عنوان پایان‌نامه
تخلیص میکروسیلیکای کارخانه های تولید فروسیلیسم
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1059;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 60204
- تاریخ دفاع
- ۲۹ آبان ۱۳۹۲
- دانشجو
- پیمان شیرخوانی
- استاد راهنما
- حسین عبدی زاده, فرشته رشچی
- چکیده
- در این تحقیق امکان تولید سیلیس با خلوص بالا از غبار سیلیس که محصول جانبی فرایند تولید فروسیلیسیم می باشد با استفاده از فرآیندهای هیدرومتالورژی و پیرومتالورژی بررسی شده است. آنالیز ها نشان داد که غبار سیلیس حاوی 1/93 % سیلیس آمورف است و مورفولوژی آن به صورت کروی و با میانگین اندازه ذرات 37/8 میکرومتر می باشد. به منظور افزایش خلوص سیلیس، ابتدا فرآیند هیدرومتالورژی و لیچینگ اسیدی توسط اسید کلریدریک مورد استفاده قرار گرفت. در این مرحله اکسیدهای آهن، آلومینیوم، کلسیم، منیزیم و منگنز به صورت کلریدی در آمدند و حذف شدند. سپس برای حذف کربن موجود در غبار سیلیس از فرآیند تکلیس استفاده شد. آنگاه نمونه به دست آمده تا این مرحله تحت لیچینگ قلیایی قرار گرفت. محلول سیلیکات سدیم حاصل به صورت اسیدی رسوب داده شد و سیلیس ژل به دست آمد. سیلیس ژل حاصل با استفاده از دی اکسید کربن به صورت فوق بحرانی خشک شد و در حضور سدیم دودسیل سولفات و با انجام پیرسازی ذرات سیلیس با میانگین اندازه ذرات ریزتر از 200 نانومتر به دست آمد. روش های خشک کردن مرسوم (خشک کردن در آون) و خشک کردن فوق بحرانی با یکدیگر مقایسه شدند. برای به دست آوردن شرایط بهینه لیچینگ از طراحی آزمایش استفاده شد. در مرحله لیچینگ اسیدی ابتدا از روش فاکتوریل دو سطحی و سپس از روش پاسخ سطح D-optimal استفاده شد که شرایط بهینه در این مرحله دمای °C90، زمان 2 ساعت و غلظت اسید یک مولار تعیین شد. در مرحله تکلیس از روش پاسخ سطح D-optimal استفاده شد که شرایط بهینه در این مرحله دمای °C610، زمان 3 ساعت و عمق بستر cm 56/0 تعیین گردید. در نهایت با استفاده از شرایط بهینه، سیلیس با خلوص 3/99% به دست آمد. کلید واژه: غبار سیلیس، لیچینگ اسیدی، تکلیس، هیدرومتالورژی، پیرومتالورژی، خالص سازی.
- Abstract
- In this study the possibility of producing high purity silica from amorphous silica fume using hydrometallurgical and pyrometallurgical processes were investigated. Silica fume contains 93.1% amorphous silica and the morphology is spherical in shape with average particle size of 8.37µm. In order to increase the purity of silica hydrochloride acid was used to remove the impurities. To remove carbon in silica, calcination process was used. The calcined sample was leached by sodium hydroxide to form sodium silicate solution. The sodium silicate solution was precipitated by sulfuric acid and the silica gel was formed. The obtained silica gel was dried supercritically using carbon dioxide. The aging process has been applied in the presence of sodium dodecyl sulfate and silica particles with an average particle size of finer than 200 nm were produced. Conventional drying method (oven drying) and supercritical drying were also compared. To obtain optimal conditions Design of Experiment was used. In the leaching step, 2-level factorial method and then D-optimal response surface method were applied. The optimal conditions for acid leaching were: temperature 90 °C, time 2 hours, acid concentration 1N. In the calcination step D-Optimal method was used and the optimal conditions in this step were determined to be: temperature 610 °C, time 3 hours and bed depth 0.56 cm. Finally, purity of the silica produced was 99.3% determined by XRF analysis. Keywords: Silica fume, purification, leaching, calcination, hydrometallurgy, pyrometallurgy.
