عنوان پایان‌نامه
لچینگ فرانکلینیت در محیط سولفریک اسید و بررسی سینتیک آن
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد گرایش استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1386;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1386
- تاریخ دفاع
- ۲۲ شهریور ۱۳۹۶
- دانشجو
- پارسا خانمحمدی هزاوه
- استاد راهنما
- فرشته رشچی, سعید شیبانی
- چکیده
- در پژوهش حاضر، لیچینگ روی و آهن موجود در ماده معدنی فرانکلینیت با روش هیدرومتالورژی و در حضور حلال سولفوریک اسید انجام شد. ابتدا ماده معدنی فرانکلینیت که از معدنی در کشور بوسنی استخراج شده است، خردایش می شود. در مرحله بعدی نمونه خردایش شده سرند تر می شود و اندازه دانه های برگزیده به منظور خشک کردن و همگن سازی جدا می شوند. به منظور بررسی تأثیر پارامترهای مختلف، از طراحی آزمایش با روش پاسخ سطحی استفاده شد. پارامترهای دما در محدوده C° 60-90، اندازه دانه در محدوده µm 75-106، غلظت سولفوریک اسید در محدوده M 1-3، نسبت جامد به محلول در محدوده 1/0-3/0 و زمان در محدوده h 1-2 مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه با کمک نرم افزار Design Expert Version 7.0.0 معادله مربوط به درصد بازیابی روی و آهن و هم چنین جداول آنالیز واریانس بدست آمد. معادله مربوط به درصد بازیابی روی یک معادله درجه اول و فاقد تأثیر متقابل میان پارامترها است. این در حالی است که معادله مربوط به آهن یک معادله درجه دوم و شامل تأثیر متقابل میان پارامترها می باشد. جداول آنالیز واریانس نشان داد که نسبت جامد به محلول تأثیر گذارترین پارامتر در لیچینگ روی و آهن است و با افزایش این نسبت از 1/0 تا 3/0، درصد بازیابی روی از 100% به 73% و درصد یازیابی آهن از 99% به 73% تغییر کرد. در ادامه با کمک نرم افزار شرایط بهینه برای دست یابی به انحلال کامل روی و آهن موجود در فرانکلینیت، دمای C° 90، غلظت سولفوریک اسید M 3، اندازه دانه µm 75، نسبت جامد به محلول 1/0 و زمان h 2 بدست آمد. در گام آخر به بررسی سینتیکی فرآیند لیچینگ روی و آهن پرداخته شد. به منظور بررسی سینتیکی فرآیند، لیچینگ تحت شرایط بهینه و در چهار دمای C° 45، 60، 75 و 90 انجام شد و در زمان هایmin 10، 20، 30، 40، 50، 60، 80، 100، 120 از محلول نمونه¬گیری شد. بر این اساس، واکنش شیمیایی مرحله کنترل کننده لیچینگ روی و آهن تعیین شد. کلمات کلیدی: فرانکلینیت؛ طراحی آزمایش؛ روی؛ آهن؛ لیچینگ؛ سینتیک
- Abstract
- In this study, leaching of zinc and iron from franklinite ore was investigated using hydrometallurgy process and sulfuric acid as solvent. Initially, franklinite ore that was extracted from Bosnia was crushed. Then, crushed particles were wet-screened and dried. After drying, particles were homogenized. In order to investigate the effect of various parameters, design of experiment based on CCD method was utilized. Parameters such as temperature (60-90 °C), particle size (75-106 ?m), concentration of sulfuric acid (1-3 M), Solid to liquid ratio (0/1-0/3) and time (1-2 h) were examined. Design of experiments (Design Expert Version 7.0.0 software) was used to develop an empirical model for obtaining the optimum operating conditions for the leaching process. To reach complete extraction of zinc and iron from franklinite ore, the optimum magnitude of parameters was temperature of 90 °C, concentration of sulfuric acid of 3 M, particle size of 75 ?m, solid to liquid ratio of 0/1 and time of 2 h. Finally, kinetic investigation of iron and zinc leaching process was considered. The kinetic process was examined at four temperatures of 45, 60, 75 and 90 °C and sampling time of 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120 min under optimum condition. Based on the kinetic results, the controlling stage in the franklinite leaching was chemical reaction. Keywords: Franklinite, Design of experiment, Zinc, Iron, Leaching, Kinetics
