بسمه تعالی

گروه مهندسی مواد و متالورژی

اطلاعیه دفاع پایان‌نامه کارشناسی ارشد

بررسی انحلال ماده معدني سولفيد روي (اسفالریت) در محلول‌های یوتکتیک عمیق سه‌جزئی

ارائه دهنده: فاطمه شاه رضایی

زمان:  26/7/1402                              ساعت:14                                           مکان: کلاس 112 فرشچیان

استاد راهنما: دکتر سعید کریمی                                  مرتبه علمی:استادیار             دانشگاه:صنعتی همدان

استاد داور داخلی: دکتر مهدی پور عبدلی                        مرتبه علمی:دانشیار          دانشگاه:صنعتی همدان

استاد داورداخلی:دکتر مزدک ایزدی                             مرتبه علمی:استادیار            دانشگاه:صنعتی همدان

چکیده:

در این پژوهش، امکان لیچینگ کنسانتره اسفالریت در یک حلال یوتکتیک عمیق سه جزئی با ترکیب کولین کلرید (ChCl)، p-تولوئن سولفونیک اسید (PTSA) و اتیلن گلیکول (EG) (با در نظر گرفتن نسبت مولی 1:1:1) مورد بررسی قرار گرفت. اثرات زمان، دما و زمان آسیاکاری بر بازیابی روی به ترتیب در محدوده‌های 20-1440 دقیقه، °C 100-40 و 24-1 ساعت در نظر گرفته شد. برای درک مکانیسم انحلال و مشخصه‌یابی از آنالیز‌های XRD، FTIR، SED-EDS و ولتامتری چرخه‌ای استفاده شد. با توجه به نتایج انحلال کنسانتره اسفالریت در محلول DES سه جزئی هر دو پارامتر زمان و دما تأثیر قابل‌توجهی بر راندمان انحلال روی دارند. با در نظر زمان ثابت 1440 دقیقه راندمان انحلال در دماهای 40، 55، 70، 85 و °C 100 به ترتیب برابر با 8/24، 4/34، 2/43، 7/61 و 2/91 % حاصل شد. تاثیر دما براساس راندمان‌های بدست آمده بسیار شدید تر از دیگر پارامترها است. همچنین مشاهده شد که در زمان‌های ابتدای لیچینگ سرعت انحلال به شدت زیاد بود و با گذشت زمان کاهش می‌یابد. در دمای °C 100، در زمان‌های 10، 20، 40، 60، 120، 300، 480، 840، 1440 دقیقه به ترتیب راندمان‌های 5/41، 1/46، 5/53، 5/62، 4/71، 0/78، 3/82، 8/87 و 2/91 % حاصل شد. راندمان انحلال نیز تحت تأثیر آسیاکاری هم به دلیل فعال شدن سطح و هم ریز شدن ذرات، افزایش می‌یابد. مشخص شد که اندازه ذرات کنسانتره اسفالریت حدود 9 تا µm 170 است و 80 درصد آن زیر µm 75 میکرومتر است. اندازه D80 اسفالریت نمونه‌های آسیا شده به مدت 1، 2، 5 و 24 ساعت به ترتیب 9/18، 3/16، 5/6 و µm 9/5 بدست آمد. راندمان انحلال اسفالریت به ترتیب برای 0، 1، 2، 5 و 24 ساعت آسیاکاری برابر با 2/91، 6/92، 5/93، 6/95 و 7/99 % در زمان 0، 1، 2، 5 و 24 ساعت از فرآیند آسیاب به دست آمده است. به نظر می‌رسد فعال‌سازی مکانیکی تاثیر شگرفی در انحلال داشته، به طوری که در زمان 24 ساعت تقریبا به راندمان کامل دست پیدا شد. مکانیسم انحلال روی در حلال DES سه جزئی به نظر می‌رسد تشکیل کمپلکس‌های کلریدی به همراه آزاد شدن H₂S باشد. نکته جالب توجه در یافته‌های این پژوهش تشکیل ترکیب سولفات سرب در پسماند لیچینگ است که احتمالا به دلیل انحلال H₂S در حلال و اکسیداسیون به گوگرد شش ظرفیتی می‌تواند چنین ترکیبی را ایجاد کند. تجزیه و تحلیل نتایج آنالیز FTIR نشان می‌دهد که پیوندهای حلال‌های DES با حضور روی تغییر چندانی نمی‌کند و پایداری شیمیایی حلال ها را در طول فرآیند لیچینگ با این آنالیز قابل تایید است. آنالیز XRD پسماند لیچینگ اسفالریت در حلال DES سه جزئی، حضور ZnS، PbSO₄ و SiO₂ را به عنوان فازهای اصلی تایید کرد. مدل سینتیکی SCM نتوانست سرعت لیچینگ اسفالریت در حلال DES را پیش‌بینی کند. در حالی که داده‌های سینتیکی مطابقت بسیار خوبی با مدل آورامی داشتند. بررسی ولتامتری چرخه‌ای نشان داد که رسوب الکتریکی فلز روی در محدوده V 32/0- به صورت مجزا نسبت به ناخالصی‌های سرب و آهن رخ می‌دهد.

​​​​​​​