28931

بررسي راندمان حل سازي نقره از كيك تصفيه سرد فلز روي در حضور تيوسولفات سديم، سولفات مس و تريسيترات سديم

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي- استخراج فلزات

1399

1402/4/27

حسين آقاجاني

مهندسي مواد و متالورژي

امروزه كمبود منابع اوليه باعث بازيابي بسياري از عناصر ارزشمند از منابع ثانويه مانند پسماند‌هاي حاصل از كارخانجات فرآوري مواد معدني شده است. فيلتر كيك تصفيه سرد صنعت استخراج روي يكي از اين پسماندها بوده كه حاوي فلزات با ارزشي همچون نيكل، كادميم و نقره است. نقره يكي از فلزات گران‌بها و از نظر اقتصادي جهت بازيابي اين عناصر از منابع ثانويه به‌ صرفه است. هدف از اين پژوهش، حل سازي نقره موجود از فيلتر كيك تصفيه سرد حاصل از كارخانه توليد روي واقع در استان زنجان است كه پس از خردايش و دانه بندي به عنوان خوراك اوليه مورد استفاده قرارگرفت. پس از هضم اسيدي ميزان نقره موجود در خوراك اوليه 80ppm گزارش شد. پس از بررسي‌هاي به عمل آمده از سيستم‌هاي حل سازي مختلف، سيستم حل سازي اكسيدي با استفاده از هيدروژن پراكسيد به عنوان عامل اكسنده در كنار اسيدكلريدريك جهت فرآيند حل سازي نقره انتخاب و تاثير حضور سديم تيوسولفات، سولفات مس و تري سديم سيترات بررسي شد. از طراحي آزمايش به روش سطح پاسخ در دو مرحله جهت تشخيص عوامل تاثيرگذار، چگونگي تاثير آن‌ها و بهينه سازي فرآيند حل سازي استفاده شد و همچنين در هر مرحله سينتيك واكنش مورد بررسي قرار گرفت. پس از انجام آزمايش‌ها و بهينه سازي فرآيند در مرحله اول، خوراك اوليه در محلول حاوي اسيد هيدروكلريك 1/5 مولار، نسبت جامد به مايع (gr/L) 0/075، دماي 37/5 درجه سانتي‌گراد و زمان 25 دقيقه مورد حل سازي قرار گرفت و راندمان حل سازي نقره 57/51 درصد تعيين شد. نتايج نشان دهنده انطباق مدل هسته كوچك شونده با اندازه ذرات ريز و مكانيزم كنترلي توسط واكنش شيميايي بر راندمان انحلال نقره است. انرژي فعال سازي واكنش انحلال نقره در مرحله اول برابر 21/43 كيلوژول بر مول به دست آمد. در مرحله دوم تاثير تيوسولفات، سولفات مس و تري سديم سيترات به عنوان افزودني در كنار پارامترهاي بهينه مرحله اول توسط طراحي آزمايش مورد بررسي قرار گرفت و راندمان حل سازي نقره به 71/43 درصد افزايش يافت. در اين مرحله مقدار غلظت بهينه سديم تيوسولفات، سولفات مس و تري سديم سيترات به ترتيب 0/0375، 0/00125 و 0/0375 مولار و مقدار هيدروژن پراكسيد 7/5 ميلي ليتر تعيين شد. انرژي فعال سازي واكنش نيز در مرحله دوم برابر 18/81 كيلوژول بر مول محاسبه شد. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه با استفاده از افزودني‌هاي ذكر شده در كنار سيستم حل سازي اكسيدي علاوه بر افزايش راندمان حل سازي موجب كاهش انرژي فعال سازي واكنش شده است.

1402/08/03

Investigation of the Silver Leaching Efficiency from the Cold Purification Filter Cake in the Presence of Sodium Thiosulfate, Copper Sulfate, and Trisodium Citrate

7/17/2024 12:00:00 AM

Nowadays, the shortage of primary resources, especially in Iran, has led to the recovery of many valuable elements from secondary resources such as waste generated from mineral processing factories. The cold purification filter cake from zinc smelting industry is one of these wastes, which contains valuable metals such as nickel, cadmium, and silver. Silver is one of the expensive metals, and economically, it is cost-effective to recover these elements from secondary resources. The aim of this research is to dissolve the existing silver in the cold purification filter cake from lead and zinc factories located in Zanjan province, which after crushing and grading, was used as the primary feed. After acid digestion, the amount of silver in the primary feed was reported as 80 ppm. After examining various leaching systems, the oxidative leaching system using hydrogen peroxide as an oxidizing agent, along with hydrochloric acid, was selected for the leaching process, and the effects of the presence of sodium thiosulfate, copper sulfate, and trisodium citrate were investigated. The experiment was designed using the response surface methodology in two stages to identify the influential factors, their effects, and to optimize the leaching process. The reaction kinetics were also investigated in each stage. After conducting the experiments and optimizing the process in the first stage, the primary feed was dissolved in 1.5M hydrochloric acid solution, a solid-to-liquid ratio of 0.075 gr/mL, a temperature of 37°C, and a time of 25 minutes, and the leaching efficiency of silver was determined to be 57.51%. The results indicated the compliance of the shrinking core model with the small particle size and the control mechanism by chemical reaction on the leaching efficiency of silver. The activation energy of the silver leaching reaction in the first stage was calculated to be 21.43 kJ/mol. In the second stage, the effects of thiosulfate, copper sulfate, and trisodium citrate as additives, in addition to the optimal parameters of the first stage, were investigated by experimental design, and the leaching efficiency of silver increased to 71.34%. The optimal concentrations of sodium thiosulfate, copper sulfate, and trisodium citrate were determined to be 0.0375M, 0.00125, and 0.0375 M, respectively, and the amount of hydrogen peroxide was 7.5 mL. The activation energy of the reaction in the second stage was calculated to be 18.81 kJ/mol. The results of this study showed that the use of the mentioned additives along with the oxidative leaching system not only increases the leaching efficiency but also reduces the activation energy of the reaction.

كيك تصيه سرد روي , نقره , سديم تيوسولفات , سولفات مس

cold purification filter cake , silver , Sodium thiosulfate , Copper sulfate

Mohammad Poor Alireza

Hossein Aghajani