• شماره ركورد
    31157
  • پديد آورنده

    سميه كلبادي نژاد

  • عنوان
    مطالعه تجربي و مدل‌سازي پارامترهاي فرآيندي بازيابي همزمان فلزات نيكل، مس، روي و كادميم از فيلتر كيك‌ سرد
  • مقطع تحصيلي
    دكتري تخصصي
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي
  • سال تحصيل
    1399
  • تاريخ دفاع
    1403/04/17
  • استاد راهنما
    جناب آقاي دكتر احد قائمي
  • استاد مشاور
    نداشتم
  • دانشكده
    مهندسي شيمي، نفت و گاز
  • چكيده
    در اين تحقيق، مطالعه تجربي و مدل‌سازي پارامترهاي فرآيندي مؤثر بر بازيابي همزمان فلزات نيكل، مس، روي و كادميم از فيلتر كيك‌سرد با فرآيند‌هاي ليچينگ، استخراج با حلال و جذب سطحي انجام شده است. خواص فيلتر كيك سرد تامين‌شده از پسماند كارخانه روي، با پراش اشعه ايكس و اشعه ايكس فلورسانس ارزيابي شد. فرآيند ليچينگ براي انحلال يون فلزات مورد نظر در فيلتر كيك و فرآيندهاي استخراج با حلال و جذب سطحي به‌طور موازي و به‌منظور جداسازي و تخليص فلزات از محلول ليچينگ بررسي شده‌اند. 66/84 درصد نيكل، 87/85 درصد مس، 86/74 درصد كادميم و 13/86 درصد روي از فيلتر كيك سرد طي فرآيند ليچينگ گرماگير و خودبخودي با استفاده از اسيد سولفوريك و شرايط بهينه: pH 5/2، زمان 5/2 ساعت در دماي 50 درجه سانتيگراد و با ذرات 88 ميكروني و نسبت جامد به مايع 08/0 گرم بر ميلي‌ليتر و بدون تزريق هوا/ ازن؛ بازيابي شده است. چهار مدل درجه دوم براي همبستگي پارامترهاي مستقل براي حداكثر بازيابي پيشنهاد شد. مكانيسم نفوذ در ليچينگ نيكل و مس و هر دو مكانيسم‌ واكنش شيميايي و نفوذ در ليچينگ روي و كادميم كنترل‌كننده بوده‌اند. در مرحله اول فرآيند استخراج با حلال، 67/93 درصد روي از محلول ليچينگ با pH 4 به كمك حلال دپا 20 درصد در كروزين، به مدت 20 دقيقه و نسبت فاز آلي به آبي 1:1، استخراج شد. در مرحله دوم فرآيند استخراج با حلال، 100 درصد مس از محلول رافينيت مرحله اول با pH 3/2 با حلال 10 درصد مكسترال H 5640 در كروزين، به مدت 10 دقيقه و نسبت فاز آلي به آبي 1:1، استخراج شد. در مرحله سوم فرآيند استخراج با حلال، 61/88 درصد نيكل از محلول رافينيت مرحله دوم با pH 7 با حلال 20 درصد دپا در كروزين، به مدت 10 دقيقه و نسبت فاز آلي به آبي 1:1، استخراج شد. دور همزن 200 دور بر دقيقه و دماي محيط براي تمام آزمايش‌هاي فرآيند استخراج حلالي ثابت در نظر گرفته شد. مكانيسم استخراج در هر مرحله به همراه تعداد مراحل مورد نياز تعيين گرديد. فرآيند جذب سطحي هم‌زمان نيكل، مس، روي و كادميم از محلول ليچينگ با رزين‌ اسيدي ضعيف با روش طرح مركب مركزي سطح پاسخ، مطالعه گرديد. پارامترهاي pH، زمان، دما و مقدرا رزين در پنج سطح بررسي شدند. جذب سطحي 408/13، 087/7، 357/4 و 040/15 ميلي‌گرم در گرم از نيكل، مس، كادميم و روي در 20 دقيقه، 30 درجه سانتيگراد، pH 5 و 4 گرم در ليتر رزين است. جذب سطحي هر چهار فلز مطابق مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم و منطبق با ايزوترم فرندليچ گزارش شده است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/06/20
  • عنوان به انگليسي
    Experimental study and modeling of process parameters of simultaneous recovery of nickel, copper, zinc and cadmium from cold filter cake
  • تاريخ بهره برداري
    7/8/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    سميه كلبادي نژاد

  • چكيده به لاتين
    In this research, the experimental study and modeling of process parameters effective on simultaneous recovery of nickel, copper, zinc and cadmium metals from low-grade cold filter cake with leaching, solvent extraction and adsorption processes have been done. The cold filter cake obtained from zinc factory and its properties were eva‎luated by X-ray diffraction and X-ray fluorescence. In the leaching process and based on the response surface central composite design method, the effect of six effective parameters of temperature, time, solid-liquid ratio, particle size, air/ozone injection, and pH were investigated. The correlation coefficient for nickel, copper, zinc and cadmium are 0.9497, 0.9164, 0.9368 and 0.9837, respectively. 84.663% of nickel, 85.872% of copper, 74.862% of cadmium and 86.130% of zinc are recovered with sulfuric acid leaching at pH 2.5, during 2.5 h at 50 0C with 88 mic, solid to liquid ratio of 0.08 g/ml and without air/ozone injection. Solvent extraction and surface adsorption processes have been investigated in parallel in order to purify and separate the mentioned metals from the leaching solution. In the first step of the solvent extraction, 93.67% of zinc was extracted from the leaching solution with pH 4 by 20% D2EHPA in kerosene, for 20 min and the organic to aqueous ratio, 1:1. In the second step, 100% of copper was extracted from the raffinate of the first step with pH 2.3 by 10% Lix 5640 in kerosene, for 10 min and organic to aqueous ratio, 1:1. In the third stage, 88.61% of nickel was extracted from the raffinate of the second stage with pH 7 by 20% D2EHPA in kerosene, for 10 min and organic to aqueous ratio, 1:1. The stirring speed was 200 rpm and the ambient temperature was considered constant for all experiments. The simultaneous surface adsorption of nickel, copper, zinc and cadmium from the leaching solution with weak acid resin was studied by the response surface central composite design method, kinetic and thermodynamic modeling. The parameters of pH, time, temperature and the concentration of resin were investigated at five levels. The correlation coefficient (R2) for nickel, copper, zinc and cadmium is 0.9418, 0.9753, 0.9657 and 0.9189, respectively. The adsorption of all four metals is according to the pseudo-second-order kinetic model. The adsorption rate is 13.408, 7.087, 4.357 and 15.040 mg/g of nickel, copper, cadmium and zinc in 20 min, 30 0C, pH 5 and 4 g/l of resin.
  • كليدواژه هاي فارسي
    استخراج با حلال , جذب سطحي , فيلتر كيك سرد , فلزات سنگين , ليچينگ اتمسفري
  • كليدواژه هاي لاتين
    Solvent extraction. , Adsorption. , Cold Filter cake. , Heavy metals. , Atmospheric leaching,.
  • Author
    Somayeh Kolbadinejad
  • SuperVisor
    Dr. Ahad Ghaemi