وبلاگ

:
ارزش اقتصادی هر معدن به برنامهریزی و مدیریت آن معدن وابستگی زیادی دارد. افت عیار متوسط، افزایش
هزینههای معدنكاری و توجهات زیست محیطی، این اطمینان را به ما میدهد كه كه این فاكتورها از مسائل مهم
برنامهریزی تولید معادن خواهند بود. عملیات و مدیریت یك معدن روباز بزرگ باعمر چندین ساله یك كار
بسیار بزرگ و پیچیده میباشد. تكنیكهای بسیار زیادی برای بهینه سازی مسائل مهم در معدن ارائه شده است
اما برنامهریزی بهینه تولید در طول عمر معدن هنوز حل نشده باقی مانده است. تعیین پیت بهینه و برنامهریزی
معدن یك عملیات دینامیكی میباشد. مسئله تعیین حد نهایی را میتوان بوسیله الگوریتم گرافی لرچ و گروسمن
یا روش جریان شبكهای پیكارد حل كرد. این روشها بر پایه مدل بلوكی كانسار میباشد. طراحی پیت بهینه نقش

مهمی را در برنامهریزیتولید معادن ایفا می .كند مسئله برنامه ریزی تولید با فضای تركیبی از معدنكاری
واحدهایی بنام ماده معدنی و باطله سروكار دارد كه این واحدها دارای خصوصیات مربوط به خود میباشند و
جایگاه مربوط به خود را دارند. تمامی محدوده مسئله كه جهت برنامهریزی تولید در نظر گرفته شده است
بوسیله یك ماتریس سه بعدی نشان داده میشود كه بنام مدل بلوكی شناخته میشود. هر جزء از این ماتریس
(یك بلوك) دارای حجم، مكان مربوط به خود و مقدار ماده معدنی تخمین زده شده میباشد. مفهوم مسئله برنامه
ریزی تولید یعنی تعیین ترتیب و توالی استخراج این جزءها (بلوكها) در طول مدت زمان معین بهطوریكه ارزش
استخراج شده آنها به بالاترین حد خود برسد.
بیشتر مشكلات جهت یك برنامهریزی تولید مناسب ناشی از محدودیتهای تحمیلی میباشد كه عبارتند از :
-1 محدودیتهایی كه مربوط به استخراج خود بلوكها میباشند و در ارتباط با سایر بلوكها است (محدودیتهای
ترتیبی ).
-2 محدودیتهایی كه اهداف كمیت و كیفیت را مشخص میكند (محدودیتهای تولید ).
در معادن روباز محدودیتهای ترتیبی مربوط به مسائل شیب معدن و طرز قرارگیری بلوكها بر روی یكدیگر می شود
و محدودیتهای تولید مربوط به مسائل مقدار تولید، كیفیت آن و سایر مسائل دیگر می باشد. بهینهسازی و برنامه
ریزی مدل زمین شناسی معمولا یك كار وقت گیر میباشد، در این رابطه تكرار و تغییر پارامترهای عملیاتی كه
باعث بهینه سازی نتایج میشوند، كار بسیار طاقت فرسایی میباشد .
3
مدلسازی عملیات بهینه سازی، یك تدبیر هوشمندانه را جهت فراهم كردن این عملیات طلب میكند. در این
پ ایاننامه پس از معرفی معدن آهن سنگان و نرمافزارهایWhittle 4x و NPVScheduler با استفاده از دو نرمافزار
فوقالذكر و همچنین كمك گرفتن از نرم افزار DatamineStudio طراحی محدوده نهایی و برنامهریزی معدن
آهن سنگان انجام و نتایج آن با یكدیگر مقایسه خواهند شد د. ر مرحله اول با استفاده از این دو نرم افزار و با استفاده
از الگوریتم لرچ و گروسمن، محدوده نهایی پیت بدست آورده می شود و پیتهای لانه ای تولید خواهد شد. در نهایت
با استفاده از داده های ورودی و الگوریتمهای ابتكاری بكار برده شده در این نرمافزارها، برنامهریزی تولید
معدن آهن سنگان انجام خواهد شد.در این پایان نامه اهداف زیر دنبال می شود :
-1 ارا ئه یك برنامه جامع تولید
-2 افزایش NPV معدن از طریق یك برنامه ریزی هوشمندانه
-3 ارائه روش كلی برنامه ریزی تولید معادن
-4 تعیین حساسترین پارامتر اقتصادی از طریق آنالیز حساسیت
-5 نتایج وپیشنهادات سازنده در راستای ارتقا NPV معدن

 فروسیلیسیم آمیژانی است از آهن و سیلیسیم كه از طریق حرارت دادن ، احیا ء و ذوب
سنگ آهن و سیلیس (كوارتز) توسط كربن ، عمدتا در كورههای قوس الكتریكی تولید می .دنشو
نسبت تركیبی آن عمدتا از 10 تا 90 درصد سیلیسیم و بقیه آهن است . در همین حال عناصر
ناخالصی نظیر منگنز ، ،كرم فسفر ، گوگرد و آلومینیم در مقادیر كمتر از 0/5 درصد در
فروسیلیس می توانند حضور داشته باشند . كربن به عنوان ناخالصی (ناخواسته) و همچنین به
عنوان عنصر سوم در انواع فروسیلیسها حضور دارد . فروسیلیسیم یكی از آمیژانهای مورد
مصرف در صنایع مختلف ، به خصوص صنایع متالورژی است و از این نظر اهمیت بالائی دارد .
چگونگی كاربرد این ماده در صنعت تا حدود زیادی به نسبت آهن و سیلیسیم موجود در آن و
همچنین ناخالصیهای متعارف بستگی دارد . فروسیلیسیم در صنایع متالورژی به عنوان عنصر
آلیاژی ، جوانهزا و اكسیژنزدا و سیلیسیم تقریباً خالص در صنایع الكترونیكی به عنوان نیمه
هادی و یكسوكننده می تواند كاربرد داشته باشد . علاوه بر آن مشتقات تركیبی سیلیس در
ساخت رزینهای سیلیسیمی ، لعاب ،ها لاستیك و … مصرف می .شود .

صنعت فروآلیاژ
 فروآلیاژ آ ، لیاژ هایی هستند كه از آهن و یك یا چند عنصر دیگر تشكیل شـده انـد و شـرایط آ سـان
داخل شدن عنصر یا عناصر مورد نظر به فولاد یا چدن مذاب را فراهم می كنند . نقش این عناصر مـی توانـد
شامل اكسیژن زدایی و یا ایجاد ساختار مورد نظر و دستیابی به خواص فیزیكـی و شـیمیایی مطلـوب بـرای
كاربردهای معین انواع فولاد و چدن باشد .
 این عناصر عبارت اند از سیلیسیم . منگنز . كروم . مولیبدن . وانادیوم . تیتانیوم . كبالت . نیكل و تنگستن .
 …و افزودن عناصر فوق الذكر به صورت خالص به آلیاژ های ( فولاد و چدن ) به دلایل زیر انجام نمی شـود :
 [29]
1- تولید بعضی از فلزات به صورت خالص از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست .
2- قیمت عناصر آلیاژی به شكل خالص بسیار گران و هزینه تولید آ نها بسیار زیاد است .
3- نقطه ذوب عناصر در حالت خالص بیشتر از حالت آلیاژی است . لذا ایجاد دمای مورد نظر برای ذوب
عناصر خالص علاوه بر ایجاد هزینه های بیشتر برای تولید، مشكلات فنی زیادی هم به دنبال دارد و
اصولاً ا ستفاده از فروآلیاژ ها به طور قابل توجهی آسان تر از افزودن عناصر به صورت خالص است .
 بعضی از فرو آلیاژ ها نقش جوانه زدایی فاز های معینی از جمله گرافیت كـروی و یـا بهینـه سـازی و
پالایش ریز ساختار را در آلیاژ های چدن بازی می كنند و به ایـن فروآ لیـاژ هـا مـواد تلقیحـی یـا جوانـه زا
 inoculant می گویند . [29 ]
 كاربرد عمده فرو آلیاژ ها در صنایع تولید انواع چدن و فولاد ریخته گری و الكترودسازی است . از این رو
فروآلیاژ ها در تولید فولاد و قطعات ریخته گری فولادی و چدنی نقش منحصر به فردی ایفا مـی كن نـ د لـذا
توسعه ظرفیت تولید فولاد و چدن در ایران مانند سایر كشورها با افزایش مصرف فروآلیاژ همراه خواهد بـود .
بر این اساس تولید فروآلیاژ ها از نظر كمی و كیفی به تولید فولاد و گسترش صـنایع ریختـه گـری وابسـته
است و هر قدر تولید فولاد و قطعات ریخته گری شده چدن بیشتر باشد نیـاز بـه فروآلیـاژ هـا بـه خصـوص
فروسیلیسیم بیشتر خواهد بود آ از . نجا كه تولید فولاد در توسعه اقتصادی نقش مهمی دارد لذا تولید فروآلیاژ
ها برای اقتصاد ملی از اهمیت بسیاری برخوردار است . با توجه به اینكه تهیه مواد اولیه و انرژی زا برای تولید
فولاد در ایران مشكل زیادی ندارد و هم اكنون ( 1388 ) تقریبا معادل كل تولید داخلی محصولات فـولادی ،
متاسفانه از خارج وارد می شود . مسلما در آینده با راه اندازی و بهره برداری از كارخانه های در دست تجهیز
تولید فولاد ، مصرف فروآلیاژها مخصوصا فروسیلیس یم در كشور باید افزایش یابد
 در حال حاضر 6 نوع فروآلیاژ و اكسید مولیبدن در 19 واحد فروآلیاژ و اكسید مولیبدن در ایران تولید
می شوند

اکتشاف کانسارها، فرآیندی مرحله ای بوده که در مقیاس کوچک و در منطقه ای وسیع آغاز شده، سپس
به مناطق کوچک تبدیل میشود و سرانجام پس از اجرای مطالعات تفضیلی اب انتخاب محل هـایی بـ رای
حفاری به منظور دست یافتن به ذخایر معدنی پنهان پایان میپذیرد. شناسایی مناطق امید بخش اولیـه،
نخستین گام در اکتشافات مقدماتی است که در آن از روش های گوناگونی مانند روش هـای ژئـوفیزیکی
(مغناطیس سنجی و …)، ژئوشیمیایی (نمونه بـرداری از رسـوبات رودخانـه ای و … )، سیـستم اطلاعـات
جغرافیایی و … استفاده می شود . علم سنجش از دور یکی از روش های نوینی است که می تواند جــهت
شناسایی مناطق امید بخش در مقیاس ناحیه ای در کنار لایه های اطلاعاتی دیگر به کارگرفته شود و بـا
دقت و سرعت بالای خود، هزینه های مربوطه را تا حد امکان کاهش دهد.

 شناسایی مناطق امید بخش
اکتشاف کانسارها، فرآیندی مرحله ای بوده که در مقیاس کوچک و در منطقه ای وسیع آغاز شده، سپس
به مناطق کوچک تبدیل میشود و سرانجام پس از اجرای مطالعات تفضیلی اب انتخاب محل هـایی بـرای
حفاری به منظور دست یافتن به ذخایر معدنی پنهان پایان میپذیرد . در یک مقیاس کوچک ابتدا بایستی
بر اساس ویژگی های زمینشناسی و اطلاعات موجود، مناطق دارای پتانسیل برای وجود ذخـایر معـدنی
تعیین شوند . در اکتشافات میان مقیاس، قسمت هایی از مناطق مورد اکتشاف بر اساس شواهد حاصـل از

تهیه نقشههای زمین شناسی ، برداشت های ژئوفیزیکی ، ژئوشیمیایی و نیز موقعیت اندیس های شـناخته
شده معدنی، برای مراحل بعدی اکتشاف انتخاب می شوند. با شناسایی مناطق مساعدتر مـی تـوان اهـداف
اکتشافی را به طور مستقیم انتخاب کرد ه یا مرحله دقیقتری را طراحی ن مود. در نهایت این فرآیند منجـر
به نقشهای میشود که نشان دهنده مناطق دارای پتانسیل و در الویت برای وجود ذخایر معدنی میباشد.
البته تصمیمگیری برای حفاری بر اساس در نظر گرفتن همزمان عوامل زیادی نظیر تایید انواع روش های
اکتشافی نظیر ژئوفیزیک، ژئوشیمی، دورسنجی ، زمین شناسی، دستیابی فیزیکی ، عوامل اقتصادی و غیره
 میباشد که لازم است مورد بررسی قرار گیرند.
شناسایی اولیه مناطق امید بخش ، نخستین گام در انجام مراحل اولیه اکتشافات بشمار می رود که در آن
از روش های گوناگونی مانند روش های ژئوفیزیکی (مغناطیس سنجی و …)، ژ ئوشیمیایی (نمونه بـرداری
از رسوبات رودخانه ای و … )، سیستم اطلاعات جغرافیایی و … استفاده می شود. علاوه بر روش های گفته
شده، روش های مختلف اکتشافی وجود دارند که هر روش ممکن است به مشخص شدن تعداد ی نـواحی
امید بخش منجر شود ولی به دلیل محدودیت مالی و زمانی ف قط تعداد اندکی از این منـاطق بـه عنـوان
الویت اکتشافی انتخاب شوند . در نتیجه در انتخاب این مناطق باید حداکثر دقت در نظر گرفته شود . پس
اگر به جای بررسی جداگانه هر روش اکتشافی، روش های مختلف در ارتباط با یکدیگر مورد بررسی قرار
گیرند و خصوصیات روش های مختلف در یک چهارچوب وابسته به هم تجزیه و تحلیـل شـوند، انتخـاب
بهترین نواحی برای تمرکز عملیات اکتشافی با دقت بیشتر و ریسک کمتـر صـورت خواهـد گرفـت . علـم
5
سنجش از دور یکی از روش های نوینی است که می تواند جـهت شناسایی مناطق امید بخش در مقیاس
ناحیه ای در کنار سایر لایه های اطلاع اتی دیگر به کارگرفته شود و با دقت و سرعت بالای خـود، هزینـه
های مربوطه مراحل بعد را تا حد امکان کاهش دهد[17]

:
 کانیهای موجود در پوسته زمین به جهت اهمیت و ارزشی که برای انسانها به همراه داشته اند همـــواره مورد
توجه انسان بوده است و تلاش برای یافتن کانسارهای جدید و یا گسترش و استفاده هر چه بیشتر از کانســـارهای
موجود همچنان ادامه دارد.
 با توجه به پیشـــرفت روز افزون تکنولوژی و استفاده از این مواد در صنایع مختلف به عنوان ماده اولیه یا مواد
مورد نیاز هماکنون کانیهای اقتصادی یکی از ارکان اصلی در اقتصاد هر مملکت محسوب میشوند.
یکی از مهمترین موادی که در صنعت و رشد اقتصادی یک کشور نقش بسزایی دارد، آهن میباشد. کانیهای آهندار
جز لاینفک و مهمترین ماده در صنایع فولادسازی هر کشور است، صنعت فولاد هماکنون جز صنایع مهم و
استراتژیک کشورها میباشد که بی شک در توسعه و پیشرفت آن کشور نقش بسزایی دارد. همچنین قابل ذکر است
که صنعت فولاد از چنان اهمیتی برخوردار است که آن را صنعت مــادر نیز مینامند.
 فراوانی مواد آهندار در طبیعت به حدی است که این عنصر در ردهبندی فراوانی فلزات چهارمین فلز موجود در
پوسته زمین به شمار میرود . پراکندگی کانسارهای آهن به صور مختلف ماگمایی و گرمابی و رسوبی است که از

نظر ارزش اقتصادی نوع ماگمایی و رسوبی اهمیت زیادی دارند .
 بعلت فراوانی مواد آهندار در پوسته زمین تقریباً در تمام قارههای کره زمین کانسارهای آهن یافت میشود و به
همین جهت این کانسارها کم و بیش در هر کشوری اکتشاف و بهرهبرداری میگردد.
 ترکیبات مختلف آهن به صورتهای بسیار مختلفی وجود دارند که از میان این ترکیبات بیشمار تنها کانیهای
معدودی از نظر اقتصادی حائز اهمیت میباشند بعضی از این ترکیبات عبارتند از :
– مگنتیت : با فرمول (Fe۳O۴): این کانی یک ترکیب اکسیدی آهن است که دارای وزن مخصوص 5/7 و به رنگ
سیاه می باشد. در سیستم بلور شناسی به صورت کوبیک متبلور می شود و دارای بیشترین ارزش اقتصادی در بین
کانیهای آهن است. این کانی دارای خصوصیت مغناطیسی بسیار بالایی میباشد و به شدت خاصیت مغناطیسی از
خود نشان میدهد.
– هماتیت : با فرمول (Fe۲O۳): این کانی نیز یک ترکیب اکسیدی آهن است که دارای وزن مخصوص 5/2 و به رنگ
قهوهای میباشد. در سیستم بلورشناسی به صورت تتراهدرال متبلور میشود و بعد از مگنتیت از ارزش اقتصادی
٣
بیشتری برخوردار است متاسفانه بازیابی و فرآوری آهن از این کانی در کشورما تاکنون انجام نمیشد، هر چند
تحقیقاتی در این زمینه در حال شکلگیری است که بهترین مثال آن استفاده از کنسانتره هماتیتی در طرح گندله
سازی شرکت گلگهر است که جهت بازیافت و فرآوری آهن از باطله هماتیتی، طی فرایند خاصی کنسانتره هماتیتی
تولید میشود.
 شاید به جرات بتوان گفت که دو کانی فوق مهمترین و اقتصادی ترین کانی های آهن میباشند هر چند که
کانیهای دیگری نیز از آهن در طبیعت وجود دارند که از لحاظ اقتصادی چندان مهم نیستند مثل سیدریت،
لیمونیت، گوتیت، شاموزیت و…
 عیار کانسارهای آهن ایران را بین 50 تا 60 درصد برآورد مینمایند. از نظر میزان عیار آهن معادن آهن ایران از
وضعیت مطلوبی در سطح جهان برخوردار هستند. مهمترین کانیهایی که همراه کانیهای آهن یافت میشوند کانیهای
ایلمنیت و آپاتیت و گاهی سولفیدها و کانیهای مختلف مس میباشد که بسته به نوع کانسار (ماگمایی یا رسوبی یا…)
کانیهای پاراژنز همراه کانۀ آهن تغیر میکند .
 در حال حاضر پنج سازند آهنی در ایران شناخته شده است این سازندها عبارتند از :
الف) مگنتیت
ب ) مگنتیت – هماتیت
ج ) هماتیت – سیدریت
د ) لیمونیت

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته  معدن با عنوان : محاسبه میزان تولید بهینه از منابع  زغال سنگ ایران 
در ادامه مطلب می توانید صفحات ابتدایی این پایان نامه را بخوانید و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دلایل پیش بینی افزایش قیمت زغال سنگ در آینده
با نگرشی کلی به میزان ذخایر قطعی و احتمالی ایران و با توجه به میزان استخراج سالیانه آن
می توان پیشبینی کرد آه استخراج تمامی ذخایر ایران حدود ١٠٠٠ سال به طول خواهد انجامید.
ایران در حال حاضر یكی از آشورهای وارد آننده زغال سنگ است و حدود ٤٠-٤٥ درصد نیازهای
خود را از آشورهای آلمان و استرالیا تأمین می آند. این در حالی است آه از یك طرف روز به روز
بر ظرفیت فولاد سازی آشور افزوده می شود و نیاز ایران به این ماده معدنی بیشتر می شود و از
طرف دیگر در جهان تقاضا برای زغال سنگ رو به افزایش است.
در سال ١٨٦٠ میلادی اهمیت زغال سنگ به قدری بود آه ٦٠% آل ارزش مواد معدنی
جهان را به خود اختصاص داده بود. اما با ورود نفت و گاز به عنوان منابع تامین انرژی جهان، سیر
نزولی طی آرده و به آمتر از ٢٠% آل ارزش مواد معدنی جهان رسید. در سال های اخیر دوباره
تقاضا برای زغال سنگ افزایش یافته به طوری آه در سال ١٩٩٥ میلادی میزان تقاضای جهان برای
زغال سنگ برابر با ٣/٦ میلیارد تن بوده و برای سال ٢٠٠٥ این مقدار ٥ میلیارد تن تخمین زده
می شود[2]. البته باید در نظر داشت آه در سال ٢٠٠٥ منابع نفت و گاز هنوز پابرجا هستند و بعد از

اتمام این ذخایر است که بر اهمیت و میزان تقاضای زغال سنگ بطور قابل توجهی افزوده خواهد شد.

با افزایش تقاضا برای زغال سنگ، قیمت آن نیز بالاتر خواهد رفت و این افزایش قیمت تاثیر مستقیم
روی صنعت فولادسازی آشور خواهد گذاشت.
محاسبه میزان تولید بهینه از منابع زغال سنگ ایران
٢
افزایش تقاضای زغال سنگ تنها عامل تاثیر گذار بر روی افزایش قیمت جهانی آن نیست. از
عوامل دیگری که در سالهای اخیر بخصوص در کشورهای اروپایی سبب افزایش قیمت زغالسنگ
شده، عواملی نظیر تاثیر استخراج زغالسنگ بر آلودگی و تخریب محیط زیست و همچنین مسئله
بهداشت و سلامت کارگران می باشد.
١-١-١ تخریب و آلودگی های محیط زیستی ناشی از استخراج و فراوری زغال سنگ
نیاز روز افزون بشر به زغال سنگ به عنوان منبع انرژی و سایر مصارف و پیشرفت در
زمینه تكنولوژی معدن آاری، سرعت تولید آن را چندین برابر کردهاست. همگام با این پیشرفت اثرات
مخرب ناشی از تولید نیز افزایش یافته است. از جمله اثرات مخرب حاصل از استخراج زغالسنگ
میتوان نشست زمین، آلودگی هوا در اثر انفجار، آلودگی سفره های آب، انتشار گاز متان و گرد و
غبار، انفجار گاز متان، نابودی مراتع و جنگل ها و تخریب شدید شكل ظاهری محل استخراج را نام
برد.
باتوجه به گستره شرایط تشكیل زغال سنگ و تغییر میزان ترآیبات آن، زغال سنگ در انواع
متنوعی یافت می شود. زغال سنگ استخراج شده از معدن جهت رسیدن به استانداردهای بازار فروش
وهمچنین آاهش اثرات مخرب زیست محیطی ناشی از مصرف، درآارخانه های زغال سنگ شویی
تحت عملیات شستشو قرار میگیرد. البته با توجه به شرایط محیطی، حداآثر خاآستر قابل قبول در
صنایع مختلف، متفاوت است. به عنوان مثال در آشورهایی مثل هندوستان به دلیل قابلیت شستشوی
مشكل، زغالسنگ ٢٥ درصد خاآستر به عنوان آك متالورژی در نظر گرفته می شود.
پساب های ناشی از فلوتاسیون زغال سنگ
بیشتر آانی های همراه زغالسنگ هیدروفیل هستند. بنابراین جداسازی زغال سنگ از
باطله های همراه به روش فلوتاسیون و با استفاده از این خاصیت صورت می گیرد. البته در این فرایند
از مواد شیمیایی مانند آف سازها، آلكتورها و تنظیم آننده ها هم استفاده می شود. به ازای هر تن جامد
محاسبه میزان تولید بهینه از منابع زغال سنگ ایران
٤
آرایش یافته برای پالپ اولیه، حدود ٢-۶ متر مكعب [4] آب مصرف می شود آه قسمت عمده آن
همراه با باطله خارج می شود. آب موجود در باطله معمولاً به روش های غلیظ آردن پالپ توسط
تیكنرهای موجود و رسوب دادن ذرات جامد در سد باطله، از ذرات جامد جدا می شود و به آارخانه
بازگشت داده می شود. معمولا جلوگیری از نفوذ آب مصرف شده در فلوتاسیون به محیط عملاً
غیرممكن است. زیرا آب از طریق خلل و فرج سد باطله به سفره آب های زیرزمینی راه می یابد و یا
در صورت غیر قابل نفوذ بودن بستر سد از دیواره های آن جریان می یابد. بنابراین تعیین ترآیب
پساب های حاصل از فلوتاسیون و همچنین تاثیر یون های مختلف موجود در آن بر روی محیط طبیعی
امری مهم و ضروری است. ترآیبات موجود در پساب های فلوتاسیون زغال سنگ شامل باقیمانده
مواد شیمیایی مختلف مورد مصرف در فلوتاسیون و ترآیب حاصل از انحلال و اآسیداسیون آن است.