شرکت کانی فن آوران شاهوار با دارا بودن دو آزمایشگاه اختصاصی، خدمات به روز و دانش بنیان را در حوزه فراوری مواد معدنی و متالورژی استخراجی به مشتریان خود ارایه می‌دهد. البته آنچه که این مجموعه را از سایرین متمایز می‌سازد، نه تنها قابلیت انجام آزمایش‌های مرسوم و مدرن با دقت کافی در آزمایشگاه‌های اختصاصی و طرف قرارداد این شرکت است، بلکه فرایند روش‌یابی، طراحی شرایط آزمایش‌ها و تحلیل نتایج آنها است که منطبق با دانش و ابزارهای به روز، مدرن و کم هزینه است و برای هر پروژه و بر اساس نتایج آزمایش‌های شناسایی ماده معدنی، طراحی و به کار بسته می‌شود. در ادامه مختصری در مورد هر یک از این مراحل ارایه شده است.
روش‌یابی آزمایش‌ها:
متخصصان با تجربه و مسلط به دانش روز در این شرکت در دپارتمان فراوری مواد معدنی ابتدا روش‌های امکان‌پذیر و یا محتمل برای فراوری ماده معدنی را انتخاب می‌کنند. این انتخاب در مرحله اول بر اساس نتایج شناسایی ماده معدنی و در مرحله بعد با استفاده از انجام دقیق مطالعات پیشینه‌شناسی، بررسی صنایع مشابه، نوآوری‌ها و همچنین بررسی زمینه‌های فرایندی و فراوری جدید انجام می‌شود. پس از تعیین روش‌های محتمل فراوری، آزمایش‌های اولیه جهت بررسی فرایندپذیری نمونه‌های معدنی نسبت به روش‌های گردآوری شده انجام می‌شود. روش‌های فراوری و فرایندی که در مطالعات در نظر گرفته می‌شوند لزوما محدود به ابزارهای سنتی و رایج نیستند و شامل روش‌های مدرن، خلاقانه و در بسیاری از موارد ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر از روش‌های رایج هستند. همچنین، این شرکت در صورت نیاز به انجام آزمایش‌های خاص، مدرن و یا ابداعی، خود تجهیزات مورد نیاز آزمایش‌ها را می‌سازد. بنابراین، در بسیاری موارد در این مجموعه برای اولین بار از تجهیزاتی استفاده می‌شود که قبلا در سطح کشور کم‌تر استفاده شده و یا اصلا استفاده نشده است. به عنوان مثال، برای بررسی پاسخ ماده معدنی نسبت به آسیاهای خودشکن و نیمه‌خودشکن، این شرکت یک نمونه آزمایشگاهی از این تجهیز را با استفاده از اصول طراحی و مدل‌سازی و تعمیم مدل آزمایشگاهی به صنعتی و بالعکس طراحی، ساخته و در آزمایشگاه خردایش خود استفاده می‌کند.
طراحی آزمایش‌ها:
طراحی آزمایش‌ها در این شرکت عمدتا با روش طراحی آماری آزمایش انجام می‌شود. طراحی آزمایشات (Design of Experiments) یا DOE، روشی آماری و یک ابزار قدرتمند است که در مرحله اول، متغیرهای تغییرپذیر فرایند را شناسایی می‌کند و سپس بهترین مقادیر متغیرها را برای رسیدن به بهترین نتیجه مشخص می‌نماید. با استفاده از ابزار DOE می‌توان در یک زمان، چندین متغیر فرایندی را تغییر داد و از طریق آماری تعیین کرد که کدام متغیر و یا ترکیبی از متغیرها، بیش‌ترین تاثیر را بر نتیجه دارند. از کابردهای روش DOE می‌توان به طراحی و توسعه آزمایش‌ها و بهبود فرایند طراحی آزمایش اشاره کرد.
معمولا انجام هر آزمایشی، با صرف هزینه و زمان همراه است و این هزینه و زمان وقتی که تعداد متغیرهای آزمایش افزایش پیدا کند به صورت صعودی زیاد می‌شوند. بنابراین به روشی نیاز است که بتوان با صرف هزینه و زمان کم‌تر، به اطلاعات بیش‌تری در مورد فرایند دست پیدا کرد. برای درک بیشتر این مسئله، فلوتاسیون یک نمونه معدنی مس سولفیدی را در نظر بگیرید.متغیر‌هایی که روی این آزمایش اثر میگذارند شامل دانه‌بندی، نوع کلکتور اصلی و کمکی، میزان مصرف کلکتور و کمک کلکتور، نوع بازداشت‌کننده و غلظت آن، نوع تنظیم‌کننده‌ها و غلظت‌های آنها، دما، pH، میزان هوادهی و بسیاری متغیر دیگر هستند. در روش‌های کلاسیک و معمول برای بهینه کردن یک فرایند، با ثابت نگه داشتن تمامی متغیرها، متغیر مورد نظر را در محدوده مشخصی تغییر می‌دهند و با مشاهده تاثیر آن بر روی پاسخ فرایند و یا بازیابی مس در مورد مثال اخیر، مقدار بهینه متغیر انتخاب می‌شود. در این روش، تعداد بسیار زیادی آزمایش مورد نیاز است تا به شرایط بهینه با قطعیت بالا رسید. در مورد مثال اخیر، در صورتی که نیاز به بهینه‌سازی حداقل ۱۱ متغیر بر بازیابی مس باشد، در صورتی که برای هر کدام از متغیرها فقط قرار باشد ۳ نقطه آزمایش شود، تعداد ۳ به توان ۱۱ آزمایش مورد نیاز است. در حالی که با استفاده از روش طراحی آماری آزمایش‌ها می‌توان تعداد آزمایش‌ها را به مقدار بسیار قابل ملاحظه‌ای کاهش داد بدون این که در دقت نتایج اثر محسوسی بگذارد. روشی که به بهترین شکل اهداف ما را در این شرکت برآورده می‌کند، روش طراحی آماری آزمایش است که توسط تیم فنی ما به خوبی اجرا می‌شود. در این روش، همه متغیرهای تاثیرگذار بر نتیجه آزمایش‌ها بر اساس یک الگوی آماری همه با هم در یک زمان تغییر داده می‌شوند و بعد از به دست آوردن نتایج و تجزیه و تحلیل آماری و مدل‌سازی، با انجام کم‌ترین تعداد آزمایش، بیش‌ترین اطلاعات از سیستم به دست می‌آید.
انجام آزمایش:
در آزمایشگاه فراوری مواد معدنی و متالورژی استخراجی شرکت کانی فناوران شاهوار تجهیزات و ابزارآلات متنوعی در انجام پروژه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر آن، این مجموعه به تنهایی آماده ارایه خدمات آزمایشگاهی به مشتریان خود می‌باشد. خدمات آزمایشگاهیِ فراوری مواد معدنی و متالورژی استخراجی این شرکت به طور کلی در سه دسته طبقه‌بندی می‌شود که شامل موارد زیر است:
- آزمایش‌های فراوری مواد معدنی
- آزمایش‌های خردایش
- آزمایش‌های آسیاکنی
- آزمایش‌های پرعیارسازی کانسنگ‌ها با استفاده از روش‌های ثقلی، مغناطیسی و فلوتاسیون و سایر روش‌ها
- آزمایش‌های هیدرومتالورژی
- آزمایش‌های لیچینگ با استفاده از حلال‌های مختلف بر روی نمونه‌های مختلف
- آزمایش‌های اسنخراج انحلالی
- آزمایش‌های فرایندی
- آزمایش‌های ته‌نشینی
- آزمایش‌های فیلتراسیون
تحلیل نتایج آزمایش‌ها:
زمانی که طراحی و تحلیل نتایج آزمایش‌ها با استفاده از روش‌های آماری انجام شود، پس از محاسبات و تحلیل‌های آماری در نرم‌افزار، شرایط بهینه برای متغیرها به خودی خود به دست خواهد آمد. اما لزوما همیشه هدف از تحلیل نتایج آزمایش‌های فراوری به دست آوردن شرایط بهینه برای متغیرهای تاثیرگذار در نتیجه یک آزمایش نیست. یکی از این اهداف تحلیل صحت انجام آزمایش‌ها و کوچک بودن خطاهای انسانی و تصادفی است که با استفاده از روش‌های مبتنی بر هوش مصنوعی انجام می‌شود. از دیگر اهدافِ تحلیل نتایج آزمایش‌های فراوری و فرایندی، استخراج پارامتر‌های مورد نیاز به عنوان معیارهای طراحی فرایند، در زمانی که طراحی فرایند مورد نیاز باشد، است. همچنین، به جز در تحلیل آزمایش‌های هیدرومتالوژی که از عناصر به عنوان پارامتر ورودی محاسبه بازیابی استفاده می‌شود، در آزمایش‌های فراوری از مقدار عددی کانی‌ها و محاسبه بازیابی کانی‌ها استفاده می‌شود. این کار با استفاده از روش تبدیل عددی عنصر به کانی انجام می‌شود. این کار از آن جهت اهمیت دارد که در واقع روش‌های فراوری مواد معدنی مانند روش‌های ثقلی، مغناطیسی و یا فلوتاسیون، مواد معدنی را بر اساس کانی طبقه‌بندی و یا پرعیارسازی می‌کنند و نه عناصر. به عنوان مثال زمانی که در فرآوری کانسنگ بوکسیت استحصال کانی دیاسپور (کانی اقتصادی آلومینیوم) و حذف کانی‌های رسی و آلومینوسیلیکات مد نظر باشد، محاسبه بازیابی آلومینیوم نمی‌تواند بیانگر موفقیت و یا عدم موفقیت آزمایش باشد زیرا آلومینیوم هم در کانی اصلی موجود است و هم در کانی‌های باطله. به بیان دیگر، در صورتی که آزمایش موفقیت‌آمیز نباشد و هیچ کانی اصلی به کنسانتره راه پیدا نکند و فقط کانی‌های باطله به کنسانتره راه پیدا کنند بازیابی آلومینیوم مقداری را نشان خواهد داد که متناظر با آلومینیوم محتوی کانی‌های باطله است. بنابراین محاسبه بازیابی در آزمایش‌های فراوری مواد معدنی بر اساس بازیابی کانیایی یا فازی معیار معقول‌تری برای بررسی موفقیت یک آزمایش است. لازم به ذکر است در این شرکت تبدیل عددی عنصر به کانی و طراحی آماری آزمایش‌ها و تحلیل نتایج آنها با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی مختص به هر کدام انجام می‌شود.