رفتن به محتوای اصلی
x
بررسی تاثیر پیش فرآوری حرارتی بر سینتیك فروشویی آلونیت
تاریخ دفاع
استاد

علي احمدي عامله

دانشکده
مهندسی معدن

استخراج آلومینیوم، گوگرد و پتاسیم از سنگ معدن آلونیت (قزوین، ایران) با تشویه و سپس فروشویی قلیایی دو مرحله‌ای مورد مطالعه قرار گرفت. در مرحله تشویه، تاثیر چندین پارامتر کلیدی شامل دما (520 تا 620 درجه سانتی گراد)، زمان واکنش (30-150 دقیقه)، اندازه ذرات (075/0 تا 10 میلی‌متر) و محیط کوره (با و بدون گازوئیل و با زغال چوب) روی قابلیت فروشویی گوگرد و پتاسیم توسط سدیم کربنات و آلومینیوم توسط سدیم هیدروکسید مورد بررسی قرار گرفتند. اولین مرحله فروشویی با سدیم کربنات با درصد جامد20 (وزنی، وزنی)، زمان واکنش 4 ساعت، اندازه ذرات کمتر از 75 میکرون، دمای 95 درجه سانتی گراد و نسبت سدیمکربنات به آلونیت1: 5/1 انجام شد. بیشترین استحصال گوگرد و پتاسیم (99/99 درصد برای هر دو عنصر) با آلونیت تشویه شده در دمای 620 درجه سانتی گراد، اندازه ذرات 3 میلی متر و زمان تشویه 90 دقیقه به دست آمد. باتوجه به نتایج، انحلال گوگرد و پتاسیم با افزایش دما و زمان تشویه به طور قابل توجهی افزایش یافت. مرحله دوم فروشویی در دمای 95 درجه سانتی گراد، زمان فروشویی 6 ساعت و غلظت سدیم هیدروکسید 5 مولار با درصد جامد 15 انجام شد. بالاترین استخراج آلومینیوم (30/95 درصد) با تشویه زغال چوب دردمای 570 درجه سانتی‌گراد، زمان تشویه 30 دقیقه و اندازه ذرات کمتر از 3 میلی‌متر به دست آمد. برای استحصال پتاسیم و گوگرد، افزایش دمای تشویه، زمان واکنش و افزودن گازوئیل (بالاتر از 3 درصد) باعث بهبود و برای استخراج آلومینیوم منجر به کاهش شد که می توان به تبدیل فاز آلومینا به فاز پایدار نسبتداد. در این مطالعه سینتیک استخراج آلومینیوم از آلونیت و سپس تولید آلومینا نیز مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر پارامترهای مهم از جمله اندازه ذرات، دما، زمان واکنش و غلظت سدیم هیدروکسید در فرآیند فروشویی

بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش دما، زمان واکنش و کاهش اندازه ذرات باعث افزایش استخراج آلومینیوم می شود. حداکثر استخراج آلومینیوم (30/92 درصد در شرایط تشویه بدون گازوئیل، دمای 570 درجه سانتی گراد و زمان 90 دقیقه) در دمای 95 درجه سانتی گراد، سرعت همزدن 500 دور در دقیقه، اندازه ذرات زیر 38 میکرون، زمان واکنش 6 ساعت، درصد جامد 5 و غلظت سدیم هیدروکسید 5 مولار بود. سینتیک آزمایش انجام شده در دمای 27 تا 95 درجه سانتی گراد   با مدل هسته کوچک شونده نشان دادکهفرآیند از مدل کنترل مخلوط پیروی می‎کند. انرژی فعال‌سازی فروشویی آلونیت 96/27 کیلوژول بر مول تعیین شد. برای تولید آلومینا، روی محلول فروشویی سه مرحله سیلیس زدایی، ترسیب و کلسیناسیون انجام شد. تاثیر زمان ترسیب (15-45 ساعت) و افزودن جوانه (50 و 100 گرم در لیتر) مورد بررسیقرار گرفت. حداکثر عیار آلومینا (15/99 درصد) در زمان ترسیب 45 ساعت، دمای 70 درجه سانتی گراد، محتوای جوانه 100 گرم در لیتر و دمای کلسینه 1100 درجه سانتی گراد در مدت زمان 3 ساعت به دست آمد.

به منظور بررسی فروشویی آلونیت با استفاده روش ستونی، پارامترهای تاثیر اندازه ذره و غلظت سدیم کربنات وسدیم هیدروکسید در دو مرحله به منظور استحصال گوگرد و پتاسیم در مرحله اول و آلومینیوم در مرحله دوم انجام شد. بیشترین میزان استحصال گوگرد، پتاسیم و آلومینیوم   به ترتیب   به 70/52، 70/58 و 68/47 درصد، در شرایط اندازه ذره 2 میلی متر و در مرحله اول با نسبت غلظت سدیم کربنات به آلونیت برابر 5:1/1 ودر مرحله دوم با سدیم هیدروکسید 5 مولار بود. میزان انحلال در لیچنگ همزنی بهتر از ستونی بود. در کل نتایج این مطالعه نشان می دهد به دلیل شرایط اتمسفری فروشویی، امکان تولید محصول جانبی و فراوانی منابع آلونیتی به ویژه در کشورهای با منابع نامرغوب بوکسیت، سنگ آلونیت می تواند جایگزین مناسبی برای تولید آلومینا باشد

تحت نظارت وف ایرانی