فهرست مطالب

علوم و مهندسی جداسازی - سال پنجم شماره 2 (پیاپی 10، 1392)
  • سال پنجم شماره 2 (پیاپی 10، 1392)
  • تاریخ انتشار: 1392/12/05
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمود رضا رحیمی، هجیر کریمی، سلیمان مصلح صفحات 1-16
    در این مطالعه با ساخت بستر آکنده دوار، فرآیند جذب دی اکسید کربن از هوا مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا آزمایشات هیدرودینامیک جهت تحلیل الگوی جریان و افت فشار در دو حالت تک فازی و دو فازی انجام شده است و سپس آزمایشات جذب با استفاده از آب و محلول های مونو اتانول آمین و دی اتانول آمین با درصدهای وزنی مختلف صورت گرفته است. نقش پارامترهایی نظیر سرعت چرخش روتور، نرخ جریان گاز و مایع، نوع و درصد وزنی محلول جاذب روی راندمان جذب بررسی شد و نتایج نشان داد که افزایش سرعت روتور موجب افزایش راندمان جذب می گردد. همچنین افزایش دبی مایع و غلظت محلول جاذب، راندمان جذب را افزایش داده و با افزایش شدت جریان گاز، راندمان جذب کاهش می یابد. نتایج مطالعه ی هیدرودینامیک نشان داد که افت فشار با افزایش نرخ جریان گاز و مایع، افزایش می یابد. از آزمایشات هیدرودینامیک جهت تعیین حداکثر جریان های گاز و مایع برای آزمایشات جذب استفاده شده است.
    کلیدواژگان: بستر آکنده دوار، جذب دی اکسید کربن، مطالعه تجربی، جذب، هیدرودینامیک
  • شبنم قبادی، محمود عبدالهی، محمد رضا خالصی صفحات 17-28
    جدایش کانی ها با فلوتاسیون بر پایه تفاوت در آبرانی سطح کانی ها می باشد، اما بعضی ذرات بدون توجه به آبپذیری سطحشان به دنبال آب و مواد جامد، به فاز کف راه می یابند. مکانیزم های مختلفی برای دنباله روی ارائه شده است و پارامترهای زیادی بر آن موثرند. لذا روش های متفاوتی جهت اندازه گیری میزان دنباله روی ارائه شده اند. در این مقاله ضمن ارائه روشی جدید جهت اندازه گیری سهم دنباله روی در فلوتاسیون کانی های سولفیدی، تاثیر پارامترهای سرعت همزن، درصد جامد پالپ، مدت زمان کف گیری و غلظت کفساز بر دنباله روی کالکوپیریت مس مزرعه بررسی شده است. در این روش، با فلوتاسیون بدون کلکتور و با حذف آبرانی کانی با کنترل Eh، سهم دنباله روی در فلوتاسیون این نمونه و پارامترهای موثر بر دنباله روی مشخص شد که به ترتیب اهمیت عبارتنداز: مدت زمان کف گیری، درصد جامد پالپ، غلظت کفساز و دورهمزن. در شرایط بهینه ی درصد جامد پالپ=%10، دورهمزن=rpm/908، غلظت کفساز=g/t2/20 و زمان=min1/1، میزان بازیابی مس با دنباله روی به حداقل %6/0 رسید.
    کلیدواژگان: پتانسیل پالپ، آبرانی، شرایط بهینه، کالکوپیریت، پارامترهای موثر
  • کریم قاسمی پناه صفحات 29-36
    دراین پژوهش، هدف ارائه ی روشی برای تعیین فشار و دبی بهینه عملیاتی برای تصفیه پساب با املاح محلول بالا در پایلوت اسمز معکوس بود. به منظور انجام بررسی های فنی تصفیه پذیری و تعیین فشار و دبی، از پساب احیای رزین های تعویض یونی با املاح محلول بالا در حدود 8000 میلی گرم در لیتر استفاده شد. نتایج نشان داد، افزایش فشار باعث افزایش پس دهی نمک و شار تراویده شده است ولی برای انتخاب فشار و دبی بهینه نمی توان براساس بالاترین مقدار پس دهی نمک و شار تصمیم گیری نمود. بنابراین با توجه به عواملی همچون احتمال گرفتگی و محدوده های مجاز عملیاتی غشا مورد استفاده، خصوصیات پساب، کیفیت و کمیت مورد نیاز پساب تصفیه شده، فشار و دبی ورودی بهینه تعیین شد. بر این اساس، از بین سه محدوده ی فشار 12، 15 و 18 بار و دبی ورودی 40، 45 و 50 لیتر در دقیقه؛ فشار 15 بار و دبی 45 لیتر در دقیقه بعنوان فشار و دبی بهینه تصفیه پساب انتخاب گردید.
    کلیدواژگان: اسمز معکوس، متغیر فشار، پس دهی نمک، شار تراویده، پساب با املاح محلول بالا
  • حلیمه آقایی زوری، فرشاد فرشچی تبریزی، فرامرز سرحدی، فضل الله حشمت نژاد صفحات 37-46
    در این تحقیق مقایسه ای میان بازگشت ناپذیری های قسمت های مختلف آب شیرین کن پلکانی آبشاری برای یک روز خاص انجام شده است. با ارائه موازنه ناپایای انرژی و اکسرژی برای قسمت های مختلف آب شیرین کن مانند پوشش شیشه ای، آب شور و صفحه جذب کننده، معادلاتی برای تعیین بازگشت ناپذیرهای سیستم بر حسب پارامترهای جوی و عملکردی و نیز دماهای به دست آمده از تحلیل انرژی به دست آمده است. بررسی نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در دبی جریان 0.065 کیلوگرم بر دقیقه، بیشترین میزان بازگشت ناپذیری مربوط به صفحه جذب کننده می باشد به طوری که در حدود 84.17% بازگشت ناپذیری کل سیستم را به خود اختصاص می دهد. در این میان بازگشت ناپذیری های آب و شیشه قابل صرفه نظر می باشند. در بررسی کسرهای اکسرژی، نتایج نشان می دهد که کسر اکسرژی تبخیری نسبت به کسر اکسرژی تابشی و جابه جایی از اهمیت بیشتری برخوردار می باشد.
    کلیدواژگان: آب شیرین کن خورشیدی پلکانی آبشاری، تحلیل انرژی، تحلیل اکسرژی، بازگشت ناپذیری، کسر اکسرژی
  • حمید دوست محمدی صفحات 47-55
    امروزه بیش از 90 درصد از فولادها به روش ریخته گری پیوسته تولید می شوند. یکی از مشکلات اصلی در این روش مسدود شدن مجرای ورود مذاب به قالب توسط آخال آلومینایی موجود در فولاد مذاب است. در این پژوهش اصلاح ترکیب شیمیایی آخال آلومینایی به فازهای ثانویه کلسیم آلومینایی مورد بررسی قرار گرفت. دو ترکیب کاربید و اکسید کلسیم در دو سری ذوبهای آزمایشی به فلز مذاب افزوده گردید و ترکیب شیمیایی فازهای ثانویه توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی همراه با آنالیز عنصری کمی و کیفی بررسی شد. نتایج این پژوهش نشان داد که با افزایش اکسید کلسیم به سطح مذاب، فازهای کلسیم آلومینایی در حین تصفیه فلز مذاب تشکیل می گردند. علاوه بر آن مشخص گردید که افزایش کاربید کلسیم تاثیر چندانی بر تشکیل فازهای کلسیم آلومینایی نداشته و میزان کافی از اکسید کلسیم سرباره به تنهایی برای جلوگیری از مشکل مسدود شدن مجرای ورود مذاب به قالب کافی است.
    کلیدواژگان: ریخته گری پیوسته فولاد، مسدود شدن مجرای ورودی مذاب، فازهای کلسیم آلومینا، آخال آلومینا
  • محسن علی مندگاری، حسن پهلوانزاده صفحات 57-66
    در این تحقیق مدلسازی دوبعدی غیر پایای یک کانال جاذب جامد به عنوان عنصر اصلی چرخ دیسکنت انجام شده است. پس از تعریف حجم کنترل مناسب و فرضیات، معادلات حاکم استخراج و شرایط مرزی و معادلات کمکی مناسب تعیین شده اند. معادلات دیفرانسیل پاره ای به روش المان محدود تجزیه و به کمک روش صریح حل شدند. دقت مدلسازی بستر به کمک داده های آزمایشگاهی و موازنه جرم و انرژی سنجیده می شود. پروفایل های دما و رطوبت در جاذب جامد و در هوا یکی از نتایج حاصل از مدلسازی بستر جاذب جامد می باشد که می تواند برای طراحی بهینه کانال جاذب جامد استفاده شود. علاوه بر پروفایل ها، اثر پارامترهایی همچون نفوذ محوری دما و رطوبت و همچنین تعداد گره ها در جهت ضخامت بررسی شدند. نتایج نشان می دهد می توان با حذف نفوذ محوری دما و رطوبت و کاهش تعداد گره ها همچنان مدلی دقیق داشت که حجم محاسبات مورد نیاز آن به مقدار قابل توجهی کاهش یافته است.
    کلیدواژگان: مدلسازی ریاضی، جاذب جامد، رطوبت زدایی
  • محمدرضا گرمسیری، حسن حاجی امین شیرازی صفحات 67-75
    تنش تسلیم برشی از خواص رئولوژی سوسپانسیون ها می باشد که در کارایی برخی از فرایندهای فراوری مواد از جمله جدایش جامد از مایع، آسیا کنی، طبقه بندی و انباشت باطله ها موثر است. در این پژوهش تاثیر غلظت جامد، میزان نرمه، pH محیط، دما، نرخ فلوکولانت و متفرق کننده بر تنش تسلیم برشی سوسپانسیون باطله نهایی کارخانه تغلیظ شماره 1 مجتمع مس سرچشمه بررسی شد و نهایتا تاثیر این عوامل بر فرآیند جدایش جامد از مایع تحلیل گردید. تنش تسلیم برشی با استفاده از آزمایش اسلامپ و به کمک مدل تحلیلی پاشیاس محاسبه شد. بررسی نتایج نشان داد، افزایش سهم نرمه موجب افزایش قابل توجهی در تنش تسلیم برشی شد. با افزایش نرخ مصرف فلوکولانت تا 10 گرم بر تن، تنش تسلیم برشی بطور قابل توجهی افزایش یافت. در حالی که در بازه بیش از 20 گرم بر تن افزایش تنش تسلیم برشی ناچیز بود. با توجه به اینکه افزایش تنش تسلیم برشی موجب افزایش مقاومت سوسپانسیون در مقابل فشرده شدن و کاهش کارایی جدایش جامد از مایع می گردد. این نتایج می تواند در بهبود کارآیی تیکنرها و فیلترها مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: شیمی سطح، رئولوژی، تنش تسلیم برشی، نیروهای بین ذرات، خصوصیات سوسپانسیون
|
  • Mahmood Reza Rahimi, Hajir Karimi, Soleiman Mosleh Pages 1-16
    In this study the absorption of carbon dioxide from an air stream has been investigated in rotating packed bed. At first, hydrodynamics experiments have been done to determine the flow pattern and pressure drop at two cases, single phase and two phase flow. Then, absorption experiments have been done by using water, MEA and DEA solution with different weight percent. The effect of parameters such as rotational speed, gas and liquid flow rate, type and concentration of solution on absorption efficiency investigated. Results showed that increasing of rotational speed, liquid flow rate and solution concentration increases absorption efficiency. In contrast, increasing in gas flow rate leads to decreases in efficiency. Hydrodynamics analysis showed that pressure drop increases by liquid and gas flow rates.
    Keywords: Rotating Packed Bed, Carbon Dioxide Absorption, Experimental Study, Absorption, Hydrodynamics
  • Shabnam Ghobadi, Mahmoud Abdollahy, Mohammad Reza Khalesi Pages 17-28
    Separation of minerals by flotation is based on the differences of surface properties between the valuable minerals and the gangue. However, some particles float by entrainment mechanism which is a nonselective process. There are different methods to determine the amount of particles which is floated by entrainment. In this paper a new method applied to determine entrainment in collectorless flotation of chalcopyrite of Mazraeh mine. Effect of parameters including impeller speed, pulp density, time, frother amount was investigated for chalcopyrite entrainment. In collectorless flotation, by controlling pulp potential (Eh), the hyrophobicity of particles prevented and so the net fraction of particles moved to concentrate by entrainment were calculated. Under optimum conditions of pulp density = 10%, it was observed that impeller speed = 908rpm, frother amount = 20g/t and flotation time equal to 1.1min, chalcopyrite entrainment minimize to 0.6 %.
    Keywords: Entrainment, Collectorless flotation, Chalcopyrite, Pulp potential
  • Karim Ghasemipanah Pages 29-36
    In this study the absorption of carbon dioxide from an air stream has been investigated in rotating packed bed. At first, hydrodynamics experiments have been done to determine the flow pattern and pressure drop at two cases, single phase and two phase flow. Then, absorption experiments have been done by using water, MEA and DEA solution with different weight percent. The effect of parameters such as rotational speed, gas and liquid flow rate, type and concentration of solution on absorption efficiency investigated. Results showed that increasing of rotational speed, liquid flow rate and solution concentration increases absorption efficiency. In contrast, increasing in gas flow rate leads to decreases in efficiency. Hydrodynamics analysis showed that pressure drop increases by liquid and gas flow rates.
    Keywords: Rotating Packed Bed, Carbon Dioxide Absorption, Experimental Study, Absorption, ydrodynamics
  • Halimeh Aghaei Zoori, Farshad Farshchi Tabrizi, Faramarz Sarhaddi, Fazlollah Heshmatnezhad Pages 37-46
    In this paper, comparison between irreversibilities of different parts weir-type cascade solar still for a particular day has been carried out. By writing unsteady exergy balance for different parts of solar still system such as glass cover, brackish water and absorber plate, some equations are obtained for different irreversibilities of the system based on climatic and operating parameters. Simulation results show that in input mass flow rate 0.065 kg/min, the largest value of irreversibility rate belongs to absorber plate among of all of irreversibility rates of the system. Irreversibility rate of absorber plate in input mass flow rate 0.065 kg/min is 84.17% of all of system irreversibility rates. Whereas irreversibility rates in other parts of solar still can be neglected. Also study on exergy fractional shows that evaporative exergy fractional have more significant with respect to convective and radiational exergy fractional.
    Keywords: Weir, type cascade solar still, Energy analysis, Exergy analysis, Irreversibility, Exergy fractional
  • Hamid Doostmohammadi Pages 47-55
    Today, more than 90% of world steel production accounts for continuous casting method. One of the main problems of this method is alumina nozzle clogging. In this study, modification of alumina inclusions into the calcium aluminate phases was investigated. Calcium carbide and calcium oxide were added to the steel melt and hence chemical composition of secondary phases was studied using a Scanning Electron Microscope. Both qualitative and quantitative analyses were performed. The results showed that the addition of calcium oxide to the surface of the killed aluminum molten metal leads to the gradual formation of the calcium aluminate phases. Furthermore, the addition of calcium carbide does not have the considerable effect on the formation of calcium aluminate phases and in turn, calcium oxide in the top slag prevents the nozzle clogging problem.
    Keywords: Continuous casting of steel, Nozzle clogging, Calcium aluminates phases, Alumina inclusion
  • Mohsen Ali Mandegari, Hassan Pahlavanzadeh Pages 57-66
    In this paper a two-dimensional unsteady state detailed mathematical formulation is developed for the numerical modeling of the behavior of a channel of a hygroscopic compact matrix. Considering proper control volume and some assumptions, governing equation is derived. Initial and boundary equation as well as auxiliary equation are used to close governing equations. Modeling results are validated by experimental data and numeric heat and mass balances. The profiles of temperature and humidity in the desiccant layer and air flow rate are resulted and can be used for optimum design of desiccant channel. Furthermore, effect of axial heat and mass diffusion inside the desiccant are examined as well as number of nodes in the desiccant layer. Results prove that axial heat and mass diffusion can be omitted and number of nodes can be reduced without significant effect in the result precision.
    Keywords: Dehumidification, Desiccant bed, Two dimensional modeling
  • Mohammad Reza Garmsiri, Hassan Haji Amin Shirazi Pages 67-75
    Shear yield stress as a rheological property of suspensions affects the efficiency of some of the mineral processing methods such as solids liquid separation, grinding, classification, and tailings disposal. In this work, effect of solids concentration, fines extent, pH and temperature on the shear yield stress of the final tailings suspension of concentration plant 1 at Sarcheshmeh Copper Complex was investigated and eventually their impact on solids liquid separation was analyzed. The shear yield stress was calculated using the slump test results and the analytical model presented by Pashias. Results indicated that, with the extent of fines the shear yield stress increased considerably. An increase in flocculant dosage up to 10 g/t resulted in a significant increase in the shear yield stress. While, with the flocculant dosages higher than 20 g/t, increasing the flocculant dosage led to a slight increase in the shear yield stress. An increase in shear yield stress leads to a decrease in compressibility of suspension and as a result the efficiency of solids liquid separation decreases. These achievements can be beneficial to the efficiency of thickening and filtering.
    Keywords: Surface chemistry, Rheology, Shear yield stress, Inter particle forces, Suspension properties