پایان نامه امکانسنجی فرآوری کانه سخت منگنز

پایان نامه امکان سنجی فرآوری کانه سخت منگنز جیرفت – کارشناسی ارشد مهندسی معدن

هدف معادن از فرآوری کانه منگنز ، استخراج کانه و سپس تولید محصولات با مشخصاتی ست که در صنایع مصرف کننده مطابقت دارند.

فلز منگنز، به علت داشتن خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاص، و همچنین به صرفه بودن اقتصادی، یکی از پرکاربردترین فلزات در صنایع متالورژی و آلیازهای غیرآهنی می باشد. البته به دلیل پایین بودن عیار منگنز، و از طرفی نیاز به محصول با عیارهای بسیار بالا، در اغلب صنایع مصرف کننده ی منگنز در ایران ، از روشهای مختلفی جهت پرعیارسازی برای تغلیظ سنگ استخراج شده ، ضروری می باشد.

اما با توجه به بالا بودن هزینه های معدنکاری و مقرون به صرفه نبودن معدنکاری در معادن فلزی با عیار پایین ، و کاهش ذخایر معدنی پرعیار فلزی ، بکارگیری روش هایی که بتوانند فلزات ارزشمند و مفید را از منابعی با عیار کم و یا کانسنگ های سخت (که پرعیارسازی در آنها بسیار پیچیده است)، تغلیظ کند ، بسیار لازم و مفید شده است. در هر صورت، استحصال فلز عیار پایین منگنز ،دارای توجیه اقتصادی می‏باشد.

[alert type=”info”]در این پژوهش طرح امکانسنجی پرعیارسازی کانسنگ منگنز معدن محمدآباد جیرفت – بصورت مطالعه موردی، مورد بررسی قرار گرفته است.[/alert]

بر اساس آنالیزهای شیمیایی، عیار منگنز در نمونه ۲۱درصد، اکسید آهن­۶۶/۱۹ درصدو اکسید سیلیس ۰۷/۳۲درصد بدست آمده است.

مطالعات کانی ­شناسی نمونه نشان از حضور بلورهای ریز کانی­های منگنزدار و هم­چنین درگیری با کانی­های گانگ نمونه دارد، در نتایج آزمایش پراش پرتو ایکس کانی­های منگنز به دلیل آمورف بودن و پایین بودن کریستالینیتی بلورها تشخیص داده نشد. آزمایش‏های ثقلی ابتدا با استفاده از جداکننده جیگ بر روی محدوده‏ی دانه بندی۱۰۰۰+۳۰۰۰- میکرون انجام شد. عیار منگنز در کنسانتره جیگ به ۶۱/۲۳ درصد منگنز  رسید. دربازه‏­های ۱۰۰۰- ۳۰۰+ ، ۳۰۰- و ۱۰۰- میکرون با استفاده از میزلرزان آزمایش­­های پرعیارسازی انجام شد، بهترین نتیجه ­ی کنسانتره منگنز در این مرحله، عیار ۱۴/۳۱ درصد و بازیابی ۴۳/۳۰ درصد به دست آمد.

فهرست پایان نامه امکان سنجی فرآوری کانه سخت منگنز

مقدمه

• فصل اول – آشنایی با کانی

خواص
کانی شناسی
ژئوشیمی
زمین شناسی اقتصادی
تقسیم بندی کانسارهای منگنز (پارک و مک دیارمید )
تقسیم بندی کانسارهای منگنز (گیلبرت و پارک )
اکتشاف و ارزیابی ذخایر منگنز
روش های عمده استخراج منگنز
کاربردهای منگنز
توزیع منگنز در دنیا
تولید منگنز در ایران
تولید منگنز در دنیا و توسعه های اخیر

• فصل دوم – روش های فرآوری منگنز

مقدمه
سنگ جوری
پرعیارسازی به روش ثقلی
پرعیارسازی به روش مغناطیسی
پرعیارسازی به روش فلوتاسیون
روش تشویه
پرعیارسازی به روش لیچینگ
لیچینگ کاهشی با محلول یون آهن
لیچینگ کاهشی توسط سولفور دی¬اکسید یا محلول¬های سولفیت
لیچینگ کاهشی با استفاده از کاهنده¬های ارگانیک
لیچینگ الکتروکاهشی
لیچینگ همزمان منگنز (IV) و کانی¬های سولفیدی
لیچینگ با هیدروژن پراکسید
لیچینگ در محلول اسید هیدروکلریک
لیچینگ با نیتروژن دی¬اکسید و محلول نیتریک اسید
استحصال منگنز از محلول های لیچینگ
بازیابی منگنز به روش استخراج حلالی
بازیابی منگنز به روش رسوب شیمیایی
بازیابی منگنز به روش تبادل یونی
مطالعه انجام شده برای بازیابی منگنز
ترسیب منگنز و آهن
تولید منگنز الکترولیتی
تولید منگنزدی اکسید الکترولیتی
تولید منگنز دی اکسید شیمیایی

• فصل سوم – معرفی مواد،روش ها و تجهیزات

مقدمه
تهیه نمونه
شناسایی نمونه
تجزیه شیمیایی نمونه
مطالعات پراش پرتو ایکس(XRD)
مطالعات میکروسکوپی
تجزیه سرندی و تعیین دانه بندی و عیار کانسنگ منگنز
مطالعات درجه آزادی
پرعیارسازی منگنز
آزمایش پرعیارسازی با جیگ
آزمایش های پرعیارسازی با میزلرزان
آزمایش های پرعیارسازی به روش مغناطیسی
انجام آزمایش های پرعیارسازی به روش فلوتاسیون
روش آزمایش های پرعیارسازی به روش لیچینگ
تئوری سینتیک لیچینگ
الف نفوذ از لایه مایع
بنفوذ از میان خاکستر
ج واکنش شیمیایی
روش انجام آزمایش های سینتیک
نرم افزار طراحی آزمایش
روش انجام آزمایش¬ها

• فصل چهارم – بحث و نتایج

مقدمه
آزمایش های جیگ
نتایج آزمایش های میزلرزان
نتایج آزمایش های پرعیار سازی به روش مغناطیسی
نتایج آزمایش های پرعیار سازی به روش فلوتاسیون
نتایج آزمایش های پرعیار سازی به روش لیچینگ
الف) تعیین ماده کاهنده
ب) تعیین عامل کنترل لیچینگ
طراحی آزمایش
آنالیز واریانس مدلها
بررسی اثر پارامترهای عملیاتی
بررسی اثر پارامترهای عملیاتی بر بازیابی منگنز
بررسی اثر پارامترهای عملیاتی بر بازیابی آهن
بررسی اثر پارامترهای عملیاتی بر بازیابی سیلیس
بهینه سازی

• فصل پنجم – نتایح و پیشنهادات

مقدمه

نتایج و پیشنهادات
مراجع

• فهرست شکل ها

عنوان صفحه
شکل دیاگرام پوربه منگنز
شکل طرح شماتیک یک گرهک همبرگری شکل
شکل نحوه¬ی توزیع ذخایر منگنز در دنیا
شکل فلوشیت فرآیند بازیابی منگنز با استفاده از محلول لیچ
شکل اثر مقدارSO بر بازیابی فلزات در کانه با عیار متوسط
شکل اثر مقدارSO بر بازیابی فلزات در کانه پر عیار
شکل اثر مقدارSO بر بازیابی فلزات در کانه کم عیار
شکل اندرکنش متغیرها بر بازیابی منگنز
شکل تاثیر غلظت¬های مختلف اسیدنیتریک
شکل تاثیر غلظت¬های مختلف اسیداکسالیک
شکل تاثیر مقدار کاهنده بر نرخ لیچینگ منگنز
شکل اثر غلظت ملاس نیشکر بر بازیابی
شکل اثر غلظت اسیدسولفوریک بر بازیابی منگنز
شکل اثر نسبت وزنی کانسنگ به کاهنده بر بازیابی منگنز
شکل بازیابی منگنز بر حسب زمان در دماهای مختلف
شکل اثر غلظت اسیدسولفوریک بر بازیابی منگنز
شکل اثر غلظت هیدروژن¬پراکسید بر بازیابی منگنز
شکل اثر غلظت کاهنده¬های متفاوت بر بازیابی منگنز
شکل اثر غلظت اسیدسولفوریک بر بازیابی منگنز
شکل اثر غلظت اسیدهیدروکلریک بر بازیابی منگنز
شکل اثر غلظت هیدروژن¬پراکسید بر بازیابی منگنز
شکل بلوک دیاگرام تولید هیدرومتالورژیکی از محصولات فعال و غیرفعال
شکل تاثیر غلظت اسیدنیتریک بر بازیابی عناصر موجود در کانسنگ
شکل تاثیر غلظت ملاس بر بازیابی عناصر موجود در کانسنگ
شکل تاثیر دما بر بازیابی عناصر موجود در کانسنگ
شکل فلوشیت بازیابی منگنز و حذف آهن از محلول لیچ
شکل دیاگرام EhpH برای سیستم منگنزآهنگوگرد
شکل طیف EDX مربوط به کانی منگنزدار
شکل طیف EDX مربوط به کانی حاوی منگنزسیلیسکلسیم
شکل منحنی توزیع دانه¬بندی نمونه کانسنگ منگنز
شکل منحنی مربوط به توزیع تجمعی منگنز، آهن و سیلیس
شکل منحنی مربوط به عیار منگنز، آهن و سیلیس
شکل نمودار مراحل اجرای آزمایش¬های پرعیارسازی
شکل نحوه ترکیب ذرات جامد
شکل واکنش ذره جامد با سیال اطراف آن طبق مدل هسته انقباظی
شکل پارامترهای محدودکننده نرخ واکنش در مدل هسته انقباظی
شکل نمودار بازیابی منگنز بر حسب زمان
شکل نمودار تعیین عامل کنترل لیچینگ نفوذ
شکل نمودار آرنیوس
شکل اثر پارامترهای عملیاتی بر بازیابی منگنز
شکل نمودار کنتوری اثر متقابل درصدجامد و دما بر بازیابی منگنز
شکل نمودار کنتوری درصدجامد و اسیدسولفوریک بر بازیابی منگنز
شکل نمودار کنتوری درصدجامد و اسیداکسالیک بر بازیابی منگنز
شکل اثر متقابل اسیدسولفوریک و دما بر بازیابی منگنز
شکل اثر متقابل اسیداکسالیک و دما بر بازیابی منگنز
شکل اثر متقابل اسیداکسالیک و اسیدسولفوریک بر بازیابی منگنز
شکل اثر پارامترهای عملیاتی بر بازیابی آهن
شکل نمودار کنتوری اثر متقابل درصدجامد و دما بر بازیابی آهن
شکل نمودار کنتوری درصدجامد و اسیدسولفوریک بر بازیابی آهن
شکل نمودار کنتوری درصدجامد و اسیداکسالیک بر بازیابی آهن
شکل اثر پارامترهای عملیاتی بر بازیابی سیلیس

بخشی از طرح امکانسنجی بازیابی کانه منگنز در جیرفت

به منظور افزایش بازیابی منگنز، از جداکننده‏ های مغناطیسی خشک و تر برای پرعیارسازی محصول میانی میزلرزان در محدوده ابعادی ۳۰۰- میکرون استفاده شد. در مرحله­ی بعد، آزمایش‏های فلوتاسیون بر روی محدوده­ی ابعاد ۱۰۰- میکرون انجام پذیرفت که در بهترین حالت عیار منگنز ۵۹/۲۷ درصد شد.
به دلیل دست نیافتن به نتیجه­ی مطلوب از روش­های رایج پرعیارسازی فیزیکی و فلوتاسیون می­توان این­طور نتیجه گرفت که این نوع کانسنگ در گروه کانی­های سخت منگنز قرار داد و باید روش­های شیمیایی مانند لیچینگ احیایی را برای پرعیارسازی کانسنگ منگنز معدن محمدآباد جیرفت انتخاب کرد.

در انتهای این مقاله، به تحلیل مراحل مختلف روش لیچینگ احیایی و بررسی نتایج آن پرداخته شد.

در روش لیچینگ احیایی بیش­ترین بازیابی منگنز نسبت به سایر روش‏ها به دست آمد. کاهنده­ی موثر در این روش اسیداکسالیک انتخاب شد، هم­چنین عامل کنترل لیچینگ تعیین شد. با استفاده از نرم­افزار طراحی آزمایش روش CCD با انجام ۳۰ آزمایش لیچینگ،در آزمایش­های اعتبارسنجی با ۴/۱۴ درصد جامد، ۶۰ گرم بر لیتر اسیدسولفوریک، ۹۳/۴۹ گرم بر لیتر اسید اکسالیک در دمای ۷۰ درجه سانتی­گراد، بازیابی منگنز به ۴/۸۸ درصد، بازیابی آهن ۵۷/۶ درصد و بازیابی سیلیس به ۶۶/۰ درصد  رسید.