22461

انحلال كنسانتره سولفيدي روي در حضور منگنز دي اكسيد

كارشناسي ارشد

استخراج فلزات

1398

1398/08/29

دكتر عليرضا ذاكري - دكتر محمد شيخ شاب بافقي

مواد و متالورژي

استخراج روي به روش پيرومتالورژي از ماده معدني اسفالريت كه از مهم ترين منابع اوليه روي محسوب مي شود، به لحاظ زيست محيطي و اقتصادي با محدوديت هايي روبه رو است. روش مرسوم براي استخراج هيدرومتالورژي روي از اين ماده نيز بر انحلال تحت فشار و به كارگيري دستگاه هاي اتوكلاو گرانقيمت استوار است. لذا پژوهشگران به دنبال راه هايي براي انحلال اين كانه به روش هاي اتمسفري هستند و استفاده از اكسنده هاي مختلف براي اين منظور مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، انحلال اتمسفري كنسانتره سولفيد روي معدن انگوران زنجان، در حضور گرد منگنز دي اكسيد به عنوان ماده اكسنده تحت تأثير پارامترهاي دما، نسبت استوكيومتري منگنز دي اكسيد به روي، غلظت اسيد سولفوريك و زمان، با استفاده از روش طراحي آزمايش و طرح مكعب مركزي، مورد بررسي قرار گرفته است. تجزيه و تحليل آماري نتايج آزمايش نشان داد كه پارامتر دما بيش ترين تأثير را در واكنش هاي انحلال ايفا مي كند. هم چنين نسبت استوكيومتري منگنز دي اكسيد به روي، در شرايط مورد بررسي، پارامتري بي تأثير شناخته شد كه مي تواند بر حضور بيش از حد لزوم اين ماده دلالت داشته باشد. بالاترين ميزان انحلال روي به ميزان 85% پس از 180 دقيقه در شرايط دماي ℃ 80، نسبت استوكيومتري منگنز دي اكسيد به روي 1 و غلظت اسيد 35/1 مولار بوده است. از مقايسه بازده انحلال روي و منگنز و تعيين استوكيومتري واكنش هاي محتمل، معلوم شد كه يون سولفيد در سيستم مورد بررسي به گوگرد عنصري و يون سولفات اكسيد شده است. آناليز پراش اشعه ايكس، حضور گوگرد عنصري در پسماند انحلال را تأييد كرد. از تجزيه و تحليل سينتيكي نتايج آزمايش هاي تكميلي مشخص شد كه نفوذ از لايه پسماند كنترل كننده واكنش بوده است و انرژي فعال سازي واكنش معادل 29 كيلوژول بر مول به دست آمد.

1399/06/26

Leaching of Zinc Sulphide Concentrate in the Presence of Manganese Dioxide

11/20/2021 12:00:00 AM

Pyrometallurgical extraction of zinc from Sphalerite ore, as a critical primary resource of zinc, has been faced with environmental and economic challenges. The current method for hydrometallurgical extraction of zinc from this ore relies on the pressure leaching that requires expensive autoclaves. Thus, researchers are looking for suitable alternative methods based on atmospheric leaching, and for this purpose, different oxidants have been considered. In the present research, atmospheric leaching of sulfidic zinc concentrate of Angouran mine has been examined in the presence of MnO2 powder as the oxidant. The effect of temperature, manganese dioxide to zinc ratio, sulfuric acid concentration and leaching time was investigated by design of experiment approach and central cubic design. Statistical analysis of results showed that temperature was the most influential factor in the leaching experiments. Also, manganese dioxide to zinc ratio was identified as an insignificant parameter under the experimental conditions of the study, likely due to its excessive presence. The highest leaching efficiency of zinc after 180 minutes was 85% under 80 ℃, manganese dioxide to zinc ratio of 1, and sulfuric acid concertation of 1.35 M. By comparing leaching efficiency of zinc and manganese and determination of the stoichiometry of possible reactions, it was found that sulfide ion is oxidized into elemental sulfur and sulfate ion in the system under study. X-Ray diffraction analysis verified the presence of elemental sulfur in the leach residue. The kinetic analysis on the complementary experiments indicated that diffusion through reaction product layer is the controlling step of the reaction with an activation energy of 29 kJ/mol.