واحدهای بوکسیت و آهک
مقدمه
تولید آلومینا از بوکسیت رایج ترین روش تولید آلومینیوم می باشد و امروزه بیش از 95 درصد آلومینای مورد نیاز از بوکسیت تولید می شود. کانسار بوکسیت جاجرم بزرگترین ذخیره شناخته شده بوکسیت در ایران است این کانسار اولین بار در سال 47 شناسایی شد.نمونه برداری های انجام شده در سال های 1349 و1351 نشان داد که بوکسیت جاجرم دارای ارزش اقتصادی و به عنوان ماده اولیه تولید آلومینا قابل استفاده و بهره برداری است. عملیات اکتشافی آن از سال 1362 آغاز گردیده و ذخیره شناخته شده در آن حدود 20 میلیون تن برآورد گردیده است.میزان تولید سالیانه معدن در طول دوره بهره برداری جهت تامین خوراک 795 هزار تن در نظر گرفته شده است که ابتدا در طول دوره آماده سازی حدود 1250 هزار تن بوکسیت تولید خواهد داشت.
موقعیت جغرافیایی معدن آهک:
معدن آهک با تولید سالیانه 500 هزار تن برای تغذیه کارخانه در نظر گرفته شده است. این معدن در شمال شرق ایران در رشته کوه زیر کهر در 15 کیلومتری شمال شهرستان جاجرم می باشد. شهر جاجرم در شمال غربی استان خراسان و در 125 کیلومتری جنوب غرب بجنورد و در 160 کیلومتری شمال غرب سبزوار و در 125 کیلومتری شمال شرق شاهرود قرار گرفته است و کوه زو واقع در 15 کیلومتری شمال شرق جاجرم با عرض جغرافیایی 22 و 37 شمالی و طول 35 و65 شرقی قرار دارد.
عملیات آماده سازی و بازگشایی معدن آهک به شرح زیر است:
احداث راه دسترسی آسفالته از واحد خردایش تا معدن آهک به طول 450 متر و عرض 10 متر و احداث راه شوسه دسترسی به کار معدن آهک به طول 950 متر و عرض 12 متر و ایجاد فضای دسترسی و احداث اولین پله استخراج. وزن این فعالیت در مجموع فعالیت های معدن 4/3 درصد است. مصرف آهک در خط تولید حدود 350 هزار تن است با توجه به اتلاف سنگ در مراحل سنگ شکنی و استخراج سالانه باید 580 هزار تن سنگ آهک از معدن استخراج شود.
فرآیند کلی کارخانه استحصال هیدرات آلومینیوم از بوکسیت :
این روند توسط ترکیب آهک و بوکسیت استخراج شده از معادن پس از طی مراحل خردایش و سودی که توسط خطوط راه آهن از مبادی تولید به محل کارخانه حمل می شود درون آسیاب انجام می گردد در مراحل مختلف انحلال هیدرات در سود حل می شود و با اضافه کردن ذرات هیدرات عمل ترسیب انجام می گردد و بعد از مراحل فیلتراسیون و جدایش سود در مرحله ی پایانی بسته بندی و به عنوان محصول نهایی به فروش می رسد و گل قرمز به عنوان باطله در مخازن جدا کننده ته نشین و بعد از فیلتراسیون در سد باطله دپو می شود.
سنگ شناسی بوکسیت:
بوکسیت سنگ معدن اصلی آلومینیوم است که تشکیل آن در شرایط خاص هوازدگی صورت می گیرد و ذخایر آن معمولا در سطح یا اعماق کم متمرکز می شود . عنصر آلومینیوم اگرچه فراوان ترین فلز پوسته ی زمین و از نظر فراوانی عناصر سومین عنصر موجود در طبیعت است ولی ترکیب آن با عناصر دیگر به صورت پیچیده ای است از این رو استخراج آن از کانی های آلومینیوم مشکل و بدون صرفه است این عنصر تشکیل دهنده اصلی تمام رس ها خاک ها و سیلیکات های معمولی سنگ ها است.بوکسیت در گذشته به کانی اکسید آلومینیوم آبدار با فرمول 2H2O و AL2O3 اتلاق می شد اما اکنون چه در کانی شناسی وچه در صنعت به مجموعه ای از اکسیدهای آلومینیوم آبدار با نسبت های متفاوت آلومینیوم گفته می شود .به طور کلی بوکسیت در صورتی از نظر اقتصادی مناسب برای بهره برداری است که دارای حداقل50 درصد آلومینیوم و کمتر از 6 درصد سیلیس باشد . معمولا بوکسیت حاوی اکسید آهن سه ظرفیتی است که مقدار آن در ذخایر بوکسیت حدود 10 درصد است و این ذخایر ممکن است تا 4درصد اکسید تیتان داشته باشد.از نظر چگونگی تشکیل بوکسیت در شرایط خاص هوازدگی که مخصوص مناطق گرم است شکل می گیرد و محصولی از انباشته شدن سیلیکات های آلومینیوم تجزیه شده در سنگ هایی است که حاوی کوارتز آزاد کم هستند به این ترتیب که در این سنگ ها معمولا سیلیکاتها شکسته شده و سیلیس و قسمتی از آهن آزاد شده به صورت اکسید آلومینیوم همراه با تیتان و مقادیری از اکسید آهن (گاهی اکسید منگنز) و مقداری سیلیس به صورت محصول نهایی بر جای می ماند بعضی از زمین شناسان معتقدند که باکتری ها در انجام این واکنش ها نقش موثری دارند به هر حال برای تشکیل ذخایر بوکسیت این شرایط لازم است :
الف-وجود آب و هوای گرم و معتدل مرطوب درجه حرارت مناسب برای انجام واکنش های مختلف به منظور تشکیل بوکسیت بیش از 20 درجه سانتیگراد است . از طرفی افزایش رطوبت منطقه نیز سبب تمرکز گاز کربنیک بیشتر در سطح و در نتیجه شرایط مناسب برای هوازدگی است.ب-وجود سنگ هایی که تحت شرایط آب وهوایی مناسب تولید کننده بوکسیت باشند این سنگ ها مشتمل بر گروهی که حاوی سیلیکات های آلومینیوم نسبتا زیاد وآهن وکوارتز کم باشد.ج-وجود عوامل مناسب برای شکستن سیلیکات ها وانحلال سیلیس .د- وجود شرایط مناسب در سطح به طوری که ریزش های جوی به آرامی در زمین فرو روند. غالب مناطقی که برای ذخایر بوکسیت مناسب تشخیص داده شده اند مناطقی با شیب کم یا سطوح فرسایشی موجی و بالاخره دگر شیبی هایی با شیب ملایم باشند . در چنین سطوحی جریان آب به کندی صورت می گیرد و فرو رفتن آن نیز به آرامی و در طول زمان انجام می شود .ه-وجود شرایط مناسب در زیر زمین برای خروج محلول های حاوی باطله های حاصل از انجام واکنش ها .اگر شرایط زیر زمینی طوری باشد که آب نتواند جریان یافته از محیط خارج شود عمل دگرسانی و تغییر و تبدیل مواد و تشکیل بوکسیت به انجام نمی رسد . ضمن آنکه تداوم این روند در صورت وجود شرایط مناسب دخالت زیادی در مقدار ذخیره دارد . به عبارت دیگر برای تشکیل ذخایر بزرگ زمان طولانی زمین شناسی و تداوم شرایط مناسب ضروری است وپس از تشکیل بوکسیت نیز باید شرایط به گونه ای فراهم شود که ماده معدنی باقی بماند.
کانی شناسی بوکسیت:
کانی های اصلی تشکیل دهنده بوکسیت عبارتند از: دیاسپور ، بوهمیت ، هیدراژیلیت.
الف)بوهمیت و دیاسپور : این دو کانی اکسی هیدروکسید آلومینیوم هستند. از نظر ساختار بلورین این دو کانی با یکدیگر تفاوت دارند . فرم بلوری بوهمیت درشت بسیار کمیاب ولی اغلب به صورت اجتماع بسیار ریز ورقه ای یافت می شود . بلورهای دیاسپور به صورت لوح های کوچک و اجتماع بلوری ورقه ای تا ویز فلسی است . بوهمیت به رنگ سفید است ولی به علت وجود نا خالصی های همراه به رنگهای زرد یا قهوه ای نیز دیده می شود.دیاسپور نیز به رنگ های زرد تا قهوه ای یافت می گردد شناخت این دو کانی معمولا بسیار دشوار و به طور عمده می توان آنها را از طریق میکروسکوپی یا مطالعات اشعه X تشخیص داد وزن مخصوص بوهمیت 01/3 تا 06/3 و وزن مخصوص دیاسپور 3/3 سختی بوهمیت 5/3 و سختی دیاسپور 6 تا 17 است.ب)هیدراژیلت : به رنگ سفید نقره ای تا سفید متمایل به زرد یا قهوه ای یا قرمز است . سختی 5/2 تا 5/3 دارد و دارای وزن مخصوص 35/2 است. هیدراژیلت به طور عمده بر اثر هوازدگی این نوع سنگ ها لاتریت می باشد . این خاک ها حاوی مقدار زیادی هیدراژلیت و مقدار کمی نیز نا خالصی هایی از کوارتز Sio2 ، اکسید آهن Fe2o3 هماتیت ، دی اکسید تیتانیوم Tio2رو تیل یا مقداری کائولینیت هستند به این نوع خاک ها بوکسیت یا بوکسیت لا تریتی می گویند.کانی ها تشکیل دهنده ی بوکسیت جاجرم به شرح زیر تقسیم بندی شده است:
1.کانی های آلومینیوم دار شامل :دیاسپور به طور عمده همراه با مقدار کمی بوهمیت
2.کانی های آهن دار شامل: هماتیت و به مقدار کمی گوتیت ، مقداری آهن در ترکیب شاموزیت.
3.کانی های رسی شامل:کائولینیت ، یا کانی های مشابه آن مانند ایلمنیت است که به سیلیس فعال موسوم است.
4.شامل کانی های :آناتاز ، روتیل ، کربناتها ، کوارتز ، ژیپس.
فرآیند آماده سازی:
شیوه استخراج در بوکسیت به صورت پلکانی و روباز است و چون لایه های بوکسیت شیب دار به سمت عمق است به همین خاطر پله های احداث شده در معدن بوکسیت دارای شیب 35 تا 45 درجه هستند و شیب پله های در باطله 75 درجه است. ارتفاع پله ها 5 متر است و باید این نکته را هم در نظر گرفت که ارتفاع حقیقی 5 متر است و همچنین ارتفاع ظاهری 5/3 متر است.در بوکسیت جاجرم گسل هایی بزرگ وجود دارد که آینه گسل آنها به وضوح دیده می شود این گسل ها گاه لایه را تا حدود 10 تا 20 متر جابجا کرده و در مواقعی لایه ها را به هم ریخته یا لایه ها را با هم مخلوط کرده است. طرز استخراج در معدن بوکسیت جاجرم به این صورت است که ابتدا توسط دریل واگن چال هارا حفر می کنند سپس آنها را خرج گذاری کرده عمل انفجار را انجام می دهند پس از انفجار سنگ خرد شده را توسط لودر بارگیری کرده و با کامیون به کارخانه ارسال می کنند.
بار اولیه توسط کامیون به داخل مخزن اولیه که در زیر آن نوار نقاله ای قرار دارد که سنگ ها را به داخل سنگ شکن اولیه هدایت می کند.در این بخش سنگ شکن فکی و سنگ شکن ضربه ای وجود دارد . سنگ شکن فکی متشکل از یک فک ثابت و یک فک متحرک است که به وسیله یک الکترو موتور به حرکت در آمده و عمل خردایش انجام می شود .بار اولیه به سنگ شکن فکی وارد و با ابعاد حدود 5 سانتی متر خارج می شود و توسط نوار نقاله به بخش دوم منتقل می شود در مسیر این نوار دو جداکننده الکتریکی و مغناطیسی از نوع نوار متقاطع می باشد که وظیفه جدا کردن ناخالصی های فلزی را بر عهده دارد در مرحله بعد یک جدا کننده الکتریکی قرار دارد که قطعات فلزی که از جدا کننده اول می گذرد در این بخش جذب می شود در کنار این نوار نقاله یک کارگر قرار می گیرد و زمانی که سنسور عبور و جذب نشدن را اعلام کند کارگر خط را متوقف کرده و قطعه ی فلزی را جدا می کند در مرحله ی بعد مواد از روی نوار به داخل سرند با شبکه های دایره ای به شعاع 2 سانتی متر ریخته می شود تا مواد با دانه بندی مناسب وارد سنگ شکن چکشی شود و ما بقی به داخل آسیاب فکی باز می گردد نوع حرکت سرند از نوع دورانی است سنگ شکن دوم دارای 40 چکش 70 کیلو گرمی به شکل + که چکش ها در انتهای هر شاخه قرار دارد مواد بعد از خردایش و رسیدن به ابعاد مناسب از سرند زیر سنگ شکن تخلیه و به وسیله ی نوار به بخش بعدی حمل می گردد. در مسیر نوار غبار گیری وجود دارد که وظیفه ی گرفتن غبار حاصل از سنگ شکنی را بر عهده دارد این غبار گیر غبار های دریافتی را بر روی یکی از نوارهای نقاله منتقل می کند .نوارهای نقاله مواد خردایش شده را به این بخش منتقل می کند این مواد بر روی دو نوار نقاله ی ثابت می ریزد و از آنها بر روی دو نوار کالسکه ای که امکان حرکت بر روی تمام قسمت های دپو را دارد وتوسط موتور هایی که بر روی آنها قرار گرفته که به وسیله ی جمع کردن کابل های متصل به انتهای مسیر حرکت می کند ، ریخته می شوند که این نوارها مواد را به داخل 6 سیلو تخلیه می کند. مواد می توانند توسط scraper بارگیری شوندscraper بخشی را که قصد استفاده از آن را داریم تخلیه می کند scraper از قسمت بالای دپو برداشت می کند و در چهار وضعیت یک تا یک چهارم می تواند از تمام طول دپو برداشت کند ، مواد برداشت شده بر روی نوار نقاله ای که در جلوی دپو قرار دارد ریخته می شود و توسط یک نوار زیر زمینی به مرحله ی بعد منتقل می شود.در این بخش مواد خردایش شده توسط نوار به داخل یک مخزن اولیه می ریزد که در قسمت پایین توسط یک لوله ی خروجی به داخل آسیاب وارد می سود این بخش شامل سه آسیاب ، که دو آسیاب فعال و یکی از آنها به عنوان رزرو است . علاوه بر بوکسیت ، سود نیز از دو تانکر جانبی واقع در واحد و آهک از مرحله قبل به داخل آسیاب وارد می شود آسیاب ها از نوع گلوله ای که متشکل از سه بخش که بعد از این مرحله ترکیب مواد به صورت گل آب به مرحله ی بعد منتقل می شود.
سنگ شناسی آهک:
سنگ آهک سنگی است رسوبی با ترکیب شیمیایی CaCo3 درجه سختی حدود 3 در جدول موهس و وزن مخصوص 7/2 گرم بر سانتی متر مکعب کلسیت تنها کانی اصلی تشکیل دهنده سنگ آهک است.سنگ آهک همواره با مقادیری کربنات منیزیم ، سیلیس ، مس و غیره همراه است ، سنگ آهک ممکن است تماما از بلورهای کلسیت تشکیل شده باشد که در این حالت به آن میکریت گفته می شود و یا ممکن است از تکه های مختلف به نام آلوکم تشکیل شده باشد که توسط سیمانی از بلورهای درشت و ریز کلسیت به هم پیوسته شده باشد. قطعات آلوکم ممکن است از ذرات و تکه های خرد شده ، رسوبات آهکی پیشین یا قطعات آهکی پوسته جانوران تشکیل شده باشد ، در شرایطی که بیشتر از عناصر سازنده آهکی پیوسته یا صدف خیس باشد این سنگ در اصلاح لوماشن نامیده می شود .از گونه های دیگر سنگ آهک ها آراگونیت و تراورتن است که در اثر کارائی چشمه های آب گرم به وجود می آید ، اگر افت دمای آب چشمه ها کند باشد آراگونیت به وجود می آید و اگر این افت دما بر تندی صورت گیرد ، تراورتن تشکیل می شود . در ایران به سنگ آراگونیت ، مرمر می گویند و نام تجارتی انواع رنگی آن انیکس است.
به طور کلی در طبیعت دو نوع سنگ آهک وجود دارد
1.سنگ آهک با کلسیم زیاد ( High calcium lime stone) که دارای حدود 5/0 تا 2 درصد اکسید منیزیم است
2.سنگ آهک دولومیتی (Dolomitic lime stone) که ممکن است از نسبت های مختلف آهک و دولومیت تشکیل شده باشد.
آهک
آهک بر اساس خواص فیزیکی و شیمیایی بر سه نوع زیر است :
1.سنگ آهک CaCo3(Lime stone) خرد شده به ذرات ریز و دانه بندی شده.
2.آهک زنده Cao(Calsineel lime stone) یا آهک بنایی که از پختن(کلسیناسیون) سنگ آهک بدست می آید
3.آهک شکفته (Ca(oH)2) یا آهک هیدراته (Hyclratecl lime) که از ترکیب آهک زنده با آب تهیه می گردد
سنگ آهک با کلسیم زیاد وقتی کاملا کلسینه می شود در شرایطی که 100 درصد ترکیب سنگ از کربنات کلسیم فرض شود 44 درصد از وزن را به دلیل متصاعد شدن Co2 از دست می دهد تبدیل به آهک زنده می شود
Ca3Ca+Q Cao+Co2
100 600-1000c 56 44
از آنجایی که آهک زنده (Quick lime) میل شدیدی به جذب رطوبت و Co2 موجود در هوا دارد باید آن را پیش از کاربرد دور از رطوبت و هوا نگه داشت و چند هفته پس از تولید آن را به مصرف رساند نوع پایدار و تجارتی آهک که با افزودن آب به آهک زنده تهیه می گردد ، آهک شکفته (Hyclratecl lime) نامیده می شود که پس از آب گرفتن به صورت ذرات ریز خرد شده و یا به صورت پودر در می آورد این فرآورده سپس در پاکت بسته بندی و به بازار مصرف عرضه می شود که بدین صورت می توان آن را بیشتر از آهک زنده در انبار نگهداشت .
Cao+H2o Ca(oH)2+Q
65 18 75 275 cal/gr
به طور کلی آهک بر حسب نوع مصرف به صورت سنگ آهک خرد شده و دانه بندی شده آهک شکفته به بازار عرضه می شود.
کانی شناسی آهک:
کانی اصلی تشکیل دهنده سنگ آهک کربنات کلسیم (Calcite) و ناخالص های آن ، سیلیس (Sio2) اکسید آهن (Fe2o3) ، اکسید منیزیم (Mgo) ، اکسید آلومینیوم (Al2o3) می باشد. سنگ آهکی که برای تولید آهک یا شیر آهک بکار می رود باید دارای حداقل ناخالصی ها و از لحاظ ساختمانی کریستالی (structur) ریز دانه بوده و از لحاظ مکانیکی استحکام لازم را داشته باشد.
فرآیند آماده سازی:
طرح تولید آلومینا جهت فرآیند تولید نیاز سنگ آهک خرد شده در اندازه ی 140-30 میلی متر دارد . تا در کوره های پخت تبدیل به آهک شود ، قسمتی از این آهک ها به طور مستقیم در فرآیند تولید مصرف و قسمت دیگر جهت سود یابی از گل قرمز تبدیل به شیر آهک می شود. برای تولید سنگ آهک دانه بندی شده فوق معادن واقع در دامنه شمالی رشته کوه های شمال غرب به فاصله 10 کیلومتری از کارخانه انتخاب گردیده است.سنگ آهک استخراج شده از معادن مذکور در تاسیسات خردایش ودانه بندی که در مجاورت معدن مستقر می گردند سنگ شکنی و دانه بندی شده و سنگ آهک در اندازه های مورد نیاز توسط کامیون به محل کارخانه حمل می گردد. سنگ آهک خرد شده زیر 30 میلی متر جهت عدم استفاده آن در کوره های ایستاده پخت آهک ، در محل تاسیسات خردایش نگهداری و در صورت وجود کاربرد برای کارهای ساختمانی مصرف خواهد شد و در صورت عدم مصارف ساختمانی توسط بلدوزر در کامیون به محوطه ای دور از تاسیسات خردایش منتقل خواهد شد. سنگ آهک خرد شده در اندازه 70-30 میلی متر و160-70 میلی متر در محل کارخانه در مجاورت واحد کوره های پخت آهک در انبار های جداگانه (در مجاورت یکدیگر) ذخیره شده و توسط سیستم انتقال سنگ بر حسب روند تولید واحد پخت آهک به آن واحد تغذیه خواهد شد.
مصرف آهک در کارخانه:
آهک در بخش های مختلف تکنولوژی تولید آلومینا از جمله انحلال بهتر بوکسیت در سود و همچنین بازیابی سود از گل قرمز (Mudred) مصرف می شود. این ماده به صورت پودر (آهک زنده) در واحد آسیاب تر و به صورت شیر آهک (آهک شکفته Ca(oH)2) در واحدهای جدا سازی محلول آلومینا از گل قرمز و فیلتراسیون و شستشوی گل قرمز مصرف می شود. واحدهای خردایش ، ذخیره سازی و انتقال ، پخت و تهیه شیر آهک در تکنولوژی تولید آلومینا در کارخانه جاجرم منظور شده است .نقش آهک در انحلال بوکسیت : افزودن آهک به هنگام انحلال اتوکلاوی بوکسیت های دیاسپوری –بوهمیتی سبب تسریع و بهبود بخشیدن هیدروکسیدهای آلومینیوم می گردد . برای انحلال بوکسیت جاجرم در دمای 260 و280 درجه سانتی گراد در لوله های انحلال حدود 10 درصد آهک افزوده می شود. نقش آهک در بازیابی آهک از گل قرمز : به خاطر تغییرات زیاد در کانی های سیلیکاته و همچنین به خاطر فعالیت شاموزیت درذخیره مواد بازیابی سود از گل قرمز یکی از موارد در این تکنولوژی است. شرایط مناسب جهت بازیابی سود از گل قرمز به قرار زیر است:دما 100درجه سانتی گراد است.سنگ آهک پس از استخراج از معدن خردایش و دانه بندی و سپس ذخیره سازی می شود این سنگ آهک در کوره ایستاده پخت می شود. شیر آهک باید حدود 170 گرم Cao در هر بسته باشد.
ترکیب آهک مورد نیاز عبارتست از:Cao-52%,Al2o3-1%,Cao-95%,Sio2-2%,FeoFe2o3-1%
فرآیند کار این مجموعه از دو بخش
1.تاسیسات وتجهیزات خردایش ودانه بندی سنگ آهک
موقعیت انتخاب شده برای استقرار تجهیزات خردایش دانه بندی سنگ آهک در دامنه جنوبی ارتفاعات شمال غرب مجتمع قرار گرفته است. جهت استفاده بهینه از شیب طبیعی محل واحد خردایش و کم نبودن حجم عملیات خاکبرداری کاهش طول نوار نقاله آرایش تجهیزات این واحد در شیب 20درصد در نظر گرفته شده است.
سنگ استخراج شده از معدن حداکثر با ابعاد 800 میلی متر توسط کامیون های 30 تنی به محوطه ی خردایش منتقل شده در محفظه تغذیه ی سنگ شکن اولیه تخلیه می شود ، تغذیه کننده ی لرزه ای مجهز به گریزلی که سرعت و دامنه آن قابل کنترل است سنگ ورودی را به سنگ شکن اولیه تغذیه می نماید.
تنظیم اولیه دانه خروجی روی 160 میلی متر منظور می گردد تا حداکثر ابعاد خروجی از سنگ شکن240 میلی متر باشند (28% بالای160 میلی متر ) قطعات بالاتر از 160 میلی متر از خروجی سنگ شکنی اولیه روی طبقه بالایی سرند 03-cl-01 جدا شده و به سنگ شکن ثانویه 03-c-02 انتقال می یابد.تنظیم اولیه دهانه ی خروجی سنگ شکن ثانویه روی 100 میلی متر منظور می گردد تا سنگ های خروجی آن با ابعاد بالاتر از 160 میلی متر نداشته باشد. خروجی این سنگ شکن به طبقه اول سرند 03-cl-02 برگشت داده می شود با خروجی سنگ شکن اولیه مخلوط می گردد.سنگ آهک در ابعاد 160-70 میلی متر از روی طبقه دوم این سرند جدا شد.03-D-06 به محوطه ذخیره مربوطه با حجم حدود 650 متر مکعب منتقل می شود ، سنگ آهک در اندازه های زیر 70 میلی متر از سرند یک طبق 03-cl-02عبور می کند.سنگ آهک در اندازه های 70-30 میلی متر آن روی سرند جدا شده و توسط نوار نقاله 03-D-09 به محوطه ی ذخیره با حجم 570 متر مکعب منتقل می شود .سنگ آهک در اندازه های زیر 30 میلی متر زیر سرند 03-cl-02 توسط تسمه ی نقاله 03-D-15 به محوطه ی ذخیره مربوطه منتقل می گردد.سنگ آهک در اندازه های 160-70 و 70-30 به کامیون های انتقال بارگیری شده و به محل مجتمع حمل می گردد. برنامه ریزی انتقال به شکلی تنظیم شده است که سنگ آهک در اندازه ی100-70 میلی متر طی دو روز متوالی و سنگ آهک در اندازه 70-30 در روز سوم انتقال یابد وسیکل انتقال به همین ترتیب تکرار می شود ،سنگ آهک زیر 30 میلی متر بر حسب نیاز مورد مصرف در محوطه ای دورتر از تاسیسات خردایش انبار می شود .با توجه به ظرفیت های تجهیزات و مشخصات سنگ شکن ها و نسبت وزنی سنگ آهک در اندازه های 100-70 و 70-30 نسبت به مجموع آنها به ترتیب 69 درصد و31 درصد و مقدار سنگ آهک زیر 30 میلی متر به نسبت مقدار سنگ آهک ورودی به سیستم خردایش حدود31 درصد می باشد.
تاسیسات و تجهیزات قسمت انباشت و برداشت سنگ آهک:
محفظه ی تخلیه کامیون ها 03-Y-02 روی لبه های دیوار بتنی فضای تعبیه شده قرار خواهد گرفت و تغذیه کننده لرزشی 03c-D-11 و نوار نقاله های 03-D-09 و03-D-10 سنگ آهک گسسته را از زیر محفظه مذکور به بالای محوطه انبار منتقل خواهد شد.سنگ آهک در اندازه های 160-70 و70-30 میلی متر در مجاورت یکدیگر که به وسیله یک دیوار حائل بتنی از هم جدا می شوند در محوطه ای به طول 100 متر تا ارتفاع 14 متر انباشت می شود ، برای حرکت دستگاه ترپر (tripper) و نوار نقاله 03-D-10 در طول محوطه انبار یک گالری با سیستم سازه فنری طراحی شده که توسط پایه هائی با دهانه 25 متر در ارتفاع 16 متر از کف محوطه انبار مستقر خواهد شد ، دستگاه ترپر ( tripper) قادر خواهد بود که سنگ آهک را به طور هم سطح در تمامی طول انبار ذخیره می شود .برای برداشت از انبار 11دستگاه تغذیه کننده لرزشی 03-D-12 که در تونل بتنی زیر محوطه ی انبار تعیبه شد هر یک از دانه بندی سنگ آهک شکسته شده را بر حسب انتخاب به نوار 03-D-13 منتقل خواهد کرد و سپس به وسیله نوار نقاله 03-D-14 به دو عدد سیلوهای ذخیره آهک انتقال خواهد داد.
شیر آهک از طریق یک خط لوله به تانک های سود یابی از گل قرمز و همچنین برای فیلتراسیون کنترلی
ارسال می گردد. ظرفیت هر پمپ برای دستگاه شیر آهک ساز (limes liker) یا یک خط تولید شیر آهک کافی می باشد همچنین یک عدد پمپ 100% در حالت آماده به کار است .در داخل تانک های تکمیل کننده ی واکنش شیر آهک سازی (mataring tanks) یک همزن نصب شده است که در اثر همزدن مایع داخل تانک واحد شیر آهک سازی کامل می شود و به علت همین هم زدن مایع است که دانسیته یکنواخت و همگن در شیر آهک داخل تانک ها بوجود می آید. دانسیته ی شیر آهک به طور اتوماتیک در نقاط مخصوص پشت سر هر دستگاه شیر آهک ساز (lime slaker ) اندازه گیری و چک می شود در صورت نیاز شیر آهک هر تانک تکمیل شیر آهک سازی (matering tanks) تا حدود مناسب رقیق می شود . در قسمت پایین تانک تکمیل واکنش (matering tanks) 3 دریچه مجزا جهت تمیز کردن این تانک ها وجود دارد و بررسی کننده شیرها (check valve) تجهیز می شود. این شیرهای کنترل باید هر 8 ساعت در حالت مینیمم به منظور اجازه ی خروج دادن به شن های تغلیظ شده که درون کانال جمع آوری کننده بتنی ته نشین شده اند همچنین پمپاژ مجدد از چاله ها باز شوند
شن ها توسط یک پمپ گل غوطه ور 05-D-02 به شکل عقب گرد (back ward) به درون جداکننده ها مجددا پمپ می شوند و به محل باطله در واحد هدایت می شوند.
آهک مورد مصرف در کارخانه در واحد پخت سنگ آهک تهیه می شود این آهک به دو صورت شیر آهک Cao(oH)2 برای واحد های فیلتراسیون محلول آلومینات و شتشوی گل قرمز و فیلتر شدن آن و به صورت آهکCao برای انحلال بوکسیت در واحد آسیاب تر بوکسیت مورد مصرف قرار می گیرد.
سنگ آهک مورد نیاز در اندازه ی 160-30 میلی متر و دانه بندی آن در اندازه ی70-30 و 160-70 میلی متر به طور جدا گانه به وسیله کامیون به کارخانه آلومینای جاجرم حمل و در انبار به ظرفیت یک ماه مصرف کوره ها ذخیره می شود.
پخت سنگ آهک در دو کوره ی ثابت دو قلو (double shaft kiln) با ظرفیت حدود 380 تن در روز انجام شده و آهک به دست آمده در مکانی سر پوشیده انبار می گردد ، جهت استفاده بهینه از ظرفیت کوره ها ، پخت سنگ آهک با دانه بندی 70-30 در یک کوره و با دانه بندی 160-70در کوره دیگر انجام می شود زیرا ساختار این نوع کوره ها طوری است که نمی توان خوراک با اندازه های متفاوت مصرف کرد. جهت شارژ مداوم خوراک کوره دو عدد سیلوی سیمانی با ظرفیت کافی برای یک روز کار کوره در نظر گرفته شده است . این سیلوها مجهز به بالابر مخصوص (لرزاننده) جهت تخلیه مناسب و سیستم توزین بوده و مقدار سنگ آهک ورودی به کوره با سیستم کنترل اتوماتیک تامین می شود عملیات تغذیه کوره سنگ آهک از قبیل باز شدن در ورودی کوره به وسیله سیستم هیدرولیک انجام می شود سوخت کوره مازوت است آهک خروجی از کوره در اندازه 100-9 میلی متر باشد که در سنگ شکن های موجود در معدن خرد می شود. ظرفیت کوره برای سنگ آهک در اندازه 70-30 میلی متر 240 تن در ساعت و برای
سنگ آهک در اندازه 160-70 میلی متر 310 تن در ساعت می باشد تعداد روز کاری در هفته 7 روز و هر روز شامل 3 شیفت کاری با 8 ساعت کار می باشد.
سنگ آهک در اندازه های تعیین شده از انبار به سیلوهای مربوطه که شامل دو عدد با ظرفیت هر یک 220 متر مکعب می باشد هدایت می کند این سیلو مجهز به دستگاه لرزاننده و شبکه جهت تخلیه مناسب و عبور سنگ آهک در اندازه مطلوب می باشد. هنگام بارگیری کوره مانع زیر سیلو برداشته می شود و سنگ آهک به کمک دستگاه لرزاننده
از شبکه ی فولادی عبور کرده و دانه های زیر 20 میلی متر از آن جدا شده و در محل انبار می گردد تا بعدا به خارج از محیط کارخانه حمل شود. سنگ آهک با دانه بندی مطلوب پس از عبور از روی شبکه ی فولادی وارد مخزن توزین می شود زمانیکه سنگ آهک با اندازه ی لازم وارد مخزن شد مانع زیر سیلو بسته می شود.
کوره ی پخت آهک خود دارای بالابری است که سنگ آهک را از مخزن توزین به قسمت بالای کوره حمل می کند و به آن شارژ می نماید. هنگامی که این بالابر به پایین ترین نقطه ی تعیین شده رسید قسمت تحتانی مخزن توزین و دهانه ی بالابر به طور اتوماتیک باز شده و سنگ آهک وارد بالابر می شود پس از تخلیه کامل قسمت تحتانی مخزن توزین و دهانه بالابر بسته شده و مخزن توزین جهت بارگیری مجدد آماده و بالابر به طرف انتهای کوره حرکت می کند ، زمانیکه بالابر به انتهای کوره رسید سیستم اتوماتیک دهانه ی کوره و بالابر باز شده و سنگ آهک به کوره تخلیه می شود پس از تخلیه کامل دهانه ی کوره و بالابر بسته شده و بالابر به طرف ابتدای کوره حرکت می کند و به محض رسیدن به پایین ترین نقطه ی عمل بارگیری متوقف شده و عمل بارگیری مجدد آغاز می گردد.
این کار به صورت متناوب ادامه داشته و هر 12 دقیقه یکبار تکرار می شود بنابر این عمل شارژ سنگ آهک به کوره در هر ساعت 5 بار انجام می شود سنگ آهک ورودی به کوره ضمن عبور از طول کوره ابتدا پیش گرم شده سپس در درجه حرارت 1100 درجه سانتی گراد کلسینه می شود سنگ آهک کلسینه شده یا آهک تولید شده پس از سرد شدن به وسیله ی دمنده هایی که هوا را از قسمت پایین کوره به طرف بالا هدایت می کند به قسمت تخلیه کوره وارد و چون دمای آهک هنوز حدود 200 درجه سانتی گراد است این دما قابل تحمل برای نوارهای نقاله نمی باشد آهک به وسیله هوای تازه خنک می شود.
کوره ثابت عمودی دو قلو (double shaft kiln) شامل سیستم تغذیه هیدرولیک ، منطقه پیش گرمکن خوراک ، منطقه گرم یا کلسیناسیون ، قسمت خنک شدن مواد و قسمت تخلیه مواد می باشد. پس از تخلیه سنگ آهک از بالابر به مخزن بالای کوره مواد به طور متناوب به یکی از دو استوانه ها ی کوره وارد پیش گرم می شود لازم به ذکر است .
زمان ورود مواد به یکی از استوانه ها مشعل های این استوانه که شامل 19 عدد می باشد خاموش و مشعل های استوانه ی دیگر شروع به گرم کردن مواد می نماید . که هوای احتراق از این استوانه وارد استوانه ی در حال شارژ مواد شده و ضمن خروج از مجرای مربوطه ی مواد را پیش گرم می نماید این عمل به طور متناوب ادامه دارد. در یکی از از استوانه ها مثلا استوانه ی A به وسیله ی هوای ورودی L وسوخت H احتراق انجام و گاز ناشی از احتراق از استوانه B خارج و سنگ آهک را گرم می کند این مواد در حالی است که شارژ از استوانه B انجام می شود.
پس از 12 دقیقه احتراق در استوانه ی B با ورود هوای L` وسوخت H` انجام و گازهای ناشی از احتراق از مجرای خروجی استوانه خارج می شود در چنین حالتی سنگ آهک همزمان در دو استوانه ی کلسینه شده و پس از خنک شدن به وسیله ی هوای K کوره را ترک می کند.
آهک با اندازه های 140-5 میلیمتر از کوره های پخت آهک 04-H-01 و با نوارهای نقاله 04-D-04و04-D-05 از طریق هدایت کننده دو مسیر (flat slide closer)04-X-06 که همواره مواد از یکی از دو مسیر عبور می کند به درون سنگ شکن 05-C-01 انتقال می یابد . آهک در این سنگ شکن تا اندازه ی40-5 میلیمتر خرد می شود . در حین کار کوره های پخت آهک ، سنگ آهک نا پخته یا آهک با کیفیت پایین از نظر پخت از طریق این هدایت کننده در مسیر (flat slide closer) 04-X-06 به خارج از سنگ شکن ارسال می شود که می تواند مجدد در کوره های پخت آهک استفاده شود و با مواد باطله به خارج فرستاده شود.
آهک پخته شده توسط دستگاه بالابر (bucket-elecator) 05-D-01 نوار نقاله مارپیچی (worm conveger) 05-D-03 به یکی از دو نوار نقاله مارپیچ 05-D-04 و05-D-05 انتقال می یابد . از طریق حفره ها به یکی از چهار بونکر ذخیرهA,B,C,D 05-D-01 انتقال می یابد جنس این بونکرها از فولاد وحجم ذخیره ی هر کدام 200 متر مکعب می باشد . مجرای شیب دار تخلیه توسط دریچه الکتریکی که به صورت رفت و بر گشتی باز وبسته می شود ( flat slide closer ) 05-X-03 آهک از نوار نقاله های 05-D-04 و05-D-05 دریافت می کند و به داخل بونکر های A,B,C,D 03-D-01 تخلیه می نماید آهک توسط نوار نقاله ی مارپیچی 03-D-06 که از نوار نقاله ی مارپیچی 05-D-05 دریافت می شود مستقیم به واحد آسیاب تر بوکسیت ارسال می گردد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 33 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله آلومینای جاجرم
