Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Panepour,Mehdi Ahmadian,Behzad Rezaei
مسعود پنجه پور (استاد مشاور) مهدي احمديان (استاد راهنما) بهزاد رضائي (استاد مشاور)
 
STUDENT
Saeed Vafaeian
سعيد وفائيان

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 هاي آن به روش پيرومتالورژي (براي کانه هاي سولفيدي) و به روش هيدرومتالورژي (براي کانه هاي اکسيدي) صورت مي گيرد. در حال حاضر مشکلات و معايب روش هاي پيرومتالورژي از جمله ايجاد آلودگي هاي زيست محيطي بويژه در توليد گاز سمي SO 2 و هزينه هاي سنگين احداث و عملياتي بويژه در بحث انرژي باعث شده است که صنعت استخراج مس به سمت روش هاي تميزتر و ارزانتر هيدرومتالورژي گرايش پيدا کند. با وجود اين، مشکل اصلي در استخراج هيدرومتالورژيکي مس از سولفيد هاي آن، انحلال پذيري پايين سولفيد هاي مس بويژه کالکوپيريت به عنوان فراوان ترين کاني سولفيدي مس مي باشد. عمليات فعال سازي مکانيکي قبل از ليچينگ يکي از روش هاي موثري است که مي تواند انحلال پذيري سولفيد هاي مس را به طور قابل توجهي افزايش دهد. در اين تحقيق تاثير فعال سازي مکانيکي بر ليچينگ کنسانتره سولفيدي مس سرچشمه در محيط اسيد سولفوريک 5/0 مولار مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به نتايج تحقيقات عمليات فعال سازي مکانيکي قبل از ليچينگ به نحو موثري راندمان ليچينگ را افزايش داد، اما افزايش زمان فعال سازي مکانيکي به منظور افزايش راندمان ليچينگ داراي حد بهينه اي بود که زمان هاي فعال سازي بيش از آن، راندمان ليچينگ را تا حدي کاهش مي داد. نتايج آناليز پراش پرتو ايکس نمونه هايي که در زمان هاي مختلف فعال سازي شده بودند نشان داد که حداکثر تغييرات ساختاري در کنسانتره سولفيدي مس در مدت زمان 6 ساعت ايجاد مي شود. اين موضوع در تطابق با حداکثر راندمان ليچينگ پس از انجام 6 ساعت فعال سازي مکانيکي يعني زمان بهينه فعال سازي مکانيکي بود. همچنين تصاوير ميکروسکوپ الکتروني از نمونه هاي فعال سازي شده در زمان هاي مختلف نشان داد که در طي فعال سازي مکانيکي علاوه بر اينکه اندازه ذرات به شدت کاهش يافت، به طور همزمان آگلومره شدن ذرات نيز صورت گرفت. با توجه به اينکه آگلومره شدن ذرات موجب کاهش اثرات فعال سازي مکانيکي و در نتيجه کاهش راندمان ليچينگ مي شود، لذا افزايش شدت آگلومره شدن ذرات، علت اصلي کاهش راندمان ليچينگ نمونه هايي بود که بيش از 6 ساعت فعال سازي شده بودند. بررسي تاثير دما بر راندمان ليچينگ نشان داد که افزايش دماي محيط ليچينگ دو تاثير متفاوت بر راندمان ليچينگ دارد. افزايش دما (تا C°80) از يک سو باعث افزايش راندمان ليچينگ شد و از سوي ديگر با افزايش بيشتر درجه حرارت، راندمان ليچينگ کاهش يافت. کاهش حلاليت اکسيژن با افزايش دما بويژه هنگامي که درجه حرارت به نقطه جوش محلول نزديک شد، محتمل ترين علت کاهش راندمان ليچينگ بود. نتايج آزمايش ها نشان داد که عمليات انحلال در حضور گاز آرگون باعث کاهش حلاليت اکسيژن در محلول شده و عملا انحلالي صورت نگرفت. در مقابل دمش گاز اکسيژن در فرآيند باعث افزايش غلظت اکسيژن شده، بطوري که راندمان ليچينگ را حتي در زمان هاي کوتاه به شدت افزايش داد و شرايط انحلال کامل را ايجاد کرد. بررسي سينتيک ليچينگ کنسانتره سولفيدي مس بر اساس مدل هسته کاهنده نشان داد که مرحله کنترل کننده سرعت در ليچينگ کنسانتره فعال سازي شده، نفوذ به داخل لايه مرزي انتقال جرم است در صورتي که در ليچينگ کنسانتره فعال سازي نشده مرحله کنترل کننده سرعت نفوذ به داخل لايه محصول است. فعال سازي مکانيکي باعث کاهش انرژي اکتيواسيون از 40 کيلوژول بر مول به 18کيلوژول بر مول شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی