نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه کاشان

چکیده

عملکرد فلوتاسیون ستونی تا حد زیادی به شرایط هیدرودینامیکی فرآیند از جمله ماندگی گاز (Ɛg)، دانسیته‌ی ناحیه جمع‌آوری (ρc) و دانسیته‌ی ناحیه کف (fρ) وابسته است. در این تحقیق، تأثیر پارامترهای عملیاتی ستون (نرخ هوا 78/0– 3/1 ، نرخ جریان آب شستشو 1/0– 2/0، نرخ جریان خوراک 39/0– 91/0 (cm/s) و ارتفاع کف 45- 65 (cm)) بر شرایط هیدرودینامیکی فرآیند در یک ستون فلوتاسیون آزمایشگاهی با ارتفاع 400 و قطر 10 سانتیمتر بر روی نمونه کنسانتره مرحله رافر واحد فلوتاسیون روی کارخانه ایرانکوه بررسی شد. برای طراحی آزمایش‌ها، تحلیل نتایج و ارائه مدل برای هر یک از پارامترهای هیدرودینامیکی از روش سطح - پاسخ (RSM) استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که با افزایش هر یک از چهار پارامتر عملیاتی ارتفاع کف، نرخ جریان خوراک، نرخ آب شستشو و نرخ هوا، Ɛg افزایش و ρc کاهش یافت. همچنین افزایش نرخ هوا و نرخ آب شستشو سبب افزایش fρ و افزایش نرخ جریان خوراک و ارتفاع کف، سبب کاهش fρ شد. تأثیرگذارترین پارامترها در تعیین ماندگی گاز و دانسیته‌ی ناحیه جمع‌آوری، به ترتیب نرخ آب شستشو و ارتفاع کف و برای دانسیته‌ی ناحیه کف، به ترتیب نرخ جریان خوراک و نرخ آب شستشو تشخیص داده شد. به ازای افزایش نرخ آب شستشو از 1/0 تا 2/0 (cm/s)، Ɛg از 85/15% به 97/19% رسید و ρc به میزان 1/0 (g/cm3) کاهش یافت. همچنین با افزایش ارتفاع کف از 45 تا 65 cm ، Ɛg از 01/15% به 13/19% افزایش و ρc 05/0 (g/cm3) کاهش یافت. به ازای افزایش نرخ خوراک از 39/0– 91/0 (cm/s)، fρ به میزان 17/0 (g/cm3) کاهش یافت و با افزایش نرخ آب شستشو از 1/0 تا 2/0 (cm/s)، fρ به میزان 1/0 (g/cm3) افزایش یافت. برای دانسیته‌ی ناحیه جمع‌آوری و ماندگی‌گاز مدل خطی و برای دانسیته ناحیه کف مدل درجه دوم براساس پارامترهای عملیاتی ارائه شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation the hydrodynamic conditions of batch column flotation of Bama zinc concentrate using Response Surface Methodology (RSM) – Central Composite Design (CCD)

نویسندگان [English]

  • ali akbar abdollahzadeh
  • H Darabi

چکیده [English]

Performance of a column flotation cell depends on the hydrodynamic conditions (gas holdup, density of the collection zone and density of the froth zone) of the process. Present work has been carried out to observe the effect of column operating variables (gas flow rate (0.78-1.3 cm/s), wash water rate (0.1-0.2 cm/s), feed flow rate (0.39-0.91 cm/s) and froth height (45-65cm)) on hydrodynamic conditions in a batch flotation column (400cm height & 10cm diameter) using the zinc rougher concentrate of Irankooh plant. Response Surface Methodology (RSM) was used to design and analysis of experiments as well as process modeling. Results showed that Gas holdup increased and density of collection zone decreased with increasing feed flow rate, gas flow rate, wash water rate and froth height. Also, with increasing wash water rate and gas flow rate, density of froth zone increased and it decreased with increasing feed flow rate and froth height. Froth height and wash water rate were the most significant factors affecting gas holdup and density of collection zone responses. Feed rate and wash water rate were the most significant factors affecting froth zone density. When wash water rate increased from 0.1-0.2 cm/s, gas holdup changed from 15.01-19.97% and density of collection zone changed from 0.88- 0.79 g/cm3 .Also gas holdup increased from 15.85-19.13 and density of collection zone changed from 0.86- 0.81 g/cm3 when hieght froth increased from 45-65 cm. Froth zone density decreased from 0.47- 0.3 g/cm3 with increasing in gas rate from 0.39-0.91 cm/s. When wash water rate increased from 0.1-0.2 cm/s, froth zone density increased from 0.34 to 0.44 g/cm3. Two linear and a quadratic models were derived for prediction of gas holdup, density of collection zone and froth zone density.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Column flotation
  • Irankooh plant
  • CCD method
  • Gas holdup
  • Hydrodynamic conditions