Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed mohamad raouf Hosseini,Ali Ahmadi ameleh
سيدمحمدرئوف حسيني (استاد راهنما) علي احمدي عامله (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hossein Pedram
حسين پدرام

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Biological Recovery of Metallic and Rare Elements from the Red-Mud Produced in Jajarm Alumina Company
Metallurgicaloperations are one of the most important production processes that produces rawmetallic materials from natural resources, while they are often energy-intensive.Metallurgical processes in addition to making main products is significantlyassociated with the production of residues or wastes. The use of microorganismsis one of the new and effective methods for recycling valuable metals fromthese products, as secondary resources. The microorganisms used in this studywere Aspergillus niger , a fungus isolated from pistachio shells andgrape cubes. The performance of these microorganisms in the recovery of iron,aluminum, vanadium, scandium, titanium, strontium and rubidium from glaciersproduced in the Jajarm alumina factory was studied. To this end, a completefactorial design with 4 replication at the central point was implemented. Inthis design, the effects of fungus type, mechanical activation (at two levelsof zero and six hours), method of leaching (at two levels of one- and two-step)and solid percent (at two levels of one and three percent) on red-mudbioleaching were investigated. The generated biomass, sugar consumption andorganic acids released by both strains, as the main bioleaching agents, weremeasured during the experiments and their kinetic models were studied. Thehighest recovery (97.37%) was achieved in aluminum dissolution using grapestrain, 6 h of mechanical activation, 1% solid content, and two-step leaching.Also, maximum vanadium recovery was obtained as 93.66% applying grape strain, 3h activation, 2% solid, and one-step method. The best titanium recovery,76.86%, gained at pistachio strain, 6 h activation, 1% solid, and one-stepmethod. Moreover, the highest strontium (69.77%) was extracted after 6 h ofactivation, and using grape strain, 1% solid, and ne-step leaching method.Rubidium recovery, was optimized (62.04) at pistachio strain, 6 h activation,1% solid, and one-step method. Furthermore, the maximum scandium (51.75) wasrecovered after 6 h activation and using pistachio strain, 1% solid, andone-step leaching method. Finally, the best iron recovery was obtained as31.27% by implementing grape strain, 6 h activation, 1% solid, and two-stepleaching approach. Considering the dissolution of iron and aluminum metals, thetype of fungus, mechanical activation and solids content were the effectiveparameters. Also, regarding the dissolution of vanadium, fungus type, andmechanical activation,are the effective variables. Moreover, for scandium: typeof fungus and the method of bioleaching, for titanium, solid content, and forstrontium and rubidium, the type of fungi and solids had the greatest influence.Therefore, bioleaching using A. niger is a promising approach for the recoveryof many valuable elements from red mud residues, and after optimization anddevelopment, can be implemented as a low-cost and effective method in future.
عمليات متالورژي يکي از مهم ترينفرآيندهاي توليد است که مواد فلزي خام را از منابع طبيعي آن ها توليد مي کند، ضمن آن که اغلب به طور نسبي مصرف انرژي بالايي دارد. عمليات متالورژي علاوهبر توليد محصول اصلي به طور قابل توجهي با توليد پسماندها يا محصولات ثانويههمراه است. استفاده از ميکروارگانيسم ها يکياز روش هاي جديد و کارامد جهت بازيافت فلزات با ارزش از اينمحصولات، به عنوان منابع ثانويه مي باشد.ميکروارگانيسم هاي مورد استفاده در اين تحقيق، دو سويه از قارچ آسپرژيلوسنايجر جداسازي شده از پوست پسته و انگوربودند. در اين پژوهش، عملکرد اين ميکروارگانيسم هادر بازيابي آهن، آلومينيوم، واناديم، اسکانديم، تيتانيوم، استرانسيم و روبيديم ازگل قرمز توليدي در کارخانه آلوميناي جاجرم مورد مطالعه قرارگرفت. به اين منظور، از يک طرح آزمايشي فاکتوريل کامل با 4 تکرار در نقطه مرکزياستفاده شد. در اين طرح، اثر نوع سويه، فعال سازيمکانيکي (در دو سطح صفر و شش ساعت)، روش ليچينگ (در دو سطح يک و دو مرحله اي) و درصد جامد (در دو سطح يک و سه درصد) بر بيوليچينگگل قرمز مورد بررسي قرار گرفت. زيست توده، مصرف قند و اسيدهايآلي ترشح شده توسط هر دو سويه که عامل اصلي بيوليچينگ مي باشند، در طول فرايند اندازه گيري و مدل هايسينتيکي آن ها مطالعه شد. بالاترين بازيابي، براي آلومينيوم به ميزان 37/97 درصد،با استفاده از سويه انگور، پس از شش ساعت فعالسازي مکانيکي، يک درصد جامد و ليچينگدومرحله اي بدست آمد. پس از آن، بيشينه بازيابي واناديم به ميزان 66/93 درصد، بااستفاده از سويه انگور، سه ساعت فعالسازي، دو درصد جامد و روش يک مرحله اي حاصلشد. بهترين بازيابي براي تيتانيوم، 86/76 درصد بود که با بهره گيري از سويه پوستپسته، شش ساعت فعالسازي، يک درصد جامد و ليچينگ يک مرحله اي حاصل شد. بالاترينبازيابي براي استرانسيوم، 77/69 درصد بدست آمد که حاصل فعاليت سويهانگور، فعالسازي شش ساعته، پالپ يک درصد جامد و روش يک مرحله اي بود. بيشترينميزان استحصال روبيديم، 04/61 درصد، با استفاده از سويه پوست پسته، شش ساعتفعالسازي، پالپ يک درصد جامد و ليچينگ يک مرحله اي ايجاد شد. ماکزيمم اسکانديمبازيابي شده، 75/51 درصد بود که با استفاده از سويه پوست پسته، شش ساعت فعالسازيمکانيکي، يک درصد جامد و در روش دومرحله اي بدست آمد. در نهايت، بالاترين مقداربازيابي آهن، 27/31 درصد، با استفاده از سويه انگور، پس از شش ساعت فعالسازي، پالپيک درصد جامد و در روش دومرحله اي حاصل شد. در انحلال فلزات آهن و آلومينيوم،پارمترهاي نوع قارچ، فعال سازي مکانيکي و درصد جامد، در انحلال فلز واناديمپارامترهاي نوع قارچ و فعال سازي مکانيکي، در انحلال فلز اسکانديم پارامترهاي نوعقارچ و روش بيوليچينگ، در انحلال فلز تيتانيوم تنها پارامتر درصد جامد و در انحلالفلزات استرانسيم و روبيديم، نوع قارچ و درصد جامد تاثير بيشتري داشتند. بنابراين،مي توان نتيجه گرفت که بيوليچينگ با استفاده از قارچ آسپرژيلوس نايجر ، يک روش اميدبخش جهت بازيابي بسياري از عناصر باارزش ازپسماند گل قرمز مي باشد و در صورت بهينه سازي و توسعه، در آينده مي تواند بعنوانروشي ارزان و کارامد مورد استفاده قرار گيرد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی