شنبه, ۱۴ اسفند ۱۳۹۵، ۰۲:۴۹ ب.ظ
پارامترهای عملیاتی مؤثر بردانه بندی نمک
فرایند پالایش سنگ معدن نمک به روش تبلور، روش انتخابی برای تولید نمک خوراکی استاندارد است. در این روش ، افزون بر مصرف کم انرژی، ناخالصی های موجود در خوراک جدا شده و فراورده ای با دانه بندی مناسب تهیه م یشود. در نمک هایی که فرایند پالایش روی آنها صورت نگرفته، وجود عنصرهای سرب، آرسنیک، کادمیم، مس و جیوه ضایع ه های جبران ناپذیری را برسلامت انسان تحمیل می کند. وجود ناخالصی ها باعث عدم تشکیل بلورهایی با اندازه ی دلخواه خواهد شد و یا ممکن است بلور نمک های دیگری در فراورده وارد شود. علاوه بر ناخالصی ها، متغیرهای دیگری از قبیل غلظت خوراک، بار حرارتی، زمان اقامت، شکل متبلور کننده، دور همزن و نوع همزن بر دانه بندی سدیم کلرید تاثیر دارند.
فرضیه های فرایند تبلور و انتخاب نوع متبلور کننده
- شرایط پایداری در آن برقرار باشد.
- هم خوردگی کاملی در متبلور کننده برقرار است، بنابراین، کلیه خواص، از جمله هسته زایی و رشد بلوره ا در تمام نقاط یکسان فرض می شود.
- در خوراک ورودی به متبلور کننده هیچ گونه ذره های جامدی وجود ندارد.
- ویژگی های فراورده ی خروجی با خواص مواد معلق داخل متبلور کننده یکسان است.
- بلورها در متبلور کننده شکسته یا به هم پیوسته نمی شوند.
- عامل مؤثر برشکل بلورها از اندازه آنها مستقل است. از آنجاکه در شرایط انجام آزمایش، به کارگیری فرایند پیوسته به دلیل عدم کنترل دقیق شرایط عملیاتی متبلور کننده امکان پذیر نیست، از این رو از فرایند ناپیوسته در انجام آزمایش ها استفاده می شود. بررسی منحنی حلالیت نمک طعام نشان می دهد، تأثیر دما بر حلالیت ناچیز است، لذا بهترین انتخاب برای تبلور نمک طعام، متبلور کننده تبخیری است.
تعیین ویژگی های متبلور کننده
مناسب ترین سیستم عملیاتی برای بررسی اثر ٤ متغیر مورد بررسی، سیستم ناپیوسته است که با تغییر هر یک از متغیرها می توان تاثیرهای به وجود آمده روی دانه بندی فراورده را به صورت کمی به دست آورد. از آنجا که حجم متبلور کننده بر نرخ هسته زایی بلورها تاثیری ندارد و فقط بر نرخ سایش بلورها مؤثر است (در متبلور کننده های بزرگ تر به دلیل طولانی شدن زمان گردش بلورها، فرکانس برخورد آنها کاهش و در نتیجه از میزان فرایند سایش کاسته می شود.)
همچنین در این متبلور کننده، همزن از نوع پروانه ای انتخاب شده تا نرخ هسته زایی که در نتیج هی برخورد ذره ها به همزن ایجاد می شود کمترین مقدار گردد و از طرفی نرخ رشد بلورها افزایش یابد. همزن پروانه ای دارای مزایای ذیل است:
- الگوی جریان مناسبی را ایجاد می کند.
- درسرعت های پایین به ذره های پراکنده آسیب نمی رساند.
- همزن، خود را در حین چرخش تمیز م یکند.
- در دامنه وسیعی از سرعت قابل کنترل است.
- از نظر مصرف انرژی قابل قبول است.
- با خم کردن شفت، تشکیل گردابه به شکل دلخواه ایجاد می شود.
نتیجه ی آزمایش ها
همان طور که گفته شد هدف از انجام آزمایش ها بررسی اثر چهار متغیر بار حرارتی، دور همزن، زمان اقامت و غلظت محلول اولیه برای دستیابی به بلورهای درشت سدیم کلرید است. برای این منظور به مبنایی برای بررسی اثر متغیرهای ذکر شده نیازاست. از این رو نمونه ای از بهترین نمک بلور موجود در بازار به عنوان مبنا انتخاب و به وسیله سیستم الک شیکر دانه بندی شد. همان طور که نتیجه های این جدول نشان می دهد، درصد جرمی مربوط به مش ٦٠ ، بیشترین مقدار را داراست و درصد جرمی مش ٤٠ و ٨٠ به تقریب با یکدیگر برابرند. این موضوع وجود توزیع مطلوب بلورهای نمک را نشان می دهد.
آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش بار حرارتی، نرخ تبخیرافزایش یافته و فوق اشباعی به شدت افزایش می یابد که منجر به هسته زایی در محیط خواهد شد، اما این موضوع باعث تولید بلورهای درشت نمی شود. برای بالا بردن نرخ تولید بلورها و رشد مناسب آنها احتیاج به بار حرارتی مناسب است، زیرا اگر بار حرارتی به مقدارزیادی افزایش یابد، باعث آشفتگی در متبلور کننده می شود که نتیجه آن خرد شدن بلورهایی است که شروع به رشد کرده اند. از طرف دیگر کاهش بار حرارتی زمان زیادی را برای تولید فراورده به خود اختصاص می دهد. تحلیل آزمایش ها مقدار ویژه ای را برای بار حرارتی نشان می دهد که انجام عملیات تحت آن شرایط، بهترین حالت برای دست یابی به بلورهای درشت در زمان مناسب است. بررسی نتیجه ها نشان می دهد که با افزایش غلظت خوراک، دانه بندی فراورده با مش ۶۰ افزایش یافته و کاهش آن اثر منفی بر اندازه ی بلور های تولید شده دارد. علت این امر را می توان چنین تفسیر کرد که با افزایش غلظت خوراک زمان لازم برای رسیدن به فوق اشباعی کاهش می یابد و لذا در همان لحظات اولیه هسته ها تولید شده و فرایند رشد بلورها انجام می گیرد. به عبارت دیگر بیشتر زمان فرایند صرف رشد هسته ها می شود و نتیجه این موضوع تولید بلورهای درشت تر خواهد بود. بالعکس اگر غلظت خوراک پایین باشد زمان بیشتری نیاز است تا هسته ها تشکیل شوند و در نتیجه مرحله رشد بلورها به تعویق خواهد افتاد. با افزایش زمان اقامت به شرط وجود هسته ها در محیط و فراهم بودن شرایط، فرایند رشد بهتر انجام شده و بلورهای درشت تری نیز حاصل خواهد شد. اگر زمان اقامت در متبلور کننده طولانی باشد، بلورهای رشد یافته، شکسته شده و خود به هسته های جدید تقسیم می شوند. به عبارتی رشد بلورها براساس شرایط سیستم تا حد مشخصی قابل افزایش است. به عنوان نمونه اگر نوع همزن تیغه ای و دور همزن بالا باشد، افزایش زمان اقامت تأثیری بررشد بلورها ندارد، زیرا به محض رشد ناچیز آنها در اثر برخورد بلور بلور، بلور همزن و بلور با جداره ظرف، ذره ها به قطعه های ریزتر تقسیم می شوند.
فروش تهران :
02144627539 - 02144627408
فروش بندرعباس :
07632235771 - 07632240617 - 07632246722
