X
تبلیغات
شهريار متالورژیست - گزارش کار لیچینگ روی از اصول2
گزارش كارهاي متالورژي

هدف:

هدف ازانجام این آزمایش این است که بررسی حلال سازی اکسید روی دراسید سولفوریک و پارامترهای مهم درتأثیرگذاری دراین آزمایش که شامل : دما ، زمان،غلظت اسید،تلاطم یاهمان دورهمزن ونسبت جامد به مایع( LS)می باشد.

مقدمه:

هیدروبه معنای آب وهیدرومتالورژی علم وهنراستخراج فلزات ازکانه های آنها وازمحیط های آبی است که درمقایسه باپیرومتالورژی که ازقدیم تولیدفلزات بود،هیدرومتالورژی موضوع نسبتاَجدیدی است.

انسان ازهزاران سال پیش روش ساخت کوره ها وذوب سنگ هابرای تولید فلزات راآموخته بود.امااستفاده ازآب ومحلول های آبی درفرآوری کانه هااساساَ اززمان کیمیاگران شروع وبه دوره ای برمی گردد که بازهاواسیدها شناخته، کشف ومورداستفاده قرارگرفتند.

هیدرومتالورژی مدرت ازقرن نوزدهم آغازگردید زمانی که دوفرآیند مهم یعنی فرآیندسیانوراسیون برای نقره وطلاوفرآیند بایربرای بازیابی آلومینیوم ازبوکسیت بطوراقتصادی بکارگرفته شد.

هیدرومتالورژی ریشه درزمانی دارد که کیمیاگران تمام تلاش خودرادرتبدیل فلزات پایه به طلامتمرکزکرده بودند.بعضی ازعملیات مزبورشامل فرآیند های ترمانندروشهای هیدرومتالورژی بود.

هیدرومتاورژی نوین همزمان بااختراع دوفرآیندمهم درسال1887حیاتی تازه گرفت این دوفرآیند عبارتند ازفرآیند سیانوراسیون برای کانه های طلا وفرآیند بایربرای تولیدآلومینیوم.

هیدرومتالورژی به عنوان شاخه ای ازمتالورژی استخراجی

متالورژی استخراجی هنروعلم استخراج فلزات ازکانه آنها به روش های شیمیایی است.درحقیقت این علم به سه بخش تقسیم می شود:

هیدرومتالورژی،پیرومتالورژی والکترومتالورژی.هیدرومتالورژی تکنولوژی استخراج فلزات ازکانه ازمحیط های آبی،پیرومتالورژی به روش های حرارتی والکترومتالورژی باروش های الکترولیتی است.بطورکلی هیدرومتالورژی شامل دومرحله مجزامیباشد:

1-انحلال انتخابی فلزازکانه یافرآیند لیچینگ

2-بازیابی انتخابی فلزازمحلول،فرآیندی که شامل روش ترسیب می باشد.

استخراج هیدرومتالورژیکی استخراج وتولیدفلزات ازذخایرتجدیدناپذیربااستفاده از واکنش هایی درمحیط آبی یاهمراه آن است.دربازیافت هیدرومتالورژیکی فرآیندهای یکسانی برای ذخایر قابل واگردان به کارمی رود.بکارگیری متوالی این فرآیندهابرای تولید فلزات ازهرمنبعی،فرآوری هیدرومتالورژیکی نامیده می شود.این روش فرآوری معمولاَشامل لیچینگ،سپس عملیات روی محلول آبی غنی،به کمک روش های شیمیایی یاالکتروشیمیایی جداسازی،خالص سازی وبازیابی فلزات می شود.

بعضاَعملیات تخلیص یاپرعیارکردن قبل ازعملیات ترسیب نیزبه عمل می آید. این فرآیندهابرای بدست آوردن محلول خالص وپرعیاراست که ترسیب فلزبطور موثرامکانپذیر باشد.روشهای مورداستفاده عبارتنداز:جذب سطحی روی ذغال فعال شده،جذب روی رزین تبادل یونی واستخراج باحلالهای آلی.این عملیات از نظرروش بارگذاری،شستشووجداکردن فلزازرزین یاسیال باردارشبیه بهم می باشند.درمرحله شستشوی فلزازستون باردار،سیال باردار،شسته وموادبلافاصله برای سیکل بعدبازیابی می شوند.درحالیکه ذغال فعال شده ورزین تبادل یونی جامد می باشند.ازآنجائیکه استخراج باحلال درمحیط مایع صورت می پذیرد آن رابعضاَتبادل یونی مایع نیزمی نامند.

فرآیندهیدرومتالورژی برای مقاصدذیل بکارگرفته می شود:

1-بازیابی نمکها ازذخایرآنها مانند نمک معمولی،کربنات سدیم،پتاس،بوراکس و غیره.

2-بازیابی محلول خالص که ازآن بتوان بهروش الکترولیزفلزخالص تولید کرد مانندروی،کادمیم،نیکل،مس،طلا ونقره.

3-تولید ترکیبات خالصی که باروشهای دیگربتوان فلزخالص رااستخراج کرد.به عنوان مثال ترکیبات خالص آلومینیوم،منیزیم،اورانیوم وبریلیم باروش های هیدرومتالورژی تولیدمی شوند امافلزات موجوددرآنهایابه روش الکترومتالورژی(آلومینیوم ومنیزیم)ویابه روش پیرومتالورژی(اورانیوم وبریلیم)استخراج می شوند.

4-به عنوان یک روش تغلیظ شیمیایی.دراین حالت ترکیبات غیرسودمند ازماده خام لیچ می شوند وجامد باقی مانده به عنوان محصول باارزش برای فرآیندهای بعدی مورداستفاده قرارمی گیرند مانند تولید روتیل سنتتیک بااستفاده ازایلمنیت، سولفورزدائی ذغال،تخلیص کنسانتره کاسیتریت وغیره.

5-تولید مستقیم فلزخالص قابل عرضه به بازاربعد ازفرآوری اندک مانند ترسیب کبالت،نیکل ومس بااستفاده ازهیدروژن تحت فشاردرمحلول های حاوی فلزات فوق.

مواذ خام معمولاَشکسته وخرد می شوند وبعضاَعملیات تغلیظ روی آنها انجام می شود تابه ماده قابل لیچ تبدیل شوند دربعضی حالات ماده خام تغلیظ شده باعملیات حرارتی به عمل آورده شوند.مثلاَبعضی ازمواد راقبل ازعمل لیچ برای،افزایش قابلیت انحلال یانامحلول کردن مواد ناخالص اکسید یااحیا می کنند.

معمولاَبعد ازلیچینگ،مراحل فیلتراسیون،شستشو وتخلیص صورت می گیرد.به ندرت نیزمواد معدنی تنها شکسته کی شوند وبه ابعاد ریزترخرد نمی شود.در این حالت محلول لیچینگ بانفوذ ازتوده ماده معدنی غلیظ ترمی شوند دراین حالت عمل  فیلتراسیون صورت نخواهد گرفت.دربعضی حالات خاص نیز کانه درمحل لیچ می شود.

درهرعملیات متالورژی مقایرمتناسبی آب مورد نیازاست وبنابراین باید توازن آب نگهداشته شود.سطح زمین یاآبهای سطحی باید قبل ازآلودگی ها مانند مواد معلق ونمکهای محلول درآب پاک شود.

لیچینگ

یکی ازروش های فرآوری لیچینگ نام دارد.لیچینگ فرآیند حل کردن مقداری مینرال(جامد)ازیک کانی یا کنسانتره است که معمولاَبایک محلول آبی ازیک عامل لیچ کننده انجام می شود.این اصطلاح رامی توان برای حل کردن مواد ثانویه مانند قراضه،باقی مانده هاوباطله ها تعمیم داد.درشرایط ایده آل عمل لیچینگ به یک محصول کانی بی ارزش که به قدرکافی ازمواد باارزش تخلیه شده است وآن به صورت توده انبارمی شودویک فلزغنی شده یامحلول حامل منجر می شود که فلزات را می توان ازآن جداسازی نمود وبه حالت خالص بازیابی کرد.

لیچینگ فرآیند استخراج یک جزءمحلول درجامد بااستفاده ازیک حلال میباشد. دراین رابطه یکی ازدوهدف زیرقابل دستیابی خواهد بود:

1-تجزیه کانه،کنسانتره یامحصولات متالورژیکی برای محلول کردن فلزموجود درآن.

2-لیچینگ ترکیباتی(معمولاَکانیهای باطله)ازیک کانه یاکنسانتره که به آسانی قابل حل باشند جهت تولید کنسانتره باغلظت زیاد.به عبارت دیگر روش بهره وری شیمیایی ازیک کانه.

انتخاب عامل لیچینگ به پارامترهای زیر بستگی دارد:

حلالیت:انحلال زیاد وسریع ماده معدنی درعامل لیچینگ.

هزینه:یک واکنشگر گران قیمت بعلت احتمال هدررفتن آن هنگام لیچینگ به هیچ وجه مطلوب نیست زیرازیان اقتصادی زیادی رابهمراه خواهد داشت.

مواد،تأسیسات:اگرعامل لیچینگ خورنده باشد وبایستی درتانک های تیتانیوم یا ضدزنگ مخصوص نگهداری وحمل شود هزینه سرمایه گذاری اولیه بالابوده و بنابراین استفاده ازآن مطلوب نیست.

انتخابی:عامل لیچین ایده آل آن است که تنها ترکیبات مورد نظرراحل کند.

بازیابی:یکی ازمحسنات واکنشگر،بازیافت وبکارگیری مجدد آن است.آب عامل لیچینگ ایده آلی است که هم ارزان وهم خورنده می باشد اماعمل آن محدود به تعداد اندکی کانیها است.غیرازآب عوامل دیگرلیچینگ معمولاَ درطبقه بندیهای زیرقرارمی گیرند:

اسیدها،بازها،محلول های آبی نمکها وآب کلرکه درمقیاس محدودی بکارگرفته می شود.عوامل لیچینگ رامی توان به تنهایی یا همراه با مواد اکسید کننده بکارگرفت.درموارد معدودی نیزهمراه مواد احیاکننده بکارگرفته می شوند.مواد اکسید کننده معمول عبارتند ازهوا(یااکسیژن)پراکسید هیدروژن-دی اکسید منگنز –نیترات سدیم-وکلرات سدیم.مواد احیاکننده نیزمعمولاَ یونهای فروودی اکسید گوگردمی باشند.

بازها مانندNaOH یا OH4NH از4SO2H گرانترند اما بدلایل زیرازآنها استفاده می شود:

الف:نداشتن مشکلات مربوط به خوردگی.

ب:انتخابی ترعمل کردن.

برای کانیهایی که باطله آنها میل ترکیبی شدیدی بااسیدها دارند وبابازها کمتر ترکیب می شوند،ازبازها استفاده می شود.به عنوان مثال کانیهای باطله مانند سنگ آهک،دولومیت،اکسیدآهن،کربنات آهن و...میل ترکیبی شدیدی بااسیدها دارند.ترکیب4SO2H باسنگ آهک تولید4CaSO غیرمحلول می کند وموجب تولید کف ناشی ازتصاعد2CO می گردد.

CaCO3+H2SO4→CaSO4+CO2+H2O

عوامل رایج لیچینگ

دراینجا فقط ازدو عامل لیچینگ آب واسید به توضیح مختصری می پردازیم:

آب:

آب به علت ارزانی وخورنده نبودن حلال ایده آلی است اما غیرازمعدودی کانیها مانند گرد وغباردودکش ها وتکلیس شده مواد معدنی مورد استفاده ندارد.آب برای حل کردن مواد ذیل بکارگرفته می شود:

نمکهایی که به طورطبیعی وجود دارند:نمکهای طبیعی پتاسیم وسدیم مانند بوراتها،کربناتها،کلریدها،نیتراتها وسولفاتها به راحتی درآب محلولند.درعمل ابتدا این نمکها شسته شده سپس برای جداکردن رسها فیلترمی شوند.محلول های حاصل باتبخیرتغلیظ شده ونمک خالص باعمل تبلوربازیابی میگردد.

1-گرد وغباردودکش ها:بعضی ازاین مواد حاوی ترکیبات محلول درآب می باشند به عنوان مثال آنهایی که هنگام اکسیداسیون مولیبدن2MoS تولید می شوند دارای غلظت بالایی ازاکسید رنیم خواهند بود که درآب محلول بوده وتشکیل اسید پرهینگ می دهد.

Re2O7+H2O→2HReO4

2-تکلیس ها:سولفاتها یا کلریدهای تکلیس شده معمولاَ حاوی ترکیبات محلول درآب می باشند.به عنوان مثال می توان ازبازیابی سولفات کبالت ودیگرفلزات غیرآهنی ازپیریت سیندر نام برد.

3-کنسانتره سولفیدها:سولفیدها راحل وآنها را به200درجه سانتیگراد آب در حضورهوایااکسیژن تحت فشاروحدود سولفات تبدیل می کند به عنوان مثال:

NiS(aq)+2O2(aq)→NiSO4(aq)

اسیدها:

اسدها معمول ترین عوامل لیچینگ میباشند.این مواد غیراکساینده،اکساینده و یا کاهنده می باشند.بسته به شرایط،یک اسید ممکن است بیشترازیک واکنش انجام دهد.

اسیدهای غیراکساینده:

اسیدی غیراکساینده است که درآن تنها یون هیدروژن درگیرباشد.به عنوان مثال 3(OH)Fe درهراسیدی حل شده وتولید یون فریک می کند.

Fe(OH)3+3H+→Fe3++3H2O

یاآهن فلزی درهراسید رقیق حل شده هیدروژن آزاد می کند(فرآینداکسایش وکاهش)

Fe→Fe2++2e-

2H++2e-→H2

واکنش کلی عبارت است از:

Fe+2H+→Fe2++H2

اسیدهای اکساینده:

یک اسید وقتی اکساینده است که هم یون هیدروژن وهم آنیون درواکنش شرکت کند.به عنوان مثال اسید نیتریک اسید اکساینده است بطوری که هم یونهای+H وهم یونهایNO3- درواکنش شرکت می کنند.

4H++NO3-+3e-→NO+2H2O

2H++NO3--+e-→NO2+H2O

برخلاف اسید رقیق،اسیدسولفوریک غلیظ یک اسید اکساینده می باشد زیرا درواکنشها یونهای+HوSO42- مشارکت می کنند:

4H++SO42-+2e-→SO2+2H2O

چون مادراین آزمایش بامحلول اسید سولفوریک برای انجام لیچینگ سروکار داریم تنها به معرفی این اسید می پردازیم.

اسید سولفوریک

اسید سولفوریک معمولترین عامل لیچینگ است.برای تهیه این اسیدSO2 در دمای 400درجه ساتیگراد وکاتالیزورV2Oاکسید وبهSO3 تبدیل وجذب اسید سولفوریک96%می شود تاغلظت آن افزایش یافته به98%برسد.آب نمی تواند مورد استفاده قرارگیرد زیرا واکنش بشدت گرمازاست وباعث تبخیرآب خواهد شد.دی اکسید گوگرد یاازاکسیداسیون گوگرد وپیریت ویا به عنوان محصول همراه ازاکسیداسیون سولفیدهای فلزات غیرآهنی بدست می آید.دی اکسید گوگرد وهوا قبل ازوارد شدن به محفظه کاتالیزور باید ازگردوغبار پاک،خشک وگرم شوند.واکنش به شدت گرمازاست وبنابراین گازی که ازکاتالیزورخارج می شود.برای پیشگرم کردن مخلوطSO2هوا مورد استفاده قرار می گیرد.

اسید سولفوریک رامی توان بااکسیداسیون آبی دی اکسید گوگرد نیزتولید نمود.

SO2+0.5O2+H2O→H2SO4

علیرغم آنکه این واکنش باکاتالیزورFe2+وMn2+ صورت می پذیرد کند می باشد واسید تولید شده بیشتراز40%غلظت ندارد.برای تولید اسید غلیظ تر،لازم است باعمل تبخیرمحلول غلیظ بدست آورد علیرغم اینکه عمل غیراقتصادی است.

اسیدسولفوریک معمولاَ درتجهیزاتی که دارای آسترسرب می باشند حمل می شود.آسترسرب تشکیل لایه محافظ سولفات سرب می دهد.اسیدسولفوریک رقیق درمقیاس وسیعی برای لیچینگ کانه های اکسیده مس،اکسیده روی،سنگ فسفات وکانیهای متنوع دیگرمورد استفاده قرارمی گیرد.اسیدسولفوریک درمخلوط باعامل اکسایش برای لیچینگ کانه های اورانیوم وسولفیدها بکارگرفته می شود.H2SO4 غلیظ برای لیچینگ کانیهای مقاوم ترمانند کنسانتره سولفیدها، لاتریت ها،مونازیت وسرباره تیتانیوم کاربرد دارد.علیرغم اینکه اسید سولفوریک ارزان ترین اسید می باشد امروزه اسید هیدروکلرید ونیتریک به دلایل زیردورقیب اصلی آن محسوب می شود:

1-وقتی ماده خام حاوی مقادیرمتنابهی آهن باشد مشکل دورریزی سولفات فرو بوجود می آید زیرا آن را نمی توان درطبیعت رها کرد وباید آن را ترسیب یامتبلور وتجزیه کرد که مستلزم هزینه بالایی می باشد.تجزیه سولفات فرو نیاز به دمای بالا دارد وبنابراین هزینه بالایی خواهد داشت وگازها باید برای بازیابی تبدیل بهH2SO4 شود که خود مستلزم هزینه اضافی است.

2-وقتی ماده خام حاوی رادیوم باشد،مانند لیچینگ کانه های اورانیوم،پسماند تولید شده خطرآسیب رساندن به سلامتی انسان رادارد زیرا سولفات رادیوم به گازرادیواکتیو رادون تجزیه می شود.

لیچینگ یک ماده جامد درفازهای آبی قبل ازهرچیزبه طبیعت جامد ونوع پیوند( یونی-کووالانسی-فلزی)بستگی دارد.ازآنجاییکه پیوند جامدات یکی ازسه نوع پیوند فوق می باشد فرآیندهای متنوع لیچینگ شناخته شده است.این فرآیندها عبارتند ازشیمیایی،الکتروشیمیایی-احیا والکترولیتیک.

فرآیندهای فیزیکی

دراین حالت فازآبی شامل آب بوده وهیچگونه تبدیل شیمیایی صورت نمیگیرد. این فرآیند ساده ترین حالت بوده واساساَ درجامدات یونی صدق می کند انحلال NaClدرآب ازفرآیندهای فیزیکی می باشد.

باتوجه به قطبی بودن زیاد مولکولهای آب،هنگام نزدیک شدن آب به سطح بلورنیرویی به شبکه بلوراعمال می کند بطوریکه قسمت منفی دوقطبی جذب یون مثبت وقسمت مثبت دوقطبی جذب یون منفی شده وهیدراتها راتشکیل می دهند.اگرنیروی هیدراته کردن یونهای مثبت ومنفی ازنیروی نگهدارنده دویون دربلوربیشترشود آنگاه جامد به صورت محلول درخواهد آمد.

تغییرات حلالیت دربلورهای یونی مختلف تابعی ازاندازه یونهای تشکیل دهنده بلورمیباشد.زیرا این فاکتورتعیین کننده جاذبه بین یونها درجامد میباشد واگر اختلاف فاحش بین اندازه یونها باشد پایداری بلور کاهش پیدا می کند زیرا یونهای کوچک به اندازه کافی بزرگ نیستند تایونهای بزرگ رامجزانگهدارند.با نزدیک شدن یونهای کوچک به اندازه کافی بزرگ نیستند تایونهای بزرگ را مجزانگهدارند.بانزدیک شدن یونهای بزرگ یه یکدیگر نیروی دافعه یکسان از دوطرف افزایش یافته،بلورناپایدارتر،ونهایتاَ محلول ترمی شود.همچنین کاتیونهای کوچک ودارای بارزیاد،قویترین جاذبه رانسبت به مولکولهای آب دارند.سرعت بهم زدن مخلوط شدیداَ روی فرآیندهای فیزیکی تأثیرمی گذارد هرچه سرعت بهم زدن بیشترباشد سرعت انحلال بیشترمی شود ضمناَ تأثیر حرارت کمترازتأثیربهم زدن است.

فرآیندهای شیمیایی

دراین حالات جامدات متبلور ممکن است بخشی یونی وبخشی کووالانسی یا اساساَ کووالانسی باشد.نمونه جامدات گروه اول،بخش وسیعی ازترکیبات راتشکیل می دهند.مانند اکسیدها،هیدروکسیدها،سولفیدها،سولفاتها وبعضی نمکهای قلیایی وکربناتها،درحالیکه نمونه جامدات دوم تنهاشامل سیلیس وسیلیکاتها می شود.این جامدات درآب نامحلولند اما درحضور یک واکنش گر ممکن است محلول باشد.

فرآیندهای الکتروشیمیایی

این فرآیندها ازجهات زیربافرآیندهای قبلی متفاوتند:

1-جامد یک جسم رسانا مانند فلزاست،یاجامدی است که پیوند آن بخشی یونی و بخشی کووالانسی است ودارای خواص نیمه هادی مانندUO2،ZnS،CuFeS2 میباشد.

2-انتقال الکترونها ازفازجامد به واکنشگرصورت می پذیرد یعنی فرآیند شامل زوج اکسایش-کاهش می باشد.یونها یامولکولهای موجود درمحلول به راحتی ازطریق لایه های مرزی نفوذ کرده وبرای جداکردن الکترون به سطح جامد دسترسی پیدا می کنند.

3-انحلال جامد درنقاط خاصی صورت می پذیرد که ازنقطه انتقال الکترون فاصله دارد.

4-واکنش های اکسایش وکاهش بطورهمزمان صورت می پذیرند.

5-نقصان شبکه جامد وحضورناخالصی ها به مقدارکم که هدایت الکتریکی جامد راکاهش یا افزایش می دهند وبه عبارت دیگر درقابلیت دسترسی به الکترون تغییراتی صورت می پذیرد ازعواملی هستند که درسنتیک واکنش های الکتروشیمیایی تأثیردارند.

سرعت انحلال باافزایش غلظت واکنشگرودما افزایش می یابد.وقتی دوواکنشگر درمحیط حضورداشته باشند سرعت انحلال درهرزمان تنها به یکی ازآن دوبستگی دارد.

فرآیند های الکترولیتیکی

درفرآیند الکترولیتیک یک پتانسیل خارجی(EMF) روی جامدی که دریک سلول الکترولیتیکی به عنوان آند عمل می کند اعمال می گردد تا باعث انحلال آن شود.واکنش برروی فلزعبارتنداز:

M→Mn++ne-

برای یک نیمه هادی سولفید دوظرفیتی نیزداریم

MS→M2++S+2e-

ازهردوفرآیند فوق درمقیاس صنعتی بهره گرفته می شود.حالت اول درفرآیند تصفیه فلزوحالت دوم برای بازیابی فلزوگوگرد مورد استفاده قرار می گیرد.سرعت انحلال نیزبا افزایش دانسیته جریان زیاد می شود.

بافرآیند لیچینگ می توان درشرایط خاص ناخالصی هاراازکنسانتره جدانمود که این به معنی بالابردن عیارکنسانتره است واصطلاحاَ تحت عنوان تغلیظ هیدرومتالورژیکی شناخته می شود.

اصول لیچینگ رادرسه مبحث مورد بررسی قرارمیدهند که عبارت انداز:

1-جنبه های ترمودینامیکی لیچینگ.

2-جنبه های الکتروشیمیایی لیچینگ.

3-سینتیک واکنش های لیچینگ.

روش ها وتجهیزات لیچینگ

روش مورد استفاده برای لیچینگ یک کانه بستگی یه عیارکانه وسهولت انحلال کانه دریک حلال خاص دارد.

اصولاَروش انتخاب شده برای لیچینگ یک کانی یامواد باطله به مقدارفلز موجود درماده،قیمت معدن کاری وآوردن کانی به سطح زمین،قیمت آسیاکردن وسایرعملیات پیش ازانجام لیچینگ که مانند تشویه یاذوب وسادگی حلالیت بستگی دارد.روش انتخاب شده می تواند یک روشی باشد باکمترین سرمایه و هزینه انجام فرآیند،هم متانسب باسرعت فرآیند وهم متناسب بادرصدبازیابی باشد.سهولت حلالیت مواد معمولاَبه ترکیب شیمیایی ومینرالوژیکی آنهابستگی دارد ودرمورد یک کانی به نوع زمین شناختی آن بستگی دارد.معمول ترین روشهای لیچینگ به شرح زیرمی باشد:
1- لیچینگ درجا:

روش بالا برای لیچینگ برجای رسوبات مینرالی درقشرزمین بدون جداسازی قبلی است.این روش ازمدتهاقبل برای بازیابی رسوبات استفاده شده است.در سال های اخیربرای استخراج فلزات ازکانیهای کم عیاردرمعادن کارکرده وذخیره باقیمانده آنهابه کارمی رود ونیزهمچنین برای بازیابی فلزات به صورت مستقیم ازکانیهای موجود درروی زمین که روشهای مرسوم معدن کاری برای آنهاغیر اقتصادی است به کار می رود.

این روش بهin sito وSolution mining نیزموسوم است.دراین روش بعلت کم عیاربودن کانه وعدم توجیه اقتصادی برای استخراج آن،کانه درمحل ودرطول مدت زمان طولانی لیچ می شود.باتوجه به موقعیت های بدست آمده اخیراَ،این روش برای کانه های باعیاربالا نیزبکارگرفته شده است.لیچینگ درجا برای استخراج نمکهای محلول ازذخائرزیرزمینی مانند پتاس،کلرید سدیم، سولفات سدیم وکربنات سدیم(ترونا)وهمچنین کانه های اورانیوم ومس بکار گرفته می شود.

عمده ترین حلالها به شرح زیراست:

1-آب برای لیچینگ پتاس،کربنات سدیم وبقیه نمکهای محلول درآب.

2-اسیدسولفوریک رقیق برای لیچینگ کانه های مس،چنانکه کانه های سولفیدی نیزدرمحیط باشند مخلوطی ازآب وهوا استفاده می شود.حضورپیریت به علت اکسایش،تشکیل اسید سولفوریک وسولفات فریک موجب افزایش سرعت لیچینگ می شود.واکنش اکسایش گرمازا بوده وگرمای بوجودآمده موجب تسهیل ادامه اکسایش می شود.

3-اسیدسولفوریک اسید رقیق وکلرات سدیم یاکربنات آمونیوم آمونیاکی وپر اکسید هیدروژن برای لیچینگ ذخایراورانیوم بکارگرفته می ود.

استفاده ازمواد منفجره هسته ای به عنوان یک وسیله ارزان برای خردکردن سنگها درمحل نیزجهت تسهیل امرلیچینگ پیشنهاد شده است.

لیچینگ درجا شامل انحلال انتخابی کانیها بوسیله پاشیدن یاترزیق عامل لیچینگ درذخیره معدنی وسپس جمع آوری محلول باردارمی باشد.عوامل اصلی لازم برای بررسی قابلیت لیچینگ یک ذخیره معدنی به شرح زیر می باشد:

الف:ذخیره معدنی باید بین طبقات غیرقابل نفوذ قرارگرفته باشند تاازهدررفتن سیال لیچینگ جلوگیری شود.

ب:ذخیره معدنی باید دارای نفوذپذیری کافی برای عبورمحلول لیچینگ باشد.

دوروش مورد عمل عبارتنداز:پاشیدن عامل لیچینگ برای ذخیره سطحی( دارای رخنمون)وترزیق عامل لیچینگ هنگامی که ذخیره درعمق باشد.

2-لیچینگ توده ای:

دران روش ابتدا سطح زمین راازگیاهان پاک کرده وباشیب ملایمی آن راکوبیده ومسطح می کنند.سطح صاف شده ابتدا توسط صفحه پلاستیکی وبعد بالایه ای ازآسفالت پوشیده می شود.سپس درمحل آماده شده توده ای ازسنگ خردشده معدن به ارتفاع15-10مترریخته می شود.وزم ماده ممکن است200-100هزار تن باشد.سپس عامل لیچینگ ازبالای توده به صورت دوش روی تل ریخته و توسط جوی کوچکی که درانتهای شیب زمین تعبیه شده است جمع آوری می گردد.وقتی ماده معدنی بطورکامل لیچ شده یاتوده بجامانده رها می شود ویابعد ازتخلیه،آن محل برای لیچینگ مواد معدنی جدید مورد استفاده قرار می گیرد. مشکلات اصلی درعملیات لیچینگ توده ای مسدود شدن مجاری حرکت عامل لیچینگ ازبالابه کف توده توسط رس های ریزدانه وهیدروکسید یاسولفات بازیک فریک،اتلاف عامل لیچینگ به دلیل تبخیر،ونشت محلول ازکف توده سنگ وکانالهای مربوط می باشد.

رفتارمحلول لیچینگ درتوده رامی توان بااستفاده ازمنبع نوترونی وآشکارساز مورد ومطالعه قرارداد.نوترون سریع باغالب اتمها به استثناءاتمهای هیدروژن برخورد الاستیک دارد زیرا وزن هیدروژن مساوی وزن نوترون است ودرنتیجه قسمت اعظم انرژِی نوترون درعبورازتوده تلف خواهد شد.تغییرات شارنوترون درآشکارسازمی تواند نتیجه تغییرات آب موجود درمواد پیرامون چال باشد.

3-لیچینگ ستونی:

دراین حالت مواد مورد استفاده متخلخل ودارای ابعاد ماسه ای می باشد، بطوریکه امکان توده کردن آنهادرحجم زیاد امکان پذیرنیست.وضعیت آرایش دانه بندی مواد فاکتورمهمی درنفوذ حلال درتوده می باشد که ازبعد دانه ها نیزاهمیت بیشتری دارد.چنانچه دانه ها هم اندازه نباشند،ذرات ریز دربین ذرات درشت قرارگرفته وموجب مسدود شدن کانال وکندی استخراج مواد می شود.این روش برای مواد حاوی ذرات نرمه زیاد،مناسب نمی باشد.

موادی که باید لیچ شوند درون تانکی که مجهزبه کف کاذب بوده وقابلیت فیلتر شدن به محلول میدهد،ریخته می شود.عامل لیچینگ ازبالای تانک روی ماده معدنی ریخته می شود وپس ازنفوذ ازداخل ماده معدنی ریخته می شود وپس ازنفوذ ازداخل ماده معدنی ازمجرای زیرین بازیابی می شود تانکها به نحوی قراردارند که یک سیستم پیوسته جریان مخالف حاصل می شود.باردهی درتانک آخرومایع حلال به اولین تانک وبه همین ترتیب به تانکهای بعدی پمپ می شود تابه تانک انتهایی برسد.تانکهای مورد استفاده دارای ظرفیت12000 تن کانه می باشند.بعد ازپایان عملیات لیچینگ،تانکها بابیلهای مکانیکی تخلیه وتوده جدیدی جانشین آنها می شود.زمان لیچینگ که برای کانه های طلا،مس و اورانیوم بکارگرفته می شود از2تا4 روزمتفاوت است.مزیت این روش مصرف حداقل عامل لیچینگ،تولید محلول بارداربا عیاربالا وعدم استفاده ازتیکنر یا فیلترهای گران قیمت می باشد.

4-لیچینگ به کمک همزن:

دراین روش،عامل لیچینگ به ماده معدنی خام پودرشده اضافه می شود وپالپ حاصل نیزدرتانکهای مخصوص هم زده می شود تا ازته نشین شدن مخلوط جلوگیری شده وفرآیند لیچینگ درکوتاهترین زمان به اتمام برسد.این روش عموماَ تحت شرایط ذیل استفاده می شود:

1-ماده معدنی دارای عیارمتوسط تا بالا باشد.

2-کانه مفید ریزدانه بوده ودرسنگ میزبان بطورپراکنده پخش شده  باشد، بطوریکه خردکردن وپودرکردن کانه جهت افزایش سطح مخصوص ودرتماس قراردادن آن باعامل لیچینگ ضروری باشد.

3-فلزموجود به سختی حل شود وهم زدن شدید پالپ برای افزایش سرعت انحلال ضروری باشد.

تجهیزات مورداستفاده متعدد وگرانقیمت بوده وهدف اصلی درآنها افزایش بازیابی فلزازعملیات می باشد.لیچینگ ممکن است درشرایط متوسط وبااستفاده ازاسید رقیق ودمای محیط صورت پذیرد ویادرشرایط شدید بااستفاده ازمحلول غلیظ(اسید یاباز)ودرفشارودمای بالا باشد.

روش های هم زدن:

هم زدن محلول رامی توان به دوروش ذیل انجام داد:

الف:مکانیکی:دراین حالت همزن هایی که بانیروی موتورمی چرخند مورد استفاده قرارمی گیرند.دراین حالت تجهیزات مورد نیازگرانقیمت ودارای هزینه نگهداری زیاد می باشند.

ب:نیوماتیک(یا هوای فشرده):دراین حالت هوای فشرده ویا بخارپرفشارمورد استفاده قرارمی گیرد.بدلیل عدم وجود قطعات متحرک این روش مستلزم هزینه اولیه نگهداری کم می باشد برای افزایش دمای محیط لیچینگ نیزازبخار استفاده می شود.

فشارمعمولی(محیط)

لیچینگ درفشارمحیط به طرق زیرصورت می گیرد:

-درمحفظه های باز یابسته ودردمای متوسط یا محیط

-دردمای نزدیک نقطه جوش محلول،بااستفاده ازیک کندانسورکه روی درپوش راکتوربرای جلوگیری ازاتلاف بخارنصب می شود.دراین روش همزن عموماَ مکانیکی است.تانکهای باهمزن مکانیکی باید استوانه ای بامحورقائم بوده ودارای کف مسطح،بشقابی یا مخروطی باشد.این راکتورها دارای ابعاد کوچک تا10مترقطر و10مرارتفاع میباشند.تانک هاممکن است دارای پوشش مناسب برای گرم کردن یاسرد کردن محلول باشند.میتوان پوشش های مناسب ازفولاد، آلیاژهای فولاد-تیتانیوم بادیگرمواد مقاوم درمقابل خوردگی مانند فایبرگلاس درراکتورنصب کرد.

فشاربالا

لیچینگ تحت فشاربالا نیازبه راکتوریااتوکلاو پرفشاردارند.دونوع لیچینگ تحت فشاروجود دارد که عبارتند از:

1-درغیاب هوایااکسیژن:

دراین حالت سرعت لیچینگ دردمای معمولی یامتوسط کم بوده وبنابراین محلول باید دردمای بالاترازنقطه جوش مورداستفاده قرارگیرد.ضمناَ فعل و انفعال لیچینگ باید درمخازن بسته انجام شود تابخارحاصل،ازمحیط خارج نشود.فشارتولیدشده همان فشاربخارمحلول است.ازاین روش عمدتاَبرای لیچینگ بوکسیت،شیلیت،ایلمنیت ولاتریت ها استفاده می شود.

2-درحضورهوایااکسیژن:

دراین حالت لیچینگ دردمای محیط یا دمای متوسط غیرممکن است مگرآنکه هوا یااکسیژن به عنوان مواد اکسیدکننده حضورداشته باشند.درهردوحالت عامل کنترل کننده سرعت واکنش،فشارجزئی اکسیژن درمحیط است.دردمای مشخص باافزایش فشارجزئی اکسیژن سرعت واکنش افزایش می یابد.

استفاده ازاکسیژن به جای هوا دارای مزیت بیشتری است زیرا برای مصرف میزان مشخصی ازاکسیژن،فشارکل دراتوکلاو کم بوده ودرنتیجه ابعاد اتوکلاو کاهش می یابد.

اتوکلاوها

اتوکلاوها مخازن استوانه ای قائم،افقی،کروی یالوله ای افقی می باشند.همزدن دراتوکلاوها باترزیق بخارتحت فشار،به روش مکانیکی ویابادوران اتوکلاوها صورت می پذیرد.اتوکلاوهای قائم عموماَ بافشاربخاروبعضاَ به روش مکانیکی هم زده می شوند.اتوکلاوهایی که بادوران وفشاربخارهم زده می شوند دارای حداقل هزینه نگهداری واتوکلاوهایی باپره های مکانیکی به علت داشتن محورهای دورانی دارای هزینه نگهداری زیاد می باشتندوحجم اتوکلاوهای صنعتی10تا70مترمکعب بوده ودرفشار2500 تا5000کیلوپاسکال کارمی کنند.درصورتی که محلول مورد استفاده خورنده باشد قطعات داخل اتوکلاو ازآلیاژهای فولاد-تیتانیوم ودیگرمواد مقاوم انتخاب می شود.بعضاَسطح داخلی اتوکلاو ازلاستیک یامواد سرامیکی پوشیده شده است.برای انجام عملیات پیوسته اتوکلاوها به طورسری مورد استفاده قرار می گیرند.

افشانک های اتوکلاوها گرانقیمت بوده وطراحی آنها خصوصاَ دراتوکلاوهای بادیواره داخلی سرب وآجرمشکلات زیادی دارد.به همین دلیل توصیه می گردد تعداد آنهادریک اتوکلاو حتی اگرلازم باشد دفعات سرویس دستگاه راافزایش داد محدود شود.همچنین توصیه می شود تاآنجائیکه ممکن است افشانک هادرحالت بخاربکارگرفته شود.افشانک هایی که درفازمایع بکارگرفته می شوند بایددرپوش داشته باشند.افشانک های فازبخارتوسط لوله های عمیق به فازمایع وصل می شوند.دراستفاده ازافشانک های فازمایع بهتراست که هنگام کارازشیراطمینان یک طرفه جهت سلامت دستگاه بکارگرفته شود دراتوکلاو های دورانی محلول یاپالپ بوسیله یک لوله دروارد می شوند.

جنبه های مهندسی فرآیند لیچینگ

برای انجام یک فرآیند لیچینگ پارامترهای معینی که بطورمستقیم درهزینه عملیات مؤثرند باید بررسی شوند.

بازیابی:

درصد بازیابی برای هرفرآیند لیچینگ هدف مهم عملیات می باشد که باموازنه وآنالیزجامد وسیال تعیین می شود.

سرعت:

سرعت فرآیند لیچینگ رامیتوان بااستفاده ازدرصدبازیابی به عنوان تابعی از زمان بدست آورد.سرعت درهرلحظه مقدارفلز بازیابی شده درواحد زمان میباشد.درحقیقت این مقداربرابرباشیب منحنی درهمان لحظه می باشد.ملاحظه می شود که سرعت درابتدا زیاد وبه تدریج بعد ازمدتی کاهش می یابد.بنابراین باید بین مدت زمان حضورماده درراکتوروماکزیمم بازدهی،تلفیقی منطقی و اقتصادی برقرارنمود.سرعت لیچینگ بستگی به عوامل زیردارد:

ابعاد ذرات

سرعت واکنش باکاهش ابعاد ذرات افزایش می یابد زیرا باافزایش میزان خردایش ابعاد ذرات کاسته وسطح مخصوص ذرات افزایش می یابد.اماباید در نظرداشت که افزایش میزان خردایش علاوه برهزینه زیاد مشکلات فیلتراسیون رانیزباعث می شود.ته نشینی وفیلتراسیون ابعاد بسیارریز بعضاَ بسیارمشکل می باشد.

غلظت عامل لیچینگ:

سرعت واکنش باافزایش غلظت عامل لیچینگ افزایش می یابد.امااین مسئله ممکن است باعث افزایش انحلال کانیهای همراه ودرنتیجه افزایش مصرف عامل لیچینگ وافزایش ناخالصی هادرمحلول حاصل ازلیچینگ گردد.

همزدن:

افزایش سرعت همزدن معمولاَ سرعت واکنش راافزایش می دهد،امااین نیزبه نوبه خود ازاقلام هزینه برمی باشد زیراتجهیزاتی که بتواند سرعت همزدن راافزایش دهد نیازبه سرمایه گذاری داشته وموجب افزایش هزینه انرژی مصرفی می شود.

دانسیته پالپ:

سرعت لیچینگ باکاهش دانسیته پالپ افزایش می یابد این درحالتی است که مقدارزیادی عامل لیچینگ به مقدارکمی جامد افزوده می شود.این مسئله ضمن رقت محلول،جابجایی وبازیابی رامشکل می کند.ازطرف دیگرچنانچه دانسیته پالپ افزایش یابد محلول حاصل غلیظ شده موجب افزایش خورندگی تجهیزات مانند پمپ ها،همزن و...می شود.

دما:

سرعت لیچینگ باازدیاد دما افزایش می یابد امامشابه افزایش غلظت عامل لیچینگ،باعث انحلال کانیهای همراه شده وعلاوه برافزایش مصرف عامل لیچینگ،مقدارناخالصی های موجوددرمحلول،نیزبالامی رود.بنابراین عملیات باید دریک حالت بهینه انجام شود تاتأثیرات منفی هریک ازفاکتورها درافزایش سرعت لیچینگ تحت کنترل قرارگیرد.

فرآیندهای پیوسته وناپیوسته

یک فرآیند لیچینگ می تواند بصورت پیوسته ویاناپیوسته اجراشود.درسیستم ناپیوسته مواد جامد وعامل لیچینگ دریک راکتور باردهی شده وبه مدت معلومی هم زده می شود تاواکنش کامل گردد سپس گلاب حاصل،تخلیه،فیلترو شسته می شود وفرآیند برای مقداردیگری جامد وباردهی عامل لیچینگ تکرار می گردد.به عبارت دیگرباردهی-همزنی وتخلیه تکرارمی شود.

دریک فرآیند پیوسته وممتد تعدادی راکتوربکارگرفته می شود که ازطریق آنها جامدات ومحلولهای حاصل ازیک راکتوربه راکتوربعدی به طورممتد جریان می یابد.تعداد تانکهای لیچینگ به گونه ای انتخاب می شود که درراکتورنهایی واکنش کامل گردد.دریک فرآیند ناپیوسته هزینه سرمایه گذاری کم وهزینه عملیات زیاد است.درحالیکه درسیستم پیوسته عکس این مسئله صادق است.بطورکلی برای تأسیسات بزرگ سیستم پیوسته اقتصادی تراست زیرا راکتورهابطورمؤثرمورداستفاده قرارمی گیرند.اتلاف وقت درباردهی وتخلیه وجود ندارد وباتوجه به اتوماتیک بودن عملیات،به نیروی انسانی زیادی نیاز نمی باشد.

فیلتراسیون

فیلتراسیون به عملیات جدایش مایع ازجامد اطلاق می گردد که به طرق مختلف قابل انجام می باشد.ساده ترین آنها فیلترماسه ای است.این دستگاههای ارزان قیمت برای جدایش حجم کمی ازمواد معلق درسیالات لیچینگ مورداستفاده قرار میگیرند.محلول دربستری ازماسه ریخته می شود ومواد معلق دربسترماسه ای راسب ومایع شفاف ازکف آن خارج می شود.هنگامی که سرعت نفوذ کاهش می یابد باشستشوی معکوس میتوان مواد جامد راسب شده راتخلیه نمود.

درمقیاس صنعتی سوسپانسیون تحت فشاریاخلاءازغشائی که بااستفاده ازالیاف پارچه ای،فلزی یاشیشه ای بافته شده ودریک سطح محکم نصب شده است گذرانده وصاف می شود.

کانه های اکسیده روی واکسید روی

سولفید روی مهمترین کانی روی می باشد اما مقادیرکمی ازروی به صورت کانیهای زینکیت(Zincite)،ZnO،هیدروزنکیتZnCO3.2Zn(OH)2 و اسمیت زونیتZnCO3 وجوددارد.این کانیها به راحتی دراسید سولفوریک رقیق حل می شوند.امروزه بخش اعظم مواد خام درلیچینگ کانیهای روی،اکسیدروی تولید شده ازاکسایش سولفید روی می باشد.زمانی همه سولفید روی پرعیارشده به روش پیرومتالورژی به عمل آورده می شدند.یعنی اکسایش سولفید وتبدیل آن به اکسید روی وسپس احیابا کربن وتبدیل به فلز که این روش ساده ای نیست زیرادمای احیا بالاترازنقطه جوش فلزمی باشد ودرنتیجه بخارفلز باید جمع آوری واستحصال شود تا ازاکسیداسیون آن جلوگیری گردد.لیچینگ اسیدی اکسید روی والکترولیزآن راه حل مطلوبی برای روش هیدرومتالورژی ارائه نمود.اززمان توسعه این روش درسال1919تولید روی به روش احیای حرارتی سیرنزولی داشته است.

چنین ماده ای منبع مهم کادمیوم-ایندیوم وژرمانیوم میباشد که معمولاَ نیزبازیابی می گردند.ناخالصی های ناخواسته شامل آرسنیک،آنتیموئن وفریت می باشند. فریت،اکسید کمپلکس روی وآهن،ZnFe2O4 می باشد که درمرحله اکسایش به علت حضورکانیهای سولفیدی آهن درکنسانتره روی وبراثرواکنش درحال جامد بینZnOوFe2O3 تشکیل می شود.

مشکل فریت وحل آن

مشکل فریت،نامحلول بودن آن درH2SO4 رقیق یعنی اسید مورداستفاده درانحلال اکسیدهای روی میباشد.الکترولیت بازگشتی نیزحاوی25%H2SO4 است.درنتیجه لیچینگ مرحله اول با مشکل کاهش بازیابی روی(93-85%) مواجه بوده وپسماند این فرآیند تاحدود20%روی دارد.فریت ها دراسید سولفوریک غلیظ وداغ محلول میباشند امادراین شرایط دومشکل بوجودمی آید: 1-مقدارناخالصی ها،خصوصاَ آهن افزایش می یابد وقبل ازبازیابی الکترولیتی خالص سازی مورد نیازخواهد بود.

2-اسیدیته بالای محلول باید خنثی شود تابازیابی الکترولیتی امکان پذیرگردد.

ازآنجائیکه این روش پرهزینه می باشد باپسماند جامد به یکی از3روش زیر عمل می شود:

الف:تا پیداشدن یک راه حل بهترذخیره گردند.

ب:استفاده ازفرآیند ویلزWaelz که درآن فریت درکوره دوارباذغال بعمل آورده می شود وروی تبخیرشده به صورت اکسید روی بازیابی می گردد.

ج:درکوره بلند سرب بعمل آورده می شود تا روی موجود به صورت سرباره بازیابی گردد متعاقباَ بافرآیند(Fuming process) اکسید روی به صورت پودر ریزغنی ازZnO بازیابی شود.این ماده برای بازیابی روی موجود بلافاصله به مرحله لیچینگ بازگردانده می شود.

فرآیندهای لیچینگ

فرآیندهای لیچینگ به فرآیندهای اکسیدان وغیراکسیدان تقسیم بندی می شوند.

روش انجام آزمایش

مواد ووسایل موردآزمایش:                 

خاک اکسید روی-محلول اسیدسولفوریک(97تا95%ساخت کشورآلمانMerck)-آب مقطر-ترازو(ساختKERN)-دستگاه همزن هیتر(شرکتline yellowساخت آلمان مدلB MSH)-کاغذصافی-پی پت10سی سی-ارلن100سی سی-بشر250سی سی.

روش کار:

دراین آزمایش فقط تأثیردماوزمان رابررسی می کنیم به همین منظوراز3 متغیردمایی(45،30و60درجه)و4متغیزمانی(1،2،3و5دقیقه)آزمایش را انجام میدهیم.درابتدا خاک اکسید روی را الک می کنیم وخاکی که روی الک باقی مانده راجدا می کنیم وبه این ترتیب 4 نمونه 5گرمی راوزن می کنیم وآماده می کنیم. مقداری ازاین خاک را برمی داریم وبرای عکس برداری زیرمیکروسکوپ نوری قرارمی دهیم. وقتی نمونه هاآماده کردیم دردادامه کارمحلول سازی راانجام می دهیم یعنی محلول اسیدسولفوریک رابه حجم cc100می رسانیم.اول cc80-70آب مقطرراداخل ارلن می ریزیم وسپس بااستفاده ازپی پت مدرجcc10،اسدسولفوریک رابرمی داریم وداخل ارلن می ریزیم وبعد آن راباآب مقطربه حجم می رسانیم.محلول داخل ارلن رابه بشرمنتقل می کنیم.دستگاه همزن هیترراروشن می کنیم ودرجه حرارت راروی 30درجه سانتیگراد ودورهمزن رارویrpm300تنظیم میکنیم.وقتی دستگاه رابه حالتی که تنظیم کردیم رسید محلول بشررادردستگاه همزن می گذاریم وبرای اینکه محلول به هم بخورد و بچرخد مگنت رادرداخل کف بشرمی اندازیم. حال وقتی محلول مابه دمای30 درجه رسید خاک اکسیدروی راسریعاَداخل محلول میریزیم ودراین حال زمان را می گیریم. وقتی به اولین زمان مورد انجام آزمایش ما رسید یعنی1دقیقه بشررا ازروی همزن هیتربرمیداریم. سپس این محلول راداخل یک قیف که ازکاغذ صافی عبورمی کند میریزیم یعنی روی را با اسیدسولفوریک فیلترمی کنیم. باید توجه داشت که کاغذصافی بایدبه صورت مخروط شکل باشد. بعد از انجام این کار، خاک اکسیدی روی باقیمانده بدست می آید واین خاک رازیرسشوارقرارمی دهیم تاخشک شود.پس ازخشک شدن وانجام تمام مراحل کاربه ترتیب دما زمان هایی که بایدانجام بدهیم،خاک هاراوزن می کنیم تادرصدحل سازی بدست آید وازروی این درصدنمودارهایی رابرحسب درصدحل سازی نسبت به زمان ودما رسم می کنیم.

=درصدحل سازی

W0=وزن اولیه

W=وزن نهایی.

دراینجانسبتL /Sبرابراست با:cc100/g10 می باشد.

خطاهای آزمایش:

1-محلول سازی:درمحلول سازی احتمال اینکه دربه حجم رساندن محلول اسیدسولفوریک اشتباهاتی درکم یازیادشدن حجم صورت گیرد زیاد می باشد.

2-وزن اولیه:دروزن اولیه اکسید روی نیزمی توانددرمقدارآن تفاوت صورت گیرد.

3-دستگاه هیترهمزن:دستگاه هیترهم که درحین انجام آزمایش به دما وسرعت موردنظرمابود بامشکلاتی صورت می گرفت که بیشتراوقات دمای موردنظر برای مادردستگاه بیشتریاکمترازدمایی که ما مدنظرداشتیم تغییرمی کرد که می تواند درنتایج آزمایش تأثیرگذارباشد.

4-فیلتراسیون:درمرحله فیلترکردن محلول اکسیدی نیزوقتی که محلول رابا استفاده ازقیفی که کاغذصافی دردرون آن گذاشته بودیم درون ارلن می ریختیم نیزاحتمال براینکه درریختن محلول اشتباه صورت گیرد نیزوجوددارد.

5-رطوبت:رطوبتی که درکاغذصافی که بعد ازمرحله فیلترکردن بوجودمی آید که درهنگام وزن کردن می تواند وزن نهایی راتغییردهد نیزازخطاهای این آزمایش به شماررفت.

6-دستگاه وزن:دستگاه اندازه گیری وزنی که مااستفاده کردیم دارای مشکلاتی برای اندازه گیری بود که برمحاسبه درصدحل سازی تأثیرگذارباشد.

نتیجه گیری:

دراصل برای انجام این آزمایش نتیجه گیری کلی به این صورت است که هرچه زمان دریک دمای ثابت بیشترباشد درصدحل سازی نیزبیشترشده وهمینطورباافزایش دما نیزدرصدحل سازی نیزافزایش پیدامی کند ونیزاندازه ذرات هرچه ریزباشند برسرعت واکنش تأثیربیشتری می گذارد که مادراین آزمایش به علت وجود خطاهایی که درقسمت فوق ذکرشد به این نتیجه ای که مارسیدیم عکس این نظریه وقضیه فرآیند لیچینگ بود.

منابع ومأخذ:

1-کتاب استخراج هیدرومتالورژیکی وبازیافت،نویسنده:اریک جکسون،مترجم: دکترجواد مقدم،انتشارات دانشگاه سهند تبریز.

2-کتاب هیدرومتالورژی جلداول،نویسنده:فتحی حبشی،مترجم:دکترسیدضیاء الدین شفائی ودکترمحمود عبداللهی،انتشارات دانشگاه شاهرود.

+ نوشته شده در  دوشنبه هشتم خرداد 1391ساعت 17:14  توسط شهریار |