1. نظرة عامة على المصنع

1.1 الموقع الجغرافي
يقع مصنع داغوشان لمعالجة الخام على بعد 9 كيلومترات جنوب شرق مدينة أنشان، بمقاطعة لياونينغ، عند سفح جبل تشيانشان. ويرتبط المصنع بوسط المدينة ومصنع «أنستيل» عبر السكك الحديدية والطرق السريعة. ويقوم المصنع بشكل أساسي بإنتاج مركز الحديد وهي تشكل قاعدة رئيسية للمواد الخام لشركة «أنستيل».

1.2 تاريخ التطوير
كان مصنع داغوشان لمعالجة الخام في الأصل ورشة معالجة الخام التابعة لمنجم داغوشان للحديد. بدأ البناء في عام 1954، وبدأ المصنع العمل في أكتوبر 1955. وفي عام 1978، تم تحديث عملية الغربلة الدقيقة وإعادة الطحن. في 11 ديسمبر 1983، تم تقسيم منجم الحديد في داغوشان إلى مصنع ومنجم، وبدأ مصنع معالجة الخام في داغوشان التشغيل المستقل رسميًا. يتألف المصنع حاليًا من ثماني وحدات على مستوى ورش العمل: مصنع فرعي، وورشة التكسير، وورشة الفصل المغناطيسي، وورشة الفصل ثلاثي المراحل، وورشة الترشيح، وورشة المخلفات، وورشة الطاقة، ومركز تنسيق الصيانة، بالإضافة إلى أقسام مثل قسم تكنولوجيا الإنتاج، وقسم المعدات، وقسم الإدارة الشاملة. تبلغ المساحة الإجمالية للمصنع 3,425,600 متر مربع، وتبلغ مساحة المباني 133,200 متر مربع. يبلغ الوزن الإجمالي للمعدات 21,900 طن، بما في ذلك 11 كسارة، و33 مطحنة كروية، و14 مرشحًا.

1.3 مصدر المياه: يتم تزويد محطة ضخ المياه الرئيسية لمحطة معالجة الخام بالمياه العذبة والمياه الدائرة من محطتي الضخ رقم 15 ورقم 5 التابعتين لمحطة إمداد المياه التابعة لشركة «أنستيل»، على التوالي، بمعدلات تدفق تبلغ 250 م³/ساعة و450 م³/ساعة. يتم تحقيق الصفر من تصريف مياه الصرف.

1.4 إمداد الطاقة: توفر شركة «أنستيل» نظام إمداد الطاقة عبر خطي نقل عالي الجهد بجهد 4.44 كيلوفولت إلى المحطة الفرعية الرئيسية رقم 8 لتخفيض الجهد بالمصنع، ثم يتم توزيع الطاقة على المحطات الفرعية لكل ورشة عمل في مصنع معالجة الخام.

في الوقت الحالي، يتم توريد الخام الذي تتم معالجته في مصنع معالجة الخام من منجم داغوشان ومنجم تشيانيانشان، حيث تبلغ كمياتهما 67% و33% على التوالي. أما الخام الذي تتم معالجته في المصنع الفرعي، فيتم توريدها من منجم داغوشان والشركات التابعة له، بما في ذلك الشركات التابعة لمنجم تشيانيانشان.

2. إصلاح وتطوير تدفق العمليات: كان مصنع معالجة الخام في داغوشان أحد المشاريع الرئيسية الأولى في الخطة الخمسية الأولى لبلدي، وأول مصنع كبير لمعالجة الخام تم تشييده بعد تأسيس جمهورية بلدي الشعبية. وقد أنجز الاتحاد السوفيتي التصميم الأولي للمشروع ابتداءً من عام 1952؛ ومن عام 1953 إلى عام 1954، أنجز معهد أنشان لتصميم التعدين والمعادن الحديدية التصميم الإنشائي لعمليات التكسير والغربلة والمرحلة الأولى من الفصل المغناطيسي؛ وتم الانتهاء من قسم التكسير والغربلة وبدأ تشغيله في يوليو 1955. تم تصميم المرحلة الثانية وعملية التعويم من قبل المعهد السوفيتي الحكومي للبحوث والتصميم. بدأ بناء المرحلة الأولى من الفصل المغناطيسي في شتاء عام 1954، ودخلت 10 مجموعات من المطاحن الكروية حيز التشغيل في نوفمبر 1956؛ وتم الانتهاء من 4 مجموعات أخرى من المطاحن الكروية ودخلت حيز التشغيل في فبراير 1958. بدأ بناء ورشة التعويم في شتاء عام 1956، وتم الانتهاء منها وبدء تشغيلها في فبراير 1958. كانت السعة التصميمية الأصلية لمصنع معالجة خام داغوشان 5 ملايين طن من الخام سنويًّا. ويتألف المصنع بشكل أساسي من ورشة تكسير، وورشتي فصل أولي وثانوي (يُشار إليهما فيما يلي مجتمعتين باسم «ورشة الفصل المغناطيسي»)، وورشة فصل ثلاثي. صُممت ورشة الفصل المغناطيسي في الأصل لتضم 15 سلسلة من المطاحن الكروية، وتقوم بمعالجة 3.6 مليون طن من الخام سنويًا. أما ورشة الفصل الثالث، فقد صُممت في الأصل لتضم 4 سلاسل من المطاحن الكروية، وتقوم بمعالجة 1.4 مليون طن من الخام سنويًا.

في عام 1978، الفصل المغناطيسي اعتمدت ورشة العمل عملية غربلة دقيقة وإعادة طحن، مما أدى إلى زيادة الطاقة الاستيعابية السنوية لمعالجة الخام إلى ما يزيد عن 4 ملايين طن. وفي عام 1988، تم تعديل المطاحن الكروية في الأنظمة من 7 إلى 10 لتصبح أبعادها 62700 مم × 3600 مم. قامت ورشة الفصل الثلاثي بإلغاء عملية التعويم في أوائل عام 1975، واستبدالها بعملية الفصل المغناطيسي، كما أضافت عملية غربلة دقيقة وإعادة طحن في عام 1979. في عام 1981، تم استبدال الكسارات المخروطية ذات الرأس القصير الثلاثة بقطر 1650 مم في ورشة التكسير الدقيق الثانوي بكسارة مخروطية واحدة ذات رأس قصير بقطر 62100 مم واثنتين بقطر 92200 مم، وأُضيفت وحدة غربلة لتشكيل نظام تكسير ذي دائرة مغلقة. في عام 1989، تم استبدال الكسارة المخروطية ذات الرأس القصير بقطر 2100 مم بكسارة مخروطية ذات رأس قصير بقطر 62200 مم. في عملية التحديث الفني “66” لعام 2001 لنظام التخصيب الثالثي للخام، تم تحديث آلة الغربلة مرة أخرى من الغربال الاهتزازي ذاتي التمركز الأصلي مقاس 1500 مم × 3000 مم إلى غربال اهتزازي دائري من طراز 2YA1530. وقد أدى ذلك إلى تقليل حجم جسيمات الخام الأولي المزود إلى ورشة التخصيب الثالث من 85% -12 مم إلى ما يزيد عن 90% -12 مم، مما أدى بدوره إلى زيادة الطاقة الإنتاجية السنوية لمعالجة الخام الأولي في ورشة التخصيب الثالث إلى ما يزيد عن 2 مليون طن. في الفترة من عام 1987 إلى عام 1990، تم تنفيذ خطة التحديث التكنولوجي المعروفة بـ“هدم خمسة وبناء أربعة”، مما أدى إلى زيادة الطاقة الإنتاجية السنوية لمعالجة الخام من 5.4 مليون طن في عام 1987 إلى 6 ملايين طن في عام 1990؛ وارتفع إنتاج مركزات الحديد من 1.9 مليون طن في عام 1987 إلى 2.26 مليون طن في عام 1990. في عامي 1995 و1997، تم تطبيق التحكم الآلي في المطاحن الكروية لأنظمة الفصل المغناطيسي 7-10 و2-6، على التوالي، مما أدى إلى زيادة الطاقة الإنتاجية في الساعة إلى 49.5 طنًا. وفي عام 2002، تم تطبيق التحكم الآلي في المطاحن الكروية في جميع عمليات الفصل الثلاث. في عام 1996، تم إنشاء عملية جديدة لإعادة معالجة المخلفات، تنتج سنويًا 20,000 طن من مركزات الحديد بدرجة نقاء تبلغ 63.3%. في عام 2000، تم تحديث عملية إعادة معالجة المخلفات بشكل إضافي، حيث تم اعتماد آلة استرداد جديدة عالية الكفاءة لخفض درجة نقاء المخلفات النهائية إلى أقل من 9%.

من أجل تحسين الجودة والكفاءة، تم تعديل عملية التخصيب ثلاثية المراحل جزئيًا في عام 1985، مما أدى إلى زيادة درجة تركيز الحديد من 62.5% إلى 63%. في عام 1987، تم تطوير نوع جديد من الغرابيل الدقيقة الاهتزازية عالية الكفاءة وعالية التردد بشكل مستقل لتحل محل الهيدروسيكلونات، مما أدى إلى تحسين كفاءة التصنيف ودرجة تركيز الحديد المفصول مغناطيسيًا. وحصلت هذه التكنولوجيا على براءة اختراع وطنية في عام 1988. ابتداءً من عام 2000، سرّعت محطة التخصيب في داغوشان من وتيرة تحولها التكنولوجي، حيث نفذت مشروعًا واحدًا كل شهر وحققت تقدمًا ملحوظًا سنويًّا، مما أدى إلى إنشاء “نموذج تحديث رئيسي”. في عام 2000، تم تنفيذ مشروع التحديث “65” لعملية التخصيب ثلاثية المراحل، مما أدى إلى زيادة درجة تركيز الحديد من 64% إلى 65%. وفي عام 2001، تم تنفيذ مشروع التحديث “66”، الذي اعتمد عملية من مرحلتين تتألف من الطحن المستمر — الفصل المغناطيسي الفردي — الغربلة الدقيقة وإعادة الطحن، مما أدى إلى زيادة درجة تركيز الحديد من 65% إلى 66%، مما حقق فوائد اقتصادية كبيرة لمصنع التخصيب في داغوشان وشركة التعدين.

منذ الخطة الخمسية التاسعة، ومع تعميق الإصلاح والانفتاح وتطور اقتصاد السوق، وبهدف بناء مجموعة أنشان للتعدين الحديثة والجديدة، وضعت الشركة استراتيجية أعمال تتمثل في توسيع منجم خام الحديد وتطوير مصنع معالجة الخام، وحددت الهدف التنموي الثالث المتمثل في بناء قاعدة مواد خام عالية الجودة وإنشاء مؤسسة تعدين عالمية المستوى. إن تسريع عملية تحويل مصنع معالجة الخام وبناء مناجم جديدة سيمكّن شركة أنشان للتعدين من أن تصبح أول مؤسسة تعدين في الصين تعالج 10 ملايين طن من الخام سنويًّا. ولتحقيق هذا الهدف، قامت الشركة بإجراء إصلاح شامل لعمليات الإنتاج الأصلية. في عام 2004، خضع مصنع معالجة الخام لعمليات تحديث في استخراج خام الحديد وخفض نسبة السيليكون، وأُدخلت تغييرات كبيرة على عمليات التكسير والفصل المغناطيسي، مما أدى إلى بلوغ طاقة معالجة الخام الأولي 9 ملايين طن من التكسير، و7 ملايين طن من الفصل المغناطيسي، و2 مليون طن من الإثراء ثلاثي المراحل. بالإضافة إلى الاحتفاظ بالكسارة الأولية الأصلية، تشتمل ورشة التكسير على محطة تكسير ثانوية ودقيقة تم تشييدها حديثًا، ومحطة غربلة، و14 ممرًا للسيور الناقلة، و10 محطات نقل. وسيتم تجهيزها بست كسارات من طراز H8800 مستوردة من السويد، وإحدى عشرة غرابيل اهتزازية دائرية من طراز 2YA2460، بالإضافة إلى أحزمة النقل ومعدات الرفع المقابلة، وما إلى ذلك. سيحول هذا المشروع عملية التكسير الأصلية من ثلاث مراحل للتكسير، وثلاث مراحل للغربلة، وعملية واحدة ذات الدائرة المغلقة (ما مجموعه ست خطوات) إلى عملية ذات دائرة مغلقة من ثلاث مراحل مع غربلة مسبقة قبل التكسير الثانوي. وستزداد سعة التكسير الأصلية من 6.6 مليون طن سنويًا إلى 9 ملايين طن سنويًا. سيكون حجم جسيمات المواد المُغذية 1000–0 مم، وسيزداد حجم جسيمات المنتج من -12 مم (70%) إلى -12 مم (95%).

قامت ورشة الفصل المغناطيسي بتحديث المطاحن الكروية الأصلية في المرحلة الأولية، والتي كانت تتألف من 10 مطاحن كروية من النوع الشبكي بقطر 2700 مم × 2100 مم و4 مطاحن كروية من النوع الشبكي بقطر 2700 مم × 3600 مم، لتصبح 6 مطاحن كروية من النوع الفائض بقطر 63600 مم × 6000 مم. أما المرحلة الثانوية فقد تم تحديث مطاحنها الكروية التي كانت تتألف من 10 مطاحن كروية من النوع الشبكي بقطر 2700 مم × 2100 مم و4 مطاحن كروية من النوع الفائض بقطر 92700 مم × 3600 مم إلى 4 مطاحن كروية من النوع الفائض بقطر 63600 مم × 6000 مم. تم تحديث معدات التصنيف بشكل موحد إلى وحدات هيدروسيكلون ذات تغذية بالضغط الديناميكي مقاس φ500 مم × 8. واعتمدت العملية على الطحن على مراحل - الفصل المغناطيسي الفردي - الغربلة الدقيقة وإعادة الطحن. وبلغ إجمالي الاستثمار المخطط للمشروع 196 مليون يوان. بدأ البناء في 3 يناير 2004، ودخل نظام الفصل الثانوي الجديد رقم 6 حيز التشغيل رسميًا في 31 أغسطس، واكتمل المشروع بأكمله في 20 ديسمبر. وبلغ إجمالي الاستثمار الفعلي للمشروع 170.2601 مليون يوان.

حقق هذا المشروع إنجازًا رائعًا يتمثل في إجراء عمليات التحديث والإنتاج في آن واحد، دون خفض حجم الإنتاج، بل وزيادته. وبعد بدء التشغيل، ارتفع إنتاج مركزات الحديد في ورشة الفصل المغناطيسي من 1.8 مليون طن سنويًا إلى 2.53 مليون طن سنويًا، وتحسنت جودة المركزات من 66.6% إلى 67.2%. وقد أدى هذا التحديث التكنولوجي إلى تحسين جودة المنتجات المعدنية والاستخدام الآلي للمعدات على نطاق واسع، مما وضع مصنع المعالجة الضخم هذا ضمن مصاف أفضل مصانع التخصيب في العالم.

في أكتوبر 2006، دخلت وحدة جديدة لإعادة معالجة المخلفات ومحطة جديدة لضخ المخلفات حيز التشغيل. واعتمدت وحدة إعادة معالجة المخلفات نوعًا جديدًا من آلات الاستخلاص، مما أدى إلى تحسين كفاءة الاستخلاص. كما تم دمج محطتي ضخ المخلفات في محطة واحدة.

في الفترة من ديسمبر 2006 إلى مارس 2007، تم تحديث نظام الترشيح، حيث تم إنشاء سبعة مرشحات خزفية جديدة بمساحة 60 مترًا مربعًا لكل منها؛ وإزالة ثمانية مرشحات فراغية داخلية بمساحة 25 مترًا مربعًا لكل منها في وحدة الفصل من المرحلة الثالثة، وتركيب أربعة مرشحات فراغية قرصية بمساحة 72 مترًا مربعًا لكل منها.

حاليًّا، يتم توريد مركزات الحديد إلى مصنع صناعة الحديد التابع لشركة «أنستيل» ومصنع التكوير التابع لشركة «أنستيل للتعدين». ويتم تركيز مخلفات كل مرحلة من مراحل التخصيب في أجهزة تكثيف عالية الكفاءة. ويتم تنقية الفائض بواسطة نظام معالجة مياه تم إنشاؤه حديثًا، ثم إعادة استخدامه كمياه متداولة. يتم استرداد التدفق السفلي بواسطة نظام إعادة الفرز ثم يتم ضخه إلى محطة ضخ المخلفات، حيث يتم نقله إلى سد المخلفات. يتم تصريف المخلفات عبر نظام متعدد الأنابيب ويتم احتواؤها بالصخور. حاليًا، نقطة التصريف هي السد التوسعي الخارجي. بعد عملية التخصيب في مصنع التخصيب، يتم ضخ المركز بالتسلسل إلى عملية التكثيف قبل الترشيح. يتم تكثيف المخلفات بواسطة جهاز تكثيف منفصل سعة 653 متر مكعب، مع إعادة استخدام الفائض كمياه دورانية. ثم يتم ضخ المخلفات مباشرةً إلى سد المخلفات بواسطة مضخة التدفق السفلي.

3. دراسة المعادن العملية للخام
   يُعد خام الحديد في داغوشان خام مغنتيت نموذجيًّا، ويتميز بانخفاض درجة نقاوته، وصغر حجم حبيباته، وتركيبته المعقدة، مما يجعله خام مغنتيت يصعب معالجته نسبيًّا.

3.1 أنواع الخامات وتوزيعها: ينقسم منجم خام الحديد في داغوشان إلى قسمين رئيسيين: منطقة التعدين في بيندونغ ومنطقة التعدين في بينشي. وتشمل الأنواع الطبيعية للخام الكوارتزيت المغنتيتي، والكوارتزيت المغنتيتي الأمفيبولي (الكلوريت)، والكوارتزيت الهيماتيتي الكاذب الشكل، والكوارتزيت المغنتيتي الهيماتيتي الكاذب الشكل. تحتوي منطقة التعدين في بيندونغ على خام غير مؤكسد، يتكون من الكوارزيت المغنتيتي والكوارزيت المغنتيتي الأمفيبولي (الكلوريت)؛ بينما تحتوي منطقة التعدين في بينشي على خام مؤكسد جزئيًا وشبه مؤكسد، يتكون بشكل أساسي من الكوارزيت المغنتيتي. في الممارسة الإنتاجية لمصنع تكرير خام داغوشان، يؤثر محتوى سيليكات الحديد تأثيرًا كبيرًا على الإنتاج، وهو أحد المؤشرات المهمة لتقييم جودة خام الحديد في داغوشان. لذلك، عند تصنيف خام الحديد في داغوشان، تصنف محطة تكرير خام داغوشان الخام الذي يحتوي على نسبة سيليكات الحديد ≥3% على أنه خام حديد من النوع الأمفيبولي، بينما تصنف الخام الذي يحتوي على نسبة سيليكات الحديد <3% على أنه خام حديد من النوع الكوارتزي. يتضمن خام الحديد من النوع الأمفيبول نوعين رئيسيين: الأول هو الكوارتزيت المغنتيتي الذي يحتوي على الكلوريت والأمفيبول؛ والثاني هو الكوارتزيت المغنتيتي الذي يحتوي على الكلوريت والأمفيبول. يتضمن خام الحديد من النوع الكوارتزي أربعة أنواع بشكل أساسي: الكوارتزيت المغنتيتي المحتوي على الكلوريت، والكوارتزيت المغنتيتي، والكوارتزيت الهيماتيتي شبه المتشكل، والكوارتزيت الهيماتيتي شبه المتشكل. يجب ملاحظة خاصيتين مهمتين لمنجم الحديد في داغوشان: أولاً، أن محتوى سيليكات الحديد في منطقة التعدين في بينشي منخفض نسبيًا، وأن خام الحديد في الغالب من النوع الكوارتزي؛ ثانياً، مع زيادة عمق التعدين، يكون الانخفاض في خام الحديد المؤكسد كبيراً، لكن الزيادة في خام الحديد شبه المؤكسد تكون أكبر، ويمكن تعويض الانخفاض في خام الحديد المؤكسد بشكل أساسي من خلال الزيادة في خام الحديد شبه المؤكسد.

3.2 التركيب الكيميائي وتحليل أطوار الخام

3.2.1 التركيب الكيميائي للخام
بناءً على محتوى أنواع مختلفة من المعادن، تم أخذ سبع عينات تمثيلية من الخام وعينة شاملة واحدة من كل من منطقتي التعدين بيندونغ وبينشي لإجراء تحليل كيميائي كامل. وترد النتائج في الجدولين 1 و2 على التوالي.

الجدول 1. نتائج التحليل الكيميائي الكامل لخامات مختلفة من بيندونغ. (%)

الجدول 2. نتائج التحليل الكيميائي الشامل لمخزونات خامات متنوعة من بينشي. (%)

وكما هو موضح في الجدولين 1 و2، فإن جميع الخامات هي خامات فوسفات الحديد عالية السيليكون ومنخفضة الحديد ومنخفضة الكبريت. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن متوسط محتوى الكبريت في منطقة التعدين في بينشي يبلغ 0.344%، وهو قريب من القيمة المسموح بها لخام الحديد البالغة 0.5%، حيث يصل في بعض المناطق إلى 0.689%. وفي الوقت نفسه، يتراوح محتوى FeO في منجم بيندونغ بين 16.79% و19.70%، بمتوسط يبلغ 18.39%، وهو معدل مرتفع ومستقر نسبيًا، مما يشير إلى أن منجم بيندونغ ينتج خامًا أوليًّا. في المقابل، يتراوح محتوى FeO في منجم بينشي بين 9.65% و19.25%، بمتوسط يبلغ 13.65%، وهو معدل منخفض ويتقلب بشكل كبير، مما يشير إلى أن منجم بينشي قد تعرض لعملية أكسدة.

3.2.2 تحليل مراحل الخام
بناءً على حالة وجود معادن الحديد في منطقتي التعدين بيندونغ وبينشي، أُجري تحليل طوري لست عينات خام تمثيلية وعينة خام مركبة واحدة من منطقة التعدين بيندونغ، و9 عينات خام تمثيلية وعينة خام مركبة واحدة من منطقة التعدين بينشي. وترد النتائج في الجدولين 3 و4 على التوالي.

الجدول 3. نتائج تحليل المراحل لمختلف الخامات من بيندونغ (%)

الجدول 4. نتائج تحليل المراحل لمختلف الخامات من بينشي.                               (%)

كما هو موضح في الجدولين 3 و4، فإن محتوى الحديد المغناطيسي في منجم بيندونغ يتراوح المحتوى بين 76.95% و87.98%، بمتوسط يبلغ 84.67%؛ أما في منجم بينشي، يتراوح المحتوى بين 67.40% و86.13%، بمتوسط يبلغ 79.71%. ومن الواضح أن محتوى الحديد المغناطيسي في منجم بيندونغ يزيد بنحو 5% عن نظيره في منجم بينشي. يتراوح محتوى FeSiO₃ في منجم بيندونغ بين 2.40% و6.20%، بمتوسط يبلغ 3.22%؛ بينما في منجم بينشي، يتراوح محتوى FeSiO₃ بين 0.70% و6.03%، بمتوسط يبلغ 1.25%. ومن الواضح أن محتوى FeSiO₃ في منجم بيندونغ أعلى بكثير من محتواه في منجم بينشي. يتراوح محتوى الحديد في الأشكال الزائفة، والأشكال شبه الزائفة، والهيماتيت في منجم بيندونغ من 0.12% إلى 1.21%، بمتوسط 0.61%؛ أما محتوى الحديد في الأشكال الكاذبة، والأشكال شبه الكاذبة، والهيماتيت في منجم بينشي فيتراوح بين 0.20% و7.61%، بمتوسط يبلغ 3.15%. وهذا يشير إلى أن منجم بينشي قد تعرض لعملية أكسدة.

3.3 التركيب المعدني وحالة وجود المعادن الرئيسية في الخام: المعدن الحديدي الرئيسي القابل للاستخدام في خام الحديد في داغوشان هو المغنتيت، يليه الهيماتيت الكاذب الشكل؛ أما الشوائب فتتكون أساسًا من الكوارتز، يليه الأكتينوليت، والأمفيبول، والأمفيبول المغنيسي الحديدي، والهورنبليند، والكلوريت، والكلوروفيليت، والبيروكلور، والكالسيت، والكالسيت الحامل للحديد، والسيديريت.

المغنتيت في داغوشانخام الحديد يكون في الغالب غير متناسق الشكل إلى شبه متناسق الشكل، مع وجود بعض المغنتيت المتناسق الشكل الذي يظهر بشكل أساسي على شكل شوائب. غالبًا ما يشكل المغنتيت المكون الرئيسي للأشرطة الحديدية في شكل أشرطة متكتلة، تتخللها كمية صغيرة من معادن الشوائب غير المنتظمة. يتميز معظم المغنتيت بدرجة نقاء عالية ويحتوي على شوائب قليلة؛ أما المغنتيت الذي يحتوي على شوائب فيتألف بشكل أساسي من بعض معادن السيليكات. وبشكل عام، يتفاوت حجم حبيبات المغنتيت تباينًا كبيرًا، حتى بين مجموعات المغنتيت المتشابهة جدًّا. يظهر الهيماتيت الزائف بشكل رئيسي في منطقة التعدين في بينشي، وغالبًا ما يكون في حالة مقترنة أو مختلطة مع المغنتيت، ويظهر كبديل على الحافة الخارجية للمغنتيت أو على طول أوجهه البلورية الداخلية. كما أن توزيع الهيماتيت الزائف في منطقة التعدين في بينشي غير متساوٍ؛ فالأكسدة بالكاد مرئية في الجزء الشرقي من منطقة التعدين في بينشي؛ ويكون محتوى الهيماتيت الزائف أعلى عمومًا في الجزء المركزي من منطقة التعدين في بينشي، وفي بعض المناطق، يهيمن الهيماتيت الزائف حتى على معادن الحديد؛ يكون محتوى الهيماتيت الزائف أقل في الجزء الغربي من منطقة التعدين في بينشي، لكن توزيعه أكثر انتشارًا. الكوارتز الموجود في خام الحديد في داغوشان غير متناسق الشكل في الغالب، وعادةً ما يكون متوسط الحبيبات إلى دقيق الحبيبات. تتفاوت حبيبات الكوارتز في الحجم. يتميز الكوارتز الخشن بسطح أنقى، ناتج عن إعادة التبلور؛ أما الكوارتز الناعم فيتميز بنقاء سطحي أقل، وغالبًا ما يحتوي على شوائب من معادن الحديد وشوائب غازية-سائلة.

3.4 بنية الخام وملمسه

3.4.1 بنية الخام
تتسم بنية الخام بطبيعة متحولة حبيبية في المقام الأول، مصحوبة بنسيج استبدالي، ونسيج متحول شمولي، ونسيج سحق. وينتشر النسيج المتحول الحبيبي على نطاق واسع في جميع مناطق منجم الحديد في داغوشان، ويمكن تقسيمه إلى نسيج متحول خشن الحبيبات، ونسيج متحول ناعم الحبيبات، ونسيج متحول غير متساوي الحبيبات. في البنية المتحولة ذات الحبيبات الخشنة، يتشكل المغنتيت في أشرطة المعادن الحديدية في الغالب من حبيبات شبه متبلورة أو غير متبلورة متشابكة بإحكام لتشكل تكتلات؛ في النسيج المتحول ذي الحبيبات الدقيقة، يتشكل المغنتيت في الغالب من حبيبات شبه متعددة الأوجه متشابكة بإحكام مع الكوارتز لتشكيل نسيج متحول جرانيتي؛ أما في النسيج المتحول غير المتساوي الحبيبات، فيظهر المغنتيت في الغالب توزيعًا غير متساوٍ للحبيبات الخشنة والدقيقة داخل الشريط نفسه. تُظهر الهياكل المتبادلية في الغالب تبادلاً غير مكتمل للمغنتيت بواسطة الهيماتيت الكاذب الشكل، حيث تشكل بعضها هياكل متبادلة كاذبة الشكل نتيجة للتبادل الشامل. تتميز معادن الحديد في الهياكل المتحولة بأنها ذات حبيبات دقيقة جدًّا، وتكون في الغالب محاطة بالكوارتز غير المتماثل الشكل، ومحاطة جزئيًّا بمعادن الكلوريت والأمفيبول. تتشكل هياكل التكسير بشكل أساسي عندما يتم تكسير خام الحديد إلى بريشيا بفعل الضغط التكتوني، أو عند حدوث عملية الميلونيتة، مما يؤدي إلى تفتت معادن الحديد إلى مسحوق ناعم. وفي هذه الهياكل، غالبًا ما يتم تماسك معادن الحديد بواسطة معادن الكربونات.

3.4.2 بنية الخام
يتسم بنية الخام بشكل أساسي بأن تكون مخططة ومخفية المخطط، مصحوبة ببنى احتكاكية وبريشية وصلبة. وبشكل عام، تميل البنى المخططة والمخفية المخطط إلى التناقص مع العمق، بينما تميل البنى الاحتكاكية والبريشية إلى الزيادة. ويكون هذا الاتجاه أكثر وضوحًا في منطقة التعدين «بينشي» مقارنةً بمنطقة التعدين «بيندونغ». في خام الحديد ذي البنية الشريطية والشفافة في رواسب الحديد في داغوشان، يتشابه متوسط عرض معادن الحديد ومعادن الشوائب. في الأشرطة النموذجية لخام الحديد المخطط، يصل محتوى معادن الحديد إلى ما بين 70% و90%، حيث تكون معادن الحديد إما متداخلة ككتل، أو متداخلة جزئيًا، أو موجودة كحبيبات منفردة مرتبطة بالكوارتز. تتكون أشرطة الصخور غير الحديدية بشكل أساسي من الكوارتز، في حين تحتوي الخامات من نوع الأمفيبول على كميات أكبر من الأمفيبول والكلوريت، وتظهر الخامات الكربونية توزيعات متناثرة أو شبيهة بالأوردة لمعادن الكربونات. وتوجد الخامات المجعدة والمتكسرة عادةً بالقرب من خطوط الصدع في منطقة التعدين. تتميز الخامات المجعدة بانحناء منتظم لشرائط معادن الحديد ومعادن الشوائب؛ بينما تظهر الخامات المتكسرة علامات على تفتت الخام. في الخامات المتكتلة، تكون حبيبات معادن الحديد والشوائب دقيقة نسبيًا، مع وجود عدد أقل من تكتلات معادن الحديد ولكن بدرجة عالية من التناسق الشكلي.

3.5 توزيع حجم حبيبات الخام: تم أخذ أربع عينات تمثيلية من الخام من منطقة التعدين في بيندونغ وثلاث عينات تمثيلية من الخام من منطقة التعدين في بينشي لتحديد توزيع حجم حبيبات معادن الحديد. وترد النتائج في الجدول 5.

كما هو موضح في الجدول 5، يبلغ متوسط حجم حبيبات معادن الحديد في منطقة التعدين في بينشي 38.54 ميكرومتر، حيث يبلغ 36.59 ميكرومتر للعينة 2 في الغرب، و41.04 ميكرومتر للعينة 3” في الشرق، و52.93 ميكرومتر للعينة 1* في الجنوب. ومن الواضح أن معادن الحديد في الجزء الشرقي من منطقة التعدين في بينشي تكون أكثر خشونة من تلك الموجودة في الجزء الغربي، مما يُظهر اتجاهاً لتناقص الحجم من الجنوب إلى الشمال. يبلغ متوسط حجم حبيبات المعادن الحديدية في منطقة التعدين بيندونغ 40.06 ميكرومتر، والتباين في متوسط حجم الحبيبات بين المناطق المختلفة ليس واضحًا كما هو الحال في منطقة التعدين بينشي. يبلغ متوسط حجم حبيبات الصخور غير المعدنية في منطقة التعدين «بينشي» 56.24 ميكرومتر، بينما يبلغ في منطقة التعدين «بيندونغ» 51.68 ميكرومتر. ويشير هذا إلى أن حجم حبيبات توزيع معادن الحديد في منطقة التعدين في بينشي أدق من حجمها في منطقة التعدين في بيندونغ، لكن حجم حبيبات توزيع الصخور غير المعدنية في منطقة التعدين في بينشي أكثر خشونة من حجمها في منطقة التعدين في بيندونغ.

الجدول 5. توزيع حجم الحبيبات في خام الحديد من داغوشان.                               (%)

تدفق معالجة المعادن: يضم مصنع داغوشان لمعالجة المعادن ورشة تكسير واحدة وثلاث ورشات لتخصيب المعادن. وتتبع ورشتا العمل 1 و2 (اللتان يُشار إليهما باسم ورشتي الفصل المغناطيسي) عملية طحن على مراحل، وغربلة دقيقة، وإعادة طحن، وعملية فصل مغناطيسي أحادية؛ بينما تتبع ورشة العمل 3 عملية طحن مستمر، وغربلة دقيقة، وإعادة طحن، وعملية فصل مغناطيسي أحادية.

4.1 ورشة التكسير
تتبع ورشة العمل هذه عملية تكسير ذات دائرة مغلقة من ثلاث مراحل. ويُجرى الغربلة المسبقة قبل الكسارة المتوسطة. ويتم دمج الناتج من الكسارة المتوسطة والكسارة الدقيقة وتغذيته إلى وحدة الغربلة (تُسمى هذه الغربلة أيضًا بالغربلة التمهيدية، وتخدم غرضًا مزدوجًا يتمثل في الغربلة المسبقة والغربلة الفحصية). تبلغ كمية المنتج الأصغر من الحجم المطلوب أكثر من 93% بحجم -12 مم، ثم يتم نقلها إلى الفاصل المغناطيسي ومطحنة الطحن ثلاثية المراحل. أما المنتج الأكبر من الحجم المطلوب فيُعاد إلى الكسارة الدقيقة لمزيد من التكسير. يوضح الشكل 1 تدفق العملية.

تشمل المعدات الرئيسية في ورشة التكسير ما يلي: كسارة دوارة واحدة من طراز B1200؛ كسرين متوسطين من طراز H8800MC؛ أربعة كسارات دقيقة من طراز H8800EFX؛ غربالين ثابتين من القضبان مقاس 2600 مم × 4200 مم؛ أحد عشر غربالًا اهتزازيًا دائريًا من طراز 2YA2460 (2400 مم × 6000 مم)؛ 24 حزام ناقل رئيسي؛ صومعتان جديدتان للخام المسحوق بسعة تخزينية تبلغ 15,000 طن (تكفي لـ 18 ساعة من التشغيل بكامل الحمولة لعملية الفصل المغناطيسي)؛ تبلغ السعة التخزينية القصوى لصناديق تخزين الخام في المنجم المفتوح ما بين 70,000 و100,000 طن؛ وتبلغ السعة التخزينية التصميمية للصومعة الدائرية في منطقة التعدين الغربية 12,000 طن. ويرد في الجدول 6 طرازات معدات التكسير والغربلة ومؤشرات كفاءتها.

الشكل 1: عملية التكسير في مصنع معالجة خام داغوشان

الجدول 6: معدات التكسير والغربلة

4.2 ورشة عمل الفصل المغناطيسي: تعتمد هذه العملية على مسار متدرج يتألف من الطحن — الفصل المغناطيسي الأحادي — الغربلة الدقيقة — إعادة الطحن. ويشمل ذلك: ثلاث مراحل من الطحن، وست مراحل من الفصل المغناطيسي (بما في ذلك ثلاث مراحل لتجفيف المياه)، ومرحلتين من الغربلة الدقيقة. انظر الشكل 2 للاطلاع على التفاصيل.

المعدات الرئيسية: 10 مطاحن فائضة (93600 مم × 6000 مم، 6 منها في المرحلة الأولى و4 في المرحلة الثانية)؛ 5 مطاحن فائضة (92700 مم × 3600 مم، 3 منها في المرحلة الثالثة)؛ 10 مجموعات من الفصل الهيدروسيكلوني (6 في المرحلة الأولى و4 في المرحلة الثانية)؛ 24 جهاز فصل مغناطيسي (61200 مم × 3200 مم، أحادية المرحلة)؛ 26 جهاز فصل مغناطيسي (BXø1050 مم × 2400 مم، ثنائي وثلاثي المراحل)؛ 7 أجهزة فصل مغناطيسية (ø1050 مم × 3000 مم، لتجفيف المياه)؛ 34 حوضًا لتجفيف المياه (16 في المرحلة الأولى، و10 في المرحلة الثانية، و8 في المرحلة الثالثة)؛ 40 غربالًا اهتزازيًا كهرومغناطيسيًا من طراز MVS (20 في المرحلة الأولى و20 في المرحلة الثانية)؛ معدات إعادة معالجة المخلفات: مطحنة واحدة ذات تدفق فائض مقاس 92700 مم × 3600 مم؛ وثمانية آلات استرجاع قرصية من طراز JLCW150-90-14؛ وخمس خزانات لتصريف المياه بقطر 3000 مم (اثنان للتصريف الأولي وثلاثة للتصريف الثانوي)؛ ثلاثة فواصل مغناطيسية من طراز BX بقطر 1050 مم × 2400 مم (واحدة للفصل المغناطيسي الأولي)؛ أربعة غرابيل اهتزازية كهرومغناطيسية من طراز MVS؛ فاصلان مغناطيسيان بقطر 1050 مم × 3000 مم (للتجفيف والفصل المغناطيسي). معدات تكثيف المخلفات: ستة مكثفات بطول 653 مترًا (بما في ذلك واحد لإعادة تركيز المخلفات). ترد طرازات المعدات ومؤشرات الكفاءة في الجدولين 7 و8.

4.3 ورشة عمل حول عملية التخصيب ثلاثية المراحل: تعتمد عملية تتألف من الطحن المستمر — الفصل المغناطيسي الأحادي — الغربلة الدقيقة وإعادة الطحن. وتشمل هذه العملية: ثلاث مراحل من الطحن، وثماني مراحل من الفصل المغناطيسي (بما في ذلك أربع مراحل لتجفيف المياه)، ومرحلتين من الغربلة الدقيقة. ويظهر مسار عملية التخصيب في الشكل 3.

المعدات الرئيسية: 4 مطاحن شبكية مقاس 93200 مم × 3100 مم (مرحلة واحدة)؛ 4 مطاحن فائضة مقاس φ3200 مم × 3100 مم (مرحلتان)؛ 2 × مطاحن فائضة بقطر 2700 مم × 3600 مم (ثلاثية المراحل)؛ 4 × مصنفات لولبية مزدوجة مقاس 02000 مم (التصنيف الأولي)؛ 4 × مجموعات من 5 هيدروسيكلونات بقطر 500 مم (التصنيف الثانوي)؛ 8 × 61200 مم × 3200 مم من الفواصل المغناطيسية (فاصل مغناطيسي واحد)؛ 14 × BXs 1050 مم × 2400 مم من الفواصل المغناطيسية (6 × فاصلين مغناطيسيين، و3 × ثلاثة فواصل مغناطيسية، و5 × أربعة فواصل مغناطيسية)؛ 3 × فاصل مغناطيسي بقطر 1050 مم × 2400 مم (الفصل المغناطيسي لتجفيف المياه)؛ 17 خزان تجفيف سعة 93000 مم (6 خزانات تجفيف فردية). 3 وحدات للتجفيف الثانوي، و3 وحدات للتجفيف الثالثي، و5 وحدات للتجفيف الرابع؛ 20 وحدة من الغرابيل الاهتزازية الكهرومغناطيسية MVS (10 وحدات للمرحلة الأولية و10 وحدات للمرحلة الثانوية). ترد طرازات المعدات ومؤشرات الكفاءة في الجدولين 7 و8.

4.4 ورشة عمل حول الترشيح
تظهر عملية إزالة الماء والترشيح في الأشكال 2 و3 و4.

المعدات الرئيسية: 7 مرشحات قرصية من طراز ZPG-72 (3 فواصل مغناطيسية و4 فواصل ثلاثية)؛ 7 مرشحات خزفية من طراز P60/15C؛;

11 جهازًا من أجهزة الفصل المغناطيسي لإزالة المياه من نوع BXs مقاس 1200 مم × 3000 مم (7 أجهزة فصل مغناطيسي و4 أجهزة فصل ثلاثي). وترد طرازات المعدات ومؤشرات الكفاءة في الجدولين 7 و8.

الجدول 7: معدات الطحن والتصنيف والترشيح

الجدول 8: اختيار معدات إعادة الطحن

4.5 مصنع معالجة المعادن: تعتمد عملية التكسير على نظام تكسير ذي دائرة مغلقة من ثلاث مراحل. يتم دمج الناتج من الكسارات المتوسطة والناعمة وتغذيته إلى وحدة الغربلة (المعروفة أيضًا باسم الغربلة الأولية، والتي تخدم غرضين هما الغربلة الأولية والفحص). يتم نقل أكثر من 90% من المنتج الأصغر من الحجم المحدد (-12 مم) إلى صومعة الطحن، بينما يتم إعادة المنتج الأكبر من الحجم المحدد إلى الكسارة الدقيقة. يمكن أن يخضع الخام في مصنع معالجة المعادن لعملية تكسير خشن، ويمكن تغذية بعض الخام الناعم مباشرةً إلى الكسارة المتوسطة دون تكسير خشن (أثناء صيانة الكسارة المتوسطة، يمكن تغذيته مباشرةً إلى الكسارة الدقيقة عبر مزلق عرضي). تستخدم عملية التخصيب عملية متدرجة تتألف من الطحن - الفصل المغناطيسي الأحادي - الغربلة الدقيقة - وإعادة الطحن. ويشمل ذلك: ثلاث مراحل من الطحن، وست مراحل من الفصل المغناطيسي (بما في ذلك ثلاث مراحل لتجفيف المياه)، ومرحلتين من الغربلة الدقيقة. ويظهر تدفق العملية في الشكل 4.

صُمم قسم التخصيب في مصنع معالجة الخام في داغوشان لمعالجة 1.3 مليون طن من الخام سنويًّا. ويتألف بشكل أساسي من أنظمة التكسير والتخصيب ومعالجة المخلفات. وقد اكتمل بناؤه رسميًّا ودخل حيز التشغيل في يوليو 2006. يعتمد نظام التكسير على عملية ذات دائرة مغلقة من ثلاث مراحل؛ حيث يتراوح حجم جسيمات المواد المدخلة بين 750-0 ملم، وحجم جسيمات المنتج بين 15-0 ملم. يستخدم نظام التخصيب عملية متدرجة تتألف من الطحن - الفصل المغناطيسي الأحادي - الغربلة الدقيقة وإعادة الطحن، مع درجة تركيز نهائية تبلغ 67.20%. يتم نقل المركز بواسطة مضخات ثنائية المراحل إلى ورشة الترشيح في مصنع معالجة الخام في داغوشان لإزالة الماء والترشيح، ليصبح المركز النهائي. يتم تركيز مخلفات كل مرحلة من مراحل التخصيب بواسطة جهاز تكثيف؛ ويُعاد استخدام الفائض كمياه متداولة، بينما يتم نقل السائل السفلي إلى بركة المخلفات في مصنع معالجة الخام في داغوشان بواسطة مضخة أولية.

المعدات الرئيسية: كسارة فكية متأرجحة من طراز PE900mm×1200mm (وحدة واحدة)؛ مغذي اهتزازي قضيبي من طراز GZT1560 (وحدة واحدة)؛ مغذي اهتزازي بنابض مطاطي من طراز XJG-110 (وحدة واحدة)؛ كسارة مخروطية قياسية من طراز S240B (وحدة واحدة)؛ كسارة مخروطية ذات رأس قصير طراز S155D (وحدة واحدة)؛ غربال اهتزازي دائري طراز 2YA مقاس 1800 مم × 4800 مم (4 وحدات)؛ مطحنة فائضة طراز O2700 مم × 3600 مم (6 وحدات، 3 وحدات للمرحلة الأولية و3 وحدات للمرحلة الثانوية)؛ مطحنة الفائض ZM مقاس 2400 مم × 3600 مم (وحدة واحدة، للمرحلة الثالثة)؛ مطحنة الفائض GZM مقاس 1830 × 4000 مم (وحدة واحدة، للمرحلة الثالثة)؛ مجموعة من 9350 مم × 6 من الفصل الهيدروسيكلوني (3 مجموعات، للتصنيف الأولي)؛ 9350 مم × 5 مجموعات من الهيدروسيكلونات (للتصنيف الثانوي)؛ اثنا عشر فاصلًا مغناطيسيًا من طراز BXg1050 مم × 2400 مم (ستة أحادية المرحلة، وأربعة ثنائية المرحلة، واثنان ثلاثية المرحلة)؛ فاصلان مغناطيسيان من طراز CTB-1024 (الفصل المغناطيسي لتجفيف المياه)؛ ثمانية أحواض تجفيف بطول 93000 مم (أربعة أحادية المرحلة، واثنان ثنائي المرحلة، واثنان ثلاثي المرحلة)؛ عشرة غرابيل اهتزازية كهرومغناطيسية من طراز MVS (أربعة أحادية المرحلة وستة ثنائية المرحلة)؛ جهاز تكثيف واحد بسعة 953 م. ترد طرازات المعدات ومؤشرات الكفاءة في الجداول 6 و7 و8.

4.6 ورشة عمل حول مخلفات التعدين في داغوشان محطة معالجة الخامات تستخدم عملية فصل مغناطيسي واحدة، وتقوم بمعالجة ما يقارب 9 ملايين طن من الخام سنويًّا. وتقوم بتصريف ما يقارب 2.5 مليون طن من المخلفات سنويًّا بدرجة نقاء تبلغ 11.7%. وتحتوي هذه المخلفات على بعض معادن الحديد المنفصلة والتشابكات. وتُجرى عملية إعادة معالجة المخلفات في ورشة المخلفات.

يوجد نقطتان لاستعادة المخلفات عبر الإنترنت في محطة التخصيب في داغوشان: إحداهما في ورشة التخصيب التابعة لشركة داشوان الصناعية الشاملة، والأخرى في نقطة استعادة المخلفات التابعة لورشة التخصيب الثالثة لشركة داشوان الصناعية. وتظهر عملية الاستعادة في الشكل 5.

المعدات الرئيسية: جهاز استخلاص قرصي مقاس 61600 مم × 8 مم؛ آلة نزع الماء بالمغناطيس الدائم مقاس 6750 مم × 1800 مم؛ مطحنة كروية مقاس 61500 مم × 3000 مم؛ خزانان لتصريف المياه سعة 2.0 م؛ جهاز فصل مغناطيسي اهتزازي منخفض الشدة 6750 مم × 1800 مم؛ غربال دقيق اهتزازي عالي التردد 0.15 مم؛ خزان لتصريف المياه سعة 3.0 م؛ ومرشح واحد بمساحة 8 م².

4.7 المؤشرات الفنية والاقتصادية الرئيسية

يوضح الجدول 9 المؤشرات الفنية والاقتصادية الرئيسية لورشة الفصل المغناطيسي، وورشة الفصل الثالثة، وفرع معالجة المعادن خلال الفترة من عام 2000 إلى عام 2007.