عنوان : بررسی روشهای فرآوری كانی آنولیت ، فلز آلومینیوم
قیمت : 12,700 تومان
توضیحات در پایین همین صفحه

درگاه 1
درگاه 2

توجه : دریافت شماره تلفن همراه و آدرس ایمیل صرفا جهت پشتیبانی می باشد و برای تبلیغات استفاده نمی شود

هدف ما در این سایت کمک به دانشجویان و دانش پژوهان برای بالا بردن بار علمی آنها می باشد پس لطفا نگران نباشید و با اطمینان خاطر خرید کنید

توضیحات پروژه

 بررسی روشهای فرآوری كانی آنولیت ، فلز آلومینیوم دارای 72 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد بررسی روشهای فرآوری كانی آنولیت ، فلز آلومینیوم  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز آی سی بی سی ارائه میگردد

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي بررسی روشهای فرآوری كانی آنولیت ، فلز آلومینیوم،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن بررسی روشهای فرآوری كانی آنولیت ، فلز آلومینیوم :

بررسی روشهای فرآوری كانی آنولیت ، فلز آلومینیوم


مقدمه:

از قرون و اعصار گذشته بشر در پی دستیابی به امكانات و ابزارهای توسعه تلاشهای فراوانی را در راه كشف مجهولات وتازه‌ها انجام داده است.

بی‌شك فلز درعصر حاضر به عنوان زیر ساخت توسعه و فناوری همواره مورد توجه بوده و كشورهای پیشرفته جهان با علم به این نكته سعی فراوانی را در راه كشف وتوسعه‌ ذخایر و منابع فلزی خود انجام داده و هم اكنون نیز علاوه بر استفاده‌ بهینه از ذخایر و منابع خود چشم به بهره‌برداری از مواد و كانی‌های غنی موجود در كرات دیگر و من جمله ماه دارند.

بدیهی است با توجه به بودن ذخایر و معادن قابل استحصال كشورها و همچنین استفاده‌ نادرست در بعضی مناطق، دورنمای صنعت فلز مبهم نماید با توجه به مطالب فوق نیاز بشر به ابداع روشهای جدید فرآوری جهت بهره‌برداری از معادن و ذخایر كم عیار و همچنین استحصال آن بخشی از كانی‌هایی كه از لحاظ متالوژیكی و كانه‌آرایی مشكل‌زا می باشند ضروری به نظر می‌رسد.

لذا در عصر حاضر تمام توجهات به سمت مواد و كانیهایی است كه تاكنون مورد توجه نبوده و یا به دلیل مشكلات فرآوری قابل استحصال نبوده‌اند.

با توجه به این مطلب فلز آلومینیوم نیز از این قاعده مستثنی نبوده و نیاز بشر به تولید واستحصال آن در سالهای آتی بسیار مورد توجه می‌باشد. در حال حاضر در صنعت آلومینیم جهان مهمترین منبع برای تأمین آلومینیوم كانی بوكسیت می‌باشد.

هم‌اكنون مهمترین و بهترین گزینه‌ برای تأمین آلومینیوم بعد از بوكسیت، آلونیت می‌باشد. كانیهای دیگری نیز جهت تولید آلومینیوم مورد توجه قرار دارند كه از آن جمله می‌توان به آنورتوزیت – نفلین- رسها و شیل اشاره كرد.

سمیناری كه در حال مطالعه می‌فرمایید بحث در مورد روشهای موجود فرآوری كانی آلونیت در گذشته و حال می‌باشد كه همراه با بحث در مورد رفتارهای اختصاصی كانی آلونیت در شرایط مختلف شیمیایی و حرارتی و مطالعه دقیق خواص این كانی در محیطهای اسیدی و قلیایی می‌باشد.

همچنین كاربردهای مختلف آلونیت به غیر از تولید آلومینا مانند استفاده به عنوان منعقد كننده ( كواگولان) و ( فلوگولانت) در بحث تصفیه آب (‌Water Treatment ) و داروسازی مورد بحث قرار گرفته است.

بحث در مورد مشكلات محیط زیستی و مشكلات موجود فرآوری این كانی نیز از جمله مطالعات انجام گرفته در این سمینار می‌‌باشد. در پایان لازم می‌دانم از استاد راهنمای درس سمینار جناب آقای دكتر محمدمهدی سالاری‌راد و همچنین كمكها و راهنماییهای استاد درس سمینار جناب آقای مهندس یاوری كمال تشكر را بنمایم.

در آخر امید است با تلاش و كوشش شبانه‌روزی متخصّصین و كارشناسان صنعت و معدن وابستگی عظیم درآمد كشور به نفت به مرور زمان كم شده و ما نیز همچون سایر كشورها در حفظ ذخایر و منابع ملّی خود برای آیندگان كوشاتر باشیم.

زمین شناسی و پراكندگی آلونیت در ایران و جهان

پیش درآمد :

آلونیت در جهان از قرن پانزدهم تا اواخر قرن حاضر بعنوان منبعی برای زاج و سولفات آلومینیوم مورد استفاده قرار گرفته است . از زمان شناخت و بكارگیری آلونیت در ایران تاریخ دقیقی در دسترس نیست اما تردیدی نیست كه سابقه طولانی داشته و چه بسا ایرانیان از پیش از قرن پانزدهم آن را مورد استفاده قرار می دهند از اوایل قرن حاضر از بوكسیت و رس هم تا حدودی برای بدست آوردن زاج و سولفات آلومینیوم استفاده می شود . آلونیت در طول اولین جنگ جهانی نقشی استراتژیك و حساس در استرالیا و ایالات متحده امریكا در تهیه كود سولفات پتاسیم ایفا كرده است . ( ( Hall et al, 1983

1 ـ 1 ـ تركیب شیمیایی و برخی خصوصیات كانی شناسی آلونیت

آلونیت خالص از نظر تئوری با فرمول دارای كه 05/13 ، درصد 37/11 درصد ، 92/36 درصد و 66/38 درصد می باشد آنالیز بعضی از بلورها ممكن است مشابه تركیب فوق باشد اما آلونیت طبیعی مقداری سدیم دارد كه جانشین پتاسیم شده است. و در صورتیكه نسبت اتمی سدیم به پتاسیم معادل یك یا بزرگتر از یك باشد كانی را ناترو آلونیت گویند. چنانچه نسبت اتمی سدیم به پتاسیم بزرگتر از 1:3 می باشد ممكن است به آن آلونیت سدیك گویند اگر چه این نام گاهی به غلط مترادف با ناترو آلونیت در نظر گرفته می شود .

آلونیت از نظر بلورشناسی در سیستم هگزا گونال تبلور یافته و در حالت بلوری به صورت فیبری ولی اغلب در طبیعت به صورت متراكم یافت می شود . سختی كانی خالص آن 5/3 تا 4 درمقیاس موس و وزن مخصوص آن بین 6/2 تا 8/2 متغیر است . رنگ این كانی با توجه به ناخالصی های همراه آن نیز متغیر است چنانكه در رنگهای سفید ، خاكستری ، صورتی ، متمایل به زرد و قهوه ای و حتی بنفش مشاهده می شود .




2 ـ1 ـ موارد استفاده و پراكندگی آلونیت در جهان

در برخی كشورها آلونیت جهت تولید آلومین مورد استفاده قرار می گیرد ، چنانكه در آذربایجان شوروی ( سابق ) كارخانه ای با ظرفیت تولید تقریباً 200 تن در روز آلومین برپاست كه از آلونیت ، آلومین استخراج می شود ، از آنجا كه آلومین منبع با ارزشی برای آلومینیوم است ، آلونیت را می توان كانسار آلومینیوم بشمار آورد . كود از محصولات فرعی آلونیت است در ایران آلونیت از قدیم و بطور سنتی در تولید زاج مصرف می شده است كه بكار رنگرزی و تصفیه خانه های آب و نفت می آید .

آلونیت در بسیاری از كشورها وجود دارد البته باید در نظر داشت كه انباشته های بزرگ و غنی از آلونیت كه برای تاسیس كارخانه تولید آلومین یا كود مناسب باشد ، به طور نسبی ، كم است .

در دهه اخیر انباشته های بزرگی از آلونیت در برخی از ایالات باختری آمریكا كشف شده كه مهمترین آن ها در جنوب باختر یوتا است ، ولی انباشته های آریزونا و كلرادو هم شایان توجه اند ، در نوادا و نیومكزیكو و به احتمال در مكزیك هم پتانسیل یا كانسارهایی از آلونیت با عیار بطور نسبی خوب وجود دارد .

به نظر می رسد بزرگترین و بهترین انباشته های آلونیت از نظر گستردگی و عیار در جمهوری های شوروی ( سابق ) است ، كارخانه تولید آلومین در آذربایجان شوروی از توف های آلونیتی شده اواخر ژوراسیك نزدیك ، زایلیك (Zaglik ) چند كیلومتری شمال باختر داش كسن ( Dashkesan ) تغذیه می شود و مقدار آلونیت سنگ ها حدود 40 درصد می باشد در دیگر جمهوری های شوری ( سابق ) بیش از 80 ذخیره دیگر وجود دارد كه این انباشته ها در قزاقستان ، ارمنستان ، ازبكستان ، قرقیزستان ، تاجیكستان ـ پراكنده است .

در قاره آسیا بویژه در چین انباشته خیلی بزرگ از سنگ های واجد آلونیت در ناحیه پین یانگ فانشن ( pinyang Fanshan ) ، در ژاپن ، جنوب كره ، تركیه و دیگر كشورها هم گزارش هایی در مورد آلونیت موجود است ولی اقتصادی بودن برخی از آنها هنوز نامشخص است . همچنین ذخایر یا منابع موجود در اسرائیل ( فلسطین اشغالی ) ، مصر ، مراكش ، تانزانیا ، نیجریه ، نیوزیلند ، و سوماترا و فیلیپین مورد بررسی های دقیق قرار نگرفته است . در كشورهای اروپایی مانند ایتالیا ، اسپانیا ، در جنوب امریكا ، جنوب مكزیك و استرالیا هم انباشته های قابل توجهی از آلونیت موجود است .

3 ـ 1 ـ چگونگی رخداد

آلونیت به صورت عدسی ها و رگچه ها در داخل كانسارهای رگه ای فلزات و نیز در داخل شكاف های سنگ های آذرین قلیائی یافت می شود ولی توده های بسیار بزرگ آن به طور معمول ،‌‌ در داخل توف ها و گدازه ها تشكیل می گردد . در ایران هم از هر دو نوع وجود دارد ولی تنها آن دسته كه در اثر آلتراسیون با هر پدیده دیگر در سنگ های ولكانیكی یا توفی بوجود آمده ، از نظر حجم و وسعت شایان توجه است .

انباشته آلونیت نوع جانشینی شباهت كمی با نمونه های موجود در موزه یا توصیف های موجود در متون و نشریه های كانی شناسی دارد . بطور نمونه آلونیت در سنگهای آتشفشانی دانه ریز یا پورفیرهای دانه درشت تر ساب ولكانیك و یا در سنگ های نفوذی كم ژرفا بر اثر آلتراسیون می تواند بوجود آید. سنگ دگرسان شده اساساً از كواتزهای میكرو كریستالین ، آلونیت و مقادیر جزی هماتیت ، روتیل و آناتاز تشكیل شده است ، رسها و كانیهای سیلیسی غالباً از همراهان آلونیت در سنگ های آلتره شده می باشد . حضور فراون همین همراهان در فرایند تولید آلومین می تواند تولید اشكال نماید .

تشخیص سنگ های آلونیت دار در روی زمین كار ساده ای نیست . سنگ های ولكانیكی دگرسان شده غنی از آلونیت و كائولینیت ، سریسیت و دیگر كانی های دگرسانی خیلی مشابهند ، اما چون وزن مخصوص آلونیت ( 82/2 ) كمی بیش از وزن مخصوص كوارتز و رسها است ، بطور معمول ، حضور مقدار زیاد آلونیت در یك نمونه سنگ ولكانیك قابل تشخیص است .

آلونیت هایی كه بصورت رگه ای هستند معمولاً صورتی رنگند ولی رنگ كلاً معیاری ضعیف در تشخیص سنگ های آلونیتی است . چون آلونیت در رنگهای گوناگون می تواند باشد . ( بطور معمول ، رنگارنگ یا دارای خطوط رنگینی است و یا به آهن آلوده شده است . رنگ زرد پرتقالی معمولاً نشانه حضور جاروسیت ( سولفات آهن آبدار می باشد ) .

انباشته های مختلف آلونیت اندازه های متغیری دارد چنانكه از نودول ها یا عدسی های كوچك در حد سانتی متر و تا توده های بزرگ محتوی چندین میلیون تن سنگ دگرسان شده با 30 تا 40 درصد آلونیت در تغییر است . در رگه های درون زا (hypogene ) آلونیت به طور تقریب خالص می تواند یافت گردد . Hall ( 1978 ، 1980 ) انباشته های آلونیت را در سه گروه می گنجاند :

1 ـ آلونیت رگه ای ؛ 2 ـ آلونیت گرهكی ؛ 3 ـ آلونیت جانشینی ؛

1 ـ 3 ـ 1 ـ آلونیت های رگه ای

آلونیت در رگه ها یا خیلی ریز بلور و یا نهان بلور ( Cryptocrystaline ) است كه در این حالت به رنگ سفید و زرد می باشد . چنانكه آلونیت در رگه در چهره بلورهای درشت كه گاه طول آن ها به 10 تا 20 میلی متر می رسد پدیدار شود ، صورتی رنگ است ( 1983 ، Hall et al ) . اگر چه در رگه های با عیار بالا ، به طور تقریب ، ‌آلونیت جانشینی قابل قبول برای بوكسیت خواهد بود ، اما كل منابع در دسترس و موجود در رگه ها كمتر از آن است كه سازنده اساس ماده ای خام در صنعت باشد .

2 ـ 3 ـ 1 ـ آلونیت های گرهكی در سنگ های رسی رسوبی

آلونیت یا ناتروآلونیت گرهكی و لایه ها ور گه های كم ضخامت نامند آن از نظر جغرافیایی بسیار متداول و گسترده اند ( هال ،‌ 1978 ) و در شیل ها ، شیست های میكادار ، یا لایه های رسی یافت می شوند ، به نظر می رسد این آلونیت ها به طور دیاژنتیكی یا برون زایی ( Supergenic ) و در اثر عملكرد آب های زیرزمینی اسیدی غنی از سولفات ، در رسوبات آرژیلی سرشار از میكا یا ایلیتی بوجود آمده اند اكسیداسیون پیریت پراكنده در سنگ های رویی یا سنگ مجاور آن ، اسید لازم را فراهم می سازد ؛ پتاسیم از ایلیت یا میكا (مسكویت) موجود در رسوب میزبان آلونیت است . خلوص گرهك های آلونیتی ممكن است به خلوص آلونیت های رگه ای نزدیك باشد . ولی این رخدادهای رسوبی ، بیشتر ، محدود به لایه های كم ضخامت و ناممتدی است كه بطور معمول ، با كائولین مخلوط بوده ، و توده های آن قدر بزرگی را تشكیل نمی دهد كه به عنوان منبع آلومینیوم بهره برداری شوند .

3 ـ 3 ـ 1 ـ آلونیت جانشینی در سنگ های ولكانیكی و سنگ های نفوذی كم عمق

این انباشته ها ابعاد بزرگ و ذخیره های قابل ملاحظه دارند و به طریقه روباز می توانند استخراج شوند . این گروه از انباشته ها بخش عمده منابع آلونیت را در امریكا و سایر نقاط جهان تشكیل می دهند ، و به عنوان منبع اساسی هر طرح صنعتی آلومینیوم با بكارگیری آلونیت در نقش یك ماده‌ خام ، بهره برداری می شوند اگر چه این انباشته ها از نظر عیار در چنان گسترش و حجم بالای ذخیره برخوردارند كه می توان به طریقه روباز آن ها را استخراج نمود . در این انباشته ها میزان پتانسیل برای تغذیه یك كارخانه آلومین با مقیاس اقتصادی برای بیست سال یعنی تا زمان مستهلك شدن كارخانه كافی است . (Hall et al, 1983)

4 ـ 1 ـ منطقه بندی انباشته های جانشینی

یكی از مشخصات انباشته های بزرگ آلونیت (آلونیت جانشینی ) حالت منطقه ای
( Zoning ) در آن ها است . زونینگ كانی شناختی مشخصه انباشته های بزرگ آلونیت نوع جانشینی در باختر ایالات متحده امریكا است . منطقه بندی یكسان یا بسیار مشابه نیز در متون زمین شناسی دیگر كشورها هم گزارش شده است .

به طور كلی چهار زون اصلی شناسایی شده است . مغزه یا پوشش سیلیسی ، كوارتز آلونیت ، آرژیلی ، پروپیلتی .

مغزه یا پوشش سیلیسی ( زون 1 ) مركزی و برجسته و مترفع است ، و زون كوارتز آلونیت ( زون 2 ) ، زون آرژیلی ( زون 3 ) و سرانجام زون پروپیلیتی ( زون 4 ) در بیرون و به سمت پائین جانشین آن می شود . ممكن است در سطح زمین این چهار زون در جنب یا پهلوی یكدیگر باشند ، همچنین به طور عمودی ، اگر چه عموماً برای آشكارشدگی ارتباط منطقه ای در ژرفا ، حفاری عمیق ضروری است .

شرحی كه در ادامه خواهد آمد حالتی ایده آل را به نمایش می گذارد و به ندرت در طبیعت رخ می دهد . بیشتر انباشته های طبیعی نامنظم و ناهمگن اند و انكلاوهای یك مجموعه منطقه بندی با دیگری احاطه می شود . دگرسانی ها ممكن است در هم داخل شود چنانكه یك زون یا چندین زون خیلی باریك و كم ضخامت می شود و در هنگام بررسی و مشاهده سطحی و اتفاقی ، آشكار نمی شود فزون بر آن مرزهای منطقه ای باریك و ظریف اند، نقشه برداری واقعی آن ها دشوار است و براساس اندازه گیری های پراش اشعه X پودر آن ها نقشه بطور دلخواه رسم می شود . ویژگی های هر یك از چهار زون نامبرده در ادامه اشاره خواهد شد .

1 ـ 4 ـ 1 ـ زون سیلیسی مغزه ای یا پوششی

در این زون سنگ به شدت سیلیسی شده و ممكن است شبیه چرت یا اپالیت باشد ،‌ و اگر در نزدیكی سطح یا سطح زمین یافت شود ممكن است متخلخل مانند سینتر سیلیسی باشد به طور معمول ، گوگرد طبیعی در خلل و فرج ها یا حفره ها پدیدار است . به طور تیپیك ، كواتز فاز سیلیسی غالب است . ولی كریستوبالیت هم نامتداول نیست ، و سیلیس بی شكل و تریدیمیت در شماری از مناطق تشخیص داده شده است . زون سیلیسی را نشانگر مجرا یا منفذ اصلی برای ، مرحله نهایی دگرسانی می دانند ، كه در اثر سیالات گرمابی ( hydrothermal fluids ) بشدت اسیدی و گازهایی كه منشاء آتشفشانی دارند ، قلیاها ، عناصر قلیایی ، آلومینا ، و دیگر عناصر از سنگ های ولكانیك شسته و پس مانده سیلیسی از آنها بر جای می ماند ، مقداری از سیلیس هم از زون زیرین دگرسانی آلونیتی به آن اضافه می شود و ممكن است سیلیس سنگ 90 درصد یا بیشتر باشد .

مراحل تهیه

آلونیت را 20 مش ( MESH ) ریز می كنند .

در كوره تا 600 درجه و گاهی نیز بیشتر از 700 درجه حرارت داده می شود تا آب موجود خارج شود . حرارت را نباید در حدی باشد كه سولفات های آلونیت تجزیه شود و گازهای سولفوره از آن خارج شوند .

چون از این گازها باید در مراحل بعدی استفاده كرد .

سپس آلونیت كلسینه شده را تحت تأثیر محلول اسید سولفوریك و سولفات پتاسیم قرار می دهند تا حل شود محتوی آلومینیوم و پتاسیم موجود در كانه به سولفات مضاعف آلومینیوم و پتاسیم تبدیل می شود . مزیت این انحلال در انحلال هر گونه آهن در مرحله اول می باشد دیگر ناخالصی های نیز در مقابل اسید مقاومت كرده و نامحلول می ماند .

عمل بعدی كریستالیزه كردن سولفات مضاعف آلومینیوم و پتاسیم به صورت زاج و جدا كرده آن از محلول مادر ( Mother Liqour ) است .

در عمل كریستالیزه كردن با كمك محلولهای حاصل از شستشوی مواد باقیمانده از تیكنرها می تواند كریستالی كردن را تقویت نماید . برای جلوگیری از افزایش آهن در زاج محلول را قبل از كریستالیزه كردن تحت تأثیز گاز قرار می دهند . و بدین ترتیب آهن فریك III در محلول به آهن II تبدیل شده و پس از كریستالزه كردن املاح فرو ( Fero ) در محلول باقی می ماند .

بلورهای زاج را كه بدین ترتیب بدست آمد ، تكلیس شده تا به آلومینا گازهای و و سولفات پتاسیم تجزیه شود . گازها را برای تهیه اسید سولفوریك مورد استفاده قرار می دهند و با شستشوی مخلوط سولفات پتاسیم آلومینا سولفات را به صورت محلول از اكسید آلومینیوم جدا می كنند . این روش مراحل زیادی دارد و در مقیاس صنعتی در آمریكا برای تولید آلومینا بدون استفاده از بوكسیت اقتصادی است . برای این روش احتیاج زیادی به فراهم آوردن سوخت جهت كلسینه كردن و‌ آب برای شستشو می باشد .

ـ‌ روش ‌Mc Cullough ( تأثیر محلولهای اسیدی) :

در این روش نیز از آلونیتهای یوتا استفاده شده لیكن برخلاف روشهای دیگر هدف این است كه در مرحله اول اكسید AL با عیار بالا را بازبینی كرده و سپس در مرحله دوم پتاسیم را از سولفات پتاسیم استخراج كرد . در ابتدا آلونیت را خرد كرد و كلسینه می كنند سپس در مخزن واكنشی با اسید سولفوریك حل می كنند . محلول را فیلتر كرده و سیلیس (si ) غیر قابل حل را خارج می كنند .

4 ـ محلول فرآوری شده را با هیدروكسید پتاسیم كه از مرحله دیگر فرآیند آورده می شود مخلوط كرده و مجدداً فیلتر می كنیم در اولین فیلتراسیون هیدروكسید آهن نامحلول خارج شده و محلول فرآوری شده را این بار تحت تاثیر اسید سولفوریك قرار می دهیم و سپس برای سومین بار محلول را فیلتر كرد . و محلول پتاسیم سولفات را به الكترولیز فرستاده و باقیمانده هیدروكسید آلومینیوم است كه شسته شده و كلسینه می گردد تا را برای سلول های احیا آماده كند .

ـ روش آلومت ( Alumet ) :

شركت Earth science از اواسط دهه 1960 بررسیهایی را برای تولید آلومینا از مواد آلومنیوم دار غیر بوكسیتی شروع كرد .

شركتی بنام آلومت در گلدن كلرادو برای ادامه بررسیهای و تبدیل آلونیت به آلومینا تشكیل شد . این كارخانه در ابتدا در سال 1974 یك كارخانه پایلوت به ظرفیت نیم تن آلونیت در ساعت در شهر گلدن كلرادو ـ كار انداخت و تا پایان سال 1976 روشهای زیر را در مقیاس آزمایشگاهی و پایلوت ارائه كرده است .

روش(1974) D. Stevenes

در این روش ابتدا آلونیت خرد و حرارت داده می شود و سپس آنرا در یك محیط احیاءكننده حرارت می دهند تا مقداری از گوگرد موجود در كانی مربوط به سولفات آلومینیوم به صورت SO2 خارج شود پس از عمل احیا سنگ را در یك كوره دیگر و در محیط اكسید كننده حرارت می دهند تا احیاناً اگر در مدت احیا مقداری گوگرد تولید شده آنرا اكسید كرده ، بصورت SO2 خارج كنند برای اكسید كردن می توان از هوا و یا اكسیژن استفاده كرد . عمل فوق یعنی گرفتن آب مولكولی احیاء اكسید كردن در درجه حرارت بین 850 ـ 400 انجام می گیرد . SO2 حاصل از عملیات فوق را برای تولید SO2 مایع و یا اسید سولفوریك بكار می گیرند محصول خارج شده از كوره سوم ( كوره اكسید كردن ) را با آب می شویند و سپس مایع را از مواد جامد جدا می كنند .

محلول جدا شده شامل سولفات پتاسیم است كه به كریستالیزاتور فرستاده می شود . به مواد جامد كه مخلوطی از اكسید آلومینیوم و مواد باطله است مخلوطی از هیدروكسیدهای قلیایی كه غلظت سود در آن بصورت كربنات سدیم gr/lit 300 اثر می دهند . انحلال در فشار معمولی و در درجه حرارت 80 تا 110 درجه صورت می گیرد و انحلال بین 65 دقیقه تا 2 ساعت طول می كشد سپس مایع را كه شامل آلومینات قلیایی است از مواد جامد و یا باطله جدا می كنند . در محلول آلومینات بدست آمده . مقداری سیلیس بصورت محلول وجود دارد كه با حرارت یا به كمك بلورهای آلوموسیلیكات سدیم آنرا سیلیس زدایی می كنند . عمل سیلیس زدایی هر گاه در فشار معمولی و درجه حرارت 90 انجام شود یك ساعت بطور می انجامد .

و هر گاه با فشار بالاتر در درجه حرارت 200 انجام شود . 15 دقیقه طول می كشد محلول آلومینات عاری از سیلیس را خنك كرده و به آن مقداری بلور هیدرات آلومینیوم می افزاید تا آلومینیوم موجود در آن بصورت هیدروكسید آلومینیوم ته نشین شود با جدا كردن هیدرات فوق و تكلیس آن اكسید آلومینیوم حاصل می شود .

روش دومی هم Stevense در 1974 ارائه كرد كه مشابه روش قبلی بود . ولی در آنجا در ابتدا به محصول كوره یك باز ضعیف مانند هیدرات آلومینیوم( PH 12 تا 8 ) و غلظت 5/12 تا 32 گرم آمونیاك آزاد در هر لیتر محلول در درجه حرارت 100 اثر می دهند و نتیجه این عمل تشكیل سولفات آمونیوم و پتاسیم محلول و تبدیل آلومینیوم به هیدرات غیر محلول است .

روش C.j. Hartman

این طریقه در سال 1970 بوسیله شركت آلومت ارائه شد .

در این روش نیز پس از خرد كردن و حرات دادن آلونیت دنباله عمل به دو طریق انجام می گیرد .

1 ـ احیا آلونیت با استفاده از احیا كننده ای شناخته شده مثل CO ، هیدروژن و یا مخلوطی از این دو و سپس اكسید كردن آن به منظور خارج كردن گوگرد باقیمانده و بعد از آن عمل حل كردن با آب و یا یك باز قلیایی مانند پتاس و تبدیل سولفات آلومینیوم به سولفات قلیایی .

2 ـ آلونیت حرارت داده شده را مستقیماً تحت تأثیر یكباز قلیایی مثل هیدروكسید آمونیوم و یا پتاس قرار می دهند تا سولفات آلومینوم به سولفات قلیایی تبدیل شود پس از حل كردن مایع را كه شامل سولفات پتاسیم است از مواد جدا می كنند ( مرحله اول ) مواد جامد را در سود حل می كنند و سپس مایع را كه شامل آلومینات سدیم است از مواد جامد ( باطله ) جدا می سازند ( مرحله 2 ) محلول آلومینات سدیم را كه دارای مقداری سیلیس بصورت محلول است را سیلیس زدایی می كنند و این كار در مراحل قبلی توضیح داده شده است . از این محلول در واحد مبدل یونی برای تهیه پتاس از سولفات پتاسیم بدست آمده در عمل حل كردن آلونیت حرارت داده شده استفاده می شود محلول آلومینات سدیم تصفیه شده را خنك می كنند و مقداری بلور ALOH3 به آن می افزایند تا هیدرات آلومینیوم را ته نشین نماید . هیدرات را از محلول جدا می كنند و با كلسینه كردن آن اكسید آلومینیوم بدست می آورند . محلول جدا شده از هیدرات آلومینیوم را كه شامل سودسوزآور است به 2 جریان تقسیم می كنند . قسمت اصلی پس از تغلیظ برای انحلال آلونیت فرستاده می شود و بقیه را برای تهیه پتاس مورد نیاز در قسمت حل كننده به واحد مبدل یونی می فرستند مایع جدا شده در مرحله اول جدا كردن را كه شامل سولفات پتاسیم است به كریستالیزه می فرستند تا سولفات پتاسیم را كریستالی كرد . و از محلول جدا كنند .

این محلول به 2 جریان تقسیم می شود قسمتی به واحد حل كننده و قسمتی را برای تهیه پتاس مورد نیاز واحد حل كننده به واحد مبدل یونی فرستاده می شود . واحد مبدل از ستونی از آلوموسیلیكات سدیم تشكیل شده است . با عبور جریان شامل كه از كریستالیزاتور گرفته می شود یونهای سدیم آلوموسیلكات جانشین یونهای پتاسیم به سولفات پتاسیم شده و بدین ترتیب آلوموسیلكات پتاسیم سولفات سدیم بدست می آید .

سولفات سدیم را خارج كرده و از داخل ستون آلوموسیلكات پتاسیم جریانی شامل سود سوزآور كه از قسمت رسوب كننده هیدرات آلومینیوم بدست می آید عبور می كند و با تعویض یونی سدیم سود پتاسیم آلوموسیلیكات انجام می گیرد و آلوموسیلیكات سدیم و محلول پتاس بدست می آید . محلول پتاس بدست آمده را به واحد حل كننده می فرستند تا مورد استفاده قرار گیرد .

مطالعات اقتصادی نشان می دهد كه هر گاه برای فرآوردهای جنبی بازار فروش وجود داشته باشد بهای تولید هر تن آلومینهای بدست آمده از آلونیت كمتر از بهای هر تن آلومینای بدست آمده از بوكسیت است .

مطالب این فصل از منابع شماره‌ 2 و 3 استفاده شده است.


رفتار گرمایی آلونیت با تركیبات همراه

در حال حاضر در اكثر كشورهای جهان و در آزمایشگاههای فرآوری مواد بحث رفتار ترمودینامیكی كانیها بسیار مورد توجه است . امكان و قابلیت فرآوری هر ماده و تركیبی بدون توجه به خواص فیزیكی و شیمیایی آن امكان پذیر نیست .

بنابراین خواص گرمایی كانیها نیز از این امر مستثنی نیست و تحقیق و پژوهش در این زمینه كمك شایانی به ابداع و كشف راهكارهای جدید در مورد استحصال عناصر از كانیها می كند .

گفتاری كه در ذیل می آید بررسی رفتار گرمایی كانی آلونیت در دماهای مختلف می باشد كه همراه با كانیها و تركیبات همراه بررسی شده است . همانطور كه می دانیم آلونیت دارای تركیبی به فرمول می باشد كه جزئیات تركیب آن قبلاً اشاره شده است .

با توجه به فرمول آلونیت این نكته قابل توجه خواهد بود كه موجود در آلونیت به همراه عملیات حرارتی كه در اكثر فرآیندهای شیمیایی و فرآوری آلونیت مورد استفاده قرار می گیرد تبدیل به گشته و خطرات و مشكلات فراوانی را برای محیط زیست و طبیعت ایجاد كرد . و باعث خورده شدن كوره و از بین رفتن تاسیسات فرآوری و حرارتی می شود .

بدیهی است مطالعه نحوه رفتار گرمایی آلونیت با تركیبات همراهی مانند می تواند در حل مشكلات حرارت دهی و تكلیس آلونیت كمك شایانی به ما دهد .

همانطور كه در روشهای فرآوری آلونیت مشاهده خواهیم كرد محصول حرارت دهی آلونیت با تركیبات باعث تشكیل بعنوان محصولات اصلی در دماهای 700 تا 800 درجه سانتیگراد می گردد و تركیبات گوگرد دار نیز به عنوان محصولات فرعی تولید می شوند كه این محصولات باعث مصرف گشته و مانع از آن می گردند كه موجود در آلونیت از سنگ كانی آزاد شود .

رفتار گرمایی تركیبات سنگ كانی آلونیت همراه با

خلاصه

رفتار گرمایی تركیبات آلونیت . آلونیت و آلونیت مطالعه گردیده است تجزیه تحلیل DTA به همراه XRD امكان ارزیابی و اكنش های اصلی این تركیبات را فراهم می كند كه در زمان قرار گرفتن تركیبات در حرارت زیاد تا حدود 1000 به وقوع می پیوندد .

فرآورده های اصلی این حرارت دادن زیاد عبارتند از و دیگر تركیبات گوگرددار و آلومینات هایی هستند كه به دست آمده از آلونیت را حفظ می كنند . این محصولات در درجه حرارت بین 700 و 800 درجه سانتیگراد شكل می گیرند . هدف از این كار ارزیابی كردن امكان استفاده از فرآیند گرمایی در مورد برخی رسوبات خاك چینی بود كه استخراج آن در حال حاضر غیر ممكن است ، به این دلیل كه آلوده به آلونیت هستند .این نوع مواد كانی در زمان تلاش برای استفاده از این خاك های چینی سبب بروز مشكلات زیادی می شوند ، زیرا مشتقات را از بین می برند و سبب خورده شدن كوره می شوند و برای محیط زیست مضر هستند .

را كه با قرار دادن تركیبات معرفی شده در معرض حرارت زیاد تولید می شوند ، می توان به ترتیب با آب و HCL رقیق لیچ كرد به طوریكه تركیب قبلی می تواند بعنوان كود مورد مصرف قرار بگیرد . ته مانده ‌حاصل از لیچینگ كردن این مواد را با محتوای گوگرد كاهش یافته اش می توان در صنعت سرامیك سازی و ساختمان سازی به كار گرفت .


ـ نتایج تجربی و بحث درباره آنها :

ـ 3 : دمای بهینه شده كلسینه شدن :

نمونه های آلونیت در دمای 600 تا 900 درجه سانتیگراد به مدت 45 ـ‌15 دقیقه كلسینه شدند ، همانطور یك در جدول 5 ـ 3 نشان داده شده است در آزمایشهای شیشه دهانه گشاد با محصولات كلسینه شده ، از آب مصنوعی با یك ناخالصی FTU 20 و با یك قلیایی 100 میلی گرم بر لیتر استفاده گردید . نتایج آزمایش در جداول 5 ـ 3 نشان داده شده است . نتایج به دست آمده در تصویر 1 تا 5 نشان داده شده اند . با بررسی جداول بالا می توان دید كه افزایش زمان كلیسنه شدن اثر خیلی كمی بر منعقد شدن دارد . به همین دلیل پذیرفته شده است كه زمان مفید كلسینه شدن 15 دقیقه است به عبارت دیگر دمای بهینه 850 شناخته شد .

جدول 3 ـ اثر دمای كلیسنه شدن آلونیت روی آزمایشهای شیشه دهانه گشاد (زمان كلسینه شدن 15 دقیقه است) ناخالصی FTU

جدول 2 ـ تركیب سولفات آلومینیوم استفاده شده در آزمایشها بر مبنای وزن

2 - 3 قابلیت حل شدن آلونیت كلسینه شده در آزمایشهای شیشه‌ دهانه گشاد : اینطور ثابت شده است كه قابلیت حل در آب آلونیت Saphane كلسینه شده در750 در حد ماكزیمم است . ولی در این بررسی نتیجه بهینه در آزمایشهای شیشه‌ دهانه گشاد با آلونیت كلسینه شده در 850 به دست آمده است . قابلیت حل شدن آلونیت كلسینه شده در آب ، تحت شرایط منعقد شوندگی به این منظور مورد بررسی قرار گرفت كه تفاوت ها حذف گردد . یك نمونه‌1 گرمی از آلونیت كلسینه شده در دمای نشان داده شده در بالا گرفته شد كه در آب تقطیر شده تحت 15 دقیقه شرایط آزمایش و شسته شده در محلول مورد بررسی قرار گرفت . نتایج به دست آمده از آزمایشها در جدول 6 و تصویر 6 نشان داده شده است . همانطور كه در تصویر 6 نشان داده شده است آلونیت كلسینه شده در دمای 850 ماكزیمم مقدار سولفات آلومینیوم را می دهد . و این نتیجه به دست آمده از آزمایش شیشه دهانه گشاد را كه در تصویر 4 نشان داده شده است . تایید می كند .

ـ 3 : آلونیت كلسینه شده بعنوان یك كمك منعقد كننده

در این بررسی استفاده از آلونیت كلسینه شده بعنوان یك كمك منعقد كننده مورد بررسی قرار گرفته است . بعد از افزودن سولفات آلومینیوم به آب مصنوعی كه ناخالصی FTU33 دارند ، خاك رس برای ناخالصی و 140 میلی گرم قلیایی ، آلونیت كلسینه شده در دمای 850 به مدت 15 دقیقه بعنوان پودر به آن افزوده شد .

جدول 5 : اثر دمای كلسینه شدن آلونیت روی آزمایشهای شیشه دهانه گشاد (زمان كلسینه شده 45 دقیقه است.)

جدول 4 ـ اثر دمای كلسینه شدن آلونیت در آزمایشهای شیشه دهانه گشاد (زمان كلسینه شدن 30 دقیقه است.)

تصویر 2 ـ اثرات دوز آلونیت و زمانهای كلسینه شدن روی ناخالصی ( دمای كلسینه شدن 700 ).

تصویر 1 ـ اثرات دوز آلونیت و زمانهای كلسینه شدن روی ناخالصی ( دمای كلسینه شدن 600 ).

تصویر 4 ـ دوز آلونیت و زمان كلسینه شدن روی ناخالصی (دمای كلسینه شدن 850).

مقادیر آلونیت در سه مقدار ثابت و مختلف نگه داشته شد یعنی 100 ، 200 و 300 میلیگرم بر لیتر مقدار آلونیت محدود به 300 میلی گرم بر لیتر بود به این دلیل كه حجم رسوب را افزایش می دهد . ویژگی های انعقاد و انعقاد پذیری آلونیت كلسینه شده نیز در همان آب مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت و از این رو دوز بهینه‌ آلونیت شناخته شده .

زمان تركیب 15 و 30 دقیقه در این بررسی انتخاب شده به این طریق اثر هر مقدار روی دوز بهینه مشاهده شد مقادیر به دست آمده در جدول 7 و در نمودارها برای 30 دقیقه به همراه منحنی های دیگر در تصویر 7 نشان داده شده است .

تصویر 5 ـ اثر دوز آلونیت و زمانهای كلسینه شدن روی ناخالصی (دمای كلسینه شدن 900 )

همانطور كه در جدول 7 مشاهده می شود ، زمان تركیب توسط دوز بهینه‌آلونیت تحت تأثیر قرار می گیرد . اگر ناخالصی برای دوز بهینه شده FTU 0/2 در نظر گرفته شود ، دوزهای بهینه آلونیت برای دوره های 15 دقیقه ‌تركیب به ترتیب 5000 و 3000 میلیگرم بر لیتر آلونیت كلسینه شده تشخیص داده شده است .

شرایط بهینه برای لیچینگ سنگ كانی كلسینه آلونیت در NaoH قوی

روش پیشنهادی مؤلف برای فرآوری آلونیت در ایران

خلاصه ـ انحلال كانی آلونیت كلسینه شده در محلول Naoh در دماهای بین 295 تا 383 كلوین مورد بررسی قرار گرفته است . اثرات زمان و دمای كلسیناسیون ، زمان واكنش و دما ، اندازه ذره و نسبت جامد به مایع تحت بررسی قرار گرفت . نتایج تجربی نشان داد كه تحت شرایط بهینه شده شستشو ، استخراج آلومینیوم می تواند به بیش از 93 درصد برسد . ثابت سرعت نشان می دهد كه این فرآیند شسته شدن با استفاده از یك انتشار به دست آمده است كه از میان قشر محصول جامد با الگوی هسته ای كوچك شده و كنترل شده صورت گرفته است و نتایج خوبی به دست آمده است . انرژی فعال سازی فعلی برای حلالیت معادل 29/18 كیلو ژول كنترل شده صورت گرفته است و نتایج خوبی به دست آمده است . انرژی فعال سازی فعلی برای حلالیت معادل 29/18 كیلو ژول مول به توان منفی 1 است .

نامگذاری

C : غلظت اشباع هیدروكسید سدیم [KmoIm-3]

Kobs : ثابت سرعت واكنش مشاهده شده

Ro : شعاع اولیه ذره جامد[m]

T : زمان و اكنش [s]

X : ذره‌ آلومینیوم استخراج شده

D: ضریب انتشار از میان لایه

R : ضریب برگشت

T : دما [K]

V: حجم مولی جامد

B : ضریب موازنه جرم در واكنشهای شیمیایی

مقدمه :

آلونیت یكی از سنگهای معدنی از گروه ژاروزیت می باشد . این ماده بر مبنای پتاسیم ـ زاج است و در بلورهای لوز وجهی قرار می گیرد . سنگهای معدنی گروه آلونیت ـ ژاروزیت فرمول كلی دارد و آلونیت خالص فرمول دارد . آلونیت در آب ، اسیدهاو بازها حل نمی شود مگر آنكه كلسینه شده باشند . آلونیت درواكنش تجزیه گرمایی ومحصولاتی چون ، و می دهد زمانیكه دردمای k 1023 ـ 973 كلسینه شود . مشخص شده كه در سنگهای دگرگون شده و در منطقه اكسید شدگی شكل می گیرند . آلونیت زمانی می تواند شكل بگیرد كه سنگهای آتشفشانی در حضور كانیهای از نظر گرمایی تغییر یابند . به این دلیل است كه 50-10 درصد در سنگ كانی آلونیت موجود معدنی پیشنهاد شده شامل شستشوی كانی كلسینه توسط مواد سوزآور است برای اینكه پتاسیم و آلومینیوم در محلول قلیایی مواد حل نشده دیگر بار و كردن از صافی و یا وسایل استخراج دیگر جداسازی می شوند . در هر یك از این فرآیندها محتوای پتاسیم در كانی آلونیت در شستشوی اولیه استخراج می شود . در چنین روشهایی مواد ته نشین شده حاصل از شستشو كه محتوی آلومین است در یك چرخه بصورتی از نوع بایر برای بازیافت عیار بالای آلومین افزوده می شود یعنی داخل محلول NaoH یا تركیبی از NaoH و KoH لیچینگ شود. اینطور شناخته شده است كه مقادیر عمده ای از سیلیس در كانی وجود دارد و ته نشین شدن سیلیكاتهای آلومینیومی قلیایی غیر قابل حل می تواند در آن رخ بدهد. ] 7 [

NaoH می تواند 44/93 درصد و 17/91 درصد را از آلونیت كلسینه شده درk873 شستشو دهد و KOH نیز می تواند دراین دما 4/83 درصد و 29/91 درصد را شستشو دهد. ] 8 [ هدف از این تحقیق بررسی اصولی اهمیت پارامترهای جنبشی در شستشوی آلونیت با محلول های Naoh در فشار محیط می باشد . جنبشی بودن واكنش لیچینگ تحت شرایط ثابت دما و زمان كلسینه شدن غلظت Naoh ، اندازه‌ ذره و نسبت جامد به مایع مورد بررسی قرار گرفت. سنگ كانی آلونیت كلسینه شده در دما و زمانهای مختلف واكنش شستشو داده شد .

روش تجربی :

سنگ كانی آلونیت در این آزمایشها آسیاب شده و از سرند رد شده تا اندازه ذرات
90 ـ ،‌ 125 ـ 90 ، 180 ـ 125 ، 250 ـ 185 ، 365 ـ 250 ، 500 ـ 365 و 710 ـ 50 با استفاده از سرندهای استاندارد Astm به دست بیاید . نتایج تجزیه سنگ كانی آلونیت قبل از كلسینه شدن در تصویر 1 آمده است . در این بررسی ، به اندازه ذره قبل از كلسینه شدن پرداخته شده است . تمامی مواد شیمیایی استفاده شده در آزمایش شستشو و در تجزیه از شركت Merck chemical co به دست آمده بود .

اجزای در سنگ كانی آلونیت به روش ثقل سنجی تجزیه گردیده است . ،Cao و mgo توسط EDTA جهت سنجش تركیبات تجزیه شدند و K2o به وسیله Flame photometry تجزیه و بررسی گردید . تركیب شیمیایی سنگ كانی آلونیت قبل از كلسینه شدن در جدول 1 آمده است . ولی به خاطر آبگیری سنگ كانی ، تركیبش تغییر می یابد . تركیب كلسینه شده در جدول 2 آمده است . محاسبات بر اساس تركیب جدول 2 است . كلسینه شدن در هوای یك كوره‌ موفل ( بی شعله ) انجام شد . سرعت گرم شدن min /k 10 بود . تمامی آزمایشات به طـور جداگانه انجام شدند .

آزمایشات لیچینگ در یك رآكتور ضد زنگ در دمای ثابت با خطای k5±و یك همزن بخاری – مغناطیسی و یك مبرد برگشتی انجام گرفت . در هر مرحله مقادیر متعددی از نمونه به اضافه 200 سی سی از محلول NaoH 9 مولار در دمای مورد نیاز در رآكتور قرار داده می شد . سرعت همزن rpm 900 (دور در دقیقه) بود . در پایان هر دو رآكتور در آب سرد فرو برده شد و بعد از سرد شدن ، محتویات رآكتور از صافی عبورداده شد . مقدار آلومینیوم حل شده با تركیب سنجی بوسیله EDTA بررسی می شود

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید


عنوان : بررسی روشهای فرآوری كانی آنولیت ، فلز آلومینیوم
قیمت : 12,700 تومان

درگاه 1
درگاه 2

آخرین مطالب وبلاگ

نظرات مشتریان

سلام و خسنه نباشید اول بگم که سایت خوب و جامع و با امکانات خیلی خوبی دارید.. مهمتر اینکه کاربر رو بعد از خریدش رها نمیکنید و واقعا پاسخگو هستید. موفق باشید ممنون. امیر

Copyright © 2014 icbc.ir