پیاده سازی سیستم غبارنشان در کارخانه کنسانتره سنگ آهن

فرآیند تولید

فرآوری سنگ آهن یکی از مهمترین فرآیندهای زنجیره تولید فولاد است و براساس محصول تولیدی به دو دسته تولید سنگ آهن دانه بندی شده و تولید کنسانتره سنگ آهن تقسیم می شود.

تولید سنگ آهن دانه بندی عموماً بصورت خشک و بدون آب انجام می‌شود. خوراک آن سنگ آهن با عیار حدود 40-50 درصد و محصول نیز سنگ آهن با عیار 64–۶7% در دو یا سه کلاس ابعادی است. در کارخانه خوراک در دو یا سه مرحله خرد و توسط سرند به کلاس دانه بندی مختلف تقسیم می شود. سپس با استفاده از روشهای جدایش فیزیکی (عمدتاً به روش مغناطیسی) سنگ آهن پرعیار از باطله کم عیار جدا می شود. بخشی از غبار در این مرحله ایجاد می‌شود که با سیستم غبارنشان (مه‌پاش) به دام انداخته می‌شود. در کارخانجات مختلف، با توجه به خصوصیات سنگ‌آهن خوراک کارخانه، مراحلی از این فرآیند حذف و یا به آن اضافه میگردد و یا تقدم و تأخر مراحل تغییر مییابد.

مدار فرآوری بطور کلی از واحدهای خردایش- آسیاکنی- پرعیارسازی و آبگیری تشکیل شده است. اولین مرحله در کارخانه با ورود ماده معدنی به سنگ شکن (کلی یا ژیراتوری) آغاز میشود. در این بخش قطعات بین ۲۰-۲۵ الی ۱۰۰ سانتی متر به ابعاد کوچکتر از ۲۵-۲۰ سانتیمتر خرد میشوند. البته در ورودی سنگ‌شکن سرند ثابت گریزلی نصب میشود که روزنههای آن برابر با ابعاد محصول خروجی از سنگ‌شکن هستند. به این ترتیب ابعاد ریزتر وارد سنگ شکن نمیشوند تا مبادا خردتر شوند. سپس مواد معدنی خرد شده با نوار نقاله وارد مرحله بعدی سنگ شکن و سرند میشوند. در این بخش که بسته به ابعاد و خصوصیات مواد معدنی ممکن است از ۲ مرحله سنگ شکنی خشک تشکیل شده باشد، از سنگ شکن مخروطی استفاده میشود و ابعاد مواد معدنی تا اندازه ۳۰ میلیمتر کاهش مییابد. در این مرحله نیز فرونشانی غبار با استفاده از سیستم غبارنشان انجام می‌گردد. لازم به ذکر است خردایش چند مرحله‌ای به منظور کنترل دانهبندی و جلوگیری از خردایش بیش از حد ماده معدنی انجام می‌شود. سپس این مواد معدنی با ابعاد کمتر از ۳۰ میلیمتر، به منظور خردایش بیشتر وارد مرحله آسیاکنی می شود که بصورت تر انجام می پذیرد. در این مرحله، مواد توسط آسیای خودشکن یا نیمه خودشکن و یا آسیای غلتکی فشاری آسیا میشوند. این ماده به مرحله بعدی هدایت میشود و در آنجا توسط آسیاهای گلولهای مورد خردایش بیشتر قرار میگیرد. در این قسمت ها که خردایش در محیط تر انجام میپذیرد، ابعاد خردایش توسط هیدروسیکلون ها کنترل می گردد. و هدایت مواد که در آب شناور هستند و ترکیب دوغاب (اسلاری) را ایجاد کردهاند، توسط پمپ‌ها انجام می شود. ذرات پس از عبور از مرحله آسیا کنی به ابعاد بسیار ریز مورد نظر رسیدهاند و لازم است به منظور جدا کردن مواد با ارزش از ترکیبات باطله داخل اسلاری، وارد مرحله بعدی شوند. اسلاری توسط پمپ به مرحله جدایش مغناطیسی هدایت می شود. جداکنندههای مغناطیسی تر، عموماً جداکننده های نوع درام هستند. اسلاری از روی این درام ها که دارای خاصیت مغناطیسی هستند عبور داده می شود. کانی های آهن دار به درام می چسبند. و در انتهای درام توسط یک تیغه از روی درام جمع آوری می شوند. سایر کانی های موجود در دوغاب نیز از ته ریز تجهیز خارج می شوند.

با در نظرگرفتن مجموعه اقدامات عملیاتی مذکور به خوبی مشخص میشود که آلودگی هوا به عنوان یکی از آلاینده‌های مرتبط با تولید سنگ‌آهن دانه‌بندی و کنسانتره سنگ‌آهن می‌باشد.پراکنش ذرات گرد و غبار از تجهیزات خردایش (سرند و آسیا) آلودگی ناشی از فرآیند تولید کنسانتره آهن در این کارخانه است، که برای مدیریت و کنترل این آلودگی از تجهیزات مناسب استفاده گردیده است و بر حسب اندازه و سرعت باد در منطقه می تواند مانع پراکندگی در فضا گردد.

کنترل غبار، کنترل هوا

همچنان که مواد روی کانوایر و از نقطه انتقال عبور می‌کند، یک جریانی از هوا را حمل می‌کند. با سرعت کافی، این جریان هوا می‌تواند ذرات ریز را از بستر مواد جدا کند و آنها را همراه مواد حرکت دهد یا خارج از محفظه کانوایر پخش نماید. شرایطی که تعیین می‌کند آیا ذرات ریز در هوا شناور می‌شود یا نه سرعت هوا، اندازه ذرات و پیوستگی بین ذرات مواد می‌باشد. این ویژگی‌ها با رابطه حسی، بصری ذیل در مقدار غبار تولید شده تأثیر دارد: مقدار غبار تولید شده generated dust متناسب با سرعت هوا velocity air تقسیم بر حاصلضرب اندازه ذرات size particle و پیوستگی مواد cohesiveness می‌باشد. (تصویر 3) اگر یک یا چند پارامتر داده شده باشد، توانایی کنترل غبار بستگی به تغییر پارامترهای دیگر دارد. اگر سرعت هوا افزایش یابد، اما اندازه ذرات و پیوستگی ثابت بماند آنگاه غبار شناور در هوا افزایش خواهد یافت. اگر سرعت هوا ثابت بماند و اندازه ذرات یا پیوستگی افزایش یابد، مقدار غبار کاهش خواهد یافت. اگر سرعت ثابت بماند و اندازه ذرات یا پیوستگی کاهش یابد، آنگاه مقدار غبار معلق در هوا افزایش خواهد یافت. اگر اندازه ذراتی که حمل میشود را نتوان تغییر داد، برای به حداقل رساندن انتشار غبار سرعت هوا و نیروی پیوستگی ذرات باید تغییر کند. کنترل حرکت هوا به داخل و خارج نقطه انتقال کانوایر، غبار تولید شده در داخل محل انتقال را کاهش نمی‌دهد، بلکه در مقدار غباری که به خارج از محفظه فرار میکند، تأثیر زیادی دارد. محدود کردن فشار مثبت ایجاد شده در محل انتقال فواید زیادی در کنترل مواد نشتی دارد.

آثار غبار

خطرات سلامتی
خطرات ایمنی
مشکل در فرآیند

اندازه‌گیری غبار

نمونه گیر شخصی غبار
نمونه گیر محلی غبار

روش‌های مدیریت غبار

حداقل کردن تولید غبار
فرآیند انتخاب روش مدیریت غبار

انواع روش‌های کنترل گرد و غبار

فیلترهای کیسه ای یا بگ فیلتر
الکتروفیلتر
فیلتر هیبرید
سیکلون
اسکرابر
فرونشانی غبار (سیستم اسپری آب)

انواع روش‌های سیستم‌های فرونشانی غبار (اسپری آب)

فرونشاندن غبار عبارت است از بکارگیری آب یا آب به همراه مواد شیمیایی برای تجمع ذرات غبار و افزایش جرم آنها که مانع شناور شدن آنها در هوا می‌گردد. آب یا مخلوط آب و هوا می‌تواند مستقیم روی مواد پاشیده شود که مانع بلند شدن ذرات ریز گردد یا در هوای بالای مواد پاشیده شود که در این‌صورت یک پرده یا مانع تشکیل می‌شود که ذرات غبار، تر شده را به روی مواد برمی‌گرداند.

یکی از مزایای سیستم فرونشان غبار این است که نیاز به تجهیز جداگانه ای جهت حمل غبار ندارد و غبار سرکوب شده به مواد اصلی برمی‌گردد؛ برخلاف آنچه که در سیستم‌های جمع آوری غبار نیاز است.

مزایا و معایب اسپری آب

سیستم‌های فرونشانی بر پایه آب، با پیشرفت مهندسی در تلاش برای بهبود نتایج، بسیار پیچیده‌تر شده است. کارآمدی سیستم‌های اسپری آب به سرعت آب، اندازه قطرات، اندازه سوراخ نازل و تعداد و محل نازل‌های اسپری آب بستگی دارد. تکنیک‌های بهبود دهنده سیستمهای فرونشانی غبار با اسپری آب شامل کاهش اندازه قطرات، افزایش فراوانی قطرات، یا کاهش کشش سطحی آنها و در نتیجه آسانتر نمودن چسبیدن قطرات به غبار می‌باشند. سیستم‌های اسپری آب چندین مزیت دارند. طراحی و اجرای این سیستم‌ها نسبتا ساده است. آب در دسترس است و در ضمن برای محیط زیست و کارگرها بی‌خطر است و می‌توان از آب تصفیه شده پکیج فاضلاب کارخانه نیز استفاده نمود. این سیستم‌ها ساده هستند و نیاز به هود یا محفظه‌های سنگین و گران ندارد. تغییرات می‌تواند پس از راه اندازی با حداقل هزینه و زمان توقف انجام شود. نصب این سیستم‌ها آسان است و کمتر در معرض مشکلات باد و سرعت جریان هوا می‌باشند. این سیستمها نسبت به سیستمهای جمع آوری غبار خشک ارزان‌تر بوده و فضای کمتری اشغال می‌کنند. متأسفانه استفاده از آب موانعی نیز دارد. محدودیت در مصرف کاملا معمول است، اما همانطور که ذکر گردید می‌توان از آب برگشتی به فرآیند تولید یا آب تصفیه شده پکیج فاضلاب انسانی استفاده نمود. یک عیب دیگر بکارگیری آب ممکن است خوردگی سازه و اجزای نقاله‌ها را افزایش دهد.

مزیت استفاده از سیستم غبار نشان