شبیه سازی تاثیر امواج مایکروویو برخردایش سنگ آهن

Abstract

ابتدایی ترین مرحله فراوری مواد معدنی مرحله خردایش است به دلیل مصرف بالای انرژی در خردایش سنگ معدن و هزینه های زیادی که در این مرحله صورت می پذیرد چالش‌هایی را برای صنعت معدن به ارمغان می‌آورد. تابش امواج مایکروویو یک راه‌حل امیدوار کننده برای شکستن سنگ فراهم می‌کند. در این تحقیق سعی شده است که بااستفاده از نرم افزار studio suite cst به بررسی شبیه سازی عددی تاثیر امواج مایکروویوروی خردایش سنگ آهن پرداخته شود. از آن جایی که امواج مایکروویو در واقع امواج الکترومغناطیسی محسوب می شوند با ایجاد کردن میدان های الکتریکی در محیط یک دستگاه مایکروویو خانگی‌روی نمونه موردنظر سبب ایجاد گرماشده ودر نهایت دمای نمونه مورد نظر افزایش یافته و باعث ایجاد شکست در نمونه مورد نظر می‌شود.در این تحقیق کانی های اصلی سنگ آهن یعنی هماتیت و مگنیت و کانی اصلی باطله آن یعنی کوارتز مورد ارزیابی قرارگرفتند. بر همین اساس پارامترهایی شامل جنس کانی،شکل هندسی کانی ها و نحوه ی قرار گیری کانی ها کنارهم دیگرکه روی میدان‌الکتریکی تشکیل شده تاثیرگذار هستند با استفاده از نرم افزار شبیه سازی Cst studi suite مورد بررسی قرار گرفت به گونه ای که کانی کوارتز امواج مایکروویو را ازخود عبور داده و سبب ایجاد گرما نمی شود و برعکس کانی های مگنتیت و هماتیت به دلیل اینکه جاذب امواج مایکروویو هستند میدان الکتریکی ای تقریبا داخل آنها ایجاد نشده و بیشینه میدان الکتریکی روی سطح آنها تمرکز پیدا می‌کند و درنتیجه سبب ایجاد گرما می‌شود. قرارگیری کانی کوارتز در همسایگی با کانی‌های هماتیت و مگنتیت به دلیل تفاوت میدان الکتریکی ایجادشده درفصل مشترک این کانی ها و درنتیجه تفاوت گرمایی که درمرز بین کانی ها ایجاد می‌شود سبب شده که در مرز این کانی‌ها درزه و شکاف ایجاد شود و شکست راحت‌تر صورت ‌پذیرد.تمرکز میدان الکتریکی در قسمت های گوشه و نوک تیز شکل مکعبی سبب شد که ماکزیمم میدان الکتریکی برای کانی هماتیت به 54V/M /4 و برای کانی مگنتیت به V/M 12/5برسد که هر دو مقادیر در مقایسه با حالت کروی شکل بیشتر بوده است.