عنوان پایان‌نامه
بررسی امکان حذف تیتانیوم از خاک نسوز منطقه بوکان
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن -فرآوری موادمعدنی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1886;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47374
- تاریخ دفاع
- ۲۷ بهمن ۱۳۸۹
- دانشجو
- مجید ظهیری
- استاد راهنما
- محمد نوع پرست, سیدضیاء الدین شفائی تنکابنی
- چکیده
- در این تحقیق جدایش ناخالصی تیتانیوم از نمونه خاک نسوز بوکان مورد بررسی قرار گرفته است تیتانیوم عنصر مزاحمی است که وجود آن باعث کاهش نقطه ذوب نسوز شده و همچنین استفاده از این نوع خاک نسوز در صنایع کاشی و سرامیک را با محدودیت مواجه می کند. میزان TiO2 در نمونه حاضر 8/7% بوده که در هدف گذاری صورت گرفته می بایست این میزان حداقل به زیر 2% کاهش یابد. مطالعات کانی شناسی نشان داد که پیروفیلیت، دیاسپورو روتیل مهمترین کانیهای تشکیل دهنده نمونه بوده و روتیل بشدت با دیگر کانیها درگیر بوده به نحوی که درجه آزادی این کانی حتی در ابعاد کوچکتر از 37 میکرون حدود 45 تا 50 درصد برآورد شد. به منظور فرآوری نمونه و کاهش میزان تیتانیوم، پس از مراحل خردایش و آماده سازی آزمایشهای ثقلی (میز مولتی گراویتی و هیدروسیکلون)، جدایش مغناطیسی (تر شدت بالا و خشک گرادیان بالا)، فلوتاسیون (فلوتاسیون حامل، فلوتاسیون معکوس، فلوتاسیون مستقیم)، فلوکولاسیون انتخابی و لیچینگ بر روی نمونه صورت گرفت. آزمایشهای مولتی گراویتی با بکارگیری طراحی آزمایشها و استفاده از روش پاسخ سطح انجام شدند. در حقیقت بهترین جوابها در این روش حاصل شدند که در آن کنسانتره ای با عیار 43/4 درصد TiO2 و درصد وزنی رس 64/58 حاصل شد. آزمایشهای جدایش با هیدروسیکلون نیز در شرایط مختلف دانه بندی و فشار پالپ ورودی به هیدروسیکلون انجام شد که در بهترین جدایش، کنسانترهای با عیار 15/5 درصد TiO2 و بازیابی وزنی رس 29/40 درصد تولید شد. در جدایش مغناطیسی خشک پس از نرمه گیری، کنسانتره ای با عیار 42/7% (عیار بار ورودی 9%) و درصد وزنی رس 89/25 بدست آمد. در جدایش مغناطیسی تر شدت بالا نیز نهایتا محصولی با عیار TiO2 حدود 28/7% و درصد وزنی رس 34/95 بدست آمد. در بحث فلوتاسیون حامل و فلوتاسیون معکوس نتایج رضایت بخشی حاصل نشد. در بخش فلوتاسیون مستقیم یا همان جدایش پیروفیلیت از دیاسپور از آرایه L9 تاگوچی استفاد شد و در بهترین حالت کنسانتره ای با عیار 63/6% و درصد وزنی رس 38/36 بدست آمد. در مبحث فلوکولاسیون انتخابی نیز عملکرد فلوکولانتهای آنیونیکی SFA-100، SFA-130 و SFA-150 در شرایط مختلف غلظت فلوکولانت و pH پالپ متفرق شده، مورد بررسی قرار گرفت بهترین عملکرد مربوط به فلوکولانت SFA-100 بوده که در pH برابر 8 و غلظت فلوکولانت برابر 2 گرم بر تن، کنسانتره ای با عیار TiO حدود 48/6% و درصد وزنی رس برابر با 35/59 تولید نمود. در بخش مربوط به لیچینگ تاثیر دو عامل لیچینگ، اسید سولفوریک و اسید هیدروکلریک در انحلال تیتانیوم نمونه در شرایط مختلف دما، زمان، نسبت جامد به مایع، دانه بندی نمونه و غلظت اسید، مورد بررسی قرار گرفت که در نهایت مشاهده شد که میزان TiO2 نه تنها کاهش نیافت بلکه با افزایش جزئی نیز روبرو شد.
- Abstract
- In this study, separation of titanium from Boukan fire clay ore has been investigated. Titanium is disturbing element that its presence reduces melting point of refractory and also make some restrictions on the use of this type of refractory in porcelain and ceramic industry. Grade of TiO2 in present sample was about 7.8% that should be decreased to below 2% in final level. Mineralogical studies showed that Pyrophyllite, Diaspore and Rutile are the main minerals in the sample and that Rutile is highly locked with another minerals as liberty degree of Rutile was estimated about 45-50% even in fraction smaller than 37 micron. In order to sample processing and decrease of titanium, a series of mineral processing tests such as gravity separation (multi-gravity separation, hydrocyclone), magnetic separation (high intensity and high gradient), flotation (carrier flotation, reserve flotation and direct flotation), selective flocculation and leaching were conducted. Separation with multi-gravity separator were performed with application of design experiment and using response surface methodology. In fact, the best results were obtained in this method which produced a concentrate with TiO2 grade and clay weight percent of around 4.43% and 58.64 respectively. Hydrocyclone separation experiments with the different conditions of feed pulp pressure and feed size were performed as well. At the best conditions, a concentrate with TiO2 grade and cly weight recovery percent of 5.15% and 40.29 were obtained respectively. Dry magnetic separation yielded a concentrate with 7.42% (TiO2 feed grade of 9%) and 28.59 of TiO2 grade and weight percent respectively after desliming. Again, at high intensity wet magnetic separation a final concentrate obtained with 7.28 and 95.34% of TiO2 grade and clay weight percent respectively. Furthermore, Application of carrier flotation and reserve flotation led to no practical result. In direct flotation that is separation of Pyrophyllite from Diaspore,L9 Taguchi array was employed and a concentrate with 6.63% and 36.38 of TiO2 grade and clay weight percent under the best circumstances was obtained respectively. On the subject of selective flocculation, efficiency of anionic flocculants namely SFA-100, SFA-130 and SFA-150 in different condition of flocculant density and pH of dispersed pulp were examined. The best performance was achieved in pH 8 and dosage of 2 gr/t of SFA-100 under which a TiO2 concentrate grade of 6.48% and clay weight percent of about 59.35 was reached. In regard to leaching, effect of two leaching agent, sulfuric acid and hydrochloric acid, in the dissolution of titanium specimens in various conditions of temperature, time, solid to liquid ratio, acid concentration and sample size was scrutinized. Surprisingly, the amount of TiO2 Not only showed no decrease but also a slight increase in final level was observed.
