فرآوری زغال

[محسن آزماینده]

شستشوی زغال به دلیل ماهیت وپیچیدگی خاص خود، با فرآوری دیگر مواد معدنی بسیار متفاوت است ونه تنها در مراحل شناسایی وتعیین هویت، بلکه در به کار گیری روشهای مختلف شستشو وطراحی فلوشیتهای زغال شویی نیز نمی توان از روشهای موجود فرآوری در مورد سایر مواد معدنی ، استفاه کرد. به همین دلیل باید روش های مخصوص شستشوی زغال سنگ را مورد بررسی قرار دهد تا بتوان بهترین نتیجه را به دست آورد در مورد شستشوی زغالسنگ در معادن زرند نیز متخصصین امر بعد از مطالعات فراوان ،روشهایی را برای شستن زغال سنگ در معادن برگزیدند. که جهت آگاهی از ان روش ها ا قدام به تهیه مطلبی هر چند کوتاه گردید .که به شرح ذیل می باشد.
یکی از مهمترین اهداف شستشوی زغالسنگ، بهبود کیفیت زغال در تهیه کک متالوژی به منظور تولید فولاد است. در تهیه کک متالوژی، شستشو زغال جایگاه ویژه ای دارد. به عنوان مثال وجود خاکستر وعناصر مضر مشکلات زیر را پدید می آورد.
· خاکستر موجود در زغالسنگ مصرف مواد را بیش از حد افزایش می دهد.
· با افزایش یک درصد خاکستر زغال کک شو ، تولید فولاد به میزان قابل توجهی کاهش می یابد
· خاکستر زیاد حجم سر باره را افزایش می دهد.
· اکسایش کک افزایش می یابد.
· حساسیت وکار آیی کوره کاهش می یابد.
· وجود گوگرد بیش از حد استاندارد،باعث تردی وشکنندگی آهن می شود وخوردگی فولاد را نیز افزایش می دهد.
بنابر این تهیه کک متالوژی با شرایط فنی قابل قبول بدون عملیات شستشو امکان پذیر نیست.به همین دلیل باعث احداث کارخانه زغالشویی در زرند که به روش مکانیزه استخراج می گردد شد. وطبق انتخاب وطراحی که انجام گردیده است عملیات شستن زغال وتهیه کک به دوروش ،شستشو به روش واسطه سنگین وفلوتاسیون زغال انجام خواهدگرفت . که در ادامه بحث به آن خواهیم پرداخت.
با توجه به مطالعات انجام شده نتایج زیر به دست آمده است.
· متوسط خاکستر در حدود 30 درصد
· متوسط گوگرد در حدود 5/3 درصد
· حدود 20 درصد گوگرد موجود در زغال ماهیت آلی وبقیه ماهیت پیریتی دارد
· متوسط میزان فسفر حدود016/0 درصد
· حدود 25 درصد بار اولیه را ذرات 5/0 میلیمتر به خود اختصاص می دهد و لزوم طراحی مدار فلوتاسیون دو مرحله ای را مشخص می سازد
· طراحی مدار شستشو برای ذرات درشت تر از 5/0 میلیمتر با روش واسطه سنگین امکان پذیر است.
· دستیابی به کنسانتره ای با خاکستر 10 درصد وگوگرد 1/1 درصد وبازیابی حدود 75 درصد امکان پذیر است
در تجارت بین المللی زغالسنگ ، ز غال کک شو باید مشخصات زیر را داشته باشد.
· خاکستر :6درصد
· رطوبت : 5 درصد
· گوگرد : 1 درصد
· مواد فرار : 23 درصد
· دانه بندی : زیر 23 میلیمتر
ایران از نظر دخایر زغالسنگ مقام سی وپنجم واز دید گاه تولید، رتبه سی وهفتم را دارد. اکتشاف ، استخراج وشستشوی زغال سنگ در ایران بیشتر به منظور تولد کک متالوژی است وبه دلیل وجود نفت وگاز فراوان ، اهمیت سوختی ندارد.
ایران یکی از واردکنندگان زغال کک شو از کشورهایی مانند آلمان واسترالیا است.

زغالسنگ استخراج شده از معدن شماره یک بوسیله کنویر از اسلوپ شماره 3 به سمت زغالشویی ویا در شرایط اضطراری به سمت دپوی موقت حمل می گردد .
زغالسنگ ابتدا وارد قسمت سنگ شکن می شود . سنگ شکن این زغالشویی از نوع سنگ شکن چرخشی (برادفورد) می باشد این سنگ شکن از یک سیلندرخارجی تشکیل شده است که سیلندر مشبک دیگری در داخل آن می چرخد. بار اولیه از یک قسمت وارد شده وبر اثر چرخش دستگاه ، ضربه های ناشی از قطعات دیگر وپرتاب ناشی از تاثیر نیروی ثقل ، خرد می شوند. سرعت دستگاه معمولاً 12 تا 18 دور در دقیقه است سیلندر مشبک دستگاه ، چشمه هایی در حدود 38 میلیمتر دارد که زغال پس از خردایش ، از چشمه ها عبور می کند وبه نوار نقاله ، انتقال می یابد. مواد سخت تر از زغال که درشت تر از چشمه ها باشند از انتهای دستگاه خارج می شوند . و از طریق نوار نقاله مستقیماً به دپوی مواد باطله هدایت می گردند.
زغالسنگ خرد شده بعد از این مرحله وارد قسمت دانه بندی می گردد.دانه بندی یکی از مهمترین مراحلی است که در کلیه عملیات استخراج وشستشو کاربرد وسیعی دارد وشامل جدایش ترکیبی از مواد ناهمگن به دو گروه ابعادی درشت وریز است. اهداف این مرحله شامل موارد زیر می باشد.
1. جلوگیری از ورود ذرات بسیار ریز موجود در بار اولیه زغال به منظور افزایش ظرفیت وبازدهی وکاهش خفگی در محفظه دستگاه وجلوگیری از خرد شدن مجدد ذرات.
2. دانه بندی زغال پس از مراحل خردایش به منظور تهیه بار اولیه دستگاههای ثقلی مانند واسطه سنگین ،جیگ وغیره.
3. بازیابی ذرات تشکیل دهنده واسطه سنگین ( مانند ذرات منیتیت ) از دو بخش کنسانتره وباطله زغال.
4. دانه بندی زغال به ابعادی که قابل فروش باشد.
5. آبگیری از زغال.
6. طبقه بندی به منظور سنگ جوری قطعات ناخالص باقی مانده بر روی سرند.

سرندهایی که در صنایع شستشوی زغال به می روند به شش گروه تقسیم می شوند.
1. سرندهای جدا کننده (per wet screen). برای جدایش ناخالصیها از نرمه های زغال قبل از عملیات خردایش.
2. سرندهای آماده ساز، برای طبقه بندی زغال به رده های مختلف به منظور شستشو با وسایل مختلف ( واسطه سنگین ، فلوتاسیون)
3. سرندهای مقدماتی تر، برای حذف نرمه های زغال قبل از جدایش مکانیکی ذرات زغال.
4. سرندهای واسطه سنگین ، به منظور بازیابی واسطه سنگین واستفاده مجدد آن در مدار شستشو.
5. سرندهای نرمه گیری ، برای نرمه زدایی زغال.
6. سرندهای آبگیری، برای جدایش آب از زغال.

سرندها معمولاً سطحی دارند که در آن تعداد زیادی چشمه با ابعاد واشکال مختلف (مانند میله های فولادی ) ، صفحات مشبک فولادی با چشمه های مربعی، مستطیلی و دایره ای با سیم های بافته شده از جنس فولاد، مس یا برنز ویا از الیاف های غیر فلزی ، تعبیه شده است. زغالی که با سطح سرند تماس حاصل می کند بسته به بعضی پارامترها یا در سطح سرند باقی می ماند ویا از آن عبور می کند . ذراتی که ابعادشان در حدود 5/0 تا 5/1 برابر چشمه سرند است به ذرات نزدیک به چشمه سرند اطلاق می شود.این مواد به ندرت از چشمه سرند عبور می کنند وباز دهی عملیات سرند را کاهش می دهند . با ارتعاش سرند، حرکت زغال در سطح سرند آغاز می شود، به گونه ای که ذرات درشت در سطح فوقانی وذرات ریز با عبور از ذرات درشت تر در قسمت تحتانی سرند قرار می گیرند ( لایه بندی سرند) بدون لایه بندی احتمال عبور ذرات بسیار کم است .