16147

16147

بهينه‌سازي فرآيند حل‌سازي يك نوع سنگ معدن اكسيده مس داخلي

كارشناسي ارشد

استخراج فلزات

فروردين ماه 1395

فروردين ماه 1395

دكتر محمد شيخ شاب بافقي - دكتر ماندانا عادلي

مواد و متالورژي

چكيده فرآيند حل‌سازي اسيدي سنگ اكسيده مس معدن سونگون با عيار 28/1% در آزمون بطري چرخان، با هدف تعيين مدل سينتيكي و بهينه‌سازي، مورد تحقيق قرار گرفت. تركيب اصلي مس در الگوي XRD آزوريت و مالاكيت تشخيص داده شد. از طراحي آزمايش‌ها به روش رويه پاسخ بهره برده شد. مدل سينتيكي اين فرآيند، كنترل‌شده با نفوذ تعيين شده و بيشترين انطباق (977/0=2R) را با معادله D_12=1/5 (1-α)^(-5⁄3)-1/4 (1-α)^(-4⁄3)+1/20=kt دارد. فرض اين مدل بر كنترل نفوذ توسط اكتيويته واكنش‌گرها است. بهينه‌سازي با استفاده از دو نرم‌افزار Minitab 16 و Design Expert 7 و با بررسي 4 پارامتر اندازه‌دانه، سرعت‌چرخش بطري، غلظت اسيدسولفوريك و دانسيته‌پالپ، صورت گرفت. مدل به‌دست‌آمده شامل همه عبارات خطي، اثرهاي متقابل و درجه‌دوم است كه 2R براي مدل، مدل اصلاح‌شده و قابليت پيش‌بيني مدل به ترتيب برابر 95/0، 91/0 و 84/0 به دست آمد. شرايط بهينه شامل اندازه دانه mm 77/3، سرعت چرخش rpm 120، غلظت اسيد g/l 12 و دانسيته پالپ g/l 120 تعيين شد كه در اين شرايط بازيابي مس حدود 93 % حاصل مي‌شود. واژه‌هاي كليدي: سنگ اكسيده مس، طراحي آزمايش‌ها، سينتيك حل‌سازي، بطري چرخان، بهينه‌سازي فرآيند

1395/09/29

Abstract: Acid leaching process of oxide copper ore of Sungun mine with 1.28% copper content was investigated in bottle roll tests, with the goal of kinetic model determination an​d optimization of the process. Azurite an​d Malachite were recognized as main copper compositions in XRD analysis. Kinetic model of this process was determined duffision-controlled an​d was best fitted to D12 equation (R2=0.977). This equation assumes that the activities of the reactants control the diffusion. Optimization was carried out using two softwares, namely Minitab 16 an​d Design Expert 7 an​d taking particle size, rolling speed, sulfuric acid concentration an​d pulp density as the process variables. The model obtained includes all linear, interaction an​d quadratic terms with R2, adjusted R2 an​d predicted R2 of 0.95, 0.91 an​d 0.84, respectively. The optimized condition, targeting maximized extraction, includes particle size 3.94 mm, rolling speed 120 rpm, acid concentration 12 g/l an​d pulp density 120 g/l, which results in Cu extraction of about 93%. Keywords: oxide copper ore, design of experiments, leaching kinetics, bottle roll, process optimization