبی ملتهب می شود و خود و ترکیباتش جزو مواد غیر مغناطیسی هستند .

درصد مس در قشر زمین                       01/0 درصد

وزن اتمی                                            57/63

نقطه ذوب                                            1083 درجه سانتیگراد

نقطه جوش                                           2360 درجه سانتیگراد

وزن مخصوص در 20 درجه سانتیگراد     89/8

وزن مخصوص در 1083 درجه سانیگراد  22/8

گرمای ویژه د ر17 درجه سانتیگراد         0911/0 کالری برگرم بازاء یک درجه سانتیگراد                                                                   

گرمای نهان ذوب                                           3/43 کالری بر گرم

مقاومت الکتریکی در 20 درجه سانتیگراد       017241/0  1 اهم و مقامت سیمی به طول یک متر و مقطع یک میلیمتر مربع

انبساط طولی                                                 017/0 میلیمتر بر متر بازاء یک درجه سانتیگراد

ضریب هدایت گرمائی 94/0 کالری بر سانتیمتر در ثانیه بازاء یک درجه سانتیگراد

به علت خواص مکانیکی ، قابلیت هدایت الکتریکی و گرمائی ، مس موارد استعمال گوناگون در صنعت دارد . در مجاورت هوا ازلایه ای هیدروکسی کربنات پوشانده می شود که بقیه فلز را اکسید شدن حفاظت می کند . مس با فلزات دیگر آلیژهای بسیار سودمندی به وجود می آورد که مهمترین آن عبارتند از برنج ( آلیاژ مس و روی ) ، برنز ( آلیاژ مس و قلع ) ، کنستانتان ( آلیاژ مس و نیکل ) و ورشو ( آلیاژ مس و روی نیکل ) .

سنگ معدن مس پس از طی مراحل مختلف استخراج به صورت سنگ معدن تغلیظ شده در می یاید که پس از آن وارد قسمت ذوب می شود . محصول کارخانه ذوب که مس آندی نامیده می شود ، دارای مقادیری ناخالص می باشد که وجود آنها تاثیر منفی زیادی در خواص مکانیکی ، الکتریکی ، و شیمیائی مس دارد . برای جداسازی این ناخالصیها و رساندن مس به سطحی استاندارد تجارتی ، محصول ذوب باید پالایشگاه بطریقه الکترویز تصیفه گردد . پیش بینی آنالیز مس آندی و مس پالایش شده که مس کاتدی نامیده می شود بشرح زیر است :

مس آندی                              مس کاتدی  

مس 4/99 درصد                        cu مس 95/99 درصد

نقره 103 گرم در تن                    As آرسنیک 0003/0 درصد

طلا 3 گرم در تن                        Ni نیکل 0005/0 درصد

نیکل 15/0 درصد                      sb آنتیموان 0003/0 درصد

فلوریوم ناچیز                                       fe آهن 0004/0 درصد

سلنیوم ناچیز                             pb سرب 0003/0 درصد

آرسنیک 02/0 درصد                sn قلع 0002/0 درصد

آنتیموان 02/0 درصد                zn روی 0002/0 درصد

بیسموت 002/0 درصد             Te تلوریوم 0002/0 درصد

سرب 005/0 درصد               se سلنیوم 0002/0 درصد

اکسیژن 20/0 درصد              Ag نقره 0005/0 درصد

                                            S گوگرد 0010/0 درصد

قرارداد نهایی طرح پالایشگاه آنالیز مس کاتدی بشرح زیر است :

مس    98/99 درصد حداقل

نقره    8        قسمت در میلیون

نیکل  3         قسمت در میلیون

آرسنیک   5/1  قسمت در میلیون

آنتیموان   5/1 قسمت در میلیون

بیسموت 2/0 قسمت در میلیون

سرب    5/1 قسمت در میلیون

سلنیوم  2/0 قسمت در میلیون

فلورنیوم 2/0  قسمت در میلیون

شکل3-اثر ناخالص ها در قابلیت هدایت الکتریکی مس

نمودار فوق نشان می دهد که عناصری مانند فسفر ، سیلسیم و آرسنیک تا چه حد می توانند در هدایت الکتریکی مس اثر داشته باشند در حالیکه فلزاتی مانند نقره ، کادیوم و روی حتی به میزان یک درصد اثر فوق العادی بر روی هدایت مس ندارند .

در جئول صفحه بعد درصد مجاز ناخالصیها در انواع مس تجارتی نشان داده شده است . این جدول استاندارد GOST می باشد و از روی کتاب متالورژی مس و نیکل ترجمه شده است .

در وهله اوا ممکن است چنین به نظر بیاید که غلظت مس در مس آندی (4/99 درصد) به حد کافی بالا است و میتوان مس را تقریبا خالص به حساب آورد ولی باید گفت که ناخالصیها حتی به میزان ناچیز تاثیر بسزایی بر روی خواص مس دارند . جدول زیر شکل شماره 3 این مسئله را روشن می نماید :

بیسموت : بیش از 025/0 درصد مس را به کلی ترد و شکننده می کند و خاصیت چکش خواری آنرا از بین می برد .

آرسنیک: تا 4/0 درصد روی خواص مکانیکی اثر سوئی ندارد ولی از هدایت الکتریکی می کاهد .

آنتیموان: اثرات آن شبیه آرسنیک است .

آهن: به مقدار کم بی زیان است ولی اگر مقدار آن زیاد شود مس را شکننده می کند.

اکسیژن: اکسیژن در مس به صورت CU2O وجود دارد که در مس مذاب محلول است و مقدار آن اگر از حد مجاز بیشتر باشد مس را شکننده می کند .

سرب: اگر اکسیژن در مس به صورت CU2O نباشد اثرات سرب حتی مقدار کم نیز محسوس است به این معنی که کار گرم مس را مشکل می کند .

سیلنیوم و تلوریوم: جوشکاری مس را مشکل می کند .

سایرعناصر که اثرات آنها بیشتر به صورت کاهش هدایت الکتریکی مس است ، در شکل شماره 3 نشان داده شده اند . ضمنا باید به این نکته توجه داشت که وجود بعصی ناخالصیها که برای یکی از خواص مس زیان بخش است ممکن است در ایجاد و تقویت یک خاصیت دیگر مفید باشد ، مثلا مقادیر جزئی اکسید مس CU2O که در مس خالص حل می شود برای خاصیت چکش خواری آن بسیار  مفیداست ولی اگر مقدار آن از 4/0 درصد تجاوز کند خاصیت نورد کردن آن را از بین می برد و یا آرسنیک که افزودن آن به مقدار کم مقاومت مس را در مقابل خوردگی و فرسایش افزایش می دهد .

اول ببینیم برای  عناصری که به صورت ناخالصی در مس آندی وجود دارند و به صورت یونی یا اتمی وارد محلول می شوند چه اتفاقی می افتد . برای این منظور ناخالصی ها را به سه گروه تقسیم می کنیم :

گروه اول            نیکل – روی – آهن

گروه دوم            طلا – نقره – سلنیوم – تلوریوم – سرب – قلع

گروه سوم          آنتیمون – بیسموت – آرسنیک

     الف – گروه اول

این گروه که در رده بندی پتانسیل اکسیداسیون بالاتر یا مثبت تر از مس هستند

این گروه که در رده بندی پتانسیل اکسید اسیون بالاتر یا مثبت تر از مس هستند در اثر نیروی الکتریکی به یون مثبت فلزی تبدیل می شوند ولی چون خاصیت احیا شوندگی آنها از مس کمتر است بنبرین به صورت سولفات در محلول الکترولیت باقی می مانند .

     ب - گروه دوم

* الکترولیز با تنظیم دقیق اختلاف سطح الکتریکی ایجاد می شود . این اختلاف سطح برای اکسید کردن مس و فلزات الکترو مثبت دراز مس کافیست ولی برای اکسید کردن فلزات گروه دوم ، مثل طلا و نقره کافی نیست ، البته ممکن ست مقدار کمی نقره به صورت یون در محلول ظاهر شود ولی چنین یونی آند آب به صورت سولفات نقره در میاید که به علت وجود یون Cl منفی در محلول ، به کلرور نقره نا محلول تبدیل شده به لجن آندی رسوب می کند .

( یون کلر با افزودن اسید کلراید ریک به محلول الکترولیت تامین می شود ) .

فلز سرب با وجود اینکه الکترو مثبت تر تراز مس است در گروه دوم قرار گرفته است که این به دلیل نا محلول بودن سرب در اسید سولفوریک است. البته ممکن است مقداری سرب به صورت سولفات سرب درآید که ترکیبی نامحلول است و در لجن آندی ته نشین می شود.

ج- گروه سوم

عناصر این گروه که از نظر پتانسیل اکسیداسیون به فلز مس نزدیک می باشند، قسمتی در الکترولیت و قسمتی در لجن آندی جمع می شوند، چون غلظت این عناصر در آند اولیه کم است بنابراین خطور رسوب آنها همراه مس وجود ندارد مگر اینکه به طور مکانیکی در سطح کاتد محبوس شوند.

بنابراین خواهیم داشت :

اکسیداسیون در آند                          2H2O ----------O2 + 4H+ + 4e

احیا در کاتد                                                          Cu++ +2e ----------Cu

احیا در کاتد مانند الکترولیز مس است ولی چون آند نامحلول است در قطب مثبت بین So42-، آب نمایش بیشتری برای اکسید شدن دارد، بنابراین در مجموع مس از الکترولیت روی سطح کاتد می نشیند و آب در آند تجزیه شده و اکسیژن متصاعد می گردد.

لجن آندی

لجن آندی اصل از عمق الکترولیز پس از جمع¬آوری از سلولها وارد دو مخزن ته¬نشین کننده شده پس از سفت شدن وارد برج شستشوی اسیدی می¬شود تا آن مقدار مس و ناخالصی که در لجن اندی وجود داشته است در اسید حل شده خارج شود وجود مس در لجن آندی به این دلیل است ممکن است مقداری از مس آندی بصورت یک ظرفیتی منهای یک ظرفیتی بسیار بی¬ثبات و تبدیل به یون دو ظرفیتی می¬شوند یعنی دو یون یک ظرفیتی تبدیل به دو یون یک ظرفیتی و یک اتم خنثی می¬شود. بدین ترتیب اتمهای مس به صورت ذرات ریز در لجن آندی ته¬نشین می¬شود آنگاه لجن شسته شده  آنگاه با مواد کمک ذوب وارد یک کوره انعکاسی می¬شود که در آن با کمک هوا، آرسنیتک و بیسموت به سرباره می¬روند بعد از گرفتن سرباره ترکیبات سدیم به کوره¬ها اضافه می¬شود تا اینکه سلنیوم و بوریم به سرباره اضافه می¬شود سرباره این مرحله به کوره¬های مولد در قسمت ذوب انتقال داده می¬شود و محصول کوره به نام فلز DORE معرف است به الکترولیز به صورت آند ریخته گری می-شود عمل الکترولیز برای جدا کردن نقره از فلز DORE در سلولهای موبیوس انجام می¬شود در این سیستم آند فلز DORE2 و کاتد فولاد نیکل – کروم بوده و نقره کاتدی به دست می¬آید و خلوص آن 90/99 درصد می¬باشد. بصورت شمش نقره د رمی¬آید.

لجن جدیدی که از این عملیات به دست می¬آید پس از شستشوی اسیدی در کوره ذوب شده و به صورت آند طلا در می¬آید ول بیل بطریقه الکترولیز و محصول آن طلا با خلوص 99/90درصد می¬باشد در الکترولیز اخیر الکترولیز محلول اسیدکلرئیدریک می¬باشد. 

نظرات (1)
مهلا
شنبه 3 مهر‌ماه سال 1395 ساعت 10:23 ب.ظ
سلام بسیار آموزنده و دقیق بود عالی و بسیااار عالی بود☺
امتیاز: 3 2
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)
نام :
پست الکترونیک :
وب/وبلاگ :
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد