عنوان پایان‌نامه
کاهش عیار آهن در نمونه سیلیس معدن شنین ( مصرفی در صنایع شیشه گروه کاوه )
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن -فرآوری موادمعدنی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1440;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 39420
- تاریخ دفاع
- ۱۳ مهر ۱۳۸۷
- دانشجو
- حامد حقی
- استاد راهنما
- محمد نوع پرست
- چکیده
- سیلیس در صنایع مختلفی مانند شیشه، ریخته‌گری، تولید فروسیلیس، تولید سیلیکات سدیم، سرامیک، دیرگدازها، ساینده، فیلتراسیون و غیره کاربرد دارد. سیلیس یکی از اصلی‌ترین مواد خام مصرفی در صنعت شیشه است. همچنین بیشترین سهم در بازار مصرف سیلیس متعلق به این صنعت است. سیلیس تولیدی در معدن شِنین نیز در گروه صنعتی شیشه کاوه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این معدن در 5 کیلومتری جنوب غربی روستای شِنین از توابع شهرستان تاکستان در استان قزوین واقع است. عیار SiO2، Al2O3 و Fe2O3 نمونه‌های تهیه شده از معدن به‌ترتیب 75/93، 78/2 و 44/0 درصد بود. در اولین مرحله، با انجام مطالعات کانی‌شناسی شامل مطالعات میکروسکپی نمونه در فراکسیون‌های مختلف ابعادی، درجه آزادی سیلیس در محدوده ابعادی 212+ 300- میکرون، 81 درصد بدست آمد. مطالعات میکروسکپی و آزمایش XRD، کانی‌های تشکیل دهنده نمونه را کوارتز، کلسیت، ورمیکولیت، سانیدین، هماتیت، پیریت، گوتیت، گارنت و آناتاز نشان دادند. وزن مخصوص‌های ظاهری و واقعی نمونه به‌ترتیب برابر با 48/1 و 643/2 گرم بر سانتی‌متر مکعب بدست آمد. اندیس کار باند نمونه نیز 78/13 شد. بعد از سه مرحله سنگ شکنی، آزمایشهای خردایش با استفاده از آسیاهای میله‌ای و گلوله‌ای و به روشهای خشک و تر انجام شد و با توجه به تولید نرمه نسبتاً بالای تولیدی توسط آسیای گلوله‌ای، آسیای میله‌ای تر با زمان بهینه خردایش 5 دقیقه انتخاب شد. پس از بهینه‌سازی فرآیند اسکرابینگ، آزمایشهای فرآوری شامل جدایش ثقلی، مغناطیسی، الکتروستاتیک و فلوتاسیون تحت شرایط مختلفی صورت پذیرفت. در بین روشهای ثقلی، تنها از مارپیچ همفری نتایج قابل قبولی حاصل شد و در صورت اسکرابینگ مؤثر و استفاده از دو مرحله مارپیچ می‌توان نتایج مطلوب بدست آورد. با استفاده از جدایش مغناطیسی خشک شدت بالا، عیار هماتیت با بازیابی وزنی قابل قبولی به حدود 05/0 درصد رسید، ولی جدایش مغناطیسی تر شدت بالا نتوانست عیار هماتیت را حتی کمتر از 08/0 درصد برساند. انجام آزمایشهای جدایش الکترواستاتیکی و فلوتاسیون بر روی این نمونه، نتایج مطلوب در جهت حذف هماتیت در بر نداشت. البته از فلوتاسیون می‌توان جهت پرعیارسازی و افزایش خلوص سیلیس استفاده نمود. همچنین ترکیب فلوتاسیون با جدایش مغناطیسی خشک شدت بالا توانست نتایج بسیار خوبی را حاصل نماید. آزمایشهای اسیدشوئی به روشهای مختلف اسیدشوئی غیرهمزنی(حوضچه‌ای)، همزنی (در دما‌های مختلف) و اسکرابینگ اسیدی با سه اسید کلریدریک، سولفوریک و اگزالیک به روشهای سنتی و طراحی آماری آزمایشها انجام شد. هر چند که آزمایشهای اسیدشوئی جوابهای بسیار خوبی حاصل نموده و عیار سیلیس را فراتر از 99 درصد رساند ولی نتوانست محصولی با خلوص هماتیت کمتر از 02/0 درصد تولید نماید. در انتها نیز با توجه به نتایج حاصل از آزمایشهای مختلف فرآوری، فلوشیت‌های مقدماتی ارائه گردید.
- Abstract
- Silica is used in many industries like glass manufacturing, ferro-silicon production, sodium silicate production, ceramics, abrasives, filtration and etc. Silica is the main raw material which is used in glass industry and the highest percentage of silica usage in the market is associated with this industry. Shenin mine is located 5km south west of Shenin village in Takestan, Qazvin province. The grade of SiO2, Al2O3 and Fe2O3 obtained from samples provided from this mine is 93.75%, 2.78% and 0.44%, respectively. At the first stage, using mineralogical investigations including microscopic studies of samples in different size fractions showed that degree of freedom of silica at the size fraction of -300+212 is about 81%. Microscopic study and XRD analysis indicated the minerals of the sample which were Quartz, Calcite, Vermiculite, Sanidine, Hematite, Pyrite, Goethite, Garnet and Anatase. Relative density and specific gravity of the sample is 1.48 and 2.643 g/cm3, respectively and Bond work index is 13.78kwh/st. After 3 stages of crushing, grinding of the samples was done by rod and ball mill and in dry and wet manner. Because of high production of slimes in ball mill, wet rod mill was selected with 5minutes optimized milling time. After scrubbing process optimization, mineral processing tests include gravity, magnetic and electrostatic separation and flotation under different conditions performed. In gravity separation methods, only Humphrey spiral presented good results and using effective scrubbing and two stages of Humphrey spiral can achieved good results. Using dry high intensity magnetic separator, the grade of hematite with acceptable weight recovery is about 0.05% and wet high magnetic separator could not reduce the grade of hematite even less than 0.8%. Electrostatic separation and flotation demonstrated no good result for iron removal. But flotation can increase the grade and purity of silica. Also combination of flotation and dry high intensity magnetic separation showed very good results. Various processes of leaching tests include non agitated (vat) leaching, agitated leaching (in different temperatures) and acidic scrubbing performed using chloric, sulphuric and oxalic acids in conventional methods and statistical design. Although they showed very good results and increased the grade of silica more than 99%, but could not reduce the hematite content less than 0.02%. Finally according to the results of all the tests, initial flowsheets were proposed.
