15922

15922

بازيابي نيكل از كاتاليست مستعمل نيكلي با پايه آلومينات منيزيم به روش هيدرومتالورژي

كارشناسي ارشد

استخراج فلزات

ارديبهشت ماه 1395

ارديبهشت ماه 1395

دكتر عليرضا ذاكري

دكتر محمد شيخ شاب بافقي

مواد و متالورژي

چكيده هر ساله مقادير قابل توجهي از كاتاليست‌هاي نيكلي مورد استفاده فرآيندهاي مختلف شيميايي، از چرخه مصرف خارج شده و با كاتاليست نو، جايگزين مي‌شوند. كاتاليست‌هاي نيكلي مستعمل به علت دارا بودن محتوي نيكل بالا، منبع با ارزشي براي بازيابي نيكل به شمار مي‌روند. در بيشتر تحقيقات انجام شده در اين حوزه، به انحلال نيكل بسنده شده است و اطلاعات در خصوص شرايط بازيابي محصول نيكلي از كاتاليست‌هاي مستعمل گزارش نشده است. پژوهش حاضر به هدف استحصال نيكل از كاتاليست مستعمل نيكلي صنايع تبديل گازي با پايه آلومينات منيزيم، در دو بخش انحلال و الكترووينينگ به انجام رسيده است. در هر يك از دو بخش، به هدف بهينه سازي از يك طرح مركب مركزي جهت طراحي و اجراي آزمايش‌ها استفاده شد. در قسمت انحلال، رويه پاسخ به دست آمده براي ريشه‌دوم غلظت نيكل و بازده انحلال، يك مدل خطي است. هر چهار عامل دما، زمان، غلظت اسيد سولفوريك و چگالي پالپ عوامل موثر بر غلظت نيكل شناخته شدند و چگالي پالپ بيشترين اثر را روي غلظت نيكل از خود نشان داده است؛ در حاليكه اين متغير، روي بازده انحلال بي اثر تشخيص داده شد و مهمترين عامل روي آن، دما ارزيابي شد. در بين عوامل متقابل نيز در هر دو مدل به دست آمده عامل دو تايي دما و چگالي پالپ، تنها عامل متقابل موثر به حساب آمد. شرايط بهينه - جهت حداكثر كردن غلظت نيكل در محلول و بازده انحلال و كاهش غلظت اسيد سولفوريك – دماي 90 درجه سانتي‌گراد، زمان 4 ساعت و غلظت بين 5/0مولار و چگالي پالپ 30 درصد به دست آمد. با انجام يك آزمايش با شرايط پيشنهادي (اسيد 5/0 مولار) مقادير محاسبه شده توسط مدل به ترتيب براي غلظت نيكل در محلول و بازده انحلال، 4/31 گرم بر ليتر و 85 درصد به دست آمده توسط كار تجربي 6/29 و 3/86 درصد بوده است. با انجام آزمايش‌هاي مربوط به الكترووينينگ، دو مدل براي دو پاسخ مورد مطالعه يعني بازده جريان و كيفيت رسوب به دست آمد. رويه پاسخ مربوط به بازده جريان، يك مدل درجه دوم و كيفيت رسوب مدل خطي بدون هيچ گونه اثر متقابل است. با انجام بهينه سازي همزمان جهت حداكثر كردن هر دو پاسخ، دماي محيط، چگالي جريان 2 تا 5/2 آمپر بر دسي‌مترمربع و غلظت اسيد بوريك 10 گرم بر ليتر به دست آمد. واژه‌هاي كليدي: كاتاليست نيكلي با پايه آلومينات منيزيم، كاتاليست مستعمل، بازيابي، انحلال اسيدي، طراحي آماري آزمايش‌ها، روش رويه پاسخ، بهينه سازي، الكترووينينگ