بررسی جداسازی جامد از مایع باطله نهایی کارخانه فرآوری کائولن زنوز

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز

2 دانشیار، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز

چکیده

در این تحقیق، جداسازی فاز جامد و آب در باطله نهایی مدار فرآوری کائولن زنوز بررسی شد. کوارتز، کائولینیت کانی‌های اصلی و به مقدار جزیی کلسیت کانی تشکیل‌دهنده باطله نهایی شناسایی شدند. ته‌نشینی ذرات جامد پالپ، با تغییر پارامترهای مختلف بررسی و تاثیر آنها، در سرعت اولیه ته‌نشینی، شفافیت آب بخش زلال، ویسکوزیته و چگالی پالپ ته‌نشین شده ارزیابی گردید. نتایج نشان داد، با افزایش درصد جامد پالپ ته‌نشین شده از 5% تا 45% (در غیاب فلوکولانت)، سرعت ته‌نشینی به صورت غیرخطی کاهش و شفافیت آب بخش زلال، به دلیل ته‌نشینی بهتر ذرات معلق در درصدهای جامد بالا، افزایش یافت. افزایش pH، سرعت ته‌نشینی را بهبود بخشید و پالپ ته‌نشین شده متراکم‌تر شد. علی‌رغم افزایش سرعت ته‌نشینی، شفافیت آب بخش زلال، به دلیل وجود ذرات ریز معلق در pH های بالا، کاهش یافت. آنالیزها، نشان داد که 55% ذرات معلق در بخش آب زلال ریزتر از 10 میکرون بوده و درصد کانی‌های کائولینیت و کلسیت در بخش معلق، نسبت به خوراک اولیه افزایش یافته است. باتوجه به نتایج حاصل، با افزایش pH بار سطح و پتانسیل زتای ذرات معلق منفی‌تر شده، که این مساله ممکن است باعث افزایش نیروی‌های دافعه ذرات ریز شده و در نهایت به معلق شدن ذرات ریز منجر شود. استفاده از فلوکولانت حتی به مقدار کم نیز سرعت اولیه ته‌نشینی را تا 6 برابر افزایش داده و شفافیت آب زلال را بهبود بخشید، ولی چگالی بخش ته‌نشین شده به دلیل افزایش حجم پالپ، کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of Solid - Liquid Separation of the Final Tailing at Zonouz Kaolin Processing Plant

نویسندگان [English]

  • S.M. Zamzami 1
  • J.V. Mehrabani 2
1 M.Sc, Dept. of Mineral Processing, Faculty of Mining Engineering, Sahand University of Technology, Sahand New Town, Tabriz, Iran
2 Associate Professor, Dept. of Mineral Processing, Faculty of Mining Engineering, Sahand University of Technology, Sahand New Town, Tabriz, Iran
چکیده [English]

In this research, the separation of solid phase and water in the final tailings of the Zonouz kaolin processing circuit was investigated. The sedimentation of solid particles was investigated by changing different parameters and their effects were evaluated on the initial rate of sedimentation, clarity of clear water, viscosity, and density of the settled pulp. Increasing the pH improved the sedimentation rate, and the settled pulp became denser. Despite the increase in sedimentation rate, the clarity of clear water decreased due to the presence of fine suspended particles at high pH. The use of flocculant, even in a small amount, increased the initial sedimentation rate by six times and improved the clarity of clear water. However, the density of the sedimented part decreased due to the increase in pulp volume.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Settling rate
  • Water clarity
  • Flocculent
  • Tailings
  • Kaolin

مراجع

  1. نعمت اللهی، ح.؛ 1384؛ "کانه آرایی جلد اول و جلد دوم". انتشارات دانشگاه تهران، تهران، دوره دوم، ص 865-861.
  2. بهمنی قاعدی، ع.، سام، ع.، اله دینی، ح.؛ 1391؛ "بررسی پارامترهای موثر بر سرعت ته نشینی و تعیین شرایط بهینه برای ته نشینی ذرات در تیکنر". فصلنامه پژوهشی پژوهشگر، شماره4، ص 31-27.
  3. Wills, B.  A., and Finch, J. A. (2016). “Wills’ Mineral Processing Technology”. 8th Edition, Elsevier, Canada, Chapter 15, 417-439.
  4. Oruç, F., and Sabah, E. (2006). “Effect of mixing conditions on flocculation performance of fine coal tailings”. IMPC 2006, Proceedings of 23rd International Mineral Processing Congress, 1192-1197.
  5. Sengupta, D. K., Kan, J., Al Taweel, A. M., and Hamza, H. A. (1997). “Dependence of separation properties on flocculation dynamics of kaolinite suspension”. International Journal of Mineral Processing, 49: 73-85.
  6. O’Shea, J. P., Qiao, G. G., and Franks, G. V. (2010). “Solid–liquid separations with a temperature-responsive polymeric flocculant: Effect of temperature and molecular weight on polymer adsorption and deposition”. Journal of Colloid and Interface Science, 348: 9-23. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2010.04.063.
  7. آقاجانی، ع.، سلطانی گوهرریزی، ع.، ابراهیم زاده قشلاقی، م.؛ 1390؛ "بررسی پارامترهای تاثیرگذار بر فرآیند جداسازی جامد – مایع در تیکنر آزمایشگاهی مجتمع مس سرچشمه". نشریه علوم و مهندسی جداسازی دوره سوم، شماره دوم، ص 56-43.
  8. Feng, B., Penga, J., Zhua, X., and Huang, W. (2016). “The settling behavior of quartz using chitosan as flocculant”. Journal of Materials Research and Technology, 6(1): 71-76. DOI: 10.1016/j.jmrt.2016.09.004.
  9. Griot, O., and Kitchener, J. A. (1965). “Role of Surface Silanol Groups in the Flocculation of Silica Suspensions by polyacrylamide”. Transactions of the Faraday Society, 61: 1026-1031. DOI: https://doi.org/10.1039/TF9656101026.
  10. Besra, L., Sengupta, D. K., and Roy, S. K. (2000). “Particle characteristics and their influence on dewatering of kaolin, calcite and quartz suspensions”. International Journal of Mineral Processing, 59: 89-112.
  11. Moudgil, B. M., and shah, B. D. (1986). “Selection of flocculant for solid liquid separation”. Advances in Solid-Liquid Seperation, Ohio, 191-202.
  12. Heath, A. R., Bahri, P. A., Fawell, P. D., and Farrow, J. B. (2006). “Polymer Flocculation of Calcite: Relating the Aggregate Size to the Settling Rate Wiley”. American Institute of Chemical Engineers, 52: 1987-1994.
  13. پارسافر، غ.، بنیسی، ص.؛ 1393؛ "تعیین ابعاد و چگالی لخته‌های تشکیل شده در تیکنر باطله کارخانه فرآوری مگنتیت گلگهر سیرجان". نشریه علمی- پژوهشی مهندسی معدن، دوره نهم، شماره 22، ص 84-75.
  14. Lin, I. J. (1989). “The effect of seasonal variations temperature on the performance of mineral processing plants”. Minerals Engineering, 2(1): 47-57. DOI: https://doi.org/10.1016/0892-6875(89)90064-2.
  15. انتظاری، ع.؛ 1397؛ "طرح انتقال گلاب باطله معدن سرب و روی کوشک". گزارش فنی، 13 صفحه.
  16. Liu, D., Edraki, M., Fawell, P., and Berry, L. (2020). “Improved water recovery: A review of clay-rich tailings and saline water interactions”. Powder Technology, 364: 604-621.
  17. Tombácz, E., and Szekeres, M. (2006). “Surface charge heterogeneity of kaolinite in aqueous suspension in comparison with montmorillonite”. Applied Clay Science, 34: 105-124.
  18. Bartoli, F., and Philippy, R. (1987). “The colloidal stability of variable-chargemineral suspensions”. Clay Miner, 22: 167-180.
  19. Zhao, H., Low, P. F., and Bradford, J. M. (1991). “Effects of pH and electrolyte concentration on particle interaction in three homoionic sodium soil clay suspensions”. Soil Science, 151(3): 196-207.
  20. Penner, D., and Lagaly, G. (2001). “Influence of anions on the rheological properties of clay mineral dispersions”. Applied Clay Science, 19: 131-142.
  21. Johnson, S. B., Franks, G. V., Scales, P. J., Boger, D. V., and Healy, T. W. (2000). “Surface chemistry-rheology in concentrated mineral suspensions”. International Journal of Mineral Processing, 58: 267-304.
  22. Wencheng, Y. L. and Guangyuan, B. W. (2019). “Filtration and dewatering of the mixture of quartz and kaolinite in different proportions”. Journal of Colloid and Interface Science, 555: 731-739.
  23. رحمانی، م. ر.، موسوی راد، س. م.، اسکندری نسب، م.؛ 1393؛ "بررسی تاثیر دوز فلوکولانت بر سرعت ته نشینی سوسپانسیون تیکنر باطله کارخانه کنسانتره فولاد زرند ایرانیان". دومین همایش عملی مهندسی فرآیند، تهران.
  24. Nasser, M. S., and James, A. E. (2006). “The effect of polyacrylamide charge density and molecular weight on the flocculation and sedimentation behaviour of kaolinite suspensions”. Separation and Purification Technology, 52: 241-252.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 31 فروردین 1401
  • تاریخ بازنگری: 13 شهریور 1401
  • تاریخ پذیرش: 13 شهریور 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار