دانلود پایان نامه ارشد : بهينه سازي پارامترهاي عملياتي ليچينگ مخزني کنسانتره طلا

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی معدن

گرایش : فرآوري مواد معدني

عنوان : بهينه سازي پارامترهاي عملياتي ليچينگ مخزني کنسانتره طلا

دانشگاه شهید باهنر کرمان

دانشکده فني و مهندسي

بخش مهندسي معدن

پايان نامه تحصيلي براي دريافت درجه کارشناسي ارشد مهندسي معدن گرايش فرآوري مواد معدني

بهينه سازي پارامترهاي عملياتي ليچينگ مخزني کنسانتره طلا شرکت

 دل آسا

استاد راهنما:

دکتر محمد رنجبر

استاد مشاور:

دکتر مهين شفيعي

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکيده

در اين  پروژه  ليچينگ طلا از کنسانتره سرب و روي شرکت دل آسا بررسي و مقادير بهينه پارامتر هاي عملياتي تعيين گرديد.  تاثير پارامتر هاي اصلي مانند غلظت سيانيد سديم، درصد جامد، pH، اندازه ذرات، زمان ليچينگ و…. بر بازيابي طلا بررسي شد. آزمايش ها  با استفاده از روش تاگوچي طراحي شدند. نتايج حاصل نشان داد که ماکزيمم بازيابي طلا ( 92%< ) تحت شرايط بهينه  10= pH ، غلظت سيانيد سديم  mg/l1250، 40 درصد جامد، اندازه ذرات کمتر از 75 ميکرون (d80) ، زمان ليچينگ 8 ساعت، غلظت اکسيژن محلول ثابت mg/l 6 بدست مي آيد.

کليدواژه: بهينه‌سازي، ليچينگ، طلا،کنسانتره سرب و روي

  فهرست مطالب:

 1-1- مقدمه 2

2-1- شيمي انحلال طلا. 6

2-2-ليچينگ طلا با حلال‌هاي مختلف.. 11

2-3-سيانوراسيون. 14

2-4- عوامل مؤثر بر سيانوراسيون. 16

2-5-مکانيزم سيانوراسيون. 22

2-7-بررسي و ارزيابي تحقيقات مرتبط.. 24

3-1-مواد و تجهيزات.. 28

3-2-غربالگري متغيرها 29

3-3-بهينه سازي پارامترهاي عملياتي. 30

3-1-1-روش انجام آزمايش‌هاي سيانوراسيون جهت تعيين غلظت سيانور مناسب.. 30

3-1-2-روش آزمايش‌هاي  سيانوراسيون جهت تعيين دانه‌بندي مناسب.. 30

3-1-3-آزمايش سيانوراسيون جهت بررسي تأثير زمان در بازيابي. 31

3-1-4-آزمايش‌هاي سيانوراسيون جهت تعيين درصد جامد مناسب پالپ.. 31

3-1-5-آزمايش‌هاي سيانوراسيون جهت تعيين PH مناسب.. 31

4-1-آناليز ابعادي و خردايش… 33

4-2-نتايج زمان لازم خردايش (آسيا کردن ) 34

4-3-سيانوراسيون اوليه 34

4-4-بهينه سازي پارامترهاي عملياتي. 36

4-4-1-تعيين سيانور بهينه 36

4-5-نتايج بررسي تأثير زمان در بازيابي. 40

4-6-نتايج مربوط به تعيين دانه‌بندي مناسب.. 42

4-7-تعيين PH بهينه 45

نتيجه گيري. 49

پيشنهادها: 50

منابع و مناخذ: 51

پيوست: 55

1-1- مقدمه

تقاضاي جهاني براي فلزات مدام در حال افزايش است. اما اکتشافات جديد کانسارهاي فلزي کاهش‌يافته و عيار اين کانسارها کمتر شده و پيچيدگي آن‌ها افزايش يافته است. بنابراين روش‌هاي فرآوري براي کانه هاي کم عيار و کنسانتره هاي باکيفيت پايين تنها به روش‌هايي محدود مي‌شوند که در عمل اقتصادي باشند [1-2].

طلا يکي از فلزاتي است که به علت کميابي آن در طبيعت و پايداري جلاي فلزي از اهميت بالايي برخوردار است. اين فلز در طبيعت بيشتر به صورت آزاد و در مقادير بسيار کم يافت مي‌شود. تاريخچه استحصال فلز طلا به پيش از 60000سال پيش بر مي‌گردد[3].

اولين روشي که براي استحصال به‌کار گرفته شد، روش ثقلي بود که در استخراج طلا از ذخاير رسوبي و ماسه‌هاي رودخانه‌اي به‌کار گرفته شد. در اين روش طلا به خاطر وزن مخصوص بالاي آن به راحتي از باطله‌ي همراه آن جدا مي­شد. با توجه به اين که اين روش بازيابي بالايي نداشت، لذا روش‌هاي مختلف انحلال طلا مورد بررسي قرار گرفت[3].

هيدرومتالورژي طلا، يا روش‌هاي انحلال، براي هر دو نوع ذخاير رسوبي و غير رسوبي قابل‌استفاده مي­باشد.

در اين روش طلا به صورت انتخابي از ساير ترکيبات همراه آن به وسيله روش انحلال جدا مي­شود. روش‌هاي متعددي براي انحلال طلا وجود دارد. قديمي‌ترين اين روش­ها، روش ملغمه سازي است که امروزه استفاده از آن منسوخ گرديده است [4].

طلا يا زر عنصري است که در تناوب ششم و گروهLb  (همراه مس و نقره) فلزات واسطه در جدول تناوبـي قرار دارد. طـلاي خالص فلـزي با رنگ زرد بـراق، عدد اتـمي 79، جرم اتمي 2/179، چگالي g/cm3 32/19 در k273، داراي ساختار FCC مي­باشد. طلا فلزي بسيار نرم و چکش‏خوار بوده و داراي عدد سختي Kg/mm2  95 -40 در مقياس ويکرز مي‏باشد. نقطه ذوب و جوش آن به ترتيب C°1064 و  C° 2808 بوده و رسانايي الکتريکي و گرمايي فوق‏العاده زيادي دارد[5].

طلا نجيب‌ترين فلز موجود در جهان است. از زمان باستان، اين فلز به عنوان شاه فلزات شناخته شده است. اين فلز به خاطر ، شفافيت بالا، نرمي و پايداري در هوا، نسبت به ساير فلزات از اهميت زيادي برخوردار است. امروزه نيز اين فلز به خاطر کمياب بودن آن از ارزش بالايي برخوردار مي­باشد. جلاي فلزي و همچنين خواص هدايتي بالايي دارد که منجر به استفاده از آن درصنايع جديد در دهه‌هاي اخير شده است. از آنجايي كه طلاي خالص بسيار نرم است آن را با فلزات ديگر به صورت آلياژ در مي‌آورند. استفاده از طلا در جواهرسازي، ضرب مسكوكات و علوم و فنون مختلف دامنه روزافزوني پيدا كرده است. بيشتر طلاهايي كه تا كنون در سراسر دنيا استخراج گرديده در خزانه‌هاي دولتي و بانک‌هاي بزرگ به منظور موازنه پرداخته‌اي تجاري با كشورهاي خارجي نگهداري مي‌شود[18].

طلا فلزي است که در طبيعت به صورت آزاد يافت مي‌شود و تنها ترکيبات طلا که در طبيعت وجود دارند تلوريدها و استيبنيت‌ها (AuSb2 و AuTe2) هستند. فلز طلا معمولاً به همراه کوارتز و پيريت  و به صورت رگه‌هاي رسوبي و پلاسري يافت مي‌شوند. طلا تنها فلزي است که در هوا و آب به وسيله اکسيژن و يا گوگرد اکسيد نمي‌شود[6 و7].

ذخاير طلا مي‌توانند پلاسري باشند که در اين صورت طلا بدون نياز به خردايش و توسط جداکننده‌هاي ثقلي و با توجه به وزن مخصوص بالاي آن قابل‌استخراج است. در صورتي که کاني‌هاي در برگيرنده طلا به صورت اکسيدي باشند با چند مرحله خردايش و عمليات ليچينگ طلا قابل بازيابي مي‌گردد. روش سيانوراسيون بيش از يک قرن به عنوان بهترين روش براي انحلال طلا به‌کار گرفته شده است. عليرغم مزاياي بسيار زياد اين روش، با توجه به مشکلات زيست‌محيطي آن، امروزه تحقيقات زيادي بر روي يافتن جايگزيني براي اين روش انجام مي‌گيرد[8].

هر کدام از اين روش­هاي فوق مشکلات خاص مربوط به خود را داشته و لذا در صنعت به طور کامل مورد پذيرش واقع نشده­اند. از جمله مشکلاتي که اين روش­ها با آن روبرو هستند مي­توان به هزينه بالاي اين روش­ها و نيز محدود بودن کاربرد آن‌ها به چند نوع کانه خاص اشاره کرد.

با توجه به زيان­هاي زيست محيطي سيانور و هزينه­ي آن، در اين پروژه، ميزان سيانور و عوامل موثر بر آن براي براي رسيدن به بازيابي حداکثر بهينه شد.

نمونه مورد استفاده در اين تحقيق کنسانتره اکسيدي سرب و روي شرکت دل آسا واقع در شهرستان سراب (آذربايجان شرقي) مي‌باشد؛ که جهت بهينه‌سازي پارامترهاي عملياتي ليچينگ طلا از اين کنسانتره جهت رسيدن به بالاترين بازيابي طلا استفاده شد.

2-1- شيمي انحلال طلا

انحلال طلا در محلول‌هاي آبي ترکيبي از فرايندهاي اُکسايش و کمپلکس سازي است. در حضور ليگاندهاي تشکيل‌دهنده کمپلکس، کاتيون‌هاي طلاي يک و سه ظرفيتي تشکيل کمپلکس‌هاي پايدار مي‌دهند و يا به وسيله آب به طلاي فلزي احياء مي‌شوند [4].

همچنين اغلب لازم است که براي تنظيم pH،  مقداري که براي انحلال طلا مورد نياز است از اسيد يا باز استفاده شود .از ديدگاه الکتروشيمي، انحلال مواد فلزي جامد، يک فرايند الکتروشيميايي است که شامل واکنش‌هاي آندي (اکسيدکننده) و کاتدي (کاهنده) به صورت جداگانه مي‌باشند[9]. براي انحلال طلا در واکنش‌هاي آبي، فرايند آندي، شامل اُکسايش طلا بر طبق واکنش‌هاي (2-1) و (2-2) است:

                                E0 489/1=                                           (2‑2)

‏0 E0پتانسيل احياء استاندارد با واحد ولت مي‌باشد. فرايند کاتدي که به طور همزمان با واکنش‌هاي بالا اتفاق مي‌افتد شامل احياء يک اکسيدکننده مناسب است. همان طور که از پتانسيل احياء معادلات (2-1) و (2-2) مشاهده مي‌شود در غياب ليگاندهاي کمپلکس کننده، يون‌هاي يک و سه ظرفيتي طلا از لحاظ ترموديناميکي تحت تمامي شرايط پتانسيلي و pH ناپايدار هستند.

در اين پتانسيل‌هاي بالا، هر دوي يون‌هاي يک و سه ظرفيتي طلا با اُکسايش آب به اکسيژن، طي واکنش  (2-3) به طور خودبه خودي  به فلز طلا احياء مي‌شوند.

299/1=E0                                                                                                

 (2‑3)

اين بدين معني است که طلا نمي‌تواند در محلول‌هاي آبي در غياب ليگاندهاي تشکيل‌دهنده کمپلکس اکسيد شود. هر چند که پايداري يون‌هاي طلا مي‌تواند در حضور ليگاندهاي مناسب نظير يون‌هاي سيانيد، کلريد و تيوسولفات، با تشکيل کمپلکس‌هاي پايدار افزايش يابد.

 (2‑4)

‏0(2‑5)

که در آن L يک ليگاند تشکيل‌دهنده کمپلکس است. ثابت‌هاي پايداري، β2 و  β4 براي Au+ و Au3+ مي‌توانند به صورت معادلات زير باشند.

انحلال طلا در محلول‌هاي آبي ترکيبي از فرايندهاي اُکسايش و کمپلکس سازي است. در حضور ليگاندهاي تشکيل‌دهنده کمپلکس، کاتيون‌هاي طلاي يک و سه ظرفيتي تشکيل کمپلکس‌هاي پايدار مي‌دهند و يا به وسيله آب به طلاي فلزي احياء مي‌شوند [4].

همچنين اغلب لازم است که براي تنظيم pH،  مقداري که براي انحلال طلا مورد نياز است از اسيد يا باز استفاده شود .از ديدگاه الکتروشيمي، انحلال مواد فلزي جامد، يک فرايند الکتروشيميايي است که شامل واکنش‌هاي آندي (اکسيدکننده)  و کاتدي  (کاهنده) به صورت جداگانه مي‌باشند[9]. براي انحلال طلا در واکنش‌هاي آبي، فرايند آندي، شامل اُکسايش طلا بر طبق واکنش‌هاي (2-1) و (2-2) است:

 

(2‑6)                                                                 v 691/1=E0

                           498 /1=E0  

‏0(2‑7)

  E0پتانسيل احياء استاندارد با واحد ولت مي‌باشد.  فرايند کاتدي که به طور همزمان با واکنش‌هاي بالا اتفاق مي‌افتد شامل احياء يک اکسيدکننده مناسب است. همان طور که از پتانسيل احياء معادلات (2-1) و (2-2) مشاهده مي‌شود در غياب ليگاندهاي کمپلکس کننده، يون‌هاي يک و سه ظرفيتي طلا از لحاظ ترموديناميکي تحت تمامي شرايط پتانسيلي و pH ناپايدار هستند.

در اين پتانسيل‌هاي بالا، هر دوي يون‌هاي يک و سه ظرفيتي طلا با اُکسايش آب به اکسيژن، طي واکنش  (2-3) به طور خودبه­خودي  به فلز طلا احياء مي‌شوند.

299/1=E0                     

‏0(2‑8)

اين بدين معني است که طلا نمي‌تواند در محلول‌هاي آبي در غياب ليگاندهاي تشکيل‌دهنده کمپلکس اکسيد شود. هر چند که پايداري يون‌هاي طلا مي‌تواند در حضور ليگاندهاي مناسب نظير يون‌هاي سيانيد، کلريد و تيوسولفات، با تشکيل کمپلکس‌هاي پايدار افزايش يابد.

 (2‑9) 

‏0(2‑10)

که در آن L يک ليگاند تشکيل‌دهنده کمپلکس است. ثابت‌هاي پايداري، β2 و  β4 براي Au+ و Au3+ مي‌توانند به صورت معادلات زير باشند.

‏0(2‑11)

‏0(2‑12)

با ترکيب معادلات (2-1) و (2-4)، معادله (2-8) به دست مي‌آيد. پتانسيل احياء استاندارد در دماي 25 درجه سانتي‌گراد به وسيله‌ي معادله (2-9) بر طبق معادله نرنست به صورت زير است.

 (2‑13)

‏0(2‑14)

که در آن n تعداد  الکترون‌هاي درگير در واکنش (در اين‌جا برابر 1) است. به طور مشابه، معادله‌هاي (2-10) و (2-11) مي‌تواند به دست بيايند (3 = n):

تعداد زيادي از ليگاندها وجود دارند که کمپلکس‌هاي طلاي يک و سه ظرفيتي با محدوده پايداري وسيعي را تشکيل مي‌دهند. بعضي از اين کمپلکس ها در جدول (2-1) آمده‌اند. در اين جدول ثابت‌هاي پايداري و پتانسيل‌هاي احياء استاندارد واکنش‌هاي مربوط نيز ارائه شده است. به طور کلي دو قانون عمومي در اين رابطه به‌کار گرفته مي‌شود. اولين قانون اين است که پايداري کمپلکس‌هاي طلا با افزايش الکترونگاتيويته اتم دهنده کاهش مي‌يابد. براي مثال، پايداري براي کمپلکس‌هاي هاليد طلا در محلول آبي از ترتيب زير پيروي مي‌کند :

تعداد صفحه :67

قیمت : 14700تومان

———–

——-

پشتیبانی سایت :               [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  --