عنوان پایان‌نامه
بازیابی ایندیوم از قراضه های صفحات نمایش LCD
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1072;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 61031
- تاریخ دفاع
- ۱۰ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- میلاد نصرتی چایچی
- استاد راهنما
- شهرام رایگان
- چکیده
- در حال حاضر نیاز به تولید ایندیم به عنوان یک فلز استراتژیک در صنایع نیمه‌هادی به شدت در کشور احساس می‌شود. با توجه به معادن فراوان روی در کشور تا کنون توجهی به تولید ایندیم در داخل کشور از کنسانتره‌های اسفالریت صورت نپذیرفته است. اکنون با توجه به همه‌گیر شدن استفاده از صفحه نمایش‌های کریستال مایع و افزایش قراضه‌های این نوع خاص از قراضه‌های الکتریکی فرصتی مناسب جهت بازیافت ایندیم از این گونه قراضه‌ها در کشور پدید آمده است. با توجه به این مطلب در پژوهش حاضر سعی شد تا با تکیه بر دانش متالورژی و استفاده از مدل‌سازی عددی فرآیند تولید ایندیم مورد بررسی قرار گیرد. در این پژوهش پارامترهای موثر بر فرآیند لیچینگ ایندیم شناسایی شد و مدل انحلال ایندیم مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از مدل شرایط بهینه انحلال ایندیم تعیین شد. با استفاده از اسید سولفوریک 2مولار در دمای 90 درجه سانتی‌گراد، زمان 3 ساعت و نسبت جامد به مایع 25 درصد وزنی میزان انحلال ایندیم به 1/97% رسید. سپس مدل سینتیکی مورد بررسی قرار گرفت. سینتیک فرآیند تک مرحله‌ای بوده و سینتیک فرآیند از طریق نفود از لایه محصولات کنترل می‌شد. به منظور استخراج انتخابی ایندیم و همچنین تغلیظ میزان ایندیم استخراج حلالی با TBP انجام گرفت. نتایج به دست آمده از آزمایش‌های استخراج حلالی در دو مرحله هم‌زدن و عریان سازی مورد بررسی قرار گرفته و نتایج برای هر مرحله بهینه سازی شد. بهترین شرایط استخراج ایندیم برای مرحله استخراج توسط حلال آلی استخراج حلالی در pH 5/2 و زمان 30 دقیقه و غلظت رقیق کننده در مجموع فاز آلی و رقیق کننده 85 درصد حجمی به دست آمد. میزان استخراج ایندیم در این مرحله به 85% رسید. پارامتر غلظت فاز آبی و نسبت فاز آلی به آبی در این مرحله تاثیری نداشتند. در مرحله عریان سازی با اسید کریدریک 5/5 مولار، نسبت فاز آبی به فاز آلی 35 درصد حجمی و زمان 12 دقیقه میزان انحلال ایندیم به 91% رسید. میزان استخراج ایندیم نسبت به ایندیم موجود در ماده اولیه در کل فرآیند شامل لیچینگ و استخراج حلالی 74% بوده است.
- Abstract
- Nowadays, Indium production as a strategic metal in semi-conductor industry is growing widely. Despite of too many zinc mines in Iran, there is no plan to produce indium from sphalrite concentrates. Now, according to affluence of usage of liquid crystal displays (LCD) and amount of LCD scraps in Iran, there is a good opportunity to recover indium from these scraps. In this project, Indium producing process was investigated using design of experiements (DOE) method. Effective parameters of leaching were identified and dissolving model was acquired. According to the optimization with 2 molar sulphuric acid and 25% solid to liquid ratio in 90oC temperature in 3 hours, indium dissolution was reached 97.1%. Kinetic model was also investigated and identified as diffusion control. TBP was considered as organic solvent to extract indium from aqueus solution. Solvent extraction was carried out in 2 steps, mixing and stripping. Optimum condition for extracting indium in solvent extraction process was pH=2.5, time of 30 minutes and diluent concentrate to total diluent and organic phase equal to 85%. Indium extraction in mixing step was exceeded 85%. In this step, aqueous phase concentration and organic to aqueous phase ratio didn’t have any influence on test results. With 5.5 molar hydrochloric acid and aqueous to organic phase ratio 35 vol. % and time of 12 minutes, the extraction of indium reached about 91% in stripping step. Overall indium recovery related to initial indium concentration after leaching and solvent extraction processes was about 74%.
