فهرست مطالب

مهندسی منابع معدنی - سال دوم شماره 2 (تابستان 1396)

نشریه مهندسی منابع معدنی
سال دوم شماره 2 (تابستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/07/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • حاصل امینی خوشالان*، سید رحمان ترابی، کیومرث سیف پناهی، مهدی راضی فرد صفحات 1-10
    امروزه ماشین های حفاری تمام مقطع تونل از نوع تعادل فشار زمین در پروژه های تونل سازی مکانیزه شهری کاربرد گسترده ای دارند. این ماشین های پیچیده و گران قیمت قابلیت دسترسی و عملکرد نسبتا پایینی دارند از این رو، بهبود عملکرد، برنامه زمانی، برنامه ریزی تعمیرات و نگهداری و کنترل هزینه این ماشین ها در پروژه های تونل سازی امری ضروری است. هدف اصلی از تحلیل قابلیت اطمینان، دسترسی، تعمیر و نگهداری هر سیستم یا ماشین، ارزیابی عملکرد دقیق آن و بنابراین کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری است. دراین تحقیق، تحلیل و مدلسازی قابلیت اطمینان، قابلیت دسترسی و قابلیت تعمیر و نگهداری سیستم برق ماشین حفار خط یک مترو تبریز انجام گرفته است. برای این منظور، داده های خرابی و تعمیر مربوط به حدود 26 ماه عملکرد ماشین جمع آوری شد. نتایج آزمون های آماری انجام شده از قبیل روند و همبستگی سری نشان داد که داده ها فاقد روند و مستقل اند بنابراین روش آماری برای تحلیل و مدلسازی انتخاب شد. همچنین نتایج تحلیل داده ها مشخص کرد که داده های مربوط به زمان بین خرابی ها و زمان تعمیرات به ترتیب از توابع توزیع لاگ نرمال سه پارامتری و گامای سه پارامتری تبعیت می کند. تحلیل قابلیت اطمینان نشان داد که با احتمال 80/1 درصد سیستم برق ماشین مورد مطالعه حدود 15 ساعت بدون این که دچار خرابی شود کار می کند. علاوه بر این، با توجه به نمودار قابلیت تعمیر و نگهداری، 60 درصد خرابی های اتفاق افتاده در مدت زمان کمتر از 1 ساعت تعمیر شده و با احتمال 80 درصد کلیه خرابی ها در مدت زمان حداکثر 1/88 ساعت تعمیر می شوند. همچنین قابلیت دسترسی سیستم برق این ماشین 97/8 درصد محاسبه شد.
    کلیدواژگان: ماشین حفار تمام مقطع تونل، سیستم برق، قابلیت اطمینان، قابلیت دسترسی، قابلیت تعمیر و نگهداری
  • حمیدرضا نیازی، غلامرضا کریمی*، داوود مرادخانی صفحات 11-21
    استخراج سرب از کنسانتره فلوتاسیون سرب با استفاده از فلوئوروبوریک اسید مورد مطالعه قرار گرفت و به عنوان یک فرآیند بالقوه و امیدوارکننده برای جایگزینی روش های تولید پیرومتالورژیکی سرب بهینه سازی شد. محتوای سرب، روی و آهن کنسانتره با استفاده از روشXRF به ترتیب 57/66، 5/50 و 1/55 درصد بود. پنج عامل کنترلی شامل غلظت اولیه HBF4، مقدار آهن افزودنی، میزان اکسیدکننده مصرفی، دمای واکنش و زمان واکنش هرکدام در چهار سطح با استفاده از روش تاگوچی در نظر گرفته شد. آرایه متعامد L16 و آنالیز واریانس (ANOVA) برای تعیین شرایط بهینه و مهم ترین عامل های موثر بر استخراج روی از کنسانتره گالن به کار گرفته شد. آنالیز واریانس مشخص کرد که مقدار عامل اکسیدکننده و مقدار افزودنی مصرف شده به ترتیب موثرترین پارامترهای فروشویی اند. بنا به مطالعات گذشته این نتیجه می تواند مرتبط با لزوم تشکیل و حضور فلوئوبورات فریک و همچنین اکسایش یون فروس به فریک در سیستم باشد. نتایج آزمایشات نشان داد که بیشیه استخراج سرب در شرایط بهینه غلظت اسید 5 مولار، آهن مصرفی 46/8 گرم بر لیتر، مصرف عامل اکسیده کننده 33/3 گرم در لیتر و در دمای 80 درجه سانتی گراد و زمان انحلال 6 ساعت حاصل می شود. راندمان بازیابی سرب در شرایط بهینه که با روش تاگوچی پیش بینی شده بود، با موفقیت به میزان 94/65 درصد رسید.
    کلیدواژگان: هیدرومتالورژی، کنسانتره گالن، فلوئوروبوریک اسید، فلوئوبورات فریک و بهینه سازی
  • نیما بابانوری*، علیرضا کارگر صفحات 23-31
    بارگذاری پی در حوزه مهندسی معدن عمدتا در پایه های معادن زیرزمینی اتفاق می افتد که در بسیاری موارد شکل هندسی نامنظمی دارند. مطالعات پیشین در مورد پایه های معدنی عمدتا بر توزیع تنش ها در داخل خود پایه متمرکز بوده اند، نه تنش های القایی ناشی از آن در لایه های زیرین. به عبارت دیگر، به یک پایه معدنی بیشتر به عنوان یک ستون توجه شده است، تا به عنوان یک پی. محاسبه تنش های ناشی از پی در سنگ یا خاک یکی از تحلیل های مهم در طراحی ایمن انواع سازه ها است. از این رو، روش های متعددی برای تخمین این تنش های القایی در زمین ارایه شده است. یکی از این روش ها استفاده از نمودار تاثیر است، که علیرغم داشتن بنیان تئوری و قابلیت تحلیل پی ها با شکل هندسی دلخواه، به علت دشواری هایی که در ترسیم و محاسبه دارد کمتر به عنوان یک روش کارآمد در طراحی مورد توجه قرار می گیرد. در این مقاله به معرفی و ارزیابی نرم افزاری پرداخته می شود که بر مبنای نمودار تاثیر در ترکیب با تکنیک های پردازش تصویر، تعیین توزیع این تنش های القایی ناشی از پایه های معدنی را میسر می سازد. نرم افزار دارای رابط کاربری گرافیکی است و ایجاد یا ویرایش هندسه پایه در آن به آسانی انجام می شود. این برنامه قادر است مقدار فشار در هر نقطه دلخواه در عمق زمین و در هر مقطع دلخواه را بدست دهد. سرعت تحلیل تنش ها با استفاده از نرم افزار توسعه داده شده در مقایسه با کدهای عددی پیشرفته به مراتب بیشتر است، در حالی که نتایج اختلاف قابل ملاحظه ای ندارند. بنابراین استفاده از آن در مطالعات اولیه می تواند بسیار کارآمد باشد.
    کلیدواژگان: پایه های معدنی، تنش القایی، نمودار تاثیر، پردازش تصویر، روش المان محدود
  • منیره حشامی، رحمان احمدی* صفحات 33-43
    در این مقاله، اثر عملیات حرارتی بر تبدیلات فازی و قابلیت خردایش کانسنگ منگنز کم عیار حاوی سیلیس مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بررسی تبدیلات فازی و تغییرات ساختاری نمونه ناشی از عملیات حرارتی از آنالیز حرارتی (DTA/TG) و همچنین مطالعات میکروسکوپ الکترونی (SEM) استفاده شد. اثر حرارت بر قابلیت خردایش کانسنگ با تعیین شاخص اندیس کار آسیای میله ای استاندارد باند در زمان ها و دماهای مختلف حرارت دهی بر روی بار ورودی آسیا بررسی شد. بر اساس نتایج بدست آمده از آنالیز حرارتی (DTA/TG)، حرارت تا دمای °C750 منجر به دی هیدروکسیلیشن کانی های رسی و همچنین تجزیه کلسیت و خروج گاز کربن دی اکسید (CO2) و در دمای C850° منجر به تجزیه کانی رسی مونت موریلونیت به کانی هایی با سختی بالاتر (کریستوبالیت، مولیت، اسپینل و کردیریت) اثبات شد. مطالعات SEM نیز حاکی از ایجاد ترک و شکاف با ابعاد (μm 13×280) در محدوده ابعادی 3/35+12-میلی متر در اثر حرارت و عمدتا بواسطه تبدیل فازی کوارتز آلفا به بتا (α→β) و تجزیه کلسیت در نمونه است. بر اساس تغییرات ساختاری و فازی انجام گرفته در نمونه، در مدت زمان حرارت دهی 60 دقیقه، با اعمال حرارت تا دمای 800 درجه سانتی گراد، مقدار محصول تولیدی در یک دور چرخش آسیا (Gi) و اندازه محصول نهایی آسیا (P80) به ترتیب 90 درصد و 10 درصد افزایش و شاخص اندیس کار آسیای میله ای استاندارد باند از Kwh/t 20/06 به Kwh/t 14/35 کاهش یافت.
    کلیدواژگان: کانسنگ منگنز، عملیات حرارتی، اندیس کار آسیای میله ای استاندارد باند، آنالیز حرارتی، تبدیلات فازی
  • وفادار رئیسی، محمود عبدالهی*، محمدرضا خالصی صفحات 45-51
    در حال حاضر روش فرآوری طلای موته، لیچینگ سیانیدی است که بار ورودی زیادی به این بخش وارد می شود که شامل باطله های همراه طلا است و هزینه های اقتصادی زیادی را منجر می شود. هدف از این تحقیق بررسی امکان حذف باطله های همراه طلا و پرعیارسازی بار ورودی به مرحله لیچینگ سیانیدی، به وسیله یکی از روش های پرعیارسازی مانند فلوتاسیون یا ثقلی است که در این صورت، باعث کاهش بار ورودی به مرحله لیچینگ سیانیدی و اقتصادی تر شدن فرآیند خواهد شد. از آنجایی که انتخاب روش فرآوری مناسب و اقتصادی برای استحصال طلا، مستلزم شناسایی دقیق کانی های حاوی طلا در کانسنگ است، در این پروژه برای شناسایی کانی های حاوی طلا و بررسی نحوه درگیری طلا در نمونه موجود از کانسنگ طلای موته، از روش لیچینگ تشخیصی استفاده شد. نتایج دو آنالیز حرارتی، عیار طلا در نمونه موجود را ppm85/0 و ppm86/0 گزارش کرد. پس از فلوتاسیون پیریت، 38 درصد از طلای موجود در کانسنگ، با عیار حدود ppm8 با بازیابی وزنی 8/3 درصد بازیابی شد که با سیانوراسیون کنسانتره فلوتاسیون پیریت، طلا قابل دستیابی است که این خود می تواند یک پیش تغلیظ مناسب باشد. شرایط بهینه فلوتاسیون پیریت برای حداکثر بازیابی طلا عبارتند از: 9pH=، درصد جامد 25، کلکتور آمیل گزنتات پتاسیم با مقدار بهینه 150 گرم بر تن، دانه بندی d80 برابر با 150 میکرون، مقدار ppm25 کف ساز MIBC و مدت زمان آماده سازی 10 دقیقه بود. با استفاده از آنالیز گوگرد، مشخص شد که حدود 2/92 درصد از پیریت موجود در نمونه با فلوتاسیون بازیابی شده است. همچنین تصاویر EPMA نشان دادند که طلای موجود در کانسنگ طلای موته، به صورت درگیر با پیریت وجود دارد که با خردایش بیشتر، طلا قابل آزاد شدن است. اندازه ذرات طلای آزاد شده در تصاویر EPMA، 4-3 میکرون، تشخیص داده شد. با توجه به نتایج لیچینگ تشخیصی بر روی نمونه موجود و همچنین آزمایش های فلوتاسیون کوارتز، هیچ گونه طلای درگیر، درون کانی های سیلیکاته گزارش نشد و با فلوتاسیون کوارتز و حذف 34/24 درصد وزنی از بار ورودی، می توان بار ورودی به مرحله لیچینگ سیانیدی را کاهش داد که این نیز می تواند یک پیش تغلیظ مناسب باشد که باید مورد بررسی بیشتر واقع شود.
    کلیدواژگان: موته، پیریت، طلا، کوارتز، فلوتاسیون
  • رضا احمدی * صفحات 53-67
    صنعت سنگ ساختمانی ایران از جمله صنایعی است که بر اساس معیارها و شاخص های ارزیابی متداول در امور اقتصادی، دارای مزیت نسبی صادراتی می باشد. برای حرکت در مسیر صادرات، نیاز به زمینه سازی و فراهم نمودن بسترهای لازم است که انجام تبلیغات موثر و بازاریابی اثربخش، نخستین و مهم ترین گام می باشد. یکی از مهم ترین عوامل ناکامی صادرات صنعت سنگ ایران ضعف در برنامه ریزی و سازمان دهی مناسب و عدم به کارگیری روش های مناسب تبلیغات و بازاریابی است. در پژوهش حاضر مشکلات عمده بازاریابی در زمینه صنعت سنگ ساختمانی کشور بررسی شده و سپس با ارائه روش های تبلیغاتی موثر، عوامل اصلی تاثیرگذار بر توسعه صادرات، مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا تجربه و عملکرد تبلیغاتی، بازاریابی و صادرات کشورهای موفق در زمینه تجارت سنگ دنیا یعنی کشورهای چین، ترکیه، ایتالیا و هند به عنوان الگوهای راه گشای پیش روی صادرات سنگ ایران، مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعه واحدهای سنگ بری و کارخانجات فرآوری سنگ استان مرکزی به عنوان مطالعه میدانی پژوهش حاضر نیز نشان می دهد که اغلب آنها، از نظر نمره اکتسابی و معیارهای سنجش در ارتباط با تکنیک های بازاریابی اثربخش، فروش موفق و مشتری مداری، دارای وضعیت متوسط رو به ضعیف هستند که بایستی در این خصوص، تمهیدات لازم صورت گیرد.
    کلیدواژگان: صنعت سنگ ساختمانی، تبلیغات، بازاریابی، صادرات، کشورهای صاحب صنعت سنگ
  • احمد رضا ربانی *، علیرضا بنی اسد صفحات 69-77
    آنالیزهای خوشه ایسلسله مراتبی و مولفه های اساسی از جمله روش های آماری هستند که اغلب برای بررسی گروهی از متغیرها توسط متخصصان ژئوشیمی استفاده می شوند. در راستای تعیین خانواده های نفتی در پهنه ایرانی خلیج فارس تعداد 33 نمونه نفتی از میادین متفاوت برداشت شد و مورد آنالیزهای پیشرفته کروماتوگرافی گازی، کروماتوگرافی گازی- طیف سنجی جرمی و طیف سنجی جرمی ایزوتوپ پایدار کربن قرار گرفت. از میان پارامترهای حاصله تعداد 16 پارامتر به عنوان داده های ورودی در تحلیل های خوشه ایسلسله مراتبی و مولفه های اساسی انتخاب شد. نتایج به دست آمده بیانگر وجود حداقل چهار خانواده نفتی متفاوت در پهنه ایرانی خلیج فارس است. این خانواده ها به صورت مناسبی از لحاظ مکانی و زمانی از یکدیگر تفکیک شده اند. خانواده های نفتی شماره یک و دو به ترتیب در غرب و شرق خلیج فارس سن ژوراسیک تا کرتاسه پایینی و خانواده های نفتی شماره سه و چهار در غرب و شرق خلیج فارس سن کرتاسه بالایی تا ترشیری را دارند.
    کلیدواژگان: خلیج فارس، خانواده های نفتی، ژئوشیمی نفت، تحلیل خوشه ایسلسله مراتبی، تحلیل مولفه های اساسی
|
  • H. Amini Khoshalan *, S.R. Torabi, K. Seifpanahi, M. Razifard Pages 1-10
    Nowadays, earth pressure balance tunnel boring machines (EPB-TBMs) are favorably used in urban mechanized tunneling projects. The availability of these machines is rather low, so their performance, time planning, maintenance scheduling and cost control may need further improvements. The reliability, availability and maintainability (RAM) of any machine could be analyzed by evaluating the actual performance of that machine or system and thereby minimizing maintenance costs. In current research work, RAM analysis of the electrical system of the EPB-TBM in line 1 of Tabriz metro in Iran is performed. For this investigation, failure and repair data were collected during about 26 months of machine operation. Statistical tests including trend and serial correlation tests indicated that the data are independently distributed, consequently the statistical technique was used for modeling. The data analysis also revealed that the time between failures (TBFs) and time to repairs (TTRs) data fit to the Lognormal (3P) and Gamma (3P) distributions, respectively. Reliability analysis showed that there is approximately 80.1% chance for the electrical system of TBM machine to be operational for 15 h without any failure. Moreover, the maintainability curve indicated that most of the failures have been repaired in less than 1 hour and that it is more likely that 80% of these failures would be repaired in 1.88h. Also the availability of electrical system of this machine is found to be equal to 97.8%.
    Keywords: EPB-TBM, electrical system, reliability, availability, maintainability
  • H.R. Niyazi, G.R. Karimi *, D. Moradkhani Pages 11-21
    The extraction of Pb from galena concentrate using fluoroboric acid media was studied and optimized as a potentially promising process to replace lead pyrometallurgical producing processes. The lead, zinc and iron content of the galena concentrate investigated were 57.66%, 5.50% and 1.55% respectively. Five control factors, including initial HBF4 concentration, the addition of iron and oxidizer agent, the reaction temperature and reaction time were considered in four different levels using Taguchi technique. L16 orthogonal array and analysis of variance (ANOVA) were applied to determine the optimum conditions and most significant factors affecting the overall lead extraction from galena concentrate. Analysis of variance indicated that the amount of oxidizer agent used and iron usage were the most influential leaching parameters respectively. According to former studies this result can be related to necessity of formation and presence of ferric fluoborate and also oxidation of ferrous ion to ferric in the system. The optimum dissolution condition to maximize lead extraction were; acid concentration = 5 mol/l, additive usage = 46.8 wt. %, oxidizer agent usage = 3 volume percent, temperature = 80 ºC and time = 6 hrs. Lead recovery efficiency in the optimum conditions predicted by Taguchi method successfully reached to 94.651%.
    Keywords: Hydrometallurgy, Galena concentrate, Fluoroboric Acid, Ferric Fluoborate, Optimization
  • N. Babanouri *, A. Kargar Pages 23-31
    Foundation loading in mines typically occurs on pillars in underground mines which may not have necessarily a regular shape. The previous studied have mostly focused on the stress distribution within the pillar, rather than on the stresses induced in the underlying layers. In other words, a mining pillar has been mainly regarded as a column rather than a footing. The determination of foundation-induced stresses in rock and soil is of great importance when designing mine pillars. Hence, different methods have been presented to analyze the stresses induced in the ground due to the foundation loading. The influence chart is a graphical analysis method based on the elasticity theory which is capable of analyzing foundations with arbitrary shape. However, since this method suffers from difficulties associated with drawing and calculation, it has not been considered as an efficient method of foundation analysis. In this paper, a computer program is introduced and evaluated which determines the mining pillar-induced pressure using the influence chart method combined with image processing techniques. The software presents a graphical user interface which facilitates creating and editing of the foundation geometry. The developed program is capable of estimating the over-pressure value at given coordinates below the foundation. The modeling procedure in the developed software is much faster compared to other sophisticated numerical codes, while no discrepancy in results is observed. Hence, it would be considered as an efficient and handy numerical tool in preliminary studies.
    Keywords: Mining pillar, Induced pressure, Influence chart, Image processing, Finite element method
  • M. Heshami, R. Ahmadi * Pages 33-43
    In this study, the effect of thermal treatment on phase transformations and grindability of a low-grade manganese ore containing silica was studied. Thermal analysis (DTA/TG) and scanning electron microscope (SEM) are used to study the phase transformation and structural change of samples under thermal treatment. Thermal effect on grindability under various temperature and thermal duration time on mill feed was determined by standard Bond rod mill work index. Based on the results of thermal analysis, at 750°C dehydroxylation of montmorillonite and decomposition of calcite occured, and at 850°C decomposition of montmorillonite to silicate minerals were proved. SEM studies revealed that thermal treatment lead to some cracks with the size of 280*13 µm in the sample. For 60 min thermal treatment, while increasing temperature to 800°C, the amount of fine particles produced in a cycle (Gi) and the P80 of the mill product were increased to 90% and 10%, respectively and standard Bond rod mill work index was decreased from 20.06 Kwh/t to 14.35 Kwh/t.
    Keywords: Manganese Ore, Thermal Treatment, Standard Bond Rod Mill Work Index, Grindability, Phase Transformation
  • V. Raeisi, M. Abdollahy *, M.R. Khalesi Pages 45-51
    The aim of the present study is to decrease the amount of unwanted gangue minerals to enter the cyanidation process. The flotation process was introduced for the beneficiation of the feed to the cyanide leaching stage. Selection of a proper procedure for gold processing needs the accurate characterization of the gold bearing minerals comprising the ore. Diagnostic leaching tests were conducted to specify the gold mineral phases and associated gold in Mouteh ore. Fire assay analysis showed gold grade equal to 0.85 ppm and 0.86 ppm for the two representative samples of Mouteh plant feed. In pyrite flotation tests, the recovery and grade of gold in concentrate were found to be 38% and 8ppm, respectively. The cyanidation of concentrate can lead to an efficient beneficiation process for the gold recovery. The optimized conditions was found to be: pH: 9, solid percent: 25, potassium xanthate (KAX) as collector: 150 gr/t, MIBC as frother: 25ppm , and conditioning time: 10 minute. EPMA analysis demonstrated that gold in Mouteh ore was associated with pyrite which would need more grinding for liberation. The size of liberated gold particles in EPMA pictures was found to be 3-4 microns. According to the diagnostic leaching experiments and silicates flotation tests, no gold was detected with silicates mineral. Following the flotation of quartz particles and elimination of 20 percent of feed by weight, it would be possible to reduce the feed of cyanide leaching. Therefore, Quartz flotation can also be an effective pre-concentration method prior to cyanidation process.
    Keywords: Mouteh, Diagnostic leaching, Gold, Quartz
  • R. Ahmadi * Pages 53-67
    It is economically evaluated that building stone industry in Iran, among other industries has export comparative advantage. In order to improve this, it is necessary to plan and provide the infrastructure, thus effective advertisement and marketing are the primary and most important steps. One of the most important factors which causes the failure of Iran's stone is poor planning and organizing as well as failure in using effective methods of advertisement and marketing. In this research, major problems of marketing in the field of stone industry throughout the country have been studied. Afterward the main factors affecting the development of exports, have been presented. In this regard, as the guide patterns dealing with Iran's stone export, the experience and performance of advertising, marketing and export of progressive countries in the world stone trade (i.e. China, Turkey, Italy and India) have been evaluated.
    Keywords: Marketing, Exports, Progressive countries in stone industry
  • A.R. Rabbani *, A.R. Baniasad Pages 69-77
    Hierarchical cluster and principal component analysis are two statistical methods frequently used by geochemists to study the group of variables. In order to identify oil families in the Iranian sector of Persian Gulf, 33 oil samples were collected and analyzed by advanced gas chromatography, gas chromatography-mass spectrometry and Finnigan Delta Plus mass spectrometer. On the whole, 16 parameters were considered as the input data for Hierarchical cluster and principal component analysis. Four different oil families at least could be identified through the Iranian sector of Persian Gulf based on the results obtained. These families were categorized stratigraphically and regionally. Accordingly, oil families No. I and No. II in west and east of Persian Gulf respectively, are located in the Jurassic to early Cretaceous reservoirs, whereas oil families No. III and No. IV in west and east of Persian Gulf belong to Late Cretaceous to Tertiary reservoirs.
    Keywords: Persian Gulf, Oil families, Oil geochemistry, Hierarchical cluster analysis, Principal component analysis