26299

مطالعه رفتار انحلال اسيدي كانه بوكسيت كم عيار فعال شده

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي- استخراج فلزات

1397

1399/12/20

عليرضا ذاكري

مهندسي مواد و متالورژي

با كاهش منابع بوكسيتي پرعيار، بهره برداري از ظرفيت كانه هاي با عيار پايين براي توليد آلومينا مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به اينكه استفاده از اين كانه ها در فرآيند مرسوم باير مشكلات زيادي را به علت بالا بودن محتواي سيليس به دنبال دارد، بهره برداري از بوكسيت هاي كم عيار مستلزم به كارگيري روش هاي پيش فرآوري كارآمد (با هدف استفاده در فرايند باير) يا توسعه روش هاي استخراج اساساً متفاوتي است. در اين پژوهش براي استخراج آلومينيوم از كانسنگ بوكسيت كم عيار معدن جاجرم، از ليچينگ آتمسفري در دو محيط سيتريك و اگزاليك اسيد استفاده شد و از فرايندهاي تكليس و فعالسازي مكانيكي به عنوان پيش عمليات ليچينگ و با هدف افزايش انحلال پذيري آلومينيوم كمك گرفته شد. آزمايش هاي مقدماتي برتري اگزاليك اسيد بر سيتريك اسيد را نشان داد. انحلال بوكسيت خام در محلول اگزاليك اسيد 5/1 مولار در دماي ℃80، نسبت جامد به مايع 50 گرم بر ليتر و زمان 6 ساعت، به انحلال 7/28 درصد آلومينيم منجر شد. حال آنكه در شرايط ليچينگ مشابه، بازده انحلال آلومينيوم براي بوكسيت تكليس شده در دماي ℃500 به 8/51 درصد، و براي بوكسيت تكليس شده و سپس فعال شده مكانيكي در آسياي سياره اي به بيش از 98 درصد افزايش يافت. داده هاي آناليز حرارتي TGA/DTA، و آناليزهاي XRD و SEM براي تجزيه و تحليل نتايج مورد استفاده قرار گرفت. نشان داده شد كه افزايش قابل توجه واكنش پذيري بوكسيت آسياكاري شده، عمدتاً به تخريب ساختار كريستالي كائولينيت مربوط بوده و كاهش اندازه ذرات ناشي از آسياكاري تأثير چنداني در اين افزايش نداشته است. با انجام تحليلهاي سينتيكي روي داده هاي ليچينگ معلوم شد كه مدل آورامي بيشترين انطباق را با نتايج تجربي دارد و اين موضوع به نفوذپذيري ذرات كانه بوكسيت و انجام واكنش حجمي نسبت داده شد. در نهايت انرژي فعالسازي براي انحلال آلومينيوم از بوكسيت مورد بررسي توسط اگزاليك اسيد 4/72 كيلوژول بر مول محاسبه شد.

1401/01/19

Acidic Dissolution Behavior of an Activated Low Grade Bauxite Ore

3/11/2022 12:00:00 AM

Due to the decrease of high-quality bauxite resources, the exploitation of the capacity of low grade ores for alumina production has been considered. Using these ores in the conventional Bayer process leads to many problems due to the high content of silica. Exploitation of low-grade bauxite requires the use of efficient preprocessing methods (for use in the Bayer process) or the development of fundamentally different extraction methods. In this study, atmospheric leaching in both citric and oxalic acid was used to extract aluminum from low-grade bauxite ores of Jajarm mine. Calcination and mechanical activation processes were used as pre-leaching operations to increase dissolution. Preliminary experiments showed the superiority of oxalic acid over citric acid. Dissolution of crude bauxite in 1.5 M oxalic acid solution at 80°C temperature, solid to liquid ratio of 50 g/l and time of 6 hours, resulted in dissolution of 28.7% aluminum. Under similar leaching conditions, the dissolution efficiency of aluminum for calcined bauxite at 500℃ was 51.8%, and for calcined bauxite and then mechanically activated in Planetary Asia increased to more than 98%. TGA/DTA thermal analysis data, XRD, and SEM analyzes were used to evaluate the results. It was shown that the significant increase in reactivity of milled bauxite was mainly related to the degradation of the crystalline structure of kaolinite, and the reduction in particle size did not have much effect on this increase. By performing kinetic analyzes on leaching data, it was found that the Avrami model is most consistent with the experimental results, and this was attributed to the permeability of bauxite ores and the volumetric reaction. Finally, the activation energy for the aluminium dissolution from the bauxite by oxalic acid was calculated to be 72.4 kJ/mol.

Zahra Gharakhani

Dr. Alireza Zakeri