توصيفگر ها :
لاتريت نيكل , هيپ ليچينگ , آگلومراسيون , كانسنگ كم‌عيار , كبالت
چكيده فارسي :
بخش قابل توجهي از نيكل دنيا به صورت منابع كم‌عيار لاتريتي مي‌باشد. به دليل هزينه‌هاي پايين سرمايه‌گذاري و عملياتي، هيپ ليچينگ يكي از با پتانسيل‌ترين روش‌ها در استحصال نيكل از اين منابع است كه در دهه گذشته به طور ويژه مورد توجه صنايع و مراكز تحقيقاتي قرار گرفته است. در اين تحقيق، امكان‌پذيري فرآيند هيپ ليچينگ در استخراج نيكل وكبالت از منابع كم‌عيار لاتريتي خراسان جنوبي مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور، تحقيق در دو بخش آگلومراسيون و ليچينگ ستوني انجام شده است. جهت بهينه‌سازي آگلومراسيون، طراحي آزمايش به صورت سطح پاسخ باكس بنكن انجام شد و تاثير چهار پارامتر كليدي شامل غلظت عامل آگلومره (سولفوريك اسيد)، محتواي رطوبت، اندازه ذرات ماده معدني و زمان آگلومراسيون (هر كدام در سه سطح) بر توزيع اندازه ذره و مقاومت خيس‌شوندگي بررسي شد. نتايج آناليز واريانس نشان داد كه هر دو مدل تعريف‌شده معنادار بودند كه نتايج نشان داد با بزرگ‌تر شدن اندازه ذرات ماده معدني اوليه، مقدار ذرات نرمه در حالت معمول و در شرايط تست مقاومت خيس‌شوندگي به طرز قابل توجهي كاهش يافت. شرايط بهينه حاصل از طراحي آزمايش با غلظت اسيد 25، محتواي رطوبت 25، زمان آگلومراسيون 30 دقيقه و اندازه ذرات ريزتر از 10 ميلي‌متر، داراي كمترين ميزان نرمه مي‌باشد. پس از بهينه‌سازي فرآيند آگلومراسيون، آزمايش‌هاي ليچينگ ستوني در چهار ستون 2 متري با نرخ پاشش محلول ورودي 21 ليتر بر ساعت بر مترمربع انجام و امكان‌پذيري فني فرآيند هيپ ليچينگ در شرايط مختلف غلظت عامل آگلومره اسيدي و نيز افزايش كلريد سديم بررسي شد. پس از انجام آزمايش‌هاي مربوط به ليچينگ ستوني، مشخص شد كه ميزان استخراج نيكل و كبالت براي ستون اول (با 35% سولفوريك اسيد محتواي آگلومراسيون) در 170 روز ليچينگ ستوني به‌ترتيب حدود 83 و 76 درصد بود. استخراج نيكل وكبالت براي ستون دوم (با 45% سولفوريك اسيد محتواي آگلومراسيون) در 160 روز ليچينگ ستوني به‌ترتيب حدود 91 و 81 درصد بود. درصد استخراج نيكل و كبالت براي ستون سوم (با 40% سولفوريك اسيد محتواي آگلومراسيون و محيط سولفاتي) در 130 روز ليچينگ ستوني به‌ترتيب حدود 63 و 45 درصد بود. استخراج نيكل و كبالت براي ستون چهارم (با %40 سولفوريك اسيد محتواي آگلومراسيون و محيط سولفاتي كلرايدي) در 130 روز ليچينگ ستوني به‌ترتيب حدود 66 و 60 درصد بود. از دلايل كاهش بازيابي در ستون‌هاي سوم و چهارم مي‌توان به كاهش نفوذپذيري ذرات و زمان ليچينگ كمتر اشاره كرد. نتايج نشان داد كه فرآيند هيپ ليچينگ پتانسيل كاربردي بالايي در استحصال نيكل از منابع كم‌عيار لاتريتي دارد.
چكيده انگليسي :
A significant part of the world's nickel is in the form of low-grade laterite resources. Due to the low capital and operating costs, heap leaching is one of the most potential methods for extracting nickel from these resources, which has been particularly interested in industries and research centers in the last decade. In this research, the feasibility of the heap leaching process for the extraction of nickel and cobalt from low-grade lateritic ores of South Khorasan (Sarnisheh) was investigated. For this purpose, the research was carried out in two parts: agglomeration and column leaching. In order to optimize the agglomeration efficiency, an experimental design was used by response surface methodology. A Box Behnken design was applied to investigate the effect of four key parameters including the concentration of the agglomerating reagent (sulfuric acid), moisture content, particle size, and agglomeration time (each in three levels) on the particle size distribution and fine fraction production in the soak test. The results of the analysis of variance showed that both models were significant, and it was found that as the size of the initial ore particles increased, the amount of fine particles decreased significantly. The minimum fine fraction was obtained at the acid concentration of 25%, moisture content of 25%, agglomeration time of 30 minutes, and initial particle size smaller than 10 mm. After optimizing the agglomeration process, column leaching experiments were conducted in four 2-meter height columns with an irrigation solution rate of 21 L/h/m2.
And the technical feasibility of the heap leaching process was investigated under different conditions of the acid concentration in the agglomeration stage and sodium chloride addition. After performing column leaching experiments, it was found that the extraction of nickel and cobalt for the first column (with 35% sulfuric acid agglomeration content) was about 83% and 76%, respectively, after 170 days. The extraction of nickel and cobalt for the second column (with 45% sulfuric acid agglomeration content) in 160 days of column leaching was about 91% and 81%, respectively. The extractions of nickel and cobalt for the third column (with 40% sulfuric acid in agglomeration) in 130 days of leaching were about 63% and 45%, respectively. Chloride addition at the third column conditions leads to an increase in the extractions of nickel to 66 and cobalt to 60%. Decreasing the permeability of the columns and less leaching time were the main reasons for decreasing extractions in the third and fourth columns. It can be concluded that the heap leaching process has a high applied potential in extracting nickel from low-grade lateritic ores.
