عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی بازیابی مس از کانسنگ سولفوری ( کالکوزیت ) کم عیار مجتمع مس شهر بایک روش با یولیچینگ
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1231;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71870
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- سامان بیک زاده نوعی
- استاد راهنما
- فرشته رشچی, سعید شیبانی
- چکیده
- با توجه به کاهش روزافزون منابع پرعیار عناصر مختلف در طبیعت، روشهای جدیدی به منظور بهرهگیری از منابع با عیار پایین مورد توجه قرار گرفتهاند. در این پژوهش، نمونه معدنی سولفیدی کم عیار مس معدن میدوک شهر بابک برای بازیابی فلز مس با روش انحلال میکروبی مورد بررسی قرار گرفتند. استفاده از میکروارگانیسمها یکی از روشهای جدید و کارآمد در صنعت فراوری مواد معدنی و پس¬ماندها می¬باشد. در این پژوهش عملکرد میکروارگانیسم‌های مختلف در بازیابی فلز مس از نمونه سولفیدی با عیار 24/0 درصد مطالعه شد. میکروارگانیسم‌های مورد استفاده از نوع خودکفا غذایی (اسیدیتیوباسیلوس تیواکسیدان و اسیدیتیوباسیلوس فرواکسیدان) بودند. پس از انجام چندین مرحله سازگار¬سازی باکتری به محیط کشت حاوی نمونه معدنی، فرایند حل¬سازی میکروبی انجام شد و تاثیر پارامترهای مختلف بر میزان بازیابی فلزات مطالعه گردید. آزمایش¬های اولیه با میکروارگانیسم‌های ذکر شده نشان داد که با توجه به اثر سمیت نمونه، بیشترین میزان رشد باکتری و بازیافت فلز در مقادیر کمتر از 10 گرم بر لیتر محیط کشت بدست آمدند. محیط کشت باکتری با تلقیح همزمان دو باکتری به عنوان بهترین حالت جهت بازیابی فلزات انتخاب شد و جهت بررسی اثر پارامترهای مختلف موثر بر فرایند انحلال میکروبی آزمایش¬های مختلف به کمک روش طراحی آزمایش و با به کارگیری نرم افزار DX7 طراحی گردیدند. با توجه به نتایج حاصل از آزمایشهای اولیه سرعت هم‌زدن، زمان و دما به عنوان پارامترهای ثابت در نظر گرفته شدند. غربالگری پارامترها به کمک روش دوفاکتوریل صورت گرفت و از میان پارامترهای pH، نسبت جامد به مایع، میزان گوگرد، میزان آهن، میزان تلقیح باکتری و درصد باکتری اسیدیتیوباسیلوس تیواکسیدان، پارامترهای میزان آهن، میزان تلقیح باکتری و درصد باکتری اسیدیتیوباسیلوس تیواکسیدان به عنوان پارامترهای موثر شناسایی گردیدند. بهینهسازی این پارامترها به کمک روش پاسخ سطح بررسی گردید و بر اساس آن درصد نسبت جامد به مایع(w/v) 55/7 %، درصد باکتری اسیدیتیوباسیلوس تیواکسیدان 80 و میزان آهن 20 گرم بر لیتر به عنوان شرایط بهینه منجر به استحصال 40/99 درصد مس گردید. همچنین تاثیر درصد جامد به مایع و درصد باکتری T.t بر روی سینتیک انحلال میکروبی مس به دو روش مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج بررسی سینتیک مشخص گردید که درصد باکتری تاثیری بر مکانیزم کنترل کننده واکنش ندارد. درحالیکه با افزایش میزان جامد در محیط کشت حاوی باکتری، مکانیزم کنترل کننده از مکانیزم نفوذ به واکنش شیمیایی تغییر میکند. کلمات کلیدی: انحلال میکروبی، مس، طراحی آزمایش، بهینه سازی، سینتیک.
- Abstract
- In this study, the copper recovery from low grade copper-sulfide ore of Shahrbabak copper complex was investigated using the microbial leaching. Bioleaching was performed using mesophelic bacteria A. ferrooxidans (T.f) and A. thiooxidans (T.t). There are several important parameters that affect bioleaching of copper, 2-factoriel methodology used to find the influent parameters among pulp densities, inoculum, T.t bacteria percentage, pH, amount of Ferrous and amount of Solfur. By means of this method, pulp density, T.t bacteria percentage and amount of Ferrous were known as most important parameters in the bioleaching process. Response surface methodology was applied to optimize the recovery of copper. Experiments were conducted based on a rotatable central composite design (CCD) and analyzed using response surface methodology (RSM). The optimum conditions for the copper recovery were: pulp density of 7.55% (w/v), 80% of T.t bacteria in incolumn and 20 gr/lit for low grade copper-sulfide. Under these conditions, maximum bioleaching capacity of the medium for recovery of copper was determined to be about 99.4%. The effect of pulp density and percentage of T.t bacteria on the kinetics of bioleaching process was compared using da Silva’s method and constrained multi-linear regression analysis. It was showed that the kinetics of copper dissolution followed shrinking core model and the process was diffusion controlled at lower pulp density of 5% (w/v). However, at higher pulp densities, the process was controlled by chemical reaction control. Also, the model applied by da Silva showed more reliable results. Keywords: Bioleaching, Mesophilic bacteria Copper, DOE, Optimization, RSM, Kinetics.
