16285

16285

استخراج نيكل از ذخيره لاتريتي بوانات فارس

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد - استخراج فلزات

مهر 1395

غير قابل بهره برداري تا تاريخ ذكر شده

دكتر عليرضا ذاكري

دكتر ماندانا عادلي

مهندسي مواد و متالورژي

فرآوري لاتريت ها به عنوان بخش اعظم ذخاير نيكل همواره چالش برانگيز بوده و مهمترين اين چالش ها عدم امكان اجراي يك پرعيارسازي مناسب براي نيكل به علت پراكندگي آن در كاني هاي مختلف است. لاتريت هاي نيكل به دو گروه پرعيار ساپروليتي و كم عيار ليمونيتي تقسيم مي شوند. در روش هاي مرسوم استخراج نيكل از لاتريت ها به كمك روش هاي پيرومتالورژي و هيدرومتالورژي پس از يك مرحله عمليات پرعيارسازي فيزيكي، محصولات نيكلي شامل فرونيكل، مات نيكل، پودر اكسيد نيكل و سولفيد نيكل توليد مي گردد. هركدام از اين روش هاي مرسوم براي نوع معيني از لاتريت ها قابليت اجراي فني و اقتصادي دارند. از اين رو پژوهشگران به دنبال توسعه روشي جامع براي فرآوري لاتريت ها بدون توجه به تنوع و تركيب كاني شناسي آن ها هستند و چنين روشي را در فرآيندهاي ليچينگ اتمسفري مي جويند. در كار حاضر نمونه اي از لاتريت بوانات فارس مورد استفاده قرار گرفت و معلوم شد كه نمونه ي مذكور يك لاتريت ليمونيتي با عيار %93/0 نيكل و %31/27 آهن است. با بررسي رفتار نيكل و آهن حين ليچينگ با اسيد اگزاليك، يك فرآيند پرعيارسازي براي توليد يك كنسانتره ي غني از نيكل ابداع شد. اين فرآيند با استفاده از يك طرح مركب مركزي (CCD) شامل متغيرهاي زمان، دما، غلظت اسيد اگزاليك و غلظت اسيد آسكوربيك (به عنوان شتاب دهنده واكنش) مورد بررسي قرار گرفت و در هر آزمايش عيار نيكل و آهن در كنسانتره و باطله و درصد بازيابي نيكل در كنسانتره به عنوان پاسخ ها محاسبه شدند. از تجزيه و تحليل آماري داده ها به هر پاسخ مدلي برازش گرديد و از طريق بهينه سازي عددي، شرايط نيل به كنسانتره مناسب توليد فرونيكل و همچنين كنسانتره مناسب فرآوري هيدرومتالورژيكي با كمترين مقدار مصرف اسيد به دست آمد. سپس شرايط پيشنهادي مدل ها در آزمايش هاي عملي مورد راستي آزمايي قرار گرفت كه در عمل كنسانتره مناسب توليد فرونيكل حاوي حدود Ni%3، Fe%13 و بازيابي %88 و كنسانتره مناسب فرآوري هيدرومتالورژيكي حاوي حدود Ni%4/2، Fe%16 و بازيابي %90 حاصل شد.

1395/10/25

12/21/2018 12:00:00 AM

Processing of Nickel laterites as the major type of the Nickel resources has always been challenging. The most important challenge is lack of an appropriate enrichment method due to the dissipation of Nickel in different existing minerals. Nickel laterites involve two main types, namely high-grade saprolitic an​d low-grade limonitic. The conventional Nickel extraction methods from laterites that include pyrometallurgy an​d hydrometallurgy, supply Nickel products of ferronickel alloys, Nickel matte ingots, Nickel oxide an​d Nickel sulfide powder after a physical concentration step on the ore. Each of these methods is feasible for a certain type of the laterites technically an​d economically. Therefore, researchers are trying to develop a universal method to process laterites regardless of the type an​d mineralogy, seeking atmospheric leaching processes. In the present work, a Nickel laterite sample from Bavanat of Fars province at Iran was used an​d found that it is a low-grade limonitic ore with 0.93% Ni an​d 27.31% Fe. After studying Nickel an​d Iron behaviour during long-term leaching with oxalic acid, a new process was innovated for Nickel enrichment. This process was studied using a central composite design (CCD) to describe the effect of variables of leaching time, leaching temperature, oxalic acid concentration, an​d ascorbic acid concentration (as reaction accelerator). The concentrate an​d the tailing from each test were weighed an​d analyzed to determine Ni an​d Fe content as well as Ni recovery as response variables. From statistical analysis of data, a polynomial model was fitted to each response an​d by numerical optimization, conditions of achieving optimum concentrates suitable for ferronickel production, an​d suitable for hydrometallurgical processing were attained an​d verified for minimum acid consumption. In practice, concentrates containing almost 3% Ni, 13% Fe an​d Ni recovery of 88% suitable for ferronickel production, an​d 2.4% Ni, 16% Fe an​d Ni recovery of 90% suitable for hydrometallurgical processing were obtained.