کاربرد روشهای پاسخ سطحی و طرح های ترکیبی مرکزی جهت مدلسازی و بهینه سازی جداکننده های نلسون در مقیاس آزمایشگاهی

در این تحقیق، پارامترهای موثّر بر بازیابی فرآیند پرعیارسازی توسّط جداکننده ثقلی نلسون در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای مورد بررسی شامل سرعت روتور (بخش مخروطی)، نرخ جریان سیال، نرخ خوراک دهی، نسبت وزنی منیتیت به سیلیس، توزیع دانه بندی خوراک و وزن کل خوراک ورودی به دستگاه تغلیظ کننده نلسون بوده است. نمونه مورد استفاده جهت تغلیظ با استفاده از دستگاه نلسون، مخلوطی از منیتیت و سیلیس بوده است. در ادامه جهت بررسی و شناخت پارامترهای موثّر و همچنین مقادیر بهینه آنها، از نرم افزار طراحی آزمایش ها (dx7) و روش پاسخ سطحی استفاده گردید.. مطابق نتایج به دست آمده با افزایش نسبت وزنی منیتیت به سیلیس بازیابی وزنی منیتیت افزایش و عیار کنسانتره کاهش یافت. نتایج همچنین نشان داد که با افزایش نرخ جریان سیال بازیابی منیتیت کاهش اما عیار کنسانتره افزایش می یابد. اثر سرعت روتور بر بازیابی منیتیت و عیار کنسانتره وابسته به نرخ جریان سیال بود به طوری که در نرخ جریان سیال کم با افزایش سرعت روتور بازیابی کاهش یافته، این در حالی است که در نرخ جریان سیال زیاد با افزایش سرعت روتور بازیابی افزایش می یابد، این تاثیر متقابل در مورد عیار کنسانتره هم صادق بود. •نقش اثر پارمترهای مختلف بر بازیابی و عیار کنسانتره به صورت ریاضی مدل شد. •آنالیز واریانس مربوط به مدل پیش بینی کننده بازیابی و عیار کنسانتره در تغلیظ کننده نلسون نشان از معتبر بودن مدل پیشنهادی توسط نرم افزار در سطح اعتماد 95 درصد را می داد. •مقدار عدم برازش (1455/0) برای آنالیز واریانس مربوط به مدل پیش بینی کننده بازیابی تغلیظ کننده نلسون و مقدار عدم برازش (0/1891) برای آنالیز واریانس مربوط به مدل پیش بینی کننده عیار کنسانتره حاکی از بی اهمیت بودن آنها دارد. لذا مدل پیشنهادی به خوبی بر داده ها برازش یافته است. •پارامترهای عیار خوراک، سرعت روتور و نرخ جریان سیال بیشترین تاثیر را بر عیار و بازیابی کنسانتره در تغلیظ کننده نلسون گذاشته است. • با توجه به آزمایش های اولیه محدوده توزیع دانه بندی ذرات بین 500 تا 1000 میکرون با d80 معادل 720 میکرون در نظرگرفته شد. که در این محدوده بیشترین بازیابی و عیار کنسانتره حاصل شده بود. •نرخ خوراک تاثیر قابل ملاحظه ای بر بازیابی و عیار کنسانتره نگذاشته بود. •رابطه اثر نسبت آهن به سیلیس بر بازیابی و عیار کنسانتره در مقادیر میانی سایر پارامترها به صورت معکوس می باشد. به طوری که با افزایش نسبت آهن به سیلیس بازیابی افزایش پیدا کرده این درحالی است که عیار کنسانتره کاهش پیدا می کند. •اثر سرعت روتور و نرخ جریان سیال بر بازیابی و عیار کنسانتره به صورت متقابل وابسته به یکدیگر است به طوری که در نرخ جریان سیال کم 8 لیتر بر دقیقه با افزایش سرعت روتور از g40 به g60 بازیابی از 86 درصد به 65 درصد کاهش پیدا می کند این در حالی است که در نرخ جریان زیاد 15 لیتر بر دقیقه و با افزایش سرعت روتور از g40 به g60 بازیابی از 5/54 درصد به 70 درصد افزایش پیدا می کند. این تاثیر متقابل در مورد عیار کنسانتره هم صادق می باشد به طوری که در بیشترین نرخ جریان سیال 15 لیتر بر دقیقه و کم ترین سرعت روتور g40، عیار کنسانتره به بیش ترین مقدار یعنی حدود 85 درصد می رسد.