پديد آورنده :
رباني، محسن
عنوان :
بررسي حذف رسوبات بازدارنده در فرآيند سولفورزدايي زغالسنگ طبس به روش هيپ بيوليچينگ
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
فرآوري مواد معدني
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هفده، ۱۰۸ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
علي احمدي عامله
استاد مشاور :
محمد رئوف حسيني
توصيفگر ها :
رسوبات بازدارنده , هيپ بيوليچينگ , ميكروارگانيسم , آمونياجاروسيت , سولفات كلسيم
استاد داور :
داور داخلي: ابراهيم عظيمي; داور خارجي: مهدي بازرگاني پور
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/12/04
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1397/12/05
چكيده فارسي :
چکیده تشکیل رسوبات ثانویه بازدارنده یکی از مشکالت مهم عملیاتی در حین فرآیند هیپ بیولیچینگ است که درنتیجه افزایش غلظت کاتیونها و آنیونهای تولیدشده در فرآیند انحالل ایجاد میشود و موجب کاهش نفوذپذیری در سیستم و غیرفعال کردن سطح کانیها میشود به علت اکسیداسیون آهن و گوگرد و انحالل کانیهای سولفیدی محلول خروجی از فرآیند دارای مقادیر قابلتوجهی از یونهای آهن فریک و سولفات است که باگذشت زمان انباشته و غلظت آن به مقادیر بحرانی میرسد با بازگشت این یونها به محیط هیپ رسوباتی مانند جاروسیت سولفات کلسیم و گوگرد عنصری بر روی سطح ذرات تشکیل میشود که کاهش نرخ بیواکسیداسیون و کارایی فرآیند را در بردارد لذا این تحقیق باهدف کنترل مقدار آهن و سولفات محلول با فرآیندهای جاروسیت و ژیپس و نیز تعیین شرایط بهینه برای حذف یونهای مذکور از محلول بیوسولفورزدایی زغالسنگ انجام شد در این راستا از محلول خروجی از بیوسولفورزدایی زغالسنگ بهوسیله میکروارگانیسمهای ترموفیل معتدل و اسیددوست اکسیدکننده گوگرد و آهن که شامل چهار گونه اسیدیتیوباسیلوس کالدوس لپتوسپیریلیوم فریفیلیوم سولفوباسیلوس ترموسولفیدوکسیدان و فروپالسما است استفادهشده است سپس از طریق فرآیند ترسیب جاروسیت و سولفات کلسیم اقدام به حذف یون آهن و سولفات شد در ابتدا فرآیند بیوسولفورزدایی در ارلن مایرهای با حجم 002 میلیلیتر درصد تلقیح 51 حجمی حجمی و دانسیته پالپ 51 حجمی وزنی در دمای 45 oC دورهمزنی 051 دور بر دقیقه و8 1 5 1 pH در محیط کشت نوریس آزمایشگاهی میکروارگانیسمها با زغالسنگ سازگار انجام شد سپس بهمنظور تهیه محلول اصلی زغالسنگ پرپیریت طبس محتوای سولفور 6 4 در بیورآکتور همزن دار 05 لیتری با شرایط با دور همزنی 081 دور بر دقیقه در محیط کشت صنعتی تحت بیوسولفورزدایی قرار گرفت پس از 06 روز با جدایش جامد از مایع و انجام آنالیز مشخص شد که غلظت یون فریک 2900mg L و یون سولفات 12800mg L بود پس از جدایش جامد از مایع محلول حاصل از بیوسولفورزدایی زغالسنگ تحت فرآیند ترسیب آمونیاجاروسیت قرار گرفت برای این منظور با استفاده از یک طرح آزمایشی سطح پاسخ تأثیر پارامترهای مختلف زمان دما مقدار هسته و نسبت مولی آمونیاک به آهن بررسی شد درنهایت مشخص شد که حذف یون آهن در شرایط بهینه تعیینشده توسط نرمافزار در دمای 95 oC زمان 5 2 ساعت نسبت مولی آمونیاک به آهن 8 0 و مقدار هسته 98 5 40g L است غلظت یون سولفات نیز به 5800mg L کاهش یافته است محلول خروجی از این فرآیند تحت شرایط بهینه دارای 5800mg L سولفات و 110mg L یون آهن است با انجام فرایند حذف یون سولفات بهوسیله ترسیب سولفات کلسیم تحت شرایط مختلف دما زمان مقدار هسته و pH تعیینشده در طرح آزمایشی مشخص شد که مطابق با شرایط بهینه ارائهشده توسط نرمافزار دمای 90 oC زمان 2 ساعت 3 pH و مقدار هسته 50g L مقدار حذف یون سولفات 17 است همچنین از آنالیز XRD و تصاویر SEM و EDS جهت بررسی و آنالیز رسوبات تشکیل شده در هر یک از فرآیندهای حذف یون فریک و سولفات استفاده شد درنهایت در طی دو فرآیند ترسیب آمونیاجاروسیت و سولفات کلسیم مقدار 99 یون فریک و 2 78 یون سولفات حذف شده است و غلظت آن از 12800mg L به 1640mg L کاهش یافته است کلمات کلیدی رسوبات بازدارنده هیپ بیولیچینگ میکروارگانیسم آمونیاجاروسیت سولفات کلسیم
چكيده انگليسي :
109 Investigating the removal of prohibitive precipitates in coal desulfurization by Heap Bioleaching Mohsen Rabbani December 2018 Department of Mining Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language Farsi a ahmadi@cc iut ac irSupervisor Dr Ali Ahamdi AmelehAdvisor Dr Ali Ahamdi Ameleh r hosseini@cc iut ac ir Abstract The formation of inhibitor precipitations is the biggest operation issue during heap bioleaching process thatdue to increasing concentration of produced cations and anions that during dissolution process is generated and iscaused decreasing permeability in system and inactivation of ores surface Due to oxidation iron and sulfur anddissolution of sulfide ores the effluent from process typically has a considerable amount of ferric and sulfate ionsthat will be accumulated and the concentration will be raised to critical amounts by passing time By circulationof these ions in heap precipitates such as jarosite sulfate calcium and elemental sulfur on the particle surface areformed that they may cuase reducing biooxidation rate and process efficiency Furthermore the objective of thisresearch was controlling the amount of aqueous iron and sulfate with jarosite and gypsum and additionallydetermination optimized condition for removing the foregoing ions from solution of biodesulfurization of coal Inthis way the solution of biodesulfurization of coal by using moderate thermophilic and acidophilic oxidizing ironand sulfur microorganisms such as acidithiubacillus caldus Leptospirillum ferriphilum Sulfobacillusthermosulfidooxans and ferriphilum was used Then formation of precipitation of jarosite and sulfate calcium forremoving iron and sulfate ions has been carried out Initially biodesulfurization in Erlenmeyer flasks with 200 ccNorris culture medium at 15 inoculum v v and 15 density pulp W v has performed For microorganismadaptation with coal the flasks were agitated at 45oC 150rpm and pH 1 5 1 8 Afterward for preparing mainsolution the biodesulfurziration of high sulfur coal from Tabas mine contains 4 6 sulfur in a 50 L stirredbioreactor with a rotational speed 180 rpm in a with industrial culture medium has done After 60 days and byseparating solid from liquid and analyzing it was found that the concentration of ferric ions was 2900mg L andsulfate ions was 12800mg L After solid liquid separation for precipitating Ammoniom jarosite the solution ofbiodesulfurization of coal was used For this purpose parameters such as temperature time amount of seed andAmmonia to iron molar ratio was investigated by using a response surface test design Finally it was found thatin determinate optimized conditions by software at 95 oC 2 5 hours Ammonia to iron molar ratio 0 8 and 40g Lseeds final elimination of iron ions 98 5 was achieved By increasing temperature from 85 oC to 95oC and timefrom 2 to 6 hours the rate of removing of iron ions from 88 to 98 was increased By conducting eliminationof sulfate ions process by precipitation of sulfate calcium under different determinate conditions of temperature time amount of seeds and pH in test plant it was found that according to offered optimized conditions by softwarecontains 90oC 2 hours pH 3 and 50g L seed final elimination of sulfate ions 71 was achieved For instance when pH was increased from 1 5 to 3 and temperature was increased from 60oC to 90oC final removed sulfateions was increasing sharply from 30 to 70 Finally during two process of precipitation Ammoniom jarositeand sulfate calcium approximately 99 ferric ions and 87 2 sulfate ions was eliminated and sulfateconcentration reduced from 12800 mg L to 1640 mg L Keywords Inhibitor Precipitation heap bioleaching microorganism Ammoniom jarosite sulfate calcium
استاد راهنما :
علي احمدي عامله
استاد مشاور :
محمد رئوف حسيني
استاد داور :
داور داخلي: ابراهيم عظيمي; داور خارجي: مهدي بازرگاني پور
