عنوان پایان‌نامه
بررسی سینتیک انحلال اسفالریت به وسیله آهن فریک تولید شده به روش بیواکسیداسیون
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن -فرآوری موادمعدنی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3026;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69906
- تاریخ دفاع
- ۰۹ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- سینا قصاع
- استاد راهنما
- محمد نوع پرست, سیدضیاء الدین شفائی تنکابنی
- چکیده
- در این تحقیق امکان استحصال روی از کنسانتره اسفالریت معدن کوشک در استان یزد به روش بیولیچینگ دومرحله ای مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، در مرحله اول مکانیسم انحلال پیریت در حضور باکتری های اکسیدکننده آهن و امکان تولید محلولی غنی از یون های آهن سه ظرفیتی به این روش مورد بررسی قرار گرفت. محلول حاصل از بیواکسیداسیون پیریت در مرحله بعد برای انحلال کنسانتره روی در دماهای مختلف و مدلسازی سینتیکی لیچینگ استفاده شد. بر اساس محاسبه نرم-افزار جهت دستیابی به حداکثر بازیابی آهن در فرآیند بیواکسیداسیون پیریت، درصدجامد بایستی 4 درصد، درصدتلقیح 15 و pH اولیه محیط 1/2 انتخاب شود. نتایج به دست آمده نشان دهنده آن است که بیواکسیداسیون پیریت شامل سه مرحله کلی است. در مرحله اول (اکسیداسیون شیمیایی) انحلال پیریت به دلیل آهن فریک موجود در محیط است و باکتری ها هیچ نقشی در اکسیداسیون ندارند. در مرحله دوم (فاز تاخیر) که هیچ گونه اکسیداسیونی رخ نمی دهد، باکتری ها در حال تطبیق پیدا کردن با محیط جدید بوده و هیچ گونه فرآیند شیمیایی یا بیولوژیکی در جریان نیست. نهایتا در مرحله سوم (اکسیداسیون بیولوژیکی) پس از سازگار شدن باکتری ها در محیط جدید و افزایش شمارگان آنها اکسیداسیون بیولوژیکی آغاز شده و غلظت آهن دوظرفیتی در محیط کاهش یافته و غلظت آهن سه-ظرفیتی و آهن کل در محیط افزایش می یابد. محلول تولید شده در مرحله بیواکسیداسیون با غلظت آهن سه ظرفیتی 75/12 گرم در لیتر، جهت انحلال کنسانتره اسفالریت در دماهای مختلف مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس مدل مدلسازی سینتیکی انجام شده، انحلال اسفالریت در حضور آهن بیولوژیکی دارای انرژی فعالسازی 19/37 کیلوژول بر مول بوده و به طور هم زمان از مکانیسم کنترل شیمیایی و کنترل نفوذی پیروی می کند. این در حالی است که مقدار انرژی فعالسازی واکنش انحلال اسفالریت در حضور سولفات آهن سه ظرفیتی 04/60 کیلوژول بر مول به دست آمده و واکنش از مکانیسم کنترل شیمیایی پیروی میکند. مقدار بازیابی نهایی روی در دمای 90 درجه سانتی¬گراد و در حضور آهن فریک بیولوژیکی پس از 200 دقیقه لیچینگ برابر با 70 درصد به دست آمد. مقدار بازیابی نهایی در تست بیولیچینگ مستقیم به وسیله باکتری های مزوفیل بومی معدن انگوران در شرایط مشابه برابر با 41/89 درصد بود. این در حالی است که این بازیابی پس از حدود 30 روز به دست آمد. به این ترتیب می توان گفت هرچند بیولیچینگ دومرحله ای مقدار بازیابی روی را تا حدودی کاهش می دهد، با این وجود مدت زمان لازم برای لیچینگ را از چندین هفته به چندین ساعت کاهش خواهد داد. واژگان کلیدی: اسفالریت، بیواکسیداسیون، پیریت، فریک لیچینگ، سینتیک
- Abstract
- In the current project, the possibility of zinc extraction from sphalerite concentrate (Kousk Mine, Yazd, Iran) has been investigated, using two stage bioleaching. In the first stage the mechanism of pyrite biooxidation studied to produce a high ferric concentration solution. The produced solution from first step used for sphalerite dissolution in different temperatures and process kinetic modeled. According to the software analysis, the highest pyrite recovery achieved in 4% pulp density, 15% inoculum percent and pH=2.1. The results indicated that pyrite biooxidation consisted of three different phases. In the first step (chemical dissolution) pyrite oxidation carried out due to chemical mechanism and there was no biological leaching in this step. In the second step (lag phase) bacteria tried to adapt to the new environment. Finally, in the third phase (biological dissolution) bacteria start to the oxidation of pyrite directly. The solution which produced during previous step (contained 12.75 g/l ferric) used for ZnS dissolution. Based on the shrinking core model methodology the activation energy for ZnS dissolution with biological ferric is 73.19 KJ/mol and mechanism follow the chemical and diffusion control, Simultaneously. On the other hand, the activation energy for ZnS dissolution with ferric sulfate is 60.04 KJ/mol and mechanism follow the chemical control. The zinc recovery with two stage bioleaching during 200 minute process was 70 %.\, while it was 89.41% on one stage bioleaching during 30 days processing. This means that although zinc recovery was lower in two stage bioleaching, the process time decreased from few weeks to the few hours. Key Words: Sphalerite, Biooxidation, Pyrite, Ferric leaching, Kinetic
