واژههاي كليدي: بازیابی آب، تیکنرهای نرخ بالا، تهنشینی، فلوکولانت فهرست مطالب فصل اول: کلیات 11-1- مقدمه.. 21-2- اهداف و ضرورت انجام پایاننامه.. 31-2-1- طرح بازیابی آب.. 31-2-2- معرفی تجهیزات.. 41-3- تهنشینی.. 71-4- فلوکولاسیون.. 81-5- انواع تجهیزات تهنشینی.. 101-5-1- تیکنرهای معمولی.. 111-5-2- تیکنرهای نسل جدید.. 131-5-2-1-تیکنرهای لاملا.. 131-5-2-2-تيکنر چند بخشي.. 151-5-2-3- تیکنرهای نرخ بالا.. 151-5-2-4- تیکنرهای فاقد پارو با نرخ بالا.. 161-5-2-5- تیکنرهای با چگالی بالا.. 171-6- ساختار پایان نامه.. 18فصل دوم:مروری بر تحقیقات گذشته و معرفی منطقه مورد مطالعه 192-1- مقدمه.. 202-2- تحقیقات انجام شده.. 202-3- مجتمع سنگ آهن گلگهر.. 222-4- جمعبندی.. 28فصل سوم: روش تحقیق 313-1- مقدمه.. 323-2- نمونه برداری.. 323-3- خصوصیات مواد.. 333-3-1- توزیع دانه بندی.. 343-3-2- چگالی ذرات.. 373-3-3- درصد جامد.. 383-4- آزمایشها.. 383-4-1- آزمایشهای تهنشینی ناپیوسته.. 393-4-2- آزمایشهای تهنشینی نیمهپیوسته.. 413-4-3- آزمایشها تهنشینی پیوسته.. 413-4-4- ساخت دستگاه آزمایشهای تهنشینی پیوسته.. 423-5- تعیین شرایط بهینه آزمایش.. 443-6- جمعبندی.. 50فصل چهارم:ارائه نتایج و تحلیل داده ها 534-1- مقدمه.. 544-2- طراحی تیکنر.. 544-2-1- طراحی تیکنر با استفاده از آزمایشهای تهنشینی ناپیوسته 544-2-2- طراحی تیکنر با استفاده از آزمایشهای تهنشینی نیمهپیوسته 594-3- تعیین هزینه سرمایه گذاری.. 664-4- جمعبندی.. 69فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادها 711-5- نتایج.. 725-2- پیشنهادها.. 72مراجع: 74فهرست اشکالشکل 1-1: طرح پروژه بازیابی آب مجتمع سنگ آهن گلگهر 4شکل 1-2 : نماي کلي يک تيکنر پل دار 12شکل 1-3 : نمايي از تيکنر داراي اسکله مرکزي 12شکل 1-4 : نمايي از يک تيکنر لاملا 14شکل 1-5: نمايي از يک تيکنر چند بخشي 15شکل2-1: شماي كلي از کارخانه تغلیظ مجتمع فرآوري سنگ آهن گلگهر 22شکل 2-2: شماي كلي عمليات پرعيارسازي مغناطيسي تر 24شکل2-3: شماي كلي از کارخانه خط چهارم تولید کنسانتره (پلی کام) مجتمع سنگ آهن گلگهر 26شکل 2-4: شمای کلی خط DTPکارخانه هماتیت مجتمع سنگ آهن گلگهر 27شکل2-5: شمای کلی خط WTPکارخانه هماتیت مجتمع سنگ آهن گلگهر 27شکل2-6: شمای کلی خط SRPکارخانه هماتیت مجتمع سنگ آهن گلگهر 28شکل 3-1: نمونه گیری 33شکل3-2 : نمودار آنالیز ابعادی خوراک هماتیت 35شکل3-3 :آنالیز ابعادی تهریز میکسر 102 36شکل 3-4: آنالیز ابعادی نمونه مخلوط میکسر و هماتیت با نسبت معین 37شکل3-5: نواحی تشکیل شده در فرآیند تهنشینی 40شکل 3-6: آزمایشهای تهنشینی ناپیوسته 40شکل 3-7: آزمایشهای تهنشینی نیمهپیوسته 41شکل 3-8: آزمایشهای تهنشینی پیوسته 42شکل 3-9: شمای کلی دستگاه آزمایش نیمهپیوسته و پیوسته 42شکل3-10: عملیات ساخت دستگاه آزمایش تهنشینی نیمهپیوسته و ناپیوسته 43شکل3-11: تفاوت در شفافیت سرریز در آزمایش تهنشینی با فلوکولانتهای مختلف 46شکل 3-12 : نمودار تهنشینی تهریز تیکنر هماتیت با سه فلوکولانت F140G100A26 46شکل3-13 : نمودار تهنشینی تهریز میکسر 102 با سه فلوکولانت F140G100A26 47شکل3-14 : نمودار تهنشینی تهریز تیکنر هماتیت+ تهریز میکسر 102 با سه فلوکولانت F140G100A26 47شکل 3-15: نمودار سرعت تهنشینی نسبت به درصد جامدهای مختلف خوراک 49شکل 3-16: نمودار ارتفاع خط گل نسبت به زمان برای غلظتهای متفاوت فلوکولانت 50شکل 4-1: روش کو و کلونجر برای تعیین مساحت سطح تیکنر 55شکل 4-2: اندازه تیکنر با استفاده از آزمایشهای ناپیوسته بر اساس معادله فیچ و تالمیج و انتخاب زمان T براساس روش کینچ و اولتمان ). 57شکل 4-3: طراحی تیکنر با استفاده از تئوری کینچ 59شکل 4-4: افزایش خط بستر گل 60شکل 4-5: افزایش خط بستر گل نسبت به زمان 60شکل 4-6: سرعت افزایش خط گل برای نرخهای مختلف خوراکدهی 61شکل 4-7: سرعت افزایش خط گل برای نرخهای مختلف خوراکدهی 62شکل 4-8: درصد جامد تهریز نسبت به زمان 62شکل 4-9: وضعیت دستگاه نیمهپیوسته با نرخ خوراکهای مختلف 63شکل 4-10: درصد جامد تهریز نسبت به نرخ خوراکدهی 64شکل 4-11: درصد جامد تهریز نسبت به زمان برای نرخ خوراک دهی 5/0 تن بر متر مربع ساعت 65شکل 4-12: تعیین سرعت افزایش بستر گل در تیکنر طراحی شده 66 شکل4-13: تعیین هزینههای ساخت تیکنر 68 فهرست جداولجدول (2-1): مشخصات اسمی تیکنر معمولی کارخانه فرآوری سنگ آهن گلگهر 24جدول(3-1)نتایجتجزیهسرندينمونه تهریز تیکنر هماتیت 34جدول(3-2)نتایجتجزیهسرندينمونه تهریز تیکنر میکسر102 35جدول(3-3)نتایجتجزیهسرندينمونه مخلوط میکسر 102 و هماتیت با نسبت معین 36جدول(3-4): اندازه D80 خوراکهای مختلف 37جدول(3-5):چگالی خوراکهای مختلف 38جدول(3-6):درصد جامد 38جدول(3-7):انواع فلوکولانتهای مورد آزمایش به منظور تعیین بهترین فلوکولانت 45جدول(3-8) نتایج تعیین بهترین فلوکولانت 48جدول4-1 نتایج تعیین میزان سرمایهگذاری طرح 69 فصل اول: کلیات 1-1- مقدمهروشهای کانه آرایی در محیطی که محتوی مقدار قابل توجهی آب است، انجام میگیرد و در اکثر موارد، قسمت عمده آب، همراه باطله خارج میشود. به منظور جلوگیری از آلوده شدن محیط توسط آب محتوی مواد باطله و در نهایت بازیابی و استفاده مجدد از آن، بکارگیری تجهیزات آبگیری مانند تیکنرها برای این منظور ضروری است]1[.روش های آبگیری به سه دسته تقسیم میشوند:در شرایطی که اختلاف چگالی جامد و مایع زیاد باشد روش ته نشین کردن دارای بهترین بازدهی است، این امر در کانه آرایی که مایع مصرفی آب است معمولا صدق میکند. در کانه آرایی معمولا آبکش کردن ترکیبی از دو روش فوق است. قسمت عمده آب ابتدا به روش تهنشین کردن از بقیه جدا میشود، در نتیجه پالپی با غظت %60 – 55 درصد وزنی جامد تولید میشود. در این مرحله تا حدود 80% آب موجود را میتوان حذف کرد، سپس با فیلتر کردن پالپ غلیظ شده، کیکی به دست میآید که رطوبت آن % 20 – 10 است و در صورت نیاز میتوان در یک مرحله خشک کردن حرارتی رطوبت آن را به کمتر از 5% رساند]2[. 1-2- اهداف و ضرورت انجام پایاننامهکمبود آب از یک سو و طرح های توسعه مجتمع از سوی دیگر علاوه بر این وضعیت توپوگرافی منطقه و هزینه بالای ساخت سد باطله با حجم وسیع، نیاز به بازیابی آب را نمایان میسازد. با توجه به قرار گرفتن مجتمع سنگ آهن گلگهر در منطقه خشک و کم آب، براي بازيابي آب بيشتر از تيکنر و جلوگيري از به هدر رفتن آب صنعتي با حجم بالا و نیز تسهیل در انتقال مواد و حفظ محیط زیست بايد تا حد امکان درصد جامد باطله تر مورد نظر را بالا برد. بنابراین با اجرای این طرح از هدرروی آب بسیار زیادی جلوگیری شده و میتوان آن را به مدار فرآوری باز گرداند و باعث جلوگیری از مصارف ذخایر آب شد. هدف از انجام این پایان نامه طراحی ابعاد بهینه تیکنر نرخ بالا[4](HRT) و تعین شرایط بهینه عملیاتی تیکنر پروژه بازیابی است.بازيافت آب در كارخانه هاي فرآوری غالبا امری اجتناب ناپذیر است. به خصوص در مواردی که کارخانه در منطقه کم آب واقع شده است. یکی از روشهایی که در فرآیند آبگیری کارخانههای فرآوري کانسنگهای فلزی از جمله کارخانه فرآوري سنگ آهن، کاربرد دارد، فرآیند آبگیری توسط تیکنرهای نرخ بالاو فیلترهای پرس میباشد. انتقال باطله به تیکنر جهت افزایش درصد جامد آن به حد مورد نظر برای عملیات بهینه فیلتراسیون است و سپس فیلتر باطلهای با رطوبت 5 تا 15 درصد تولید میکند.شکل 1-1: طرح پروژه بازیابی آب مجتمع سنگ آهن گل گهرالف)تیکنر نرخ بالابه دلیل نوسانات زیاد درصد جامد تهریز تیکنرها که باطله خروجی کارخانه ها را تشکیل میدهد به ناچار باید برای ورود به فیلتر پرس از این نوسانات جلوگیری شود. برای جلو گیری از این نوسانات و بالا آوردن حد بهینه درصد جامد برای خوراک ورودی فیلتر از تیکنر دیگری نیز باید استفاده گردد.بنا به دلایل زیر امروزه تیکنرهای با نرخ تهنشینی بالا جای خود را در مدارهای فرآوری به خوبی پیدا کرده اند:1- صرفه جویی در فضا: ما میتوانیم یک تیکنر با ظرفیت بالا را در یک فضای کوچک به کار ببریم2- صرفه جویی مالی3- مزایای فرآیندی: جدایش سریع تر، غلظت تهریز بیشتر و سرریز شفافتر4- مزایای عملیاتیبا ظهور فلوکولانتهای ترکیبی، تیکنرهای با ظرفیت و دبی بالا نیز به عنوان نوعی از تیکنر مطرح شدند که دبی خروجی برای پالپ فلوکولانته شده به طور قابل توجهی بیش از پالپ فلوکولانته نشده بود. استفاده از فلوکولانتها برای بهینه شدن طراحی این نوع تیکنرها ترجیح داده میشود. اگرچه پیشرفت های بیشتر برای بهینه شدن طراحی تیکنرها به زودی امکان پذیر است. اندازه تیکنر یا خروجی آن مستقیماً بستگی به میزان فلوکولانت مصرفی و غلظت خوراک ورودی دارد. به همین دلیل تیکنرهای با نرخ بالا از سیستم رقیق ساز خوراک استفاده می کنند. اندازه بهینه تیکنرها با توجه به سرمایه اولیه و هزینه عملیات فلوکولانت مصرفی تعیین میشود. تیکنرهای کوچکتر ممکن است هزینه نصب کمتری داشته باشند ولی ممکن است هزینه فلوکولانت مصرفی آن بیشتر باشد ]3[.عموماً تیکنرها دارای یک چاه عمیق خوراک، مکانیزم رقیق سازی، وسیله محرک پاروها، بازوی پارو، مجرای خروجی بزرگ و خروجی تهریز می باشند ]3[.مشخصه اصلی این نوع تیکنرها ترکیب خوراک و فلوکولانتها با هم برای تولید جریان تهریز بیشتر است به طوری که مصرف فلوکولانت کاهش بیابد. این عمل به وسیله چاه خوراک صورت میگیرد. قلب این نوع تیکنرها فلوکولاسیون موثر است و پارامتر کنترل کننده این عامل نوع چاه خوراک است که باعث کنترل مخلوط شدگی و شرایط تماس مواد مختلف است ]10[.ب)فیلترهای فشاریفیلتراسیون یک عملیات واحد و بنیادی است که در چارچوب یک حجم مشخصی، ذرات معلق را از آب جدا میکند. اگر چه برنامههای کاربردی و صنعتی این عملیات به طور قابل توجهی متفاوت هستند، با این حال نحوه کار تمام دستگاههای فیلتراسیون؛ عبور محلول و یا پالپ از داخل غشاء متخلخل و یا واسطه بوده که بر اساس آن ذرات جامد بر روی سطح واسطه و یا در داخل خلل و فرج آن باقی مانده، در حالی که سیال ورودی به عنوان محلول صاف شده (فیلتریت)، از آن عبور میکند [11].در یک مفهوم خیلی عمومی، این عملیات را میتوان به منظور دستیابی به یکی اهداف زیر انجام داد [11]:تجربیات بدست آمده از بررسی فرایند آبگیری از پالپ نشان میدهد که این امر یک پدیده پیچیده است و مقداری رطوبت اشباع همیشه در داخل کیک باقی میماند که نمیتوان به راحتی آن را با فشار و دمیدن جریان هوای طولانی مدت حذف نمود [12].فیلترهای فشاری اتوماتیک در بسیاری از معادن و صنایع متالورژیکی در طول 30 سال گذشته به صورت مناسبی مورد استفاده قرار گرفتهاند. پذیرش همه جانبه این فیلترها به سبب نیاز فرایندهای بالادستی به آبگیری از مواد ریز، نتیجه شده است [13].توسعه مهندسی این فیلترها به جهت ظرفیت بالا و هزینههای عملیاتی پایین آن ایجاد شده است. عملیات تمام اتوماتیک از جهت کنترل و بهینهسازی از عملیات ساده مکانیکی پیشرفتهتر و توسعه یافتهتر شده است. دادههای عملیاتی فیلتر برای تجزیه و تحلیل روند تغییرات به سیستم وارد شده و میتواند به صورت کنترل از راه دور قابل دسترسی باشد.سیستم کنترل همچنین میتواند نتایج را به صورت آنلاین و نموداری نمایش دهد. آزمایشهای فیلتراسیون نه تنها دادههایی با مقیاس بالاتر فراهم میکند، بلکه در بهینهسازی چرخه فیلتراسیون و توسعه استراتژیهای کنترلی نیز یاری خواهد رساند. فیلتراسیون باید به عنوان بخش جدایی ناپذیری از کل فرآیند برای اطمینان از صحت مشخصات تجهیزات انتخابی، باید مورد ارزیابی قرار گیرد.توجه به طراحی جزئیات، باعث ایجاد طرح فیلتراسیونی با عملکرد موثر و قابل اعتماد خواهد شد [13].در طول سه دهه گذشته پیشرفتهای قابل توجهی در تکنولوژی فیلتراسیون اتفاق افتاده است و فیلترهای فشاری اتوماتیک جزء اجزای کلیدی دستیابی به حداکثر کارایی کارخانههای فرآوری مواد معدنی مدرن و کارخانههای متالورژی به شمار میرود
طراحی مجدد تیکنر نرخ بالا کارخانه آبگیری از باطله جهت بهینهسازی بازیابی آب در مجتمع سنگ آهن گل گهر word
واژههاي كليدي: بازیابی آب، تیکنرهای نرخ بالا، تهنشینی، فلوکولانت فهرست مطالب فصل اول: کلیات 11-1- مقدمه.. 21-2- اهداف و ضرورت انجام پایاننامه.. 31-2-1- طرح بازیابی آب.. 31-2-2- معرفی تجهیزات.. 41-3- تهنشینی.. 71-4- فلوکولاسیون.. 81-5- انواع تجهیزات تهنشینی.. 101-5-1- تیکنرهای معمولی.. 111-5-2- تیکنرهای نسل جدید.. 131-5-2-1-تیکنرهای لاملا.. 131-5-2-2-تيکنر چند بخشي.. 151-5-2-3- تیکنرهای نرخ بالا.. 151-5-2-4- تیکنرهای فاقد پارو با نرخ بالا.. 161-5-2-5- تیکنرهای با چگالی بالا.. 171-6- ساختار پایان نامه.. 18فصل دوم:مروری بر تحقیقات گذشته و معرفی منطقه مورد مطالعه 192-1- مقدمه.. 202-2- تحقیقات انجام شده.. 202-3- مجتمع سنگ آهن گلگهر.. 222-4- جمعبندی.. 28فصل سوم: روش تحقیق 313-1- مقدمه.. 323-2- نمونه برداری.. 323-3- خصوصیات مواد.. 333-3-1- توزیع دانه بندی.. 343-3-2- چگالی ذرات.. 373-3-3- درصد جامد.. 383-4- آزمایشها.. 383-4-1- آزمایشهای تهنشینی ناپیوسته.. 393-4-2- آزمایشهای تهنشینی نیمهپیوسته.. 413-4-3- آزمایشها تهنشینی پیوسته.. 413-4-4- ساخت دستگاه آزمایشهای تهنشینی پیوسته.. 423-5- تعیین شرایط بهینه آزمایش.. 443-6- جمعبندی.. 50فصل چهارم:ارائه نتایج و تحلیل داده ها 534-1- مقدمه.. 544-2- طراحی تیکنر.. 544-2-1- طراحی تیکنر با استفاده از آزمایشهای تهنشینی ناپیوسته 544-2-2- طراحی تیکنر با استفاده از آزمایشهای تهنشینی نیمهپیوسته 594-3- تعیین هزینه سرمایه گذاری.. 664-4- جمعبندی.. 69فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادها 711-5- نتایج.. 725-2- پیشنهادها.. 72مراجع: 74فهرست اشکالشکل 1-1: طرح پروژه بازیابی آب مجتمع سنگ آهن گلگهر 4شکل 1-2 : نماي کلي يک تيکنر پل دار 12شکل 1-3 : نمايي از تيکنر داراي اسکله مرکزي 12شکل 1-4 : نمايي از يک تيکنر لاملا 14شکل 1-5: نمايي از يک تيکنر چند بخشي 15شکل2-1: شماي كلي از کارخانه تغلیظ مجتمع فرآوري سنگ آهن گلگهر 22شکل 2-2: شماي كلي عمليات پرعيارسازي مغناطيسي تر 24شکل2-3: شماي كلي از کارخانه خط چهارم تولید کنسانتره (پلی کام) مجتمع سنگ آهن گلگهر 26شکل 2-4: شمای کلی خط DTPکارخانه هماتیت مجتمع سنگ آهن گلگهر 27شکل2-5: شمای کلی خط WTPکارخانه هماتیت مجتمع سنگ آهن گلگهر 27شکل2-6: شمای کلی خط SRPکارخانه هماتیت مجتمع سنگ آهن گلگهر 28شکل 3-1: نمونه گیری 33شکل3-2 : نمودار آنالیز ابعادی خوراک هماتیت 35شکل3-3 :آنالیز ابعادی تهریز میکسر 102 36شکل 3-4: آنالیز ابعادی نمونه مخلوط میکسر و هماتیت با نسبت معین 37شکل3-5: نواحی تشکیل شده در فرآیند تهنشینی 40شکل 3-6: آزمایشهای تهنشینی ناپیوسته 40شکل 3-7: آزمایشهای تهنشینی نیمهپیوسته 41شکل 3-8: آزمایشهای تهنشینی پیوسته 42شکل 3-9: شمای کلی دستگاه آزمایش نیمهپیوسته و پیوسته 42شکل3-10: عملیات ساخت دستگاه آزمایش تهنشینی نیمهپیوسته و ناپیوسته 43شکل3-11: تفاوت در شفافیت سرریز در آزمایش تهنشینی با فلوکولانتهای مختلف 46شکل 3-12 : نمودار تهنشینی تهریز تیکنر هماتیت با سه فلوکولانت F140G100A26 46شکل3-13 : نمودار تهنشینی تهریز میکسر 102 با سه فلوکولانت F140G100A26 47شکل3-14 : نمودار تهنشینی تهریز تیکنر هماتیت+ تهریز میکسر 102 با سه فلوکولانت F140G100A26 47شکل 3-15: نمودار سرعت تهنشینی نسبت به درصد جامدهای مختلف خوراک 49شکل 3-16: نمودار ارتفاع خط گل نسبت به زمان برای غلظتهای متفاوت فلوکولانت 50شکل 4-1: روش کو و کلونجر برای تعیین مساحت سطح تیکنر 55شکل 4-2: اندازه تیکنر با استفاده از آزمایشهای ناپیوسته بر اساس معادله فیچ و تالمیج و انتخاب زمان T براساس روش کینچ و اولتمان ). 57شکل 4-3: طراحی تیکنر با استفاده از تئوری کینچ 59شکل 4-4: افزایش خط بستر گل 60شکل 4-5: افزایش خط بستر گل نسبت به زمان 60شکل 4-6: سرعت افزایش خط گل برای نرخهای مختلف خوراکدهی 61شکل 4-7: سرعت افزایش خط گل برای نرخهای مختلف خوراکدهی 62شکل 4-8: درصد جامد تهریز نسبت به زمان 62شکل 4-9: وضعیت دستگاه نیمهپیوسته با نرخ خوراکهای مختلف 63شکل 4-10: درصد جامد تهریز نسبت به نرخ خوراکدهی 64شکل 4-11: درصد جامد تهریز نسبت به زمان برای نرخ خوراک دهی 5/0 تن بر متر مربع ساعت 65شکل 4-12: تعیین سرعت افزایش بستر گل در تیکنر طراحی شده 66 شکل4-13: تعیین هزینههای ساخت تیکنر 68 فهرست جداولجدول (2-1): مشخصات اسمی تیکنر معمولی کارخانه فرآوری سنگ آهن گلگهر 24جدول(3-1)نتایجتجزیهسرندينمونه تهریز تیکنر هماتیت 34جدول(3-2)نتایجتجزیهسرندينمونه تهریز تیکنر میکسر102 35جدول(3-3)نتایجتجزیهسرندينمونه مخلوط میکسر 102 و هماتیت با نسبت معین 36جدول(3-4): اندازه D80 خوراکهای مختلف 37جدول(3-5):چگالی خوراکهای مختلف 38جدول(3-6):درصد جامد 38جدول(3-7):انواع فلوکولانتهای مورد آزمایش به منظور تعیین بهترین فلوکولانت 45جدول(3-8) نتایج تعیین بهترین فلوکولانت 48جدول4-1 نتایج تعیین میزان سرمایهگذاری طرح 69 فصل اول: کلیات 1-1- مقدمهروشهای کانه آرایی در محیطی که محتوی مقدار قابل توجهی آب است، انجام میگیرد و در اکثر موارد، قسمت عمده آب، همراه باطله خارج میشود. به منظور جلوگیری از آلوده شدن محیط توسط آب محتوی مواد باطله و در نهایت بازیابی و استفاده مجدد از آن، بکارگیری تجهیزات آبگیری مانند تیکنرها برای این منظور ضروری است]1[.روش های آبگیری به سه دسته تقسیم میشوند:در شرایطی که اختلاف چگالی جامد و مایع زیاد باشد روش ته نشین کردن دارای بهترین بازدهی است، این امر در کانه آرایی که مایع مصرفی آب است معمولا صدق میکند. در کانه آرایی معمولا آبکش کردن ترکیبی از دو روش فوق است. قسمت عمده آب ابتدا به روش تهنشین کردن از بقیه جدا میشود، در نتیجه پالپی با غظت %60 – 55 درصد وزنی جامد تولید میشود. در این مرحله تا حدود 80% آب موجود را میتوان حذف کرد، سپس با فیلتر کردن پالپ غلیظ شده، کیکی به دست میآید که رطوبت آن % 20 – 10 است و در صورت نیاز میتوان در یک مرحله خشک کردن حرارتی رطوبت آن را به کمتر از 5% رساند]2[. 1-2- اهداف و ضرورت انجام پایاننامهکمبود آب از یک سو و طرح های توسعه مجتمع از سوی دیگر علاوه بر این وضعیت توپوگرافی منطقه و هزینه بالای ساخت سد باطله با حجم وسیع، نیاز به بازیابی آب را نمایان میسازد. با توجه به قرار گرفتن مجتمع سنگ آهن گلگهر در منطقه خشک و کم آب، براي بازيابي آب بيشتر از تيکنر و جلوگيري از به هدر رفتن آب صنعتي با حجم بالا و نیز تسهیل در انتقال مواد و حفظ محیط زیست بايد تا حد امکان درصد جامد باطله تر مورد نظر را بالا برد. بنابراین با اجرای این طرح از هدرروی آب بسیار زیادی جلوگیری شده و میتوان آن را به مدار فرآوری باز گرداند و باعث جلوگیری از مصارف ذخایر آب شد. هدف از انجام این پایان نامه طراحی ابعاد بهینه تیکنر نرخ بالا[4](HRT) و تعین شرایط بهینه عملیاتی تیکنر پروژه بازیابی است.بازيافت آب در كارخانه هاي فرآوری غالبا امری اجتناب ناپذیر است. به خصوص در مواردی که کارخانه در منطقه کم آب واقع شده است. یکی از روشهایی که در فرآیند آبگیری کارخانههای فرآوري کانسنگهای فلزی از جمله کارخانه فرآوري سنگ آهن، کاربرد دارد، فرآیند آبگیری توسط تیکنرهای نرخ بالاو فیلترهای پرس میباشد. انتقال باطله به تیکنر جهت افزایش درصد جامد آن به حد مورد نظر برای عملیات بهینه فیلتراسیون است و سپس فیلتر باطلهای با رطوبت 5 تا 15 درصد تولید میکند.شکل 1-1: طرح پروژه بازیابی آب مجتمع سنگ آهن گل گهرالف)تیکنر نرخ بالابه دلیل نوسانات زیاد درصد جامد تهریز تیکنرها که باطله خروجی کارخانه ها را تشکیل میدهد به ناچار باید برای ورود به فیلتر پرس از این نوسانات جلوگیری شود. برای جلو گیری از این نوسانات و بالا آوردن حد بهینه درصد جامد برای خوراک ورودی فیلتر از تیکنر دیگری نیز باید استفاده گردد.بنا به دلایل زیر امروزه تیکنرهای با نرخ تهنشینی بالا جای خود را در مدارهای فرآوری به خوبی پیدا کرده اند:1- صرفه جویی در فضا: ما میتوانیم یک تیکنر با ظرفیت بالا را در یک فضای کوچک به کار ببریم2- صرفه جویی مالی3- مزایای فرآیندی: جدایش سریع تر، غلظت تهریز بیشتر و سرریز شفافتر4- مزایای عملیاتیبا ظهور فلوکولانتهای ترکیبی، تیکنرهای با ظرفیت و دبی بالا نیز به عنوان نوعی از تیکنر مطرح شدند که دبی خروجی برای پالپ فلوکولانته شده به طور قابل توجهی بیش از پالپ فلوکولانته نشده بود. استفاده از فلوکولانتها برای بهینه شدن طراحی این نوع تیکنرها ترجیح داده میشود. اگرچه پیشرفت های بیشتر برای بهینه شدن طراحی تیکنرها به زودی امکان پذیر است. اندازه تیکنر یا خروجی آن مستقیماً بستگی به میزان فلوکولانت مصرفی و غلظت خوراک ورودی دارد. به همین دلیل تیکنرهای با نرخ بالا از سیستم رقیق ساز خوراک استفاده می کنند. اندازه بهینه تیکنرها با توجه به سرمایه اولیه و هزینه عملیات فلوکولانت مصرفی تعیین میشود. تیکنرهای کوچکتر ممکن است هزینه نصب کمتری داشته باشند ولی ممکن است هزینه فلوکولانت مصرفی آن بیشتر باشد ]3[.عموماً تیکنرها دارای یک چاه عمیق خوراک، مکانیزم رقیق سازی، وسیله محرک پاروها، بازوی پارو، مجرای خروجی بزرگ و خروجی تهریز می باشند ]3[.مشخصه اصلی این نوع تیکنرها ترکیب خوراک و فلوکولانتها با هم برای تولید جریان تهریز بیشتر است به طوری که مصرف فلوکولانت کاهش بیابد. این عمل به وسیله چاه خوراک صورت میگیرد. قلب این نوع تیکنرها فلوکولاسیون موثر است و پارامتر کنترل کننده این عامل نوع چاه خوراک است که باعث کنترل مخلوط شدگی و شرایط تماس مواد مختلف است ]10[.ب)فیلترهای فشاریفیلتراسیون یک عملیات واحد و بنیادی است که در چارچوب یک حجم مشخصی، ذرات معلق را از آب جدا میکند. اگر چه برنامههای کاربردی و صنعتی این عملیات به طور قابل توجهی متفاوت هستند، با این حال نحوه کار تمام دستگاههای فیلتراسیون؛ عبور محلول و یا پالپ از داخل غشاء متخلخل و یا واسطه بوده که بر اساس آن ذرات جامد بر روی سطح واسطه و یا در داخل خلل و فرج آن باقی مانده، در حالی که سیال ورودی به عنوان محلول صاف شده (فیلتریت)، از آن عبور میکند [11].در یک مفهوم خیلی عمومی، این عملیات را میتوان به منظور دستیابی به یکی اهداف زیر انجام داد [11]:تجربیات بدست آمده از بررسی فرایند آبگیری از پالپ نشان میدهد که این امر یک پدیده پیچیده است و مقداری رطوبت اشباع همیشه در داخل کیک باقی میماند که نمیتوان به راحتی آن را با فشار و دمیدن جریان هوای طولانی مدت حذف نمود [12].فیلترهای فشاری اتوماتیک در بسیاری از معادن و صنایع متالورژیکی در طول 30 سال گذشته به صورت مناسبی مورد استفاده قرار گرفتهاند. پذیرش همه جانبه این فیلترها به سبب نیاز فرایندهای بالادستی به آبگیری از مواد ریز، نتیجه شده است [13].توسعه مهندسی این فیلترها به جهت ظرفیت بالا و هزینههای عملیاتی پایین آن ایجاد شده است. عملیات تمام اتوماتیک از جهت کنترل و بهینهسازی از عملیات ساده مکانیکی پیشرفتهتر و توسعه یافتهتر شده است. دادههای عملیاتی فیلتر برای تجزیه و تحلیل روند تغییرات به سیستم وارد شده و میتواند به صورت کنترل از راه دور قابل دسترسی باشد.سیستم کنترل همچنین میتواند نتایج را به صورت آنلاین و نموداری نمایش دهد. آزمایشهای فیلتراسیون نه تنها دادههایی با مقیاس بالاتر فراهم میکند، بلکه در بهینهسازی چرخه فیلتراسیون و توسعه استراتژیهای کنترلی نیز یاری خواهد رساند. فیلتراسیون باید به عنوان بخش جدایی ناپذیری از کل فرآیند برای اطمینان از صحت مشخصات تجهیزات انتخابی، باید مورد ارزیابی قرار گیرد.توجه به طراحی جزئیات، باعث ایجاد طرح فیلتراسیونی با عملکرد موثر و قابل اعتماد خواهد شد [13].در طول سه دهه گذشته پیشرفتهای قابل توجهی در تکنولوژی فیلتراسیون اتفاق افتاده است و فیلترهای فشاری اتوماتیک جزء اجزای کلیدی دستیابی به حداکثر کارایی کارخانههای فرآوری مواد معدنی مدرن و کارخانههای متالورژی به شمار میرود