Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Panepour,Mehdi Ahmadian,Behzad Rezaei
مسعود پنجه پور (استاد مشاور) مهدی احمدیان (استاد راهنما) بهزاد رضائی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Saeed Vafaeian
سعید وفائیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

The effect of mechanical activation on the leaching of Sarcheshmeh copper sulfidic concentrate
Presently, in industry, the main amounts of copper are extracted by the pyrometallurgy methods, particularly for the sulphide ore. On the other hand, the hydrometallurgical methods have been so far well benefited for the oxide ores withi the scale of industry too, but because of some serious difficulties for the solubility of sulphides, the hydro processes for the sulphides have not yet found their applications in the industry scale. Nevertheless, many researchers have worked on this subject during the last decades, mostly in the laboratory scale. This research work has been planned to evaluate –principally- the effect of mechanical activation (as an affecting agent in increasing the leaching efficiency) and also some other parameters (i.e. the time of grinding, the time of leaching, the temperature and the effect of oxygen purging) affecting the efficiency of copper extraction from the concentrate. The copper sulphidic concentrate was taken from the Sarcheshmah Mine, and the leaching solution was 0.5 molar Sulfuric acid. The main conclusions from the current research can be expressed a follows: 1) The mechanical activatio (grinding) before the leaching process could increase the leaching efficiency quite obviously, but this effect reaches a limiting (optimum) value of time, after which the efficiency does not ascend any more, and even descend to the lower values. The XRD results for the concentrate samples which were related to different time duration of grinding showed that the most structural variations happened for the samples which had been activated for 6 hours , the time that we can accept as the optimum time. 2) The SEM photographs also revealed this fact that during the mechanical activation (grinding), two types of phenomenon can simultaneously occur: first, decreasing the particles size, as the primary purpose of milling; and second, the agglomeration of particles. As the main effect of agglomeratio is the reduction in specific area, so this effect can obviously descend the chemical reactions between the leach liquid and the concentrate material, resulting less efficiency for the copper extraction. However, this phenomenon can be accepted as the main reason for descending the leaching efficiency after the time duration of grinding reaches an amount which was about 6 hours in our experiments. 3) The leaching temperature could affect the leaching efficiency by two opposite effects simultaneously: ascending the leaching efficiency because of ascending the chemical reactions due to higher degree of temperature; and descending the reactio efficiency is attributed to the decreasing the amount of oxygen (necessary for the chemical reactions) within the liquid, as the higher temperature causes less solubility of oxygen. This effect is more pronounced for the temperature degrees close to
استخراج مس از کانه های آن به روش پیرومتالورژی (برای کانه های سولفیدی) و به روش هیدرومتالورژی (برای کانه های اکسیدی) صورت می گیرد. در حال حاضر مشکلات و معایب روش های پیرومتالورژی از جمله ایجاد آلودگی های زیست محیطی بویژه در تولید گاز سمی SO 2 و هزینه های سنگین احداث و عملیاتی بویژه در بحث انرژی باعث شده است که صنعت استخراج مس به سمت روش های تمیزتر و ارزانتر هیدرومتالورژی گرایش پیدا کند. با وجود این، مشکل اصلی در استخراج هیدرومتالورژیکی مس از سولفید های آن، انحلال پذیری پایین سولفید های مس بویژه کالکوپیریت به عنوان فراوان ترین کانی سولفیدی مس می باشد. عملیات فعال سازی مکانیکی قبل از لیچینگ یکی از روش های موثری است که می تواند انحلال پذیری سولفید های مس را به طور قابل توجهی افزایش دهد. در این تحقیق تاثیر فعال سازی مکانیکی بر لیچینگ کنسانتره سولفیدی مس سرچشمه در محیط اسید سولفوریک 5/0 مولار مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج تحقیقات عملیات فعال سازی مکانیکی قبل از لیچینگ به نحو موثری راندمان لیچینگ را افزایش داد، اما افزایش زمان فعال سازی مکانیکی به منظور افزایش راندمان لیچینگ دارای حد بهینه ای بود که زمان های فعال سازی بیش از آن، راندمان لیچینگ را تا حدی کاهش می داد. نتایج آنالیز پراش پرتو ایکس نمونه هایی که در زمان های مختلف فعال سازی شده بودند نشان داد که حداکثر تغییرات ساختاری در کنسانتره سولفیدی مس در مدت زمان 6 ساعت ایجاد می شود. این موضوع در تطابق با حداکثر راندمان لیچینگ پس از انجام 6 ساعت فعال سازی مکانیکی یعنی زمان بهینه فعال سازی مکانیکی بود. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی از نمونه های فعال سازی شده در زمان های مختلف نشان داد که در طی فعال سازی مکانیکی علاوه بر اینکه اندازه ذرات به شدت کاهش یافت، به طور همزمان آگلومره شدن ذرات نیز صورت گرفت. با توجه به اینکه آگلومره شدن ذرات موجب کاهش اثرات فعال سازی مکانیکی و در نتیجه کاهش راندمان لیچینگ می شود، لذا افزایش شدت آگلومره شدن ذرات، علت اصلی کاهش راندمان لیچینگ نمونه هایی بود که بیش از 6 ساعت فعال سازی شده بودند. بررسی تاثیر دما بر راندمان لیچینگ نشان داد که افزایش دمای محیط لیچینگ دو تاثیر متفاوت بر راندمان لیچینگ دارد. افزایش دما (تا C°80) از یک سو باعث افزایش راندمان لیچینگ شد و از سوی دیگر با افزایش بیشتر درجه حرارت، راندمان لیچینگ کاهش یافت. کاهش حلالیت اکسیژن با افزایش دما بویژه هنگامی که درجه حرارت به نقطه جوش محلول نزدیک شد، محتمل ترین علت کاهش راندمان لیچینگ بود. نتایج آزمایش ها نشان داد که عملیات انحلال در حضور گاز آرگون باعث کاهش حلالیت اکسیژن در محلول شده و عملا انحلالی صورت نگرفت. در مقابل دمش گاز اکسیژن در فرآیند باعث افزایش غلظت اکسیژن شده، بطوری که راندمان لیچینگ را حتی در زمان های کوتاه به شدت افزایش داد و شرایط انحلال کامل را ایجاد کرد. بررسی سینتیک لیچینگ کنسانتره سولفیدی مس بر اساس مدل هسته کاهنده نشان داد که مرحله کنترل کننده سرعت در لیچینگ کنسانتره فعال سازی شده، نفوذ به داخل لایه مرزی انتقال جرم است در صورتی که در لیچینگ کنسانتره فعال سازی نشده مرحله کنترل کننده سرعت نفوذ به داخل لایه محصول است. فعال سازی مکانیکی باعث کاهش انرژی اکتیواسیون از 40 کیلوژول بر مول به 18کیلوژول بر مول شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی