علي احمدي عامله
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

