پایان نامه رایگان با موضوع میکروامولسیون، گالیم، بوکسیت

دانلود پایان نامه

است]۷[.

۳-۱۵- استفاده از میکروامولسیونها در بازیابی فلزات
در سال ۱۹۹۰ پاترو88 و همکاران بر روی تشکیل میکروامولسیون و استخراج مس از سیستمی شامل محلول آبی/آئروسل OT/استخراج کننده/ایزواکتان مطالعاتی انجام دادند. در این مطالعه از LIX65N، دی-(۲-اتیل هگزیل)دی تیو فسفریک اسید (DEHDTPA) و ورساتیک ۱۰ به عنوان استخراج کننده، آئروسل-OT (AOT) به عنوان سطح ساز و ایزواکتان به عنوان کمک سطح ساز استفاده شد]۹[.
سه استخراج کنندهی استفاده شده در این کار مشخصات کاملا متفاوتی از یکدیگر دارند. هیدروکسی اکسیم HNBPO یک استخراج کنندهی کیلیتی است که مس به شکل مجموعهی CuR2 تشکیل میشود. مانند سایر اسیدهای کربوکسیلیک، ورساتیک ۱۰ در بسیاری از حلالهای آلی دو بخشی است. به همین دلیل به طور معمول تنها در pH بیشتر از ۴ قادر به استخراج مس به شکل کمپلکس نوع ۲(CuR2.HR) است، اما هیدرولیز کاتیون استخراج شده و همچنین پلیمریزاسیون گونههای کربوکسیلات فلزی در شرایط خاص رخ میدهد. اسید DEHDTPA قویترین اسید در میان این استخراج کنندهها بوده و قادر به استخراج مس از محلولهای بسیار اسیدی است. به طور معمول ورساتیک ۱۰ در pH بیشتر از ۴ شروع به استخراج مس میکند اما زمانی که با AOT ترکیب میشود استخراج مس در pH بین ۴-۲ انجام میشود]۹[.
در سال ۱۹۹۷راموس89 و همکارانش بر روی استخراج و استریپینگ تنگستن از محلول حاوی این عنصر با استفاده از میکروامولسیون مطالعاتی انجام دادند. در این کار از دو دسیل آمین به عنوان سطح ساز، بوتانول به عنوان کمک سطح ساز، کروزین به عنوان فاز آلی و تنگستات سدیم به همراه کلرید سدیم به عنوان فاز آبی استفاده شد. از کلرید سدیم برای افزایش منطقهی وینسور II استفاده شد. همچنین در مرحلهی استریپینگ از محلول کربنات سدیم ۸% به عنوان فاز آبی استفاده شده است. دیاگرام سه فازی این فرایند در شکل ۳-۹ نشان داده شده است]۱۰[.

شکل ۳-۹: دیاگرام سه فازی استخراج تنگستن و نقاط انتخاب شده بر روی آن]۹[

همچنین منحنیهای هم تراز برای این دو مرحله در شکلهای ۳-۱۰ و ۳-۱۱ نشان داده شدهاند]۱۰[.

شکل ۳-۱۰: منحنی هم تراز استخراج تنگستن]۱۰[

شکل ۳-۱۱: منحنی هم تراز استریپینگ تنگستن]۱۰[

آنها با استفاده از این نتایج مدلی را برای استخراج و استریپینگ تنگستن ارائه کردند]۱۰[.
%E = 121/90XC/T + 48/46XAF + 104/27XOF(۳-۳)
%Re = 93/89XC/T + 102/18XAF + 94/31XOF(۳-۴)
برجزا و پرز دی اورتیز (2000) بر روی پدیدههای موثر در تعادل استخراج آلومینیوم و روی با سیستم میکروامولسیون وینسور II مطالعاتی را انجام دادند. آنها دریافتند که میزان استخراج آلومینیوم (III) با استفاده از سیستم میکروامولسیون افزایش پیدا میکند ولی استخراج روی (II) کاهش مییابد. در این کار از محلول سولفات آبی حاوی 001/0 مول Zn (II) و نیترات آبی حاوی 002/0 مول Al (III) به عنوان فاز آبی، D2EHPA به عنوان سطح ساز، کروزین به عنوان فاز آلی و بوتانول به عنوان کمک سطح ساز استفاده شد. pH فاز آبی برابر 5/2 انتخاب شد. فاز میکروامولسیون شامل 5/2 درصد وزنی سدیم دودکیل بنزن سولفونات (NaDBS) و 15 درصد وزنی بوتانول در کروزین بود]۱۱[.
نتایج آنها نشان داد که تفاوت قابل توجهی در استخراج روی و آلومینیوم با سیستم میکروامولسیون فوق وجود دارد. در حالی که ضریب توزیع روی از ۲۳ در سیستم مرسوم به ۵/۰ در سیستم میکروامولسیون کاهش پیدا کرده است ضریب توزیع آلومینیوم از ۳/۰ به ۲/۲ افزایش پیدا میکند. در سیستم میکروامولسیون بدون DEHPA ضریب توزیع هر دو فلز کم است که نشان میدهد انحلال یون فلزی در هستهی میکروامولسیون فرایند مهمی در استخراج نیست و تشکیل کمپلکس با DEHPA ضروری است. ضریب توزیع هر دو فلز به غلظت DEHPA وابسته است]۱۱[.
دانتس90 و همکاران در سال ۲۰۰۳ بر روی استخراج عناصر کروم (III)، مس (II)، نیکل (II)، منگنز (II)، آهن (III) و سرب (II) توسط میکروامولسیون نیز مطالعاتی انجام دادند. مطالعات نشان داد که این سیستم خیلی موثر است چون درصد استخراج برای تمامی فلزات بیشتر از ۹۸٪ بدست آمد. همچنین این مطالعات نشان دادند که در فرایند باز پس گیری اسید هیدروکلریک (۸ مولار) بهترین محلول برای تمامی این فلزات است]۱۲[.
در سال ۲۰۰۴ سعیدی91 و خلف92 برای بازیابی اورانیوم موجود در اسید فسفریک از میکروامولسیون استفاده کردند. سیستم میکروامولسیون مورد استفاده با مخلوط فاز آلی شامل کروزین، D2EHPA و TOPO با فاز آبی شامل اسید فسفریک آماده شد. در ادامه دو نوع سطح ساز غیر یونی، نونیل فنول اتوکسیلیت (۹ مول) و سوربیتان مونواولئات استفاده شدند. بوتانول، پنتانول و هگزانول نیز به عنوان کمک سطح ساز بررسی شدند. با آنالیز نمودار مک-کیب تیل آنها به این نتیجه رسیدند که بر مبنای فاز آلی با ترکیب ۳/۰ مولار D2EHPA، ۱۲۵/۰ مولار TOPO، ۲۶/۰ مولار سطح ساز و ۰۷/۰ مولار بوتانول و نسبت فاز آلی به آبی ۱:۱۲ تعداد مراحل تئوری برای بازیابی بیشتر از ۹۰٪ اورانیوم سه مرحله است. استریپینگ فاز آلی در یک مرحله توسط اسید فسفریک شامل ۶/۰٪ HF و سطح ساز به صورت خیلی موثر انجام میشود]۱۳[.
یانگ یانگ زائو93 و همکاران در سال ۲۰۰۸ بر روی استخراج کبالت و نیکل از محلول NH4SCN توسط سیستم میکروامولسیون وینسور II مطالعاتی را انجام دادند. آنها در این کار تاثیر چندین عامل را بر روی درصد استخراج کبالت و نیکل بررسی کردند. آنها دریافتند که با افزایش نسبت حجمی فاز آبی به فاز آلی (R) از ۱ به ۶ درصد استخراج
کاهش پیدا میکند. اما در مقدار ۵ = R درصد استخراج کبالت همچنان بالاست. همچنین با بررسی تاثیر غلظت CTMAB بر روی درصد استخراج کبالت و نیکل متوجه شدند که با افزایش آن درصد استخراج نیز افزایش پیدا میکند. در این کار با افزایش غلظت n-پنتانول درصد استخراج کاهش پیدا میکند. با بررسی تاثیر دما و زمان دریافتند که افزایش دما باعث کاهش درصد استخراج میشود و در زمان ۲ دقیقه استخراج کامل میشود]۱۴[.
ونجوان لو94 و همکاران (۲۰۱۱) استخراج طلا از محلول هیدروکلریک اسید را توسط سیستم میکروامولسیون بررسی کردند. در این مطالعه کتیل تری متیل آمونیوم برومید (CTAB) به عنوان سطح ساز و ایزوآمیل الکل به عنوان کمک سطح ساز استفاده شدند. علاوه بر این فاز آلی شامل محلول Na2SO3 و n-هپتان نیز بود. در اولین قدم آنها به این نتیجه رسیدند که استخراج طلا در زمان ۱ دقیقه به ۹۶٪ میرسد که نشان میدهد درصد استخراج به زمان وابسته نیست. همچنین دریافتند که درصد استخراج طلا با افزایش غلظت CTAB افزایش پیدا میکند]۱۵[.

۳-۱۵-۱- استخراج گالیم توسط میکروامولسیون
در سال ۲۰۰۲ دانتس و همکاران مطالعاتی را بر روی استخراج گالیم از محلول بایر تحت شرایط میکروامولسیون انجام دادند. آنها برای این کار از ۲ سیستم میکروامولسیون استفاده کردند. سیستم I شامل SCO به عنوان سطح ساز، بوتانول به عنوان کمک سطح ساز، کروزین به عنوان فاز آلی و محلول بایر به عنوان فاز آبی است. سیستم II شامل Kelex 100 به عنوان سطح ساز بود و بقیهی مواد آن مشابه سیستم I بود. آنها مشاهده کردند که در سیستم I، ۷۵ تا ۸۵ درصد از گالیم و ۲۷ تا ۳۲ درصد از آلومینیوم استخراج میشود و در سیستم II، ۱۰۰ درصد گالیم و آلومینیوم استخراج میشوند. همچنین در مرحلهی استریپینگ مطالعات آنها نشان داد که برای سیستم I و II امکان استخراج انتخابی آلومینیوم و گالیم توسط غلظتهای مختلف سولفوریک اسید وجود دارد]۱۶[.
کیخایی (۱۳۸۵) آزمایشهای محدودی را بر روی استخراج گالیم و آلومینیوم از محلول بایر انجام داد. در این آزمایشها از Kelex-100 به عنوان کمک سطح ساز، بوتانول به عنوان کمک سطح ساز، کروزین به عنوان فاز آلی و محلول بایر به عنوان فاز آبی استفاده شد. نتایج نشان دادند که استفاده از میکروامولسیون میتواند زمان استخراج گالیم را در دمای محیط و با بازیابی بالای ۹۰٪ به ۲۰ دقیقه کاهش دهد. اما بازیابی آلومینیوم بالا و در حدود ۴۰٪ بوده و در نتیجه فرایند استخراج گالیم را غیر انتخابی میکند]۲[.

جدول ۳-۳: مطالعات انجام شده بر روی استخراج فلزات توسط سیستم میکروامولسیون
سال
محققین
موضوع
نتیجه
مرجع
۱۹۹۰
پاترو و همکاران
تشکیل میکروامولسیون و استخراج فلز در سیستم آب/آرئوسل/استخراج کننده/ایزواکتان
ورساتیک ۱۰ در pH بیشتر از ۴ قادر به استخراج مس است.
9
۱۹۹۷
راموس و همکاران
کاربرد روش آزمایشگاهی در بهینه سازی فرایند تغلیظ تنگستن توسط میکروامولسیون
با افزایش درصد وزنی فاز C/S استخراج تنگشتن افزایش مییابد.
10
۲۰۰۰
برجزا و پرز دی اورتیز
پدیدههای موثر بر تعادل استخراج آلومینیوم (III) و روی (II) با میکروامولسیون وینسور II
میزان استخراج آلومینیوم (III) با استفاده از سیستم میکروامولسیون افزایش پیدا کرده و استخراج روی (II) کاهش مییابد.
11
۲۰۰۲
دانتس و همکاران
استخراج گالیم توسط میکروامولسیون
سیستم میکروامولسیون قادر به استخراج ۱۰۰٪ گالیم در زمان ۳۰-۱۰ دقیقه است.
16
۲۰۰۳
دانتس و همکاران
استخراج عناصر سنگین توسط میکروامولسیون
به دلیل بازیابی استخراج بیشتر از ۹۸٪ برای تمامی عناصر، سیستم میکروامولسیون بسیار موثر است.
12
۲۰۰۴
سعیدی و خلف
استفاده از میکروامولسیون برای بازیابی اورانیوم فسفریک اسید
با استفاده از میکروامولسیون تعداد مراحل بازیابی بیشتر از ۹۰٪ اورانیوم ۳ مرحله است.
13
۱۳۸۵
کیخایی
تعیین شرایط بهینهی استخراج انتخابی گالیم از محلول بایر
میکروامولسیون میتواند زمان استخراج را در دمای محیط و بازیابی بیشتر از ۹۰٪ به ۲۰ دقیقه کاهش دهد.
۲
۲۰۰۸
یانگ یانگ زائو و همکاران
مطالعه بر روی استخراج کبالت و نیکل از محلول NH4SCN توسط سیستم میکروامولسیون وینسور II
سیستم میکروامولسیون نسبت به استخراج حلالی مرسوم موثرتر است.
14
۲۰۱۱
ونجوان لو و همکاران
استخراج طلا از محلول اسید هیدروکلریک توسط میکروامولسیون CTAB/هپتان/ایزوآمیل الکل/Na2SO3
استخراج طلا به زمان وابسته نیست و در زمان یک دقیقه به بیش از ۹۶٪ میرسد.
15

فصل چهارم
شرح مختصر فرایند تولید آلومینا در جاجرم

۴-۱- مقدمه
تولید آلومینا از بوکسیت رایجترین روش تولید آلومینیوم میباشد و امروزه بیش از ۹۵ درصد آلومینای مورد نیاز از بوکسیت تولید میشود. کانسار بوکسیت جاجرم بزرگترین ذخیرهی شناخته شدهی بوکسیت در ایران است. این کانسار اولین بار در سال ۱۳۴۷ شناسایی شد]۱[.
نمونه برداریهای انجام شده در سالهای ۱۳۴۹ تا ۱۳۵۱ نشان داد که بوکسیت جاجرم دارای ارزش اقتصادی و به عنوان مادهی اولیهی تولید آلومینا قابل استفاده و بهره برداری است. عملیات اکتشافی آن از سال ۱۳۶۲ آغاز گردیده و ذخیرهی شناخته شده در آن حدود 20 میلیون تن برآورد گردیده است. طرح احداث کارخانهی آلومینا از بوکسیت در نزدیکی معدن بوکسیت جاجرم، با ظر
فیت سالانه ۲۸۰ هزار تن آلومینا پس از مطالعات اولیهی انجام شده توسط سازمان توسعهی صنعتی ملل متحد (UNIDO) در دستور کار وزارت معادن و فلزات (سابق) قرار گرفت‌. با شکل گیری طرح تجهیز معدن و احداث کارخانهی آلومینا در سال ۱۳۶۹ و برگزاری مناقصهی احداث کارخانهی تولید آلومینا‌، شرکت تکنواکسپورت از جمهوری چک (که بر مبنای دانش فنی ژیار و با همکاری شرکت مهندسی خپوس در مناقصه شرکت کرده بود) برنده شد و قرارداد احداث کارخانه در تابستان سال ۱۳۷۰ با شرکت مزبور منعقد گردید]۱۶[‌.
به دنبال عدم موفقیت پیمانکار اولیه در راه‌اندازی کارخانه‌، اصلاحات واحد انحلال و سایر واحدهای فرآیندی با همکاری شرکت NFC از کشور چین انجام شد و طرح در سال ۱۳۸۱ به مرحلهی بهره‌برداری با بوکسیت وارداتی و در سال ۱۳۸۲ به مرحلهی بهره‌برداری با بوکسیت جاجرم رسید‌.
کارخانهی تولید آلومینا از بوکسیت جاجرم اولین

دیدگاهتان را بنویسید