• شماره مدرك
    21052
  • شماره راهنما
    18059
  • پديد آورنده

    آخوندي، محسن

  • عنوان

    بررسي بازيابي نيكل و منيزيم از محلول‌‌هاي رقيق ليچينگ كانسنگ‌‌هاي اولترامافيكي كم عيار به روش ترسيب شيميايي

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • گرايش تحصيلي
    فراوري مواد معدني
  • محل تحصيل
    اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
  • سال دفاع
    1404
  • صفحه شمار
    هشت، 165ص.
  • توصيفگر ها

    ليچينگ سولفاته , كانسار پلي‌متال , ترسيب شيميايي , نيكل و كبالت , اكسيد منيزيم

  • تاريخ ورود اطلاعات
    1405/02/22
  • كتابنامه
    كتابنامه
  • رشته تحصيلي
    مهندسي معدن
  • دانشكده
    مهندسي معدن
  • تاريخ ويرايش اطلاعات
    1405/02/29
  • كد ايرانداك
    23220192
  • چكيده فارسي
    كاهش ذخاير پرعيار و استراتژيك بودن فلزات نيكل،كبالت و منيزيم، فرآوري آنها از كانسنگ‌هاي كم‌عيار لاتريتي را اجتناب‌ناپذير ساخته است. چالش اصلي در پرعيارسازي اين منابع، حضور ناخالصي‌هاي مزاحم نظير آهن، آلومينيوم، كروم و منگنز در كنار فلزات با ارزش است، كه جداسازي آنها را پيچيده مي‌كند. اين پژوهش با هدف استحصال نيكل و كبالت از محلول‌هاي رقيق ليچينگ سولفاته حاصل از كانسنگ‌هاي كم‌عيار اولترامافيك (پلي‌متال) و بهره‌برداري اقتصادي از عناصر همراه (منگنز و منيزيم) با استفاده از روش‌هاي ترسيب شيميايي انجام پذيرفت. روش‌شناسي اين مطالعه بر پايه يك راهبرد تركيبي از فرآيندهاي ترسيب گام‌به‌گام براي حذف ناخالصي‌ها و بازيابي عناصر با ارزش بنا نهاده شد. ابتدا آهن به روش ترسيب جاروسيتي در شرايط بهينه (دماي 95-90 درجه سلسيوس، 8/1-2/2pH= و زمان 4 ساعت) حذف گرديد كه منجر به كاهش بيش از %94 آهن در تمام نمونه‌ها شد. در گام بعدي، با توجه به غلظت بالاي منگنز در برخي نمونه‌ها، اين عنصر به صورت اكسيدي در شرايط محيط و 2pH= رسوب داده شد كه با وجود بازيابي 6/84% منگنز، چالش هم‌رسوبي قابل توجه نيكل (2/13%) و كبالت (7/30%) را به همراه داشت. سپس ناخالصي‌هاي آلومينيوم و كروم طي فرآيند ترسيب آلونيتي در دماي بالا (100-95 درجه سلسيوس) و محدوده 8/1-3/4pH= با بازدهي حذف نزديك به %100 براي كروم و بالاي %84 براي آلومينيوم جداسازي شدند. در مرحله اصلي، بازيابي نيكل و كبالت از محلول خالص‌سازي شده، از طريق ترسيب هيدروكسيدي در محدوده 5-7/7pH= و دماي 60-55 درجه سلسيوس انجام گرفت كه نتايج آن بيانگر بازيابي متالورژيكي بسيار مطلوب تا 1/96% براي نيكل و %100 براي كبالت بود. نهايتاً با توجه به غلظت بالاي منيزيم و توجيه اقتصادي، اين عنصر در دو نمونه به روش هيدروكسيدي در 5/10-9pH= و دماي 75-70 درجه سلسيوس رسوب داده شد. محصول حاصل تحت عمليات گوگردزدايي قليايي و سپس كلسيناسيون قرار گرفت تا به اكسيد منيزيم با خلوص بالا تبديل گردد. بر اساس آناليز XRF بر روي محصول نهايي اكسيد منيزيم، خلوص اين ماده به 25/%90 براي MgO دست يافت كه بيانگر كارايي مطلوب فرآيندهاي گوگردزدايي و كلسيناسيون در حذف ناخالصي‌هاست. يافته‌هاي اين پژوهش نشان مي‌دهد كه اگرچه روش‌هاي ترسيب شيميايي در جداسازي نيكل و كبالت از يكديگر به دقت فرآيندهاي استخراج حلالي نيستند، اما به دليل هزينه عملياتي كمتر، سادگي اجرا و قابليت اعتماد بالا، به عنوان يك مرحله پيش‌تغليظ و خالص‌سازي كارآمد براي كانسارهاي پلي‌متال (حاوي نيكل، منگنز و منيزيم) پيش از ورود به مدارهاي استخراج حلالي، بسيار حائز اهميت هستند. اجراي اين فرآيندها نه‌تنها منجر به كاهش هزينه‌ها و پيچيدگي مراحل بعدي مي‌شود، بلكه امكان بازيابي عناصر همراه و تبديل آنها به محصولات باارزش افزوده بالا (نظير اكسيد منيزيم) را نيز فراهم مي‌آورد.
  • چكيده انگليسي
    The depletion of high-grade reserves, coupled with the strategic importance of Nickel, Cobalt, an‎d Magnesium has necessitated the processing of low-grade lateritic ores. The primary challenge in the beneficiation of these resources is the presence of interfering impurities such as iron, aluminum, chromium an‎d manganese alongside the valuable metals, which complicates their separation. This research aimed to recover nickel an‎d cobalt from dilute sulfate leach solutions derived from low-grade ultramafic (polymetallic) ores an‎d to achieve economic utilization of associated elements (manganese an‎d magnesium) using chemical precipitation methods. The methodology of this study was based on a hybrid strategy involving stepwise precipitation processes for impurity removal an‎d recovery of valuable elements. Initially, iron was removed via the jarosite precipitation method under optimized conditions (temperature: 90-95°C, pH: 2.2-1.8, time: 4 hours), resulting in over 94% iron reduction in all samples. In the next step, considering the high concentration of manganese in some samples, this element was precipitated as an oxide at ambient temperature an‎d pH 2. While achieving 84.6% manganese recovery, this step posed the challenge of significant co-precipitation of nickel (13.2%) an‎d cobalt (30.7%). Subsequently, aluminum an‎d chromium impurities were removed through the alunite precipitation process at elevated temperatures (95-100°C) an‎d a pH range of 4.1-3.8, achieving nearly 100% removal efficiency for chromium an‎d over 84% for aluminum. In the main stage, nickel an‎d cobalt were recovered from the purified solution via hydroxide precipitation in the pH range of 7.5-7 an‎d temperature of 55-60°C. The results indicated highly favorable metallurgical recoveries of up to 96.1% for nickel an‎d 100% for cobalt. Finally, due to the high concentration of magnesium an‎d its economic viability, this element was precipitated from two samples using the hydroxide method at a pH of 10-9.5 an‎d temperature of 70-75°C. The resulting product underwent alkaline desulfurization followed by calcination to be converted into high-purity magnesium oxide. Based on XRF analysis of the final magnesium oxide product, the purity of this material reached 90.25% for MgO, demonstrating the satisfactory efficiency of the desulfurization an‎d calcination processes in impurity removal. The findings of this research indicate that although chemical precipitation methods are not as precise as solvent extraction processes for the separation of nickel an‎d cobalt, they are highly significant as an efficient pre-concentration an‎d purification stage for polymetallic deposits (containing nickel, manganese, an‎d magnesium) prior to solvent extraction circuits. This is attributed to their lower operating costs, simplicity of operation, an‎d high reliability. The implementation of these processes not only reduces the costs an‎d complexity of subsequent stages but also enables the recovery of associated elements an‎d their conversion into high value-added products (such as magnesium oxide).
  • استاد راهنما
    علي احمدي عامله , محمدرئوف حسيني
  • استاد داور
    مهدي نصيري سروي , حميد زيلوئي