نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

بهبود تراکم‌پذیری باطله فراوری سنگ آهن به کمک سطح سازهای آنیونی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان
سعید حبیبی نژاد 1
محمدرضا گرمسیری 1
سعید غفاری 2
1 گروه مهندسی معدن، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سیرجان، سیرجان، ایران
2 شرکت معدنی و صنعتی گل گهر، سیرجان ایران
چکیده
تراکم پذیری دوغاب نقش بسیار چشمگیری در عملکرد تجهیزات پیشرفته آبگیری مانند تیکنرهای خمیری و فیلترها دارد. از آنجا که تراکم‌پذیری دوغاب‌های معدنی تابع نیروهای بین ذرات است، مطالعه این نیروها می‌تواند برای یافتن راه‌حل عملی برای بهبود تراکم‌پذیری موثر باشد. یکی از روش‌های بهبود تراکم‌پذیری دوغاب‌های معدنی، استفاده از مواد شیمیایی (سطح‌ساز‌ها، Surfactants) بمنظور تغییر نیروهای بین ذرات است. در این پژوهش تاثیر سطح‌سازهای آنیونی سدیم دو دسیل سولفات (SDS) و سدیم لوریل اتر سولفات (SLES) بر تراکم‌پذیری و قابلیت فیلترشوندگی باطله فراوری سنگ آهن  و نیز مکانیسم عملکرد این دو سطح‌ساز بررسی شد. بدین منظور آزمایش‌های قیف بوخنر برای ارزیابی تاثیر سطح‌سازها بر تراکم‌پذیری و فیلترشوندگی دوغاب انجام شد. سپس برای ارزیابی برهمکنش احتمالی بین سطح‌ساز و فلوکولانت آزمایش‌های ته‌نشینی انجام شد. نهایتا بمنظور ارزیابی مکانیسم عملکرد این سطح‌سازها اندازه‌گیری پتانسیل زتا، ارزیابی شکل قطره و انجام آزمایش‌های FTIR  و TG-DTA مد نظر قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از این دو سطح‌ساز آنیونی SDS  و  SLESتأثیر معناداری بر کاهش رطوبت کیک فیلتر دارند. همچنین نرخ مصرف بهینه این مواد حدود 90 گرم بر تن بود و میانگین کاهش رطوبت در کیک فیلتراسیون حدود 3٪ بدست آمد. همچنین نشان داده شد که این دو سطح‌ساز با تغییر پتانسیل زتا و ایجاد آبرانی سطوح جامد، موجب بهبود تراکم پذیری دوغاب می‌شود. نهایتا اینکه در حضور این دو سطح ساز در کنار فلوکولانت، سرعت ته‌نشینی بطور چشمگیری بهبود یافت بطوریکه بیش از پنج برابر افزایش یافت. این نتایج نوید بخش این نکته است که استفاده از این سطح‌ساز‌ها موجب بهبود تراکم پذیری دوغاب (در تیکنرهای خمیری و فیلتراسیون) می‌شود و بازیابی آب بیشتر از باطله فراوری سنگ آهن ممکن می‌شود. بدین ترتیب با استفاده از SDS و SLES استفاده از روش‌های پیشرفته انباشت باطله مانند Stacking و دستیابی به معدنکاری پایدار محقق می‌شود. 
کلیدواژه‌ها
آبگیری
تراکم‌پذیری
سطح‌ساز
باطله
فراوری سنگ آهن

موضوعات

[1] Gálvez ED., Cruz R., Robles PA., Cisternas LA., Optimization of Dewatering Systems for Mineral processing. Miner Eng. 63: 110-117 (2014).
[2] Boger D.V., Rheology and the Resource Industries. Chem. Eng. Sci. 64(22): 4525-4536 (2009).
[3] Jewell R.J., Fourie A.B., Paste and Thickened Tailings–A Guide (Third edition), Australian Centre for Geomechanics.
[4] Stickland A.D., A Compressional Rheology Model of Fluctuating feed Concentration During Filtration of Compressible Suspensions. Chem. Eng. Sci. 75: 209-219 (2012).
[5] Garmsiri M.R., Haji Amin Shirazi H., The Effect of Suspension Properties on Shear Yield Stress and Compressibility of the Suspension of Copper Flotation Tailings, Appl. Rheol. 28(1): 15721 (2018).
[6] Garmsiri M.R., Haji Amin Shirazi H., An analysis of the influence of cylinder dimension ratio and Lifting Velocity on the Slump Test Results. Appl. Rheol. 25: 23416 (2018).
[7] Addai-Mensah J., Prestidge C.A., Structure Formation in Dispersed Systems, in: Coagulation and Flocculation, (eds: H Stechemesser, B Dobias), Taylor and Francis (2005).
[8] Green M.D., Boger, D.V., Yielding of Suspension in Compression, Ind. & Eng. Chem. Res. 36: 4984-4992 (1997).
[9] Johnson B.J., Franks G.V., Scales P.J., Boger D.V., Healy TW., Surface Chemistry–Rheology Relationships in Concentrated Mineral Suspensions. Int. J. Miner. Process. 58: 267–304 (2000).
[10] Liu L., Wu F., Tan W., Effect of Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide on Shrinkage Cracks in filter Cakes During Pressure Filtration of Iron ore Concentrates, Powder Technol. 297: 239-246 (2016).
[11] Patra A.S., Makhija D., Mukherjee A.K., Tiwari R., Sahoo C.R., Mohanty B.D., Improved Dewatering of Iron ore Fines by the Use of Surfactants, Powder Technol. 287: 43–50 (2016).
[12] Besra L., Sengupta D.K., Roy S.K., Ay P., Influence of Surfactants on Flocculation and Dewatering of Kaolin Suspensions by Cationic Polyacrylamide (PAM-C) Flocculant, Sep. Purif. Technol. 30: 251-264 (2003).
[13] Ejtemaei M., Ramli S., Osborne D., Nguyen A.V., Synergistic Effects of Surfactant-Flocculant Mixtures on Ultrafine Coal Dewatering and Their Linkage with Interfacial Chemistry, J. Clean. Produc. 232: 953-965 (2019).
[14] آذرگون جهرمی ا.، نادری ح.، قره داغی م.، افزایش کارایی فیلتر خلاء نواری مجتمع معدنی گلگهر با استفاده از پارامترهای فرآیندی، مجله مهندسی منابع معدنی، 5(2): 139-119 (1399).
[15] Mamghaderi H., Aghababaei S., Gharabaghi M., Noaparast M., Albijanic B., Rezaei A., Investigation on the Effects of Chemical Pretreatment on the Iron Ore Tailing Dewatering. Colloids and Surf. A. Physicochem. and Eng. Asp. 625: 126855 (2021).
[16] Zeng H., Tang H., Sun W., Wang L., Deep Dewatering of Bauxite Residue Via the Synergy of Surfactant, Coagulant, and Flocculant: Effect of Surfactants on Dewatering and Settling Properties. Sep. Purif. Technol. 302: 122110 (2023).
[17] Garmsiri M.R., Haji Amin Shirazi H., The Effect of Grain Size on Flocculant Preparation, Minerals Eng. 65: 51-53 (2014).
[18] Sharma G., Naushad M., Thakur B., Kumar A., Negi P., Saini R., Chahal A., Kumar A., Stadler FJ,. Aqil UMH., Sodium Dodecyl Sulphate-Supported Nanocomposite as Drug Carrier System for Controlled Delivery of Ondansetron. Int. J. Environ. Res. Public Health. 15(3): 414 (2018).