پایان نامه ارشد رایگان درمورد دانه بندی، امکان‌سنجی، مواد معدنی

دانلود پایان نامه ارشد

ت شده………………………………………………………………………………54
جدول3-2 نتایج تجزیه سرندی و تجزیه شیمیایی بخشهای مختلف ابعادی………………………………………..57
جدول3-3 معادلات سینتیک بر اساس مکانیسم مدل نفوذ……………………………………………………………………..66
جدول3-4 معادلات سینتیک برای واکنشهای جامد-مایع………………………………………………………………………67
جدول3-5 پارامترهای عملیاتی و سطوح آنها……………………………………………………………………………………………69
جدول3-6 آزمایشهای طراحی شده با استفاده از روش CCD……………………………………………………………70
جدول3-7 پارامترهای ثابت و مقادیر آنها در آزمایشهای لیچینگ احیایی……………………………………………71
جدول4-1 آزمایش جیگ بر روی دانه بندی(1000+3350-) میکرون………………………………………………….73
جدول4-2 آزمایش میزلرزان بر روی دانه بندی(1000-300+) میکرون………………………………………………..74
جدول4-3 آزمایش میزلرزان بر روی دانه بندی(1000-300+) میکرون…………………………………………………75
جدول4-4 آزمایش میزلرزان بر روی دانه بندی(300-) میکرون……………………………………………………………..76
جدول4-5 آزمایش میزلرزان بر روی دانه بندی(300-) میکرون…………………………………………………………….77
جدول4-6 آزمایش میزلرزان بر روی دانه بندی(300-) میکرون…………………………………………………………….78
جدول4-7 آزمایش میزلرزان بر روی دانه بندی(100-) میکرون……………………………………………………………79
جدول4-8 آزمایش مغناطیسی خشک بر روی محصول میانی دانه بندی(300-) میکرون…………………..80
جدول4-9 آزمایش مغناطیسی بر روی دانه بندی(100-) میکرون……………………………………………………….81
جدول4-10 پرعیارسازی توسط فلوتاسیون مستقیم……………………………………………………………………………..84
جدول4-11 نتایج آزمایش سینتیک لیچینگ در معادله مدل نفوذ………………………………………………………..86
جدول4-12 مقادیر لگاریتم Kدر دماهای متفاوت………………………………………………………………………………..87
جدول4-13 نتایج حاصل از طراحی آزمایش…………………………………………………………………………………………..88
جدول4-14 نتایج آنالیز واریانس مربوط به مدلهای ارائه شده……………………………………………………………….91
جدول4-15 مقادیر P و F برای پارامترهای عملیاتی و برهم کنش آنها…………………………………………………91
جدول4-16 شرایط بهینهسازی پیشنهادی توسط نرمافزار………………………………………………………………………101
جدول4-17 مقادیر متغیرها در بهینهسازی پیشنهادی توسط نرمافزار…………………………………………………….102
جدول4-18 نتایج آزمایش اعتبارسنجی شرایط بهینه………………………………………………………………………………102
جدول4-19 نتایج آزمایشهای تعیین اثر دورهمزن در شرایط بهینه………………………………………………………..102

مقدمه
هدف از فرآوري کانه منگنز توليد محصول با مشخصات موردنیاز در صنايع مصرف‌کننده است. به دليل پايين بودن عيار منگنز در اكثر كانسارهاي شناسایی ‌شده در ايران و نياز به محصول با عيارهاي بسيار بالا در اغلب صنايع مصرف‌کننده منگنز، به ‌کارگیری روش‌های مختلف پرعيارسازي براي تغليظ سنگ استخراج‌ شده لازم و ضروري است. با توجه به کاهش ذخایر معدنی پرعیار فلزی، بالا بودن هزینه‌های معدنکاری و مقرون ‌به ‌صرفه نبودن معدنکاری در معادن فلزی با عیار پایین، استفاده از روشهایی که بتوانند فلزات ارزشمند را از منابعی با عیار کم و یا کانسنگ‌های سخت (که پرعیارسازی آن‌ها دارای پیچیدگی هست) تغلیظ کند، لازم و مفید خواهد بود.
کانسنگ منگنز استخراجی از معدن محمدآباد جیرفت، با عیار تقریبی 21 درصد، می‌تواند از منابع مهم قابل‌استفاده‌ی ذخایر سنگ منگنز در ایران باشد. در حال حاضر به دلیل پایین بودن عیار، ترکیب خاص کانی‌های منگنزدار و نوع درگیری آن‌ها با سایر کانی‌های باطله، سنگ معدن استخراجی از این معدن در صنايع مصرف‌کننده قابل‌استفاده نیست.
هدف از این تحقیق معرفی روشهایی کارآمد برای پرعیارسازی کانسنگ منگنز معدن محمدآباد جیرفت، امکان‌سنجی استفاده از روش لیچینگ در استحصال منگنز از کانه و دستیابی به مشخصات مورد نیاز در صنايع مصرف‌کننده است.
پرعیارسازی کانسنگ منگنز معمولاً با ترکیبی از روش‌ها شامل میز لرزان، جیگ، جدایش مغناطیسی شدت بالای خشک و تر، فلوتاسیون و تشویه کاهشی با استفاده از داروهای ویژه انجام می‌شود.
نمونهی معرف تهیه ‌شده، جهت انجام مطالعات شناسایی نمونه به‌طور کامل مورد تجزیه قرار گرفته و خصوصیات آن به طور دقیق بررسی شد. در مرحله بعد از شناسایی نمونه، بررسی پرعیارسازی کانسنگ منگنز معدن جیرفت به روش‌های ثقلی شامل: جیگ، میز لرزان، روش‌های مغناطیسی و سایر روش‌های فرآوری مواد معدنی مانند فلوتاسیون و لیچینگ انتخابی انجام میگیرد. در روش‌های مذکور، پارامترهای عملیاتی مؤثر در بازیابی منگنز مورد ارزیابی و بهینه‌سازی قرار میگیرند.
این تحقیق به‌منظور امکان‌سنجی پرعیارسازی و با نتیجهی حاصل که قابل ‌استفاده کردن سنگ استخراجی معدن منگنز محمدآباد جیرفت است، در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده است. در فصل اول به کلیاتی در مورد منگنز و کانیهای منگنز پرداخته شده است. در فصل دوم ، با اشاره به مطالعات انجام شده توسط دیگر محققین، انواع روشهای فرآوری استحصال منگنز از کانسنگ منگنز معرفی شده است. فصل سوم این تحقیق شامل معرفی نمونه مورد آزمایش و مواد و تجهیزات به کار برده شده همچنین تشریح روش انجام تحقیق است. در فصل چهارم نتایج آزمایشها به همراه بحث در مورد نتایج آورده شده است. و در نهایت در فصل آخر نتیجه گیری و پیشنهادات موردنظر مطرح شده است.

فصل اول

منگنز و کانیهای منگنز

1-1 آشنایی
نام منگنز1 از واژه لاتين Magnes (Magnet)گرفته شده است که به خواص مغناطيسي پيرولوزيت (کانه اصلي منگنز) اشاره ميکند. با نماد Mn، عدد اتمي 25، وزن اتمي94/54، وزن مخصوص 43/7 گرم بر سانتيمتر مکعب، سختي6 در مقياس موس، جلاي فلزي، شكننده و غير قابل انعطاف، نقطه جوش 1962 درجه سانتيگراد و نقطه ذوب 1244 درجه سانتيگراد. منگنز در گروه 7 جدول تناوبي به عنوان فلز 2بوده و در دوره 4 قرار دارد. محتواي ايزوتوپي منگنز معمولاً با محتواي ايزوتوپي کروم تلفيق شده و در زمين شناسي ايزوتوپي به کار ميرود. نسبتهاي ايزوتوپي Mn-Cr شواهدي را از Al26 وPd107 به عنوان تاريخ آغاز بيستم خورشيدي تقويت ميکند. تغييرات در نسبت هاي Cr53/Cr52 و Mn/Cr از انواع متئوريتها، نسبت اوليه Mn53/Mn55 را نشان ميدهد که سيستم ايزوتوپي Mn-Cr را پيشنهاد ميکند چند ظرفيتي بودن منگنز به دليل به اشتراك گذاردن 7 الکترون در دو لايه خارجي، با توجه به توزيع 25 الكترونی منگنز، ميباشد. شش ايزوتوپ پايدار منگنز Mn51، Mn52 ،Mn53،Mn54،Mn55 و Mn56 ميباشند[1].
1-2خواص
خواص فیزیکی
منگنز فلزي به رنگ سفيد، خاکستري – نقره ای با هاله مايل به صورتي است، که با فلز كروم در گروه ششم و با فلز آهن در گروه هشتم همجوار بوده و از نقطه نظر شيميايي شباهتهاي زيادي به آن دارد. با اين وجود، از نظر خواص متالورژيكي منگنز تفاوتهايي با آهن و فلزات نزديك به آن دارد. چرا كه آهن، كبالت و نيكل خواص مفيد فيزيكي خود را به عنوان يك فلز حفظ كرده و در اكثر آلياژها به عنوان عنصر پايه عمل ميكنند، درحالي كه منگنزچنين نيست. علت عملكرد منگنز در اين حالت اين است كه در شرايط عادي ترتيب قرارگيري اتمهاي منگنز در ساختمان بلورين آن به گونهاي است كه منگنز معمولاً فلزي شكننده و غيرقابل انعطاف و شكل گيري مي‌باشد. اما وقتي كه منگنز با آهن (و فولاد)، آلومينيوم و ساير فلزات غير آهني تشكيل آلياژ ميدهد، باعث بهبود خواص فيزيكي آلياژ مي‌شود.

خواص شیمیایی
این فلز با اسید واکنش پذیری بالا و با آب به آهستگی تجزیه میشود. در ارتباط با دما منگنز به شكل‌هاي آلفا ، بتا و گاما ديده مي‌شود. شكل‌هاي آلفا و بتا شكننده هستند. شكل گاما نرم و پايداراست و در صورتي كه درجه حرارت پايين نگهداري نشود، سريعاً به شكل آلفا تبديل مي‌شود. دماي تغيير شكل الفا به بتا، بتا به گاما و گاما به الفا به ترتيب 720، 1100، 1236 و 1244 درجه سانتيگراد است.
1-3 کانی شناسی
منگنز در بسياري از کانيهاي موجود در پوسته زمين وجود دارد. علارغم اين که بيش از 300 کاني حاوي منگنز شناسايي شدهاند، اما تعداد کانيهاي منگنزدار داراي ارزش اقتصادي کمتر از 12 ميباشد. مهمترين كانيهاي اقتصادي منگنز عبارتند از: اکسیدها شامل کانيهاي پيرولوزيت، پسيلوملان، هوسمانيت، براونيت، واد، فرانکلينيت، هيدروكسيدها (منگانيت)، كربناتها (رودوكروزيت)، سيليكاتها (ردونيت) و سولفورها (آلابانديت)[2].
1-4 ژئوشیمی
منگنز از نظر فراواني، دوازدهمين عنصر فراوان در پوسته زمين است. کلارک منگنز در تركيب پوسته جامد زمين 1/0% و در سنگهاي مافيک و اولترامافيک تا 5/1% ميرسد. کانیهای منگنز به صورت گسترده پراکنده شدهاند. اين عنصر در طبيعت به صورت خالص تشکيل نميشود و بيشتر به صورت اکسيد، کربنات و سيليکات وجود دارد. منگنز از لحاظ ژئو شیمیایی یک عنصر لیتوفیل قوی با اندکی خصوصیات کالکوفیل است.
منگنز در شرايط pH و Eh پائين (احيا) به دليل پتانسيل يوني نسبتاً پائين، حلاليت بيشتري نسبت به آهن دارد و آسانتر از آهن از سنگ منشأ ليچ ميشود، اما در pH و Eh بالا به دليل تحرك بالا، ته نشيني آهن در ابتدا انجام ميشود و سپس منگنز ته نشين ميشود. چنانچه وقتي فعاليتهاي آتشفشاني زير دريايي به محيط آب وارد ميشوند، در ابتدا آهن در فاصله نزديک منشأ فعاليت آتش فشاني برجاي گذاشته ميشود و سپس منگنز به دليل حلاليت (تحرک پذيري) بيشتر با فاصله زيادتري رسوب ميکند. به عنوان مثال در بخش بالايي کانسارهاي ماسيوسولفيد (تيپ کوروکو)، آهن در بالاي کانسار قرار ميگيرد در حالي که منگنز در حاشيه آن تشکيل ميشود. شکل1-1 محدوده پايداري يونهاي منگنز را نشان ميدهد كه طبق آن پايداري Mn2+ در آبهاي سطحي و درياها به نسبت زياد است.

شکل1-1-دیاگرام پوربه منگنز- دما 25 درجه سانتیگراد[3]
در شرايط عادي PH و Eh، ترکيبات کربناته و سيليکاته منگنز رسوب ميکنند. در شرايط اکسيدان قوي از پايداري منگنز کاسته ميشود و Mn2+ به Mn4+ تبديل شده و در نتيجه اکسيد منگنز (پيرولوزيت) يا اشکال ديگر MnO2 رسوب ميکنند. در شرايط احيا کننده، يونMn+2 به صورت محلول باقي ميماند مگر اين که اين يون با مقدار کافي کربنات حل شده و يا با سيليس تركيب شود كه در نتيجه رودوکروزيت (MnCO3) يا کانيهاي سيليکاته منگنزدار را تشکيل دهد. در محيط احياکننده قوي نيز کانيهاي آلابانديت (MnS) يا منگانوزيت (MnO) شکل ميگيرند. البته به نظر نميرسد که محيط رسوبگذاري مناسبي براي آلابانديت يا منگانوزيت (احيا کننده قوي) وجود داشته باشد. شرايط و محدوده تشکيل سولفيد منگنز MnS بسيار محدود است. برخلاف آهن

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه ارشد رایگان درمورد کانه، EDX، هیدروژنپراکسید Next Entries پایان نامه ارشد رایگان درمورد آتشفشانی، سنگهاي، لایهای