فهرست مطالب

مهندسی منابع معدنی - سال یکم شماره 2 (زمستان 1395)

نشریه مهندسی منابع معدنی
سال یکم شماره 2 (زمستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/12/27
  • تعداد عناوین: 7
|
  • فردیس نخعی، مهدی ایران نژاد صفحات 1-11
    پیریت که به طور معمول همراه کانی های اکسیدی آهن یافت می شود به دلیل ایجاد مشکل در صنایع فولادسازی به عنوان کانی باطله و مزاحم در نظر گرفته می شود. ذرات ریز پیریت در حضور کانی های آهن دار مانند مگنتیت و هماتیت، به طور کامل با جداکننده های مغناطیسی بازیابی نمی شوند. فلوتاسیون معکوس روشی موثر برای کاهش سولفور از کنسانتره جداکننده های مغناطیسی است. امروزه ستون های فلوتاسیون به دلیل هزینه های سرمایه ای و عملیاتی پایین تر و توانایی تولید کنسانتره با عیار و بازیابی بالاتر در مقایسه با سلول های مکانیکی، به طور وسیع در صنایع فرآوری آهن با هدف کاهش ناخالصی ها مورد استقبال قرار گرفته اند. هدف از این تحقیق، کاهش میزان سولفور ناشی از پیریت کنسانتره جداکننده های مغناطیسی خط بازیابی هماتیت مجتمع سنگ آهن گل گهر از حدود 5/0 درصد به کمتر از 1/0 درصد با استفاده از فلوتاسیون ستونی است. به این منظور با انجام 26 آزمایش در قالب طراحی آزمایش ها، تاثیر عوامل عملیاتی مهم مانند سرعت ظاهری گاز، ارتفاع کف، میزان کلکتور و کف ساز، درصد جامد و pH پالپ برای دستیابی به هدف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فلوتاسیون معکوس ستونی روشی مناسب برای سولفورزدایی کانه های آهن است به طوری که در شرایط بهینه، تولید محصولی با عیار سولفور 08/0 درصد با بازیابی آهن 5/99 درصد قابل دستیابی است. مقایسه عملکرد فلوتاسیون ستونی با مکانیکی در شرایط بهینه نشان می دهد که برای حذف سولفور، فلوتاسیون ستونی کارایی جدایش بالاتری (در حدود 4 درصد) نسبت به فلوتاسیون مکانیکی دارد.
    کلیدواژگان: آهن، گل گهر، فلوتاسیون ستونی، پیریت، سولفورزدایی
  • اسماعیل خفاجه، علی بهنام فرد، محمد مسینایی صفحات 13-20
    ارزیابی یک مدار جدایش مغناطیسی می تواند در تعیین کارایی آن و تدوین استراتژی های مورد نیاز به منظور بهبود عملکرد آتی آن مفید باشد. هدف از این مقاله، ارزیابی عملکرد مدارهای جدایش مغناطیسی واحدهای 2 و 6 مجتمع سنگان است. در هر دو واحد، کانسنگ استخراجی از معدن پس از سنگ شکنی به دو بخش ابعادی ریزدانه (mm10-0) و درشت دانه (mm30-10) تقسیم می شود و سپس هر کدام وارد یک مدار پرعیارسازی مغناطیسی خشک شدت پایین می شود. بطور کلی، 270 نمونه از این 4 مدار جدایش مغناطیسی برداشت شد و مورد آنالیز مقدار آهن کل، اکسید آهن (FeO) و گوگرد قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان داد عیار آهن محصول تمامی مدارهای پرعیارسازی مغناطیسی بیشتر از 57 درصد است. متوسط بازیابی آهن در مدارهای پرعیارسازی مغناطیسی ریزدانه و درشت دانه واحد 6 به ترتیب برابر 29/92 و 93/78 درصد و برای واحد 2 به ترتیب برابر 25/69 و 36/55 درصد بود. بازیابی مدارهای پرعیارسازی مغناطیسی درشت دانه کمتر از مدارهای ریزدانه است که علت آن شدت میدان مغناطیسی کمتر جداکننده ها در این مدارها برای حفظ عیار مطلوب کنسانتره ها علی رغم درجه آزادی کمتر خوراک است. بازیابی آهن مدارهای جدایش مغناطیسی واحد 2 نسبت به واحد 6 کمتر است که دلیل آن خوراک دهی و شرایط عملیاتی نامناسب جداکننده های مغناطیسی در این واحد بود.
    کلیدواژگان: مجتمع سنگان، جداکننده مغناطیسی، ارزیابی عملکرد، عیار و بازیابی
  • صابر اکبری، شکرالله زارع، حسین میرزایی صفحات 21-32
    با گسترش روز افزون محیط های شهری ایجاد و توسعه سیستم های حمل و نقل درون شهری مانند مترو امری ضروری است. با توجه به اینکه بخش مهمی از هزینه ساخت مترو مربوط به حفاری و نگهداری تونل ها می شود، بنابراین یکی از ابتدایی ترین تصمیم گیری ها در بحث ساخت مترو، تصمیم گیری راجع به انتخاب تونل های منفرد یا دوتایی است. در صورت انتخاب تونل تکی مقطع تونل به منظور تعبیه هردو مسیر رفت و برگشت در داخل یک تونل، باید به حد کافی بزرگ انتخاب شود، در حالی که با استفاده از تونل های دوقلو، با توجه به ساخت تونل های مجزا برای مسیر رفت و برگشت، اندازه مقطع مورد نیاز برای هر تونل کاهش می یابد. هدف از این مقاله استفاده از مدلسازی سه بعدی عددی تونل های دوقلوی خط 1 و تونل تکی خط 2 مترو تبریز برای بررسی نقاط ضعف و قوت استفاده از تونل های دوقلو و تونل تکی با توجه به معیارهای فنی مختلف شامل پایداری در حین حفاری تونل ها، نشست سطح زمین و تاثیر بر سازه های سطحی و همچنین ضرایب ایمنی مطابق با نیروها و ممان های اعمال شده بر پوشش بتنی تونل ها، در محیط شهری است. در این تحقیق از روش عددی تفاضل محدود (نرم افزار Flac 3D) برای مدلسازی تونل های هر دو خط استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که از نظر میزان جابه جایی های نسبی دیواره تونل در حین حفاری، استفاده از تونل تکی ارجحیت دارد. از دیدگاه کنترل نشست و همچنین از نظر نیروها و ممان های ایجاد شده روی پوشش بتنی و ضرایب ایمنی مربوطه، استفاده از تونل های دوقلو مناسب تر است.
    کلیدواژگان: مدلسازی عددی سه بعدی، تاثیر متقابل تونل ها، نشست سطح زمین، پایداری حفاری، ضریب ایمنی پوشش بتنی
  • احمد رضا ربانی، محمدحسین صابری صفحات 33-46
    مطالعه ژئوشیمیایی23 نمونه گاز و میعانات گازی مخازن دالان و کنگان متعلق به 12 میدان در محدوده فارس ساحلی و بخش مرکزی خلیج فارس نشان می دهد، مواد آلی منشا گازهای موجود در این مخازن از نوع دریایی (کروژن نوع II) است که در دمای بین 150 الی 180 درجه سانتی گراد در اثر شکست حرارتی نفت به گاز تولید شده اند. گازهای موجود در میادین واقع در نواحی جنوبی تر در مقایسه با سایر میادین دارای بلوغ کمتر هستند که این نکته در کنار کشف نفت در چند سال اخیر در این نواحی مانند نفت سبک میادین عسلویه شرقی و خیام نشان دهنده نفت های اولیه باقی مانده در این مخازن است که در سایر مخازن به علت افزایش حرارت مخزن به گاز تبدیل شده اند. سنگ مادر مولد گازهای موجود در مخازن کنگان و دالان در منطقه مورد مطالعه در محدوده بلوغ 1/1 تا 8/1 انعکاس ویترینایت معادل قرار دارد. با توجه به میزان قابل توجه مواد آلی در سازند سرچاهان و شباهت منحنی ایزوتوپی مواد آلی این سازند با منحنی ایزوتوپی کندانست و نفت مخازن دالان و کنگان، سازند سرچاهان می تواند مهمترین گزینه سنگ مولد مخازن گازی منطقه باشد، البته شواهدی از مشارکت افق های شیلی سازند کنگان در زایش بخشی از گاز موجود در افق های دالان فوقانی و کنگان دیده می شود.
    کلیدواژگان: دالان و کنگان، ترموژنیک، سرچاهان، شکست حرارتی
  • رضا احمدی صفحات 47-60
    هدف از بهبود صنعت سنگ ساختمانی، مهندسی مجدد زنجیره تولید سنگ است. در حقیقت مهندسی مجدد زنجیره تولید سنگ، افزایش قابل ملاحظه میزان تولید با بازدهی بالا، تامین کیفیت محصول نهایی، حداقل کردن مقدار باطله های سنگی تولید شده و دفع شده در محیط زیست و تولید محصولات جنبی با استفاده از باطله های سنگی است. در این پژوهش، راهکارهای بهبود کلیه مراحل زنجیره تولید سنگ ساختمانی شامل اکتشاف، استخراج (بهره برداری) و فرآوری، ارایه شده و عمدتا بر روی نوع سنگ، روش های استخراج، سیستم تجهیزات و دستگاه های استخراجی، روش های فرآوری و ماشین آلات آن، نیروی کار و سرمایه گذاری متمرکز شده است. همچنین به عنوان مطالعه میدانی، معادن تراورتن و واحدهای سنگ بری و فرآوری سنگ در منطقه محلات استان مرکزی مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعه معادن تراورتن (29 مورد) و واحدهای سنگ بری و فرآوری سنگ (18 مورد) این منطقه از طریق بازدیدهای میدانی نشان می دهد که به طورکلی مراحل زنجیره تولید سنگ منطقه نیازمند بهبود است. اگرچه تقریبا در تمامی معادن منطقه از روش های نوین استخراج (روش سیم برش) استفاده می شود اما میزان حجم لاشه تولید شده زیاد است و بهره برداری در تمامی ابعاد نیاز به بهبود دارد. همچنین تعداد زیادی از واحدهای سنگ بری و فرآوری سنگ منطقه (حدود 65 درصد) هنوز به شیوه سنتی کار می کنند که مستلزم بهینه سازی است. در پایان نیز اقدامات مورد نیاز دولتی در راستای بهبود این صنعت ارایه شده است.
    کلیدواژگان: سنگ ساختمانی، زنجیره تولید، سنگ بری، فرآوری سنگ، تراورتن، محلات
  • علی نوری قراحسنلو، رضا خالوکاکایی، محمد عطایی، سعید فطورچی صفحات 61-72
    قابلیت دسترسی به سبب پیچیدگی سیستم های نوین امروزی، هزینه های عملیاتی و تضمین عملکرد صحیح محصول (خدمات)، به عنوان یک چالش در قرن 21 به شمار می رود. در گذشته این شاخص تنها دغدغه صنایع حساس و پیچیده مانند صنایع نظامی، هسته ای و هوا فضا بود، در حالی که امروزه این مساله به یک نگرانی عمومی و فراگیر در اکثر صنایع به ویژه صنعت معدنکاری با تجهیزات غول آسا تبدیل شده است. قابلیت دسترسی به لحاظ ریاضی زمان سرپایی و زمان افت را دربرمی گیرد که این دو پارامتر در قالب دو شاخص قابلیت اطمینان و تعمیرپذیری مطرح اند. در این مقاله پس از معرفی مفهوم قابلیت دسترسی، انواع قابلیت دسترسی، پارامترهای تشکیل دهنده آن و ایده اهمیت قابلیت دسترسی مورد بحث قرار گرفته است. در آخرین بخش از مقاله نیز سیستم معدنی شامل زیرسیستم های لودر WA470-3، بلدوزر کوماتسو D155A و دامپتراک کوماتسو HD785-5 از معدن مس سونگون در یک بازه 15 ماهه تحلیل شده است. با استفاده از تحلیل های آماری تابع یا مدل مناسبی بر داده های خرابی (زمان بین خرابی ها) و تعمیرات (زمان تا انجام تعمیر) زیرسیستم ها برازش شده، سپس مقدار قابلیت دسترسی زیرسیستم و سیستم محاسبه و در آخرین مرحله نیز از ایده اهمیت قابلیت دسترسی برای اولویت بندی زیرسیستم ها در ساختار سیستم کلی استفاده شده است. مقدار شاخص اهمیت قابلیت دسترسی نشان داد که زیرسیستم لودر به شدت نیازمند ارتقا و بهبود وضعیت عملکردی است و بهبود قابلیت تعمیرپذیری نسبت به قابلیت اطمینان اولویت بیشتری دارد.
    کلیدواژگان: قابلیت اطمینان، قابلیت تعمیرپذیری، قابلیت دسترسی، اهمیت قابلیت دسترسی، معدن
  • وحید جعفرزاده، علی نجاتی کلا ته، حمید آقاجانی صفحات 73-81
    هدف از این تحقیق، پردازش و تفسیر داده های گرانی سنجی محدوده اکتشافی کانسار کرومیت سبزوار، با استفاده از فیلترهای ژئوفیزیکی مانند روند سطحی، زاویه تمایل، زاویه تمایل هایپربولیک و مقایسه نتایج حاصل از این فیلترها با یکی از کارآمدترین روش های وارون سازی سه بعدی داده های ژئوفیزیکی، به نام لی- اولدنبرگ است. در این روش، روند مدلسازی مانند مسایل بهینه سازی است و هدف از آن پیدا کردن مدلی برای کمینه کردن تابع هدف و داده های آن است تا میزان معینی بر داده های برداشتی منطبق باشد. برای مقایسه هر فیلتر با نتایج مدلسازی، سعی شده است تا بهترین نمای مدل نهایی متناسب با آن فیلتر انتخاب شود. حاصل این مقایسه، هم خوانی قابل قبول فیلترهای استفاده شده در تعیین مرز آنومالی با مدل نهایی است. نتایج این تحقیق، نشان دهنده دو گسل با رخنمون سطحی در جنوب و مرکز و تغییرات واحدهای سنگی با امتداد شمالی- جنوبی در غرب محدوده است، همچنین تعدادی توده های پراکنده نزدیک به سطح زمین با عمق پایین کمتر از 25 متر و یک آنومالی اصلی نسبتا بزرگ در غرب محدوده وجود دارد که در سطح، رخنمون کم و گسترش جانبی مناسبی داشته و تا عمق حدود 45 متری ادامه یافته است.
    کلیدواژگان: وارون سازی سه بعدی، تابع هدف مدل، گرانی سنجی، فیلترهای فاز محلی، روش لی و اولدنبرگ، کرومیت سبزوار
|
  • F. Nakhaei, M. Irannajad Pages 1-11
    Pyrite is the most common and widely distributed sulfide mineral in the Earth’s crust and is usually associated with iron oxide minerals. It is generally considered a gangue mineral creating serious problems during the process of steel production. In the presence of magnetite or hematite¡ the fine particles of pyrite respond inevitabley to magnetic separation due to the bulk effect of the magnetic matrix. Therefore¡ these particles are not adequately rejected by magnetic separation. Reverse flotation is an effective method for sulfur reduction in iron ore processing. Recently¡ due to their lower capital and operational costs and their capability in concentrate production with higher grade and recovery¡ in comparison with mechanical cells¡ column flotation is widely used in iron ore industry. The aim of this research is to reduce the sulfur content of magnetic separators concentrate from 0.5% to lower than 0.1% using column flotation. For this¡ by carrying out 26 experiments¡ the effect of operational factors such as gas superficial velocity¡ froth height¡ collector and frother dosages¡ solid percent and pH were investigated. The findings of this study reveal that the column flotation is an effective method for the iron ore desulfurization so that in an optimal condition¡ a product with sulfur grade of 0.08% and iron recovery of 99% can be obtained. The comparison of results showed that¡ in an optimal condition¡ the performance of column flotation was higher than mechanical flotation.
    Keywords: Iron ore, Gole Gohar, Pyrite removal, Flotation column
  • E. Khafaje, A. Behnamfard, M. Masinaei Pages 13-20
    The evaluation of a magnetic separation circuit can be used to determine its working efficiency, and formulate new strategies for its future performance improvement. The aim of this research is to do performance evaluation for units number 2 and 6 of the magnetic separation circuits in Sangan iron ore complex. In both units, the run of mine ore is crushed and divided into coarse (10-30 mm) and fine (0-10 mm) sized fractions, and then each fraction proceeds to a dry low intensity magnetic separation circuit. Totally, 270 samples were taken from four magnetic separation circuits and the samples were analyzed for total iron, iron oxide (FeO) and sulfur content. The results indicated that the average Fe grade of the final product of all magnetic separation circuits was more than 57%. The average iron recoveries in the fine and coarse magnetic separation circuits for unit number 6 were 92.29 and 78.93%, and for unit number 2 were 69.25 and 55.36%, respectively. The iron recovery of coarse magnetic separation circuits is lower than that of fine circuits which is due to a lower magnetic field intensity of separators in these circuits. This is for maintaining the suitable iron grade of concentrates desspite the lower degree of freedom in the feed. The iron recovery in both magnetic circuits of units number 2 is lower than that of units number 6 which is due to inappropriate feed and operating conditions of the magnetic separators in this unit.
    Keywords: Sangan complex, Iron ore, Magnetic separator, Performance evaluation, Grade, recovery
  • S. Akbari, Sh. Zare, H. Mirzaei Pages 21-32
    Increasing urban development and social needs for transportation systems bring about construction and extension of urban transportation systems. Considering the fact that the important part of costs relates to excavation and maintenance of tunnels, choosing the single or double tube tunnels is one of the most important decisions in urban tunneling. In case of using single tube tunnel, it should be large enough to accommodate a pair of trains and their appurtenances. However, in case of using twin tunnels, considering that each tunnel is meant to be used for one train, the sections of the tunnels can be smaller. The aim of this paper is to use 3D numerical models for line 1 twin tube tunnels and line 2 single tube tunnel of Tabriz metro to study the various aspects of using twin or single tube tunnels in urban areas. Various criteria have been considered such as: stability of the single and twin tube tunnels, subsidence occurred on the surface and nearby buildings, forces and moments exerted on the twin and single tube tunnels and their factors of safety. In this paper finite difference numerical method (FLAC 3D) has been used to model the tunnels of both lines. The results show that when considering the viewpoint of displacements occurring on the walls of tunnels, using a single tube tunnel with big section will be recommended. However, when the viewpoint of subsidence control and forces and moments acting on segmental linings is taken into account, the use of the twin tube tunnels will be advantageous.
    Keywords: 3D numerical modeling, tunnel stability, surface subsidence, forces, moments
  • Ar. Rabbani, Mh. Saberi Pages 33-46
    According to the geochemical study done on the 23 gas samples taken from 12 gas fields in the coastal Fars and central part of the Persian Gulf, Dalan and Kangan reservoirs consist of thermogenic gases, which were generated from the cracking of oil in temperature between 150°C and 180°C. Gas fields in the southern part of the studied area have lower maturity in comparison to the other parts. Recent oil exploration studies show that the light crude oil in Eastern Assaluyeh and Khayyam fields could be an indicative of original oil remaining in these fields which is converted into gas in other fields, due to temperature increment. Using the stable isotope maturity for methane and ethane suggested a source rock with maturity level of about 1.0% to 1.8% vitrinite reflectance for the field gas under study. According to the TOC content and similarity between the isotope curve of organic matter of rock samples and those of the condensate – oil reservoir of Dalan and Kangan, the lower silurian Sarchahan organic-rich shale could be the main source for hydrocarbons in Permian and Triassic reservoirs in this area.
    Keywords: Dalan, Kangan, Thermogenic, Sarchahan, Thermal Cracking
  • R. Ahmadi Pages 47-60
    The purpose of improvement of building stone industry is to re-engineer the chain of stone production. Re-engineering the chain of stone production encompasses a significant increase in production quantity and an improvement in efficiency. This is performed by supplying high quality final product, and by minimizing the amount of wastes abandoned at environment as well as producing byproducts using rubble stones. In current research, strategies to improve all stages of building stone production chain containing exploration, quarry and processing have been presented mainly focusing on stone type, quarry methods, equipment and quarry machines, processing (cutting and polishing) methods and the machinery, personnels and investement. As a case study, travertine quarries and stone cutting and processing units in Mahallat district located at Markazi province have also been studied. The study of 29 travertine quarries and 18 stone cutting and processing units in this region was done through field visits. It reveals that the chain of the stone production need to be improved in general. Although all quarries in the region are mined by the novel method (wire cutting method), awfull amount of rubble stone is inappropriately produced, so the quarry operation needs improvement on all accounts. Also a large number of stone cutting and processing units in the region (about 65 percent) yet works traditionally which should be equipped with new machinery and optimized. Finally some needed strategies to improve the stone industry which should be done by the government were presented.
    Keywords: Building stone, Production chain, Quarrying, Stone cutting, Travertine, Mahallat
  • A. Nouri Gharahasanlou, R. Khalokakaie, M. Ataei, S. Fatorachi Pages 61-72
    Availability, due to the complexity of modern systems, operation costs, and guaranteed functioning of the product, is considered as a challenge; it is also regardeded as one of the most characteristic aspects of quality in the 21st century. While availability in the past was a concern in sensitive and complex industries such as military, nuclear, and aerospace industries, today this issue has become a universal concern in most industries, especially the mining industry with gigantic equipment. In mathematical terms, availability includes up time and down time. These two parameters are presented in the form of two indicators of reliability and maintainability. In this study, after introducing the concept of availability, its variants, its constituent parts and the importance of availability are discussed. Finally, a mining system constituting of a WA470-3 loader, D155A bulldozer, and HD785-5 dump truck is considered from Sungun copper mine () in Iran, and analyzed for a period of 15 months. The failure data (time between failures) and repairs data (time to repair) were analysed, and the fitted best function or model as well as subsystems and subsystem availability were calculated using statistical analysis. In last step, availability importance measure concept for subsystem prioritizing in mining system configuration was used. Availability importance measure indicated that the performance of loader must be immediately improved. In addition, results showed that improving maintainability has priority over reliability.
    Keywords: Reliability, Maintainability, Availability, Availability importance measure, Mine
  • V. Jafarzadeh, A. Nejati Kalateh, H. Aghajani Pages 73-81
    The goal of this study is to process and interpret gravity data acquired from Sabzevar chromite exploration area by using geophysical filters such as trend removal, tilt angle, hyperbolic tilt angle. it is also aimed to compare the result of mentioned filters with one of the most effectivemethods in 3-D inverse modeling of geophysical data, named Li-Oldenburg algorithm. The inversion procedure resembles optimization process and the purpose is to find a model that minimizes the model objective function and produces model’s data that could be validated by the original observations. For comparing each filter with the result of 3D modeling, it is tried to choose the best view of final model. The comparison’s results indicate that the outcome of 3D inverse modeling is in good agreement with those of applied filters. The research’s outcome represents that there are two faults with surface outcrops in the south and center of the area, and also a variable lithology with north-south direction in the west.There can also be seen several outspread deposits of chromite with bottom’s depth of 25 meters, and a main anomaly at the west of the area which laterally extend up to 45 meters depth.
    Keywords: inverse modeling, model objective function, gravity, local phase filters, Li, Oldenburg method, Sabzevar chromite deposit