عنوان پایان‌نامه
بررسی بازده و ضرایب انتقال جرم برای ستون پالس سینی دار در استخراج مس بوسیله ی استخراج کننده
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K1
- تاریخ دفاع
- ۲۸ مهر ۱۳۹۳
- دانشجو
- حامد عبدلی
- استاد راهنما
- سیدمحمدعلی موسویان, حسین بهمنیار
- چکیده
- چکیده: ضریب کلی انتقال جرم و بازده ی ستون های ضربه ای سینی دار، از عوامل مهم طراحی این ستون ها می باشد، در این پژوهش به مطالعه و بررسی آن ها پرداختیم. روابط تئوری پیشنهاد شده برای بدست آوردن ضریب انتقال جرم، از دقت بالایی برخوردار نیستند. بنابراین در این پژوهش به اندازه گیری ضریب انتقال جرم آزمایشگاهی پرداختیم. کاربرد فلزات در صنایع مختلف بر همگان آشکار است. از این رو استخراج فلزات از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. استخراج فلزاتی همچون مس و روی و امثال آنها در ستون های استخراج، از جمله ستون های ضربه ای سینی دار چندان مورد بررسی و مطالعه قرار نگرفته است. از این رو ما در این پژوهش به مطالعه ی این استخراج با اهمیت پرداختیم. هدف از این پژوهش بررسی بازده ی ستون ضربه ای سینی دار و سپس محاسبه ی ضرایب انتقال جرم می باشد. انتقال جرم از فاز پیوسته به پراکنده (جزء منتقل شونده مس می باشد) است. همچنین از انجام واکنش و مقاومت در فاز پیوسته صرف نظر شده است. به این منظور از سیستم شیمیایی آب-سولفات مس به عنوان فاز پیوسته و کروزین-حلال لیکس به عنوان فاز پراکنده استفاده نموده ایم. در این پژوهش سه فاکتور غلظت فاز پیوسته، دبی فاز پراکنده و شدت ضربه را مورد مطالعه قرار داده ایم. مس در غلظت های 5/0 و 1 و 5/1 و 2 و 5/2 گرم در لیتر، در آب مقطر اشباع از فاز پراکنده (حلال+کروزین) حل شده و فاز پراکنده نیز، با نسبت حجمی 15(حلال لیکس) به 85 (کروزین) تهیه شده و سپس از آب مقطر اشباع گردیده است. درصد حجمی حلال لیکس نسبت به کروزین در تمام آزمایش ها ثابت است. دبی فاز پراکنده نیز در (cc/min 70-60-50-40-30) تغییر می کند. شدت ضربه در ( cm/s4/2 ، 2 ،6/1، 2/1، 8/0) مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش از طراحی آزمایش به روش RSM با نرم افزارDesign-Expert 7.0.0 استفاده نمودیم. تأثیر فاکتورهای متغیر بر پاسخ ها (قطر متوسط قطرات فاز پراکنده، هلدآپ دینامیک، بازده، ضریب انتقال جرم تجربی و ضریب انتقال جرم حجمی) مورد مطالعه قرار گرفته است. و ملاحظه شد که با افزایش شدت ضربه، قطر متوسط قطرات کاهش و بازده افزایش می یابد، و با افزایش شدت جریان، هلد آپ دینامیک روند صعودی را به خود اختصاص داده است. ضریب انتقال جرم بر حسب شدت جریان و شدت ضربه، دارای یک نقطه ی بیشینه بوده است و قطر قطرات در محدوده ی بین 2 تا 5 میلی متر، و بالاترین بازده محاسبه شده در ستون 5/86 بوده است. همچنین با توجه به قابلیت نرم افزار، نقاط بحرانی در پاسخ ها با توجه به تغییر فاکتورهای مختلف بررسی گردید. در انتها ضریب انتقال جرم آزمایشگاهی را با چند رابطه ی تئوری، مورد مقایسه قرار دادیم.
- Abstract
- one of the most important parameters in designing of pulsed-sieve tray extraction columns is mass transfer coefficient and efficiency that studied in this research. Theorical correlations suggesteded to obtain mass transfer coefficient are inaccurancy, so we measured exprimental mass transfer coefficient in this research. The use of metals in various industries is obvious to everyone. thus the extraction of metals is very important. Extraction of metals such as copper and zinc and etc, in the extraction columns, including pulsed-sieve tray column have not been studied much. Therefore we studied about this important extraction in this research. The purpose of this study was evaluating the efficiency of the pulsed-sieve tray column and then calculating the mass transfer coefficients. Furthermore, mass transfer direction was made from the contiuous phase to dispersed one (copper is the portable ingredient). The reaction and resistance in continuous phase is ignored. For this purpose, we have used the chemical system consists of Water-Copper sulphat as continuous phase and Kerosine-Lix solvent as dispersed phase. Three factors of concentration of continuous phase,dispersed phase flow rate and pulsation intensity have been studied in this research. Copper at concentrations of 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 grams per liters dissolved in Water that saturated of the dispersed phase, and dispersed phase with valume ratio 15 (solvent Lix) per 85 (Kerosine) has been prepared and then saturated with distilled water. Lix solvent volume percent in comparsion to Kerosine is constant in all experiments. Dispersed phase flow rate changes in (30, 40, 50, 60, 70 cc/min). Pulsation intensity has been studied in (0.8, 1.2, 1.6, 2, 2.4 cm/s). In this research we used experimental design by RSM method with Design-Expert 7.0.0 software. Effect of Variable factors has been studied on the responses (average diameter of the dispersed phase drops, hold-up dynamic, efficiency, experimental mass transfer coefficient and volumetric mass transfer coefficient). And it was observed that with increasing pulsation intensity, the droplet diameter decreases and efficiency increases with increasing dispersed flow rate, Held up to dedicated dynamics upward trend. Mass transfer coefficient based on the dispersed flow rate and pulsation intensity, has been a point of maximum, Droplet diameter in the range of 2 to 5 mm, and the highest efficiency was calculated in column 5/86. Also according to the capabilites of software, the critical responses has been studied by changing various factors. Finally we compared the mass transfer coefficient with the theoritical correlations.
