تحقیق مقاله شرکت صنایع مس

تاریخچه مس در ایران

مس یکی از فلزاتی است که طرز استخراج و ذوب ان بر صنعتگران باستانی ایران معلوم بوده است و در حفرهایی که در نقات مختلف کشور شده آثار و علایم آن دیده میشود. ولی چون رموز این صنعت سینه بسینه انتقال می یافته کتاب ونوشته ای ازآن در دست نیست فقط از اشیاءمسی وآلیاژهای آن که در کاوشهای انجام شده به دست آمده چنین پیداست که در زمان قدیم از مس در زندگانی خود استفاده میکردند و با صنعت ذوب مس آشنایی کامل داشتند . معدنچیان سنگهای مس خالص طبیعی ومس اکسیده را که بیشتر در سطح زمین یافت میشده به وسیله دیلم و کلنگ خرد کرده و استخراج وذوب میکردند و چون طرز ذوب کانیهای نوع سولفور را نمی دانستند اگر چنانچه با چنین معدنی برخورد میکردند از استخراج آن صرف نظر میکردند .

کارهای مس و مفرغی قبل از تاریخ که در ایران انجام شده در بسیاری از موزه های دنیا وجود دارد .پس از آن در دوره های مختلف مانند دوره هخامنشی و ساسانی وبعد از استیلای عرب و دوره مغل و تیموریان نمونه هایی از اشیاء مسی ومفرغی که در ایران ساخته شده در موزه های روسیه و انگلیس و فرانسه وجود دارد. در عصر صفویه صنعت برنج سازی و استفاده از مس و آلیاژهای آن رونق بسیاری داشته است ولی پس از انقراض صفویه و روی کار آمدن سلسله قاجاریه در کلیه صنایع از جمله صنعت ذوب مس انحطاطی ایجاد گردید و پس از آن برای احیاء صنایع مختلف و صنعتی کردن ایران در زمان امیر کبیر کوششهایی صورت گرفت که مثمر ثمر واقع نشد.

تا اینکه در سال 1315چون دولت وقت در کارخانجات مهمات سازی ارتش نیاز به مس داشت و شروع به استخراج مس از معدن انارک و عباس آباد سبزوار خراسان شمالی نمود و کارخانه ذوب مس غنی آباد را بنیان گذاشت.

در استان کرمان از دیر باز مردم ناحیه سرچشمه از وجود ذخایر مس اطلاع داشته و از آن در ساخت و تهیه وسایل جنگی ولوازم خانگی استفاده میکردند برای صدق این مدعی باقیماندهایی از سیتمهای قدیمی ذوب در حوالی سرچشمه دال بر شناسایی مس و معدن مس سرچشمه در سالهای دور یعنی در حدود 3000سال قبل از میلاد میباشد. علاوه بر آن جاری شدن آب سبزرنگ در رودخانه های اطراف سرچشمه موید وجود ترکیبات مس در ناحیه بوده است .

در دهه 1340 بود که یک سری مطالعات زمین شناسی در ناحیه سرچشمه آغاز گردید .پس ازاینکه مشخص گردید که ذخیره مس در ایران بمیزان فراوان وجود دارد . در سال 1351 سرکت سهامی معادن مس سرچشمه  با سرمایه دولتی تاسیس گردید و باشرکت آمریکایی آناکاند قراردادی منعقد گردید تا از کمکهای فنی آن شرکت جهت استخراج معدن مس سرچشمه استفاده شود. در نتیجه با استفاده از مطالعات گذشته طرح ایجاد ذوب مس با ظرفیت 145000 تن مس در سال و هزینه ای معادل 550میلیون دلار ریخته شد . وپیرو آن با شرکت پارسونز جوردن قراردادی جهت ساخت و ایجاد تاسیسات مجتمع مس سرچشمه بسته شدکه تاسال1357تقریبا97درصد از کارهای ساختمانی توسط شرکت مذبور انجام گرفت.

راهنمای تاسیسات کارخانه

1_انبار سنگ درشت

2_سنگشکنهای اولیه و...

3_انبار سنگ نرمه

4_کارخانه بر عیار کنی

5_ته نشین کننده های بر عیار شده

6_واحد صافی

7_واحد خشک کن

8_انبار ذخیره اضطراری بر عیار کنی

9_مخازن بر عیار شده و مواد کمک ذوب

10_کورههای ذوب

11_ساختمان سنگشکن وآهک

12-مخازن قیفی مواد درشت کمک دوب

13_سنگ شکن مواد کمک ذوب

14_واحد آهک

15_دود کش کوره مبدل

16_نیروگاه حرارتی

17_غبارگیری کورههای ریورب

18_غبارگیر کورههای  کنورتور

19_امخازن سوخت

20_ته نشین کننده مواد باطله

21_مخازن وتلنبه خانه آب صنعتی وآتشنشانی

22_ازمایشگاه

23_انبار قطعات صنعتی

24_تصفیه خانه آب

25_سالن الکترولیز آب

26_واحد اسید

27_مخازن اسید

28_انبار مواد منفجره

29_واحد اکسیژن

30_انبار وسایل متفرقه

31_ساختمان سرند اولیه

32_سرویس خودروها

33_مخازن شیر آهک

34_برج خنک کننده

35_واحد مولیبدن

36_ساختمان توزیع برق

37_مرکز اسناد ومدارک

38_دیگ بخار

39_انبار مواد شیمیایی آزمایشگاهی

40_مخازن گازوییل

41_انبار آجر             

کانیهای مس

مس در طبیعت بصورتهای زیر یافت می شود :

1_مس فلزی

2_اکسید مس 

3_سولفور مس

مس طبیعی  عنصر مس بحالت آزاد طبیعی درتوده های بزرگ ویابشکل پراکنده در سنگهای  آذری (آتشفشانی)درقشرزمین بوجودآمده است.معادن این نوع مس چندان زیاد نیست ودر همه جا وجود ندارد فقط دربعضی ازنقاط دنیا مانند :ایالات متحده آمریکا و شیلی و بولیوی و  چین و ایران (در ناحیه انارک) یافت گردیده است.

2_اکسید مس :

اکسیدهای معدنی مس در پوسته زمین نزدیک به سطح یافت میشود که در نتیجه تغییرات

جو ی وفعل و انفعالات شیمیایی که در قسمت رگه های سولفور مس صورت گرفته ترکیبات اکسیده بوجود آمده است. آبهای طبیعی که بمقدار چندین(ppm) گاز اییدریدکربنیک (co2)در بر دارنده  بر روی سولفاتهای مس 100متر اثر کرده و به تدریج آنها به ترکیباتی نظیر :کربنات .اکسید .سولفات وگاهی اوقات سیلیکات مبدل مینماید.

چون اغلب مواد نامبرده نزدیک بسطح زمین پیدا می شوند وتماما" دارای نقطه ذوب پایینی هستند لذا میتوان  آنها را بسهولت با گرمای احتراق زغال چوب و کربن آن احیاء نمود  ومس فلزی را بدست آورد که این روش در گذشته مورد استفاده بوده است  وتمام مس  باستان با این روش تهیه میگردیده.

3_سولفور مس

مهمترین سنگ معدن مس که امروز بیشتراز95% مس محصول سالانه دنیا را میدهد ازنوع سولفوره میباشد  چون بسهولت میتوان مس را ازترکیبات اکسیده خارج کرد  درگذشته با  این روش تقریبا

کلیه معادن اکسیده را مورد بهره برداری قرارداده اندکه کم وبیش درحال تمام شدن است.وچون معادن  مس به عمق بیشتر رسیده درنتیجه اغلب ترکیبات  آن از نوع سولفوره میباشد.

حفره معدن وقتیکه به لایه گداخته شده میرسد بصورت سخرههای گداخته سیمانی در می اید که معمولا"کلوخه های معدنی(gangue) از نوع کلسیت میباشند ترکیبات مس با تماس در لایه های رویی معدن از نوع(porphyry)یا  (chalcocite) شروع شده و به تدریج به(bornite)و(chalcopyrite)در عمق معدن بدل میشود

روشهای استخراج مس

روش مورد استفاده جهت استخراج مس بستگی دارد به طبیعت و ترکیبات مس موجود  در سنک معدن. به طور کلی سه طریق اساسی برای استخراج مس وجود دارد که عبارتند از :

1_ذوب مستقیم :

ذوب مستقیم وقتی به کار گرفته می شود که درصد مس موجود در کلوخه ها از 6% به بالا باشد .

2_شستشوی اسیدی:  

شستشویی که با الکترولیز تکمیل می شود مخصوص کلوخه های نوع اتکسیده میباشد.

3-تغلیظ کردن :                                                                                                    تغلیظ که همراه با ذوب میباشد برای ترکیبات گوگردی مس یا مس طبیعی با عیار کم بکار گرفته میشود .

در این روش جهت دستیابی به مس قابل عرضه به بازار سنگ معدن باید واحد های زیرین را بگذراند :استخراج از معدن _سنگ شکن و سرند ها_پر عیار کنی_کوره انعکاسی _ کوره مبدل_ کوره آند_پالایشگاه (الکترولیز) _ذوب مجدد و ریختگری_محصول نهایی با خلوص 91/99% .

مشخصات کلی معدن سرچشمه

معدن سرچشمه بیضی شکل بوده که قطر بزرگ آن 2300 متر و قطر کوچک آن 1200 متر طول دارد و دارای ارتفاع 2600 متر است برای تعیین ذخیره به وسیله شرکت سلکشن تراست 195 حلقه چاه با ماکزیمم عمق 200 متر حفاری شده که کل متراژ حاصل از حفاری 28300 متر است و 17200متر تونل نیز حفاری شده است .تعداد 51 حلقه چاه اکتشافی با متراژ 5240 متر نیز حفاری گردیده است .

ذخیره ثابت شده بر اثر حفاری های فوق تا عمق 2350 متر 523/449میلیون تن با عیار متوسط 12/1 براورد شده و طرحی نیز برای برداشت 20ساله از معدن تهیه گردید پس از آن شرکت ملی صنایع مس با همکاری شرکت آناکاندا در دنباله برنامه های اکتشافی 32952متر حفاری انجام داد که این حفاری ها شامل گمانه های کم عمق و همچنین گمانه های 600 متری و 3عدد گمانه تا عمق 1000 متری و تا کنون ذخیره معدن تا 800 میلیون براورد شده که ممکن است با حفاری های عمیق تر میزان ذخیره معدن افزایش یابد بطور کلی این معدن را از نظر ترکیبات تشکیل دهنده آن میتوان به سه منطقه با تر کیبات متفاوت تقسیم کرد .

الف : منطقه اکسید که بطور متوسط تا عمق 26 متری از سطح زمین قرار گرفته و دارای کربناتهای مس مانند مالا کیت و آزوریت و سولفاتها و سیلیکیتها با آب کریستالی و اکسیدهای مس میباشد .

ب : منطقه سوپرژن که پس از ناحیه اکسید قرار گرفته وتاعمق تقریبا"80 متر بعد از منطقه امسید قرار دارد .در این منطقه اثری از از اکسیدها وجود ندارد و اکثر ترکیبات سولفوره از نوع کوولیت هستند .

ج : منطقه هیپوژن که پس از ناحیه سولفوره قرار گرفته .در این ناحیه کانی کالکوپیرت سو لفور

مضاعف مس و آهن(CuFeS2)تشکیل یافته و هر چه قدرعمق معدن زیادتر گردد از درصد مس کاسته خواهد شد و بر عکس بر میزان مولییدنات(MoS2)محتوی معدن که در تمام لایه ها وجود داشته افزوده میگردد وعلاوه بر مولیبدن فلزات دیگر نظیر طلا_نقره_نیکل و فلزات نادر بمقدار کم که همراه سنگ معدن وجود دارد.روی هم رفته مهتوای مس اغلب معادن نوع پروفیری بین 5/0 تا 3/1 درصد میباشد . بسیاری از آنها را میتوان بصورت اقتصادی بهره برداری کرد.با پیشرفت و بهبود روشهای

بهره برداری از معادن تغلیظ سنگ معدن سنگهای با درصد پایین محتوای مس به تدریج یکی از منابع اصلی فلزات در آمده در صوریکه در گذشته به علت پایین بودن درصد فلز در سنگ معدن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبود که از این معادن بهره برداری نمایند . در حقیقت با ابداع روشهای بهره برداری اقتصادی از معادن نوع پورفیری این معادن دارای پیشرفت روز افزون هستند.

هر چند که قبلا" عقیده بر این بود معادن نوع پور فیری از نظرتوزیع جغرافیایی به مقدار زیادی محدود هستند اما اکتشافات جدید امروز نشان داده است که معادن نوع پور فیری کاملا" در سطح جهان گسترده است و اهمیت انها از نظر تامین مس جهان واقعیتی  انکار نا پذیر میباشد مهدن مس سر چشمه یکی از غنی ترین معادن نوع پور فیری دنیا استو در ریف دومین معدن مس دنیا قرار دارد. همان گونه که قبلا" گفته شد دارای ذخیره ثابت شده 800 میلیون تن می باشد که متوسط عیار مس آن 17/1 ومولیبدن آن 3% میباشد .(ظرفیت استخراج روزانه معدن 40000 تن میباشد) .

جدول ماشین آلات مورد استفاده در معدن

 ماشین آلات معدن را از نظر نوع کاری که انجام میدهند میتوان به گروههای بار گیری _ حمل ونقل _حفاری و مفرقه  تقسیم نمود .

در زیر تعداد و ظرفیت  گروههای فوق که بصورت سازمانی در بهره برداری از معادن مورد استفاده قرار میگیرند ذکر گردیده است .

نوع ماشین آلات                                                        تعداد                                    ظرفیت            

بارگیری:

             بیل الکتریکی                                                          8عدد                             20 تن

             لودر چرخشی(ترنا)                                                  2  "                                10  "

            لودر چرخشی(ترنا)                                                   2  "                               17  "   

حمل و نقل :

          کامیون(وابکو)                                                      32  "                                 120  "

          کامیون(وابکو)ترکس                                           12  "                                       90  "

حفاری :

           مته چرخشی                                                       4  "     

           مته نصب روی کامیون                                              1  "                                                                  مته نصب روی کامیون                                                      4  "   

ماشین آلات متفرقه :

           بولدوزر                                                                    2     "

              "                                                                           10    "

         گریدر جاده                                                                5    "          

 نوع ماشین آلات                                                        تعداد                                    ظرفیت       

             تانکر آب                                                                3  عدد    

             جرثقیل                                                                  3 "                                            70 تن

             جرثقیل                                                                  3 "                                           50 تن

              آنفو( ماشین مواد منفجره )                                     3  "

روند تولید نیزبصورت سری دنبال میشود :

سنگ معدن بوسیله کامیونهایی به ظرفیت 120 تن به داخل سنگ شکن اولییه که در جنوب کارخانه قرار دارد ریخته میشوند .تجهیزات اصلی کار خانه پر عیار منی عبارتست از :

سنگ شکن اولیه – نوار نقاله بزرگ – مخزن سنگ درشت – شنگ شکنها و غربالها – انبار نرمه- آسیابهای اولیه – شناور سازی – آسیابهای ثانویه – بازیافت مولیبدن – ته نشین کنندهها- آماده سازی مواد شیمییایی – سیستم آب مورد نیاز روند تولید – ته نشین کننده های باطله های سد رسوب گیر .

سنگ شکن اولیه

کامیونها(وابکوها) از دو طرف بار خود را درون سنگ شکن کله قندی با قدرت 600 اسب بخار وبا 20 سانتی متر فضای باز قابل تنظیم اطراف اطراف کله قند را تخلیه میکنند . ذرات کوچکتر از 20 سانتی متر از غربال ثابت تیر آهنی پایین میریزند و وارد مخزنی به ظرفیت 550 تن در زیر سنگ شکن میریزند و ذرات درشتتر توسط سنگ شکن خورد میشوند وبه مخزن فوق الذکر اضافه میشوند در زیر این مخزن دو نوار نقاله از نوع کفشکی با ابعاد 8/15*1/2متر قرار دارند که خاک را به نوار نقاله دیگر انتقال میدهند .

طول بزرگترین نوار نقاله انتقال خاک 1500 متر  و عرض آن 84 اینچ میباشد که قادر است با ظرفیت 4700 تن در ساعت کار کند . نوار نقاله خاکها را به داخل انبار خاک درشت  با ظرفیت 51000 تن تخلیه میکند ودر کل سیستم گرد وخاک ناشی از تخلیه و خرد کردن به وسیله سیستم گرد گیرتر  از محیط بصورت دوغاب خارج میکند .

مجموع سرندهای اولیه و دومیه و سومیه و سنگ شکنهای مربوطه محصولی تولید میکنند که 80% ازآن اندازههایی کوچکتر از 13 میلی متر دارد . که خوراک آسیابها و محوطه شناور سازیست . زیر مخزن انبار سنگ درشت 6 عدد نوار نقاله کفشکی قرار دارد که این که این خاک را به داخل دو تسمه نقاله داخل تونلهای زیر مخزن انبار سنگ درشت هدایت میکنند .سنگ بوسیله این نوار نقاله به داخل مخزن خاک قبل از واحد های سرند های اولیه با ظرفیت 1500 تن ریخته می شود .

خاک از 4 سرند لرزان دو طبقه که اندازه سوراخهای طبقه تحتانی 13*13 میلیمتر میباشند عبور میکند. ذرات کوچک پس از عبور از طبقه تحتانی غربالی مستقیما"روی نوار نقاله خاک نرم ریخته میشود که بوسیله این نوار خاک وارد انبار نرمه میشود .

ذرات بزرگتر از اندازه سوراخهای سرند وارد مخزن خاک قبل از سنگ شکنهای دومیه با ظرفیت 2270 تن میشود .

سنگ شکن ثانویه

واحد سنگ شکن ثانویه شامل سه عدد سنگ شکن مخروطی هر کدام با قدرت 300 اسب بخار که قادرند 706 تن سنگ با درشتی کوچکتر از 30 سانتیمتر را در ساعت به سنگ با درشتی 100% زیر 5/7 سانتی متر تبدیل کند در صورتی که سنگشکنها با بسته ترین حالت دهانه یعنی 3 سانتی متر فاصله بین مخروط و دیواره سنگشکن کار کند . و پس از آن سرندهای دو طبقه و سنگشکن سوم ذرات کوچکتر از 13 سانتیمتر را روی نوار نقاله خاک نرمه میریزد که آنها را درون انبار خاک نرمه به ظرفیت 40000 تن تخلیه مینماید وذرات اندازه فوق به وسیله نوار نقاله وارد انبار خاک قبل از سنگ شکنهای سومی شده که ظرفیت این انبار 4540 تن می باشد.

سنگ شکن ثالثیه

عملیات سنگ شکن سومی به وسیله 6 عدد سنکشکن سر کوتاه مخروطی که بصورت مدار بسته کار میکند صورت میگیرد که هر کدام میتوانند 396 تن سنگ را از اندازه 5/7 سانتیمتر را به کمتر از 75/3 سانتیمتر تبدیل نمایند . این عمل در صورتی انجام میشود که فاصله بین مخروط سنگشکن ودیواره آن 75/3 سانتیمتر تنظیم گردیده باشد که بسته ترین حالت کار کردن سنگشکنهاست .

پس از هر سنگ شکن یک سرند لرزان قرار گرفته که ذرات درشتتر از اندازه 27/1 سانتیمتر را به سنگشکنها بر میگرداند و ذرات کوچکتراز این مقدار به وسیله نوار نقاله خاک نرمهوارد انبار خاک نرمه میشوند .

آسیابهای اولیه

این ناحیه مشتمل بر دو قسمت است که در هر قسمت چهار آسیاب یک مرحلهای وجود دارد ابعاد هر یک از آنها عبارتست قطر 03/5 وطول 23/8 متر که با هر کدام از این آسیابها 10عدد سیکلون خوشه ای بقطر 8/50 سانتی متر بصورت مدار بسته کار میکنند .

آسیابهای گلولهای از نوع سررسیز بوده و هر کدام با موتوری بقدرت 4500 اسب بخار بحرکت در میآیند .

قدرت واقعی که صرف هر آسیاب گلول های میشود بین 4200-4000 اسب بخار است . سرعت هر آسیاب 64/13 دور در دقیقه است ظرفیت بارگیری گلوله هر آسیاب 326 تن است وهر آسیاب قادر است 225 تن در ساعت سنگ را با 20% بزرگتر از 27/1 سانتیمتر خاک نرمه به محصوای که 24% آن را از ذرات کوچکتر از 200 مش یا 74 میکرون تبدیل کند . مصرف گلوله فلزی بازاء هر تن خاک 600گرم میباشد بار برگشتی هر آسیاب 400% میباشد . سر ریز  آسیابها وارد چاهکی میشود که از آنجا بوسیله پمپ وارد سیلیکونهای خوشهای میشود ته ریز سیلیکونها با نیروی وزن خود وارد مخزن  بازیافت میشوند  سرریز سیلیکونها با28% جامد که 70% آن کوچکتر از 74میکرون میباشد وارد جعبه تقسیم  شناور سازی مخصوص به خود میشوند .                           

شناور سازی و ساییدن

شناور سازی روشی است که بوسیله آن میتوان میتوان فلزات معدنی مورد نظر را از بقیه مواد همراه آن جدا کرد . در حقیقت یکنوع جدا سازی فیزیکی است که هیچگونه تغییر شیمیایی در مواد معدنی رخ نمیدهد باستثنای اینکه تغییراتی در شکل وسطح این مواد بعمل میاید بمنظور تغلیظ سنگ معدن بوسیله شناورسازی ابتدا باید سنگ معدن را آنقدر نرم کرد تا ذرات فلزات مورد نظر از ضایعاتی که همراه دارد جدا شوند این عمل معمولا" با آسیابهای نرم کننده از نوع آسیابهایی که با آب کار میکنند عمل می کنند عمل می شود و سپس عمل جدا سازی فلز از دوغاب موجود در واحد شناور سازی با کمک مواد شیمیایی کف کننده (کلکتور) صورت میگیرد که نتیجه آن این است که تقریبا" 95% از سنگ خورد شده با درصد کم فلز مورد نظر بصورت پس مانده یا باطله از این واحد خارج میشود و5% از آن با درصد بالای فلز مورد نظر بازیافت میشود .            

تاریخچه پیشرفت  شناور سازی

اولین سابقه شناور سازی که میتوان از آن  نام برد مربوط به سال 1860 میباشد که بوسیله شخصی به نام  (هاینس) بیان گردیده است او گفته که خاصیت نمگیری مواد معدنی  با آب و روغن متفاوت است که پایه شناورسازی با روغن است .در مدت پنجاه سال پس از آن شناور سازی بوسیله سه ماده ذیر تکمیل گردید .

1_توده روغن

2_شناور سازی لایه ای

3_شناورسازی با کف  

1_شناور سازی تودهای بر این اساس استوار بوده که ذرات فلزی با روغن خیس می شد در نتیجهذرات فلز از سطح مشترک آب و روغن گرفته میشد .ضمن اینکه سایر مواد بصورت رسوب در می آمدند .این روش مقدار زیادی روغن لازم داشت .در حدود یک قسمت روغن برای یک قسمت سنگ معدن لازم بود .