بهینه سازی فرآیند آبگیری از باطله کارخانه های فرآوری طلا با استفاده از هیدروسیکلون

بهرامی, عطاالله; فرج زاده, ساغر; افتخاری, محسن

doi:10.22034/ijme.2020.103642.1701

بهینه سازی فرآیند آبگیری از باطله کارخانه های فرآوری طلا با استفاده از هیدروسیکلون

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

¹ گروه مهندسی معدن، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه ارومیه

² کارخانه فرآوری طلای زرشوران

10.22034/ijme.2020.103642.1701

چکیده

عملیات آبگیری و بازیابی آب مورد استفاده در فرآیندهای فرآوری مواد معدنی، علاوه بر صرفه جویی در مصرف آب موجب به حداقل رسیدن تخلیه پسماند در محیط زیست می شود. در این تحقیق به بهینه سازی فرآیند آبگیری کارخانه فرآوری طلای زرشوران با استفاده از مدار شامل هیدروسیکلون پرداخته شده است. بدین منظور تعداد 12 آزمایش با قطرهای اسپیگات 2، 3، 6، 9 میلیمتر و در سه حالت عملیاتی تخلیه افشان، حالت گذر و تخلیه طنابی، هیدروسیکلون انجام شده است. قابلیت آبگیری هیدروسیکلون در هر آزمایش براساس مقادیر درصد جامد وزنی و بازیابی جرمی جامد جریان ته ریز ارزیابی شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که در شرایط عملیاتی ثابت، با افزایش قطر اسپیگات بازیابی جرمی جامد به جریان ته ریز افزایش و درصد جامد وزنی ته ریز کاهش می یابد. از طرفی با گرایش وضعیت تخلیه ته ریز از حالت طنابی به حالت افشان، درصد جامد وزنی و بازیابی جرمی جامد جریان ته ریز به طور همزمان افزایش می یابند. بنابراین می توان گفت الگوی تخلیه افشان در ته ریز دارای قابلیت آبگیری بالاتری است. در قطر 6 میلیمتر اسپیگات و الگوی تخلیه افشان، بازیابی جرمی جامد ته ریز و درصد جامد وزنی ته ریز به ترتیب به 75 و 61 درصد می رسد. در این حالت با در نظر گرفتن هیدروسیکلون به عنوان مرحله اول فرآیند آبگیری، این مقدار از جامد بدون نیاز به آبگیری مستقیما و با هزینه کمتری قابل انتقال به سد باطله است. از طرف دیگر سرریز هیدروسیکلون محتوای 25 درصد از کل جامد ورودی است. در صورتی که از فیلترپرس موجود در واحد آبگیری به عنوان مرحله نهایی آبگیری استفاده گردد، بار ورودی آن 75 درصد کاهش خواهد یافت و این به معنی افزایش کلی ظرفیت این واحد توسط هیدروسیکلون است.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.17357616.1399.15.46.3.9

موضوعات

فراوری مواد معدنی

عنوان مقاله [English]

Optimization of tailings dewatering process in gold processing plants using hydrocyclone

نویسندگان [English]

Ataallah Bahrami ¹
Saghar Farajzadeh ¹
Mohsen Eftekhari ²

¹ Mining engineering department, engineering faculty, Urmia university

² ةشقثساخعقشد لخمی حقخزثسسهدل حمشدف

چکیده [English]

Dewatering and water recycling operations in mineral concentration processes lead to not only cost-effective water use, but also less waste disposal to the environment. In this study, optimization of dewatering process in Zareshouran gold processing plant is carried out using hydrocyclone containing circuit. For this purpose, 12 experiments using 4 spigots with 2, 3, 6, 9 mm diameter, and in 3 operation state of spray discharge, transition state and rope discharge have been conducted. Dewatering capability of hydrocyclone is evaluated based on solid weight percent and solid recovery of underflow stream. The results indicate that in the same operation state, increase in spigot diameter leads to an increase in solid recovery and a decrease in solid weight percent of underflow stream. On the other hand, as the operation state tends to rope discharge solid weight percent and solid recovery of underflow increases simultaneously. Therefore, it can be stated that spray discharge pattern has a higher dewatering capability. Using a spigot with 6mm diameter in the operation state of spray discharge, solid recovery and solid weight percent reaches 75 and 61%, respectively. In this condition, if hydrocyclone is considered as the first step of dewatering process, 75% of the feed solid content can be directly transferred to tailings dam at a lower cost. On the other hand, the overflow stream carries only 25% of feed solid content. If pressure filter present in current dewatering system are considered as the second step of dewatering process, their feed slurry will be reduced by 75%. This means an overall increase in dewatering system capacity by hydrocyclone.

کلیدواژه‌ها [English]

hydrocyclone
dewatering
optimization
discharge pattern
Zareshouran gold processing plant

مراجع

منابع
1. Galvez, E., Cruz, R., Robles, P.A., Cisternas, L.A. (2014). Optimization of dewatering systems for mineral processing. Minerals Engineering, 63, 110-117.
2. Klemes, J. (2012). Industrial water recycle/reuse. Current Opin. Chem. Eng. 1, 238– 245.
3. Usher, S.P., Scales, P.J. (2005). Steady state thickener modelling from the compressive yield stress and hindered settling function. Chem. Eng. J. 111, 253–261.
4. Johnson, N.W. (2003). Issues in maximization of recycling of water in a mineral processing plant. In: Proceedings of Water in Mining, 13–15 October 2003, Brisbane, Queensland. The Australasian Institute of Mining and Metallurgy, Publication Series 6, 239–245.
5. Bergh, L., Ojeda, P., Torres, L. (2015). Expert Control Tuning of an Industrial Thickener. IFAC-Papers on Line, 48(17), 86-91.
6. Rudman, M., Paterson, D.A., Simic, K. (2010). Efficiency of raking in gravity thickeners. International Journal of Mineral Processing, 95(1), 30-39.
7. Dubey, R.K., Singh, G., Majumder, A.K. (2017). Is it an optimum dewatering performance condition in a hydro cyclone? Powder Technology, 321, 218-231.
8. WANG, C., HARBOTTLE, D., LIU, Q. & XU, Z. 2014. Current state of fine mineral tailings treatment: A critical review on theory and practice. Minerals Engineering, 58, 113-131.
9. GARMSIRI, M. R. & UNESI, M. 2018. Challenges and opportunities of hydrocyclone-thickener dewatering circuit: A pilot scale study. Minerals Engineering, 122, 206-210.
10. NI, L., TIAN, J., SONG, T., JONG, Y. & ZHAO, J. 2018. Optimizing Geometric Parameters in Hydrocyclones for Enhanced Separations: A Review and Perspective. Separation & Purification Reviews, 1-22.
11. Gutierrez, J.A., Dyakowski, T., Beck, M.S., Williams, R.A. (2000). Using electrical impedance tomography for controlling hydro cyclone underflow discharge. Powder Technol. 108, 180–184.
12. Viljoen, T. (1993). Recent developments in instrumentation. SAIMM School: Process Simulation, Control and Optimization. The South African Institute of Mining and Metallurgy, Randburg, August 18– 20.
13. NEESSE, T., SCHNEIDER, M., DUECK, J., GOLYK, V., BUNTENBACH, S. & TIEFEL, H. 2004a. Hydrocyclone operation at the transition point rope/spray discharge. Minerals Engineering, 17, 733-737.
14. Yang, Q., Li, Z.M., Lv, W.J., Wang, H.L. (2013). On the laboratory and field studies of removing fine particles suspended in wastewater using mini-hydro cyclone, Sep. Purif. Technol. 110, 93–100.
15. PASQUIER, S. & CILLIERS, J. 2000. Sub-micron particle dewatering using hydrocyclones. Chemical Engineering Journal, 80, 283-288.
16. WANG, C., HARBOTTLE, D., LIU, Q. & XU, Z. 2014. Current state of fine mineral tailings treatment: A critical review on theory and practice. Minerals Engineering, 58, 113-131.
17. BUSTAMANTE, M. 1991. Effect of the hydrocyclone geometry on normal operation conditions. University of Concepción.
18. CONCHA, F., BARRIENTOS, A., MONTERO, J. & SAMPAIO, R. 1996. Air core and roping in hydrocyclones. Comminution 1994. Elsevier.
19. DUBEY, R., CLIMENT, E., BANERJEE, C. & MAJUMDER, A. K. 2016. Performance monitoring of a hydrocyclone based on underflow discharge angle. International Journal of Mineral Processing, 154, 41-52.
20. Neesse, T., Dueck, J. (2007). Air core formation in the hydrocyclone. Minerals Engineering, 20(4), 349-354.
21. NEESSE, T., SCHNEIDER, M., DUECK, J., GOLYK, V., BUNTENBACH, S. & TIEFEL, H. 2004a. Hydrocyclone operation at the transition point rope/spray discharge. Minerals Engineering, 17, 733-737.