شماره راهنما :
1305 دكتري
پديد آورنده :
رحمتي شهرضا، سروش
عنوان :
طراحي، توسعه و بررسي مكانيسم حاكم بر فرآيند پيوسته استخراج حلال هوايار براي بازيابي مس از محلول‌هاي رقيق آبي
گرايش تحصيلي :
فراوري مواد معدني
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، ۱۱۶ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
علي احمدي عامله
استاد مشاور :
محمد رئوف حسيني
توصيفگر ها :
استخراج حلال هوايار , بازيابي مس , محلول هاي رقيق آبي
استاد داور :
ضيا الدين شفائي، حسن حدادزاده، ابراهيم عظيمي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/10/19
كد ايرانداك :
ID1305 دكتري
چكيده فارسي :
7 چکیده روش استتخراج با حلال هوایار به عنوان یک راهکار نوین جهت رفع مشتکلات فنی و اقتصتادی روش استتخراج با حلال برای بازیابی ت ت ت ت فلزات از محولهای رقیق آبی معرفی شتده است حبابهای پوشش داده شده تولیدی در این روش موجب افزایش سطح تماس ویژه فازها شتده که این موضتوع کاهش مصترف فاز آلی و افزایش قابلیت شتناوری فاز آلی را به همراه دارد در این پژوهش ستعی شد مکانیسمهای حاکم بر این فرآیند جهت جدایش مس از محلولهای رقیق آبی مورد بررستی قرار گیرد بدین منظور تأثیر پارامترهای شتیمیایی و عملیاتی ت ت بر میزان بازیابی مس و فاز آلی و همچنین اندازه و دامنه توزیع حبابها در روش استتتتخراج با حلال هوایار در ستتتیستتتتم پیوستتتته و مقیاس نیمهصتنعتی مورد بررسی قرار گرفت همچنین میزان انتخاب پذیری استخراج مس از محلول رافینت میکسر ستلر صنعتی و همچنین محلول باردار هیپ لیچینگ مجتمع مس سرچشمه بررسی شد تأثیر پارامترهای شتیمیایی و عملیاتی فرآیند استتخراج با حلال هوایار ازجمله دبی فاز آبی غلظت استتتخراج کننده نستبت استتتخراج ت ت ت کننده به کروزین و روغن ستیلیکون در فاز آلی ستطح فاز آلی در مخزن پوشش دهی و غلظت مس در فاز آبی طی آزمایشهای طراحی شتده به روش باکس بهنکن ستطح پاستخ بررستی شد نتایج نشان دادند که افزایش مقادیر سطح فاز آلی در مخزن پوشش دهی و غلظت روغن ستیلیکون در فاز آلی موجب کاهش نستبت فاز آبی به آلی شتد کاهش این نسبت را میتوان به دلیل کاهش کشش سطحی فاز آلی در حضتتور روغن ستتیلیکون افزایش درجه پوشتتش دهی حبابها و کاهش ادغام حبابهای پوشتتش داده شتتده دانستتت افزایش ستتطوح پارامترهای غلظت استتخراج کننده و غلظت روغن سیلیکون در فاز آلی نیز موجب افزایش بازیابی مس شد که این موضوع به دلیل افزایش قابلیت استتخراج فاز آلی و درجه پوشش دهی حبابها رخ داد نتایج آزمایش در شرایط بهینه محلول 52 mg L مس بازیابی 21 مس و 29 فاز آلی را نشان داد تأثیر پدیدههای ستتطحی و بین ستتطحی بر عملکرد فرآیند استتتخراج با حلال هوایار در حضتتور انواع کف ستتاز روغن ستتیلیکون و نمکهای مختلف مورد بررستی قرار گرفت نتایج نشان دادند که کشش سطحی فاز آبی با افزایش غلظت کف ساز بشدت کاهش یافته به نحوی که بیشتترین کاهش کشتتش ستتطحی در حضتور 1 Dowfax 2A و کمترین آن در حضتتور 247 Flomin F رخ داد افزایش روغن ت ت ستیلیکون نیز موجب کاهش کشتش ستطحی فاز آلی شد که این موضوع کاهش نسبت فاز آبی به آلی را نیز به همراه داشت اندازه و دامنه توزیع حبابها نیز در حضتور روغن سیلیکون افزایش یافت در حضور 52 mg L روغن کاج و روغن سیلیکون 81 فاز آلی و 71 مس بازیابی شد همچنین مشخص شد حبابهایی تولیدی در این فرآیند لازم است دارای دامنه توزیع ابعادی محدود با کوچکی کافی بوده تا از یکسو زمان ماند کافی در ستون داشته باشند و از سوی دیگر موجب افزایش بازیابی فاز آلی شوند جهت بهبود بازیابی مس و فاز آلی در فرآیند استخراج با حلال هوایار ستون دوم به مدار استخراج با حلال هوایار پیوسته برای باریابی فلزات از محلولهای رقیق آبی اضتتافه شتتد در این بخش از پژوهش تأثیر دبی فازهای مایع و هوادهی در ستتتونها بر عملکرد فرآیند مورد بررستی قرار گرفت افزایش زمان ماند فازها در ستونها کاهش دبی فازهای مایع و همچنین جمع آوری حبابهای ریز پوشش داده شده و کاهش ستهم فاز آلی غیر پوشتشی افزایش نرخ هوادهی موجب افزایش بازیابی فاز آلی شد با توجه به نتایج بدست آمده وجود ستون دوم باعث تغییر محستوستی در میزان بازیابی مس نشد در وضعیت بهینه پارامترهای دبی فازهای مایع 72 L min نرخ هوادهی در ستون اول 75 L min و ستتتون دوم 92 L min بازیابی مس از محلول حاوی 722 52 mg L و 257 به ترتیب برابر با 29 49 و 52 بود در این حالت 92 فاز آلی نیز بازیابی شد میزان انتخاب پذیری فرآیند استخراج با حلال هوایار با استفاده از محلول رافینت و محلول باردار هیپ لیچینگ مجتمع مس سرچشمه مورد بررستی قرار گرفت نتایج نشتان دادند حدود 29 مس را از این محلول رافینت میکسر ستلر صنعتی 41 mg L مس و 59 مس از محلول هیپ لیچینگ 292 mg L مس به روش استخراج با حلال هوایار قابل بازیابی است نستبت فاز آبی به آلی زیاد بازیابی بالای فلز عملکرد پیوستته انتخاب پذیری بالا شرایط عملیاتی آسان و هزینه سرمایه گذاری کم را میتوان به عنوان مزایای روش استتخراج با حلال هوایار در سیستم پیوسته برشمرد روش استخراج با حلال هوایار دارای پتانسیل بالایی در ارتباط با استتخراج انتخابی فلزات ارزشتمند از محلولهای رقیق آبی مانند زهاب استیدی معادن و محلول لیچینگ کانسنگهای کم عیار با ساختار پیچیده است
چكيده انگليسي :
Abstract Air assisted solvent extraction AASX has been introduced as a new method for theselective extraction of metals from dilute solutions in order to overcome the economic andtechnical problems of the conventional processes Producing organic coated bubbles inAASX can increase the specific surface area which reduces the organic phase consumptionand enhances the floatability of the organic phase The main objective of this research is toidentify the mechanisms of Cu extraction from dilute solutions in AASX process For thispurpose the effect of chemical and operational parameters on Cu recovery organic phaserecycling as well as the size and distributions of the bubbles in a continuous AASX processwere investigated at a pilot scale Furthermore the selectivity of Cu extraction from thepregnant leach solution PLS of the heap and the raffinate stream of solvent extraction plantof the Sarcheshmeh copper complex was studied A response surface methodology was used to investigate the influence of aqueous phaseflowrate extractant concentration and silicone oil dosage in the organic phase organic phaselevel in the organic coating cylinder OCC and Cu concentration in the aqueous phase asindependent variables The results showed that increasing OCC level and silicone oil dosagereduced the aqueous to organic phase ratio A O This reduction occurred as a result ofreducing the surface tension of the organic phase in the presence of silicone oil increasingthe coating degree of bubbles and reducing the coalescence of coated bubbles Moreover increasing the extractant concentration and the silicone oil dosage improved the Cu recovery Increasing the organic phase loading capacity and coating degree could be mentioned as themain reasons for this behavior The optimized results revealed that 78 of Cu recovery and38 of organic phase recycling could be achieved from 50 mg L of Cu solution at A O phaseratio of 83 The surface phenomena of AASX process were examined in the presence of variousadditives including frothers salts and silicone oil The results indicated that the surfacetension of the aqueous phase has been reduced strongly by a rise in the frother dosage wherethe most and least effective frothers were Dowfax 2A1 and Flomin F742 respectively Besides the reduction of organic phase surface tension in the presence of silicone oil led tothe reduction in A O phase ratio The size and distributions of bubbles were enhanced byincreasing the silicone oil dosage In the optimized condition using 50 mg L of pine oil andsilicone oil 61 Cu recovery and 72 organic phase recycling were attained throughsynthetic leach solution 150 mg L Cu Subsequently a second column was added to AASX apparatus to improve the Curecovery and organic phase recycling The effects of liquid and air flowrates on theefficiency of the developed AASX apparatus were studied The organic phase recycling hasbeen significantly improved through the rise in retention time of the fluids in the columns i e reduction in the liquid flowrates collecting the small coated bubbles and reducing theportion of uncoated organic phase which is resulted in enhancing the air flowrates At theoptimum conditions 98 of Cu and 83 of organic phase were recovered from 50 mg L ofCu solution Furthermore the Cu recovery values from the solutions with 100 and 150 mg Lconcentrations were obtained 94 and 84 7 respectively Moreover the selectivity of the AASX process was examined for Cu extraction fromraffinate of SX plant and PLS of the heap leaching of the Sarcheshmeh copper complex Treatment of raffinate solution contained 47 mg L of Cu and PLS 890 mg L of Cu showed that 90 and 95 of Cu could be recovered in AASX process High A O phase ratio high efficiency and continuous operation could be mentioned as the advantages of AASXprocess Besides this method has a high potential for selective extraction of valuable metalsfrom dilute solutions such as acid mine drainage and leach solutions of low grade andcomplex ores
استاد راهنما :
علي احمدي عامله
استاد مشاور :
محمد رئوف حسيني
استاد داور :
ضيا الدين شفائي، حسن حدادزاده، ابراهيم عظيمي
