شبیه‌سازی مدار شستشوی فلوتاسیون ستونی کارخانه فرآوری مس میدوک

مدار فلوتاسیون کلینر (شستشو) کارخانه فرآوری مس میدوک شامل 3 سلول ستونی موازی به قطر 4 متر و ارتفاع 12 متر است. کنسانتره تولیدی مدار کلینر محصول نهایی کارخانه است. در صورت مطلوب نبودن عیار کنسانتره مدار کلینر (کمتر از 30%)، محصول آن برای پرعیارسازی بیشتر وارد مدار ری‌کلینر (شستشوی مجدد) شامل 3 سلول ستونی موازی به قطر 3.2 متر و ارتفاع 12 متر می‌شود. هدف از پژوهش حاضر، شبیه‌سازی مدار فلوتاسیون کلینر کارخانه فرآوری مس میدوک با استفاده از نرمافزار usim pac با هدف افزایش کارآیی متالورژیکی فرآیند است. پارامترهای مدل‌ها شامل ثوابت نرخ شناورسازی ذرات (kf و ks)، تابع توزیع زمان ماند ذرات (rtd)، ماندگی گاز در زون جمع‌آوری (gε)، ابعاد حباب‌های هوا (db)، بازیابی زون جمع‌آوری (rc) و زون کف (rf) به همراه پارامترهای عملیاتی و هندسی مدار تعیین گردید. ثوابت نرخ شناورسازی از برازش مدل سینتیک تندشناور و کندشناور به داده‌های فلوتاسیون آزمایشگاهی، تابع توزیع زمان ماند سلول‌های ستونی به کمک ردیاب (محلول اشباع کلرید سدیم، nacl)، ماندگی گاز در زون جمع‌آوری سلول‌های ستونی به روش اختلاف فشار، ابعاد حباب‌های هوا به روش دریفت فلاکس و بازیابی زون کف از طریق اندازه‌گیری تغییرات دبی جرمی کنسانتره در عمق‌های کف مختلف و برونیابی به عمق کف صفر محاسبه شدند. از مجموع 5 مرحله نمونه‌برداری از مدار، 3 مرحله برای کالیبراسیون و 2 مرحله برای اعتبارسنجی مدل‌ها استفاده شد. نتایج شبیه‍سازی نشان داد که دبی جرمی جامد، عیار مس و توزیع ابعادی جریان‌های کنسانتره و باطله ستون‍های کلینر با دقت قابل قبولی قابل پیش‌بینی است. افزایش تعداد ستون‌های کلینر در مدار باعث افزایش بازیابی (از 45.67 به 54.64 درصد) و کاهش عیار کنسانتره نهایی (از 26.17 به 24.22 درصد) گردید. افزودن ستون‍‍های ری‌کلینر باعث افزایش قابل ملاحظه عیار کنسانتره نهایی (از 26.17 به 36.99 درصد در مداری شامل 2 کلینر و از 24.22 به 36.13 درصد در مداری شامل 3 کلینر) شد. نتایج شبیه‍سازی اثر درصد جامد خوراک بر کارآیی ستون‍های کلینر نشان داد که افزایش درصد جامد باعث کاهش بازیابی مس در همه فراکسیون‍های ابعادی گردید. بهترین ترکیب ستون‍های کلینر و ری‍کلینر برای دستیابی به عیار کنسانتره نهایی حداقل 30% با بازیابی مطلوب پیشنهاد گردید.

Simulation of Cleaner Column Flotation Circuit at Miduk Copper Concentrator

The cleaner circuit at Miduk copper concentrator consists of 3 parallel flotation columns (4m in diameter and 12m in height). The cleaner concentrate is recleaned by 3 parallel flotation columns (3.2m in diameter and 12m in height), when the desired concentrate grade is not reached by the cleaner columns alone. This research work deals with simulation of the cleaner column flotation circuit at Miduk copper concentrator using USIM PAC simulator with the aim of improving the process metallurgical performance. For that purpose, the parameters of the models including flotation rate constants (kf, ks), residence time distribution (RTD), gas holdup in collection zone (εg), mean bubble size (db), collection (Rc) and froth (Rf) zone recoveries along with some operating and geometrical variables were determined. The flotation rate constants were calculated by fitting the experimental data to the fast and slow floating components model. The residence time distribution of the flotation columns was measured by the tracer injection technique (using saturated NaCl solution as tracer). The gas holdup and mean bubble size in the collection zone of the cleaner columns were estimated from the pressure difference and the drift flux techniques, respectively. The froth recovery was quantified by measuring the concentrate mass flow rate at different froth depths and extrapolation to the zero froth depth. The cleaner circuit was sampled five times, of which three times were used for calibration and two times for validation of the models. The mass flow rate, copper content and size distribution of the cleaner columns concentrate and tailings were accurately predicted using the simulation models. Increasing the number of operating cleaner columns improved the copper recovery (from 45.67% to 54.64%) at the expense of a reduction in the final concentrate (from 26.17% to 24.22%). The number of recleaner stages in all cases improved the the final concentrate (from 26.17% to 36.99% in the circuit with 2 cleaners and from 24.22% to 36.13% in the circuit with 3 cleaners). Increasing the feed slurry solids concentration reduced the sizebysize fractional copper recovery of the cleaner columns. Increasing the feed slurry solids concentration reduced the cleaner columns copper recovery in all size fractions. The best configuration of the cleaner and recleaner flotation columns was proposed.