چکیده طرح

گیلسونیت یک هیدروکربن طبیعی است. از لحاظ ظاهر فیزیکی و شیمیایی شبیه زغال (سوخت فسیلی) و قیر (محصول نفتی) است. اختلاف عمده آن با زغال، خاصیت نرم بودن و ذوب شدن، قبل از سوختن می باشد و اختلاف اصلی آن با قیر، سخت بودن و خواص مولکول های قطبی اش است که به آن خاصیت دیسپرس کنندگی می دهد. در این گزارش به بررسی استفاده از گیلسونیت در صنایع رنگ، رزین، جوهر، حفاری چاه های نفت (سیمانی کردن چاه ها)، گل حفاری، ماسه ریخته گری، آسفالت، عایق کاری و صنایع شیمیایی پرداخته شده است. طبق تحقیقات و مطالعات میکروسکوپی صورت گرفته عمده ناخالصی نمونه، تحت عنوان خاکستر، شامل ناخالصی هایی از قبیل گچ، دولومیت، کربنات کلسیم، سیلیس و قطعات شیلی، رسی می باشد. گوگرد نمونه ناشی از ژیپس، پیریت مارکاسیت و گوگرد آلی است. با بررسی های صورت گرفته، درجه آزادی نمونه 110 میکرون بدست آمد. بررسی جدایش به روشهای مختلف از جمله روش های ثقلی، فلوتاسیون و انحلال استفاده شد. جدایش در محیط محلول سنگین در مخصوص های 4/1، 3/1، 2/1، 1/1 با دانه بندی 2360-250 میکرون، انجام گرفت که با توجه به این آزمایشات اگر جرم مخصوص جدایش cm3/g2/1 انتخاب شود، محصولی با 8/72 درصد بازیابی و 26/8 درصد خاکستر بدست خواهد آمد.
آزمایشات میز در شرایط مختلف درصد جامد، شیب، دبی آب شستشو و فرکانس نوسانات، با دانه بندی 105 تا 1000 میکرون، صورت گرفت. در این آزمایشات با کم کردن دبی آب شستشو عملیات بهتر انجام می گیرد. بهترین نتایج، بازیابی 60 درصد با 17/6 درصد خاکستر و بازیابی 15/71 درصد با 01/8 درصد خاکستر است.
آزمایشات جیگ با فرکانس و دبی های مختلف با دانه بندی 35/3 تا 19 میلی متر صورت گرفت که عیار و بازیابی 71 درصد و درصد خاکستر 24/8 بهترین نتیجه را نشان می دهد.
آزمایشات مارپیچ همفری هم در درصد جامدهای مختلف با دانه بندی 105 تا 1000 میکرون، صورت رفت که بهترین آزمایش در درصد جامد 12 درصد، بازیابی 4/82 درصد با درصد خاکستر 44/7 صورت گرفت.
در آزمایشات فلوتاسیون، متناسب با متغیرهای موثر در آزمایشات فلوتاسیون تعداد 27 آزمایش فلوتاسیون در شرایط مختلف در محدوده دانه بندی بین (75+، 250-) میکرون انجام شد. در آزمایشات به روش فلوتاسیون با استفاده از مواد شیمیایی مختلف و مصرف فعال کننده در مقادیر مختلف بررسی شد. در این روش چند آزمایش با استفاده از بازداشت کننده ها، کلکتور و کف ساز و چند آزمایش صرفاً با استفاده از کلکتورهای ساده (گازوئیل و روغن کاج) نتایج مطلوب داشته اند. برای ارزیابی بهتر، تعدادی آزمایش کلینر و ری کلینر انجام شد که در نهایت با انجام آزمایشات فلوتاسیون و استفاده از بازداشت کننده ها با غلظت بالا و خوراک با خاکستر 9/9 درصد، به بازیابی 8/75 و درصد خاکستر 31/6 و بدون استفاده از بازداشت کننده ها به بازیابی 6/79 و درصد خاکستر 1/7 می توان رسید که حالت دوم با توجه به عدم مصرف مواد شیمیایی مطلوب تر به نظر می رسد.
در آزمایشات انحلال، کمترین مقدار خاکستر در کروزبن با 95/5 درصد و بازیابی گیلسونیت 1/39 درصد است. بیشترین بازیابی مربوط به تتراکلرومتان با بازیابی 3/61 درصد و51/7 درصد خاکستر می باشد. انحلال به دلیل اینکه اولاً، درصد بالایی از گیلسونیت را در حلال حل نمی کند و ثانیاً علاوه بر حل شدن گیلسونیت در حلال، ناخالصی ها را هم در حلال حل می کند، نمی توان روش مطلوبی در نظر گرفت.
آزمایشات انجام شده با استفاده از مارپیچ و میز نتایج مطلوب داشته اند. نظر به اینکه ظرفیت جدایش با واسطه سنگین و دقت جدایش آن بیشتر و بهتر از جدایش با دستگاه های جدایش مارپیچ همفری، میز و جیگ می باشد. از طرفی، معمولاً نتایج جدایش واسطه سنگین و محصول تولید شده در صنعت مطابقت دارد. در حالیکه در مارپیچ، جیگ و میز علاوه بر تولید کنسانتره محصول میانی نیز تولید می شود. جهت اطمینان به نتایج آزمایشات، بازیابی محصول واسطه سنگین به عنوان معیار برای ارزیابی فنی و اقتصادی قرار گرفت. بنابراین به منظور فراوری این ماده معدنی، می توان از روش واسطه سنگین و فلوتاسیون استفاده کرد، بدین ترتیب که گیلسونیت بعد از خردایش توسط سنگ شکن فکی، به منظور خردایش ثانویه وارد سنگ شکن استوانه ای می گردد. محصول خروجی سنگ شکن استوانه ای توسط یک سرند 40 مش (425 میکرون)، دانه بندی شده، سرریز سرند وارد سیستم واسطه سنگین و ته ریز، وارد سیستم فلوتاسیون می شود که حدود 30 درصد ذرات وارد سیستم فلوتاسیون و 70 درصد ذرات وارد سیستم واسطه سنگین می شوند. قسمت غوطه ور واسطه سنگین وارد یک آسیای گلوله ای شده و سپس وارد سیستم فلوتاسیون می گردد. با توجه به آزمایشات انجام شده عیار و بازیابی در محصول واسطه سنگین با وزن مخصوص cm3/g2/1، 8/82 درصد و عیار 26/8 درصد خاکستر می باشد و در محصول فلوتاسیون نیز بازیابی 80 درصد و عیار 1/7 درصد خاکستر می باشد که در نهایت 24 درصد ماده اولیه به عنوان محصولی با عیار 1/7 درصد خاکستر و 96/50 درصد ماده اولیه به عنوان محصولی با عیار 26/8 درصد خاکستر بدست خواهد آمد.
ارزیابی کلی فنی و اقتصادی نشان می دهد که از حدود 50 هزار تن گیلسونیت استخراج شده از معدن با خاکستر 20-25 درصد می توان حدود 30 هزار تن کنسانتره با خاکستر حدود 8 درصد تولید کرد. نتایج اولیه اقتصادی این ارزیابی مثبت است ولی توصیه می شود، چنانچه تصمیم به ادامه این بررسی ها و احداث واحد صنعتی گرفته شود، بعد از پیشنهاد اعلام شده زیر مجدداً ارزیابی فنی و اقتصادی صورت گیرد.
با توجه به تنوع خوراک معادن مختلف و محدودیت سقف رقم قرارداد، انجام آزمایشها برای تمام خوراکهای معادن مختلف، بطور کامل مقدور نبود بنابراین با توجه به تنوع دستگاه های آزمایشگاهی و تعداد محصولات و بالطبع آنالیز شیمیایی لازم برای ارزیابی نتایج آنها، یک معدن که تولید محصول مناسب از آن بنظر عملی تر بود، انتخاب و بررسی های لازم صورت گرفت. بنابراین پیشنهاد می شود:
1- مطالعات در مقیاس آزمایشگاهی برای معادن مختلف با درصد خاکسترهای متفاوت
2- مطالعه در مقیاس نیمه صنعتی بر روی معدن کار شده (معدن گل مرجان کرمانشاه) به روشهای مختلف ثقلی، شامل واسطه سنگین، میز، مارپیچ و فلوتاسیون و ارزیابی فنی و اقتصادی نتایج حاصله
3- مطالعه بر روی محصول تولید شده معدن گل مرجان و یا محصول بدست آمده از مطالعات خوراک دیگر معادن در زمینه های مختلف کاربرد در صنعت