عنوان پایان‌نامه
تولید هیدروکسید کبالت ازیک محصول میانی حاوی کبالت آهن تانتالوم وتنگستن به روش هیدرو متالورژی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1292;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75991;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1292;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75991
- تاریخ دفاع
- ۰۹ تیر ۱۳۹۵
- دانشجو
- احمد رضایی
- استاد راهنما
- شهرام رایگان
- چکیده
- در این پژوهش تشکیل هیدروکسید کبالت از یک محصول جانبی صنعتی حاوی کبالت، آهن، تانتالوم، تیتانیوم و تنگستن به روش هیدرومتالورژی موردبررسی قرار گرفت. فرایند هیدرومتالورژی استفاده‌شده در این پژوهش شامل یک مرحله شستن، لیچینگ، ترسیب ناخالصی ها و ترسیب هیدروکسید کبالت بود. مرحله شست و شو به‌وسیله آب مقطر در دمای ?80، نسبت جامد به مایع g/ml1/20 و سرعت هم زدن rpm500 به مدت 240 دقیقه انجام شد. تحت این شرایط بیش از 8 درصد وزن ماده اولیه کم شد که ناشی از انحلال ترکیبات محلول در آب بود. در مرحله لیچینگ تأثیر غلظت اسیدسولفوریک (M4-1)، نسبت جامد به مایع (g/ml1/20-1/50)، غلظت هیدروژن پروکساید (5-1%) و دما (?80-25) بر میزان استخراج کبالت موردبررسی قرار گرفت. بیش ترین میزان لیچینگ 70 درصد در اسیدسولفوریک M4، هیدروژن پروکساید 2%، نسبت جامد به مایع g/ml1/20 و دمای ?80 در مدت زمان 180 دقیقه به‌دست آمد. بررسی های سینتیکی نشان داد که مدل هسته کوچک شونده بر فرایند منطبق می باشد و مکانیزم کنترل‌کننده آن، مکانیزم نفوذ از لایه محصولات با انرژی اکتیواسیون 5/77kj/ mol است. برای حذف ناخالصی ها از محلول حاصل از لیچینگ، دو روش ترسیب با NaOH و استخراج حلالی به‌وسیله دپا موردبررسی قرار گرفت. نتایج به‌دست‌آمده در هر دو فرایند تقریباً مشابه بوده، ولی فرایند ترسیب به دلیل ارزان تر بودن به‌عنوان فرایند مناسب انتخاب شد. نتایج فرایند ترسیب با استفاده از NaOH در دمای محیط نشان داد در 3/5=pH بیش از 99 درصد ناخالصی ها حذف‌شده و میزان اتلاف کبالت کمتر از 10 درصد است. درنهایت فرایند ترسیب هیدروکسید کبالت از محلول آبی خالص‌شده، به‌وسیله NaOH در دمای محیط و با افزایش pH محلول تا 12 انجام شد. محصول تولیدی در این پژوهش هیدروکسید کبالت آبدار با درجه خلوص 99% است.
- Abstract
- In this study production of cobalt hydroxide from an industrial by-product containing cobalt, iron, tantalum, titanium, and tungsten by hydrometallurgical processes was investigated. The hydrometallurgical processes used in this study containted several stages including washing stage, leaching, impurities precipitation, and cobalt hydroxide precipitation. Washing process for separation of soluble compound was done in distilled water at 80°C, solid-liquid ratio of 1/20 g/ml, and at rotaring speed of 500 rpm after 240 min. Results showed that weight loss of raw material after this stage was more than 8%. The effects of sulfuric acid concentration (1 to 4 M) solid-liquid ratio (1/20 to 1/5 g/mL), reaction temperature (25 to 80 °C) and hydrogen peroxide percent (1 to 5 %) on the dissolution of cobalt were investigated during leaching process. The results indicated that the cobalt recovery was about 70% at optimum leaching condition i.e. sulfuric acid concentration of 4.0M, solid-liquid ratio of 1/20g/mL, hydrogen peroxide concentration of 2%, temperature of 80?C and leaching time of 180 min. The experimental data conformed well to the shrinking core model, and the dissolution rate of cobalt was found to be controlled by diffusion through the product layer (ash) with activation energy of 6.71 kJ/mol. Precipitation with NaOH and solvent extraction by D2EHPA used for impurities removal from leachate. According to the results, both prosecces removed the same amount of impurity from leachate but Precipitation method was selected because of easier application. The optimum pH for removal of impurities was 3.5 in which more than 99% of impurities was removed with less than 10% cobalt losses. Finally, cobalt hydroxide precipitated by increasing the pH of purified solution to 12 with NaOH at ambient temperature with purity of 99%. Keywords: Cobalt leaching kinetic, precipitation with NaOH, Solvent extraction with D2EHPA, Cobalt Hydroxide
