17547

17547

بررسي اثر فلاكس هاي قليايي بر تشويه و ليچينگ ايلمنيت به منظور توليد دي اكسيد تيتانيم

كارشناسي ارشد

استخراج فلزات

بهمن 1395

دكتر منصور سلطانيه - دكتر ماندانا عادلي

مواد و متالورژي

تا كنون پژوهش هاي بسياري در حوزه استخراج از ايلمنيت به روش هيدرومتالورژي صورت پذيرفته است كه غالب آن ها مبتني بر استفاده از اسيد هاي معدني در ليچينگ اسيدي هستند. به كار بردن اسيدهاي معدني همچون اسيد كلريدريك و اسيد سولفوريك مي تواند مشكلات زيست محيطي فراواني را ايجاد نمايد. به همين سبب، محققين به دنبال روش هاي جايگزين براي استخراج از ايلمنيت هستند. بررسي ها نشان مي دهند كه استفاده از تشويه قليايي ايلمنيت و ليچينگ با اسيدهاي آلي مي تواند سبب كاهش ضايعات مراحل استخراج از ايلمنيت شود. هدف پژوهش حاضر آن است كه تشويه قليايي ايلمنيت و همچنين ليچينگ اسيدي توسط اسيد اگزاليك به عنوان روشي براي استخراج به كار برده شود. مراحل تمامي آزمايش ها شامل تشويه ي ايلمنيت توسط يك نمك قليايي به مدت 4 ساعت در دماي معين، ليچينگ ايلمنيت تشويه شده توسط آب مقطر به مدت 1 ساعت در دماي اتاق و ليچينگ توسط مخلوطي از اسيد اگزاليك، اسيد آسكوربيك و اتانول در دماي معين و كلسينه كردن محصول نهايي بود. در ابتدا، 12 آزمايش با عنوان آزمايش هاي تعيين شرايط، توسط مخلوط هاي متفاوتي از اسيد اگزاليك، اسيد آسكوربيك و اتانول بر روي محصول تشويه قليايي ايلمنيت توسط كربنات سديم انجام گرفت و شرايط مناسب براي ليچينگ اسيدي آزمايش هاي اصلي به صورت اسيد اگزاليك 5/0 مولار، اسيد آسكوربيك 005/0 مولار و اتانول %48، زمان ليچينگ 6 ساعت و دماي ليچينگ C˚75 انتخاب شد. نتايج آزمايش ها نشان داد كه استفاده از اتانول باعث افزايش ميزان بازيابي و به كار بردن اسيد آسكوربيك سبب افزايش ميزان خلوص استخراج شده مي گردد. سپس 16 آزمايش تشويه قليايي توسط هيدروكسيد و كربنات عناصر سديم و پتاسيم در دماهاي C˚800 و C˚900 و با مقادير نمك 1/1 و 5/1 برابر استوكيومتري واكنشي به مدت 4 ساعت انجام گرفت. براي استخراج از محصول اين 16 تشويه، ليچينگ اسيدي با شرايط ثابت(نتيجه آزمايش هاي تعيين شرايط(، بر روي آن ها انجام شد تا با فرض ثابت بودن ليچينگ اسيدي، امكان مقايسه ميزان خلوص و بازيابي محصولات فراهم شود. نتايج پاياني نشان داد كه اگر تشويه در دماي C˚800 انجام شود، بيشترين ميزان خلوص و بازيابي برابر با %7/90 و %7/76 بوده و با استفاده از نمك كربنات پتاسيم به دست مي آيد. با انجام تشويه در دماي C˚900 نيز بيشترين ميزان خلوص و بازيابي استخراج شده، مربوط به نمك كربنات سديم و برابر با %5/93 و %8/78 بود. واژه¬هاي كليدي: تشويه قليايي، ايلمنيت، دي اكسيد تيتانيم، اسيد اگزاليك، اسيد آسكوربيك، اتانول

1396/04/11

1/1/1900 12:00:00 AM

Numerous researches have been conducted on the extraction of TiO2 from Ilmenite with Hydrometallurgy method that the majority of these researches were based upon the usage of inorganic acids for acid leaching. Using inorganic acids such as Hydrochloric acid and Sulfuric acid can cause many environmental problems. As a result, researchers have tried to find alternative methods for extraction of TiO2 from Ilmenite. Investigations show that using Alkali roasting of Ilmenite and leaching by organic acids can reduce the amount of waste produced during the process of TiO2 extraction from Ilmenite. The aim of this research is to use Alkali roasting of Ilmenite and acid leaching with Oxalic acid as a method for extraction of TiO2. The steps of each experiment include Ilmenite roasting with Alkali salt for 4 hours at given temperature; leaching of roasted Ilmenite with distilled water for 1 hour at room temperature and leaching with a mixture of Oxalic acid, Ascorbic acid and Ethanol at given temperature and calcination of the final product. At first, 12 experiments, called determining conditions, were performed by using a mixture of Oxalic acid, Ascorbic acid and Ethanol on the product of Alkali roasted Ilmenite with sodium carbonate. The proper conditions for acidic leaching of the main experiments were selected as 0.5 molar Oxalic acid, 0.005 molar Ascorbic acid and 48% Ethanol, 6 hours leaching time and leaching temperature of 75˚C. Results showed that using Ethanol caused an increase in the amount of recovery and using Ascorbic acid caused increases in the purity of extracted Titanium Dioxide. Next, 16 experiments of Alkali roasting by 4 Alkali Hydroxides and Carbonates salts of Sodium and Potassium at temperatures 800˚C and 900˚C, by the amount of salts equal to 1.1 and 1.5 times of reaction stoichiometric were conducted for 4 hours. Furthermore, in order to extract TiO2 from the product of these 16 experiments, the acidic leaching with constant conditions (which was a product of the condition determining experiments), was applied to each of them with assuming that a constant acid leaching, may be provided to compare the purity and recovery of products. The final results showed that if the roasting is performed at a temperature of 800˚C, the highest purity and recovery equal to 90.7% and 76.7% and by using potassium carbonate salt is obtained. Also, with roasting at 900˚C, highest purity and recovery of extracted TiO2 was related to potassium carbonate salt and equal to 93.5% and 78.8%, respectively. Keywords: Alkali roasting, Ilmenite, Titanium dioxide, Oxalic acid, Ascorbic acid, Ethanol