بررسی تاثیر پارامترهای انحلال تیتانیم از کنسانتره ایلمنیت فعال شده به منظورتهیه دی اکسید تیتانیم ریزساختار

صفحه 1:
ناثير يارامترهاى انحلال تيتانيم از كنسائتره ايلمنيت فعال شده تهيه دى اكسيد تيتانيم ريزساختار دراين بزوهش به بررسى تاثير فعال سازى مكانيكى و انرثيى آسياكارى بر راندمان انحلال تيتانيم موجود در كنسانتره ايلمنيت برداخته شده استد در اين راستا فرآيند فعال سازى با استفاده از آسياب سيارهاى در سه سطح ‎pS SS yl‏ متوسط و زياد انجام شد. در مرحله بعدى با استفاده از روش تاكوجى به طراحى آزمايش براى فرآيند ليجينكك اسيدى برداخته شد. هدف از اين طراحى آزمايش بهينه سازى هريكك از بارامترهاى موثر بر تعیین شرایط بهینه برای دستيابى به بن میزان انحلال پذیری تیتانیم بود. دی اکسید تیتانیم (,1360) پودری سفید رنگ و کدر با خاصیت پوشش دهی قوی و مقاوم در برابر تییر رنگ میباشد. خواص یاد شده ,130 را به ماده ای ارزشمند به عنوان رنگدانه و مات کننده در گستره وسیعی از کاربردها در صنایع رنگسازی, ‎AES‏ فیبرهاء مواد آرایشی؛ صنایع غذایی پوششهای اپتیکی» پراکنده سازی اشعه و پوشش های ضد انعکاس تبدیل کرده است. این ماده همچنین به عنوان کاتالیست مکمل و حسگر رطوبت مورد استفاده قرار می گیر استحصال دی اکسید تیتانیم از ایلمنیت بطور صنعتی توسط دو روش اصلی سولفات و کلرید انجام می شود. روش سولفات زمان بر بوده و با مصرف زیاد سولفوریک اسید و تولید آب آلوده به اسید» همراه می باشد که سبب پروز مشکلات زیست محیطی جدی می شود. امروزه حدود 1۶۰ ,1360 تولیدی در دنا به هدش امین از #ییتپزژم ی اوه ردان ‎UN‏ مین مهم رادرس مصنو ری پاشطلور تولید نانوذرات دى اكسيد تيتانيم ميباشد. در اين راستا به بررسی اثر فعال سازی مکانیکی کنسانترهایلمنیت بر راندمان ليجينكك و همجنين بررسى اثر بارامترهاى موثر بر اين فرايند از جمله: انرزى آسياكارى؛ شرايط لیچینگ و غیره پرداخته خواهد شد. کنسانتره ایلمنیت کهنوج با اندازه ذرات ۷۵-۱۲۵ میکرومتر و پودر آهن به عنوان مواد اولیه در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفته اند. فعال سازی مکانیکی: فرآیند آسیا کاری دردمای محیط و تحت فشار ۱ اتمسفر در آسیاب سیارهای انجام گرفت. به منظور تهیه کنسانتره ایلمنیت فعال ‎colt‏ ۳/۸ گرم کنسانتره ایلمنیت و ۷/۲ گرم پودر آهن به عنوان عامل کاهنده با یکدیگر مخلوط گردید و در داغل کاپ آسیا ريخته شد. فعال سازی کنسانتره در سه سطح انرژی کم متوسط و بالا صورت گرفت. میت خی رنه ‎Yes ۲ ۷‏ سطح کم ‎Yds ۵ Ye‏ سطح متوسط ‎Yoo ۷ ۳.‏ سطح زياد فرایند لیچینگ: کنسانتره فعال شده از مرحله آسیا کاری مکانیکی با استفاده از اسید کلریدریک لیچ شد. به منظور کاهش تعداد آزمایش ها و همچنین بهینه سازی پارامترهای موثر بر فرآیند از طراحی آزمایش به روش تاگوچی با استفاده از نرم افزار 19267 استفاده شد. جهت انجام آزمایش ها از راکتور سه دهانه استفاده شد. در یک دهانه کندانسور و در دهانه دیگر دما قرار داده شد تا تغیبرات دما کنترل شود. از دهانه دیگر می توان ۳ 1 1 =a ۳ 1 a ¥ زياد 1۰ 1۳۰ د 4 ‎iu‏ متوسط ۵ 1۰ ۴۵ ‎Ae‏ ‎Ema‏ زياد ۵ ۱۵ ۳ ۹ کم 1۰ ‎WO‏ ۶ ۷ متوسط ‎Ve‏ 1/۳۳۰ ۳ ۸ زياد 1۵ ‎WO‏ ۴۵ ۸ ۳ ۶ WN 1۵ ‏زیاد‎ ‎۷ ۶۵ wna ۳ a ۸ 7 VV Ve ‏زیاد.‎ ‎۹ ۶ wr 1۵ ‏موس‎ الگوی پراش اشعه ایکس (013 در زیر آورده شده است. الگوی پایینی مربوط به نمونه آسیاکاری شده در سطح انرژی کم میباشد که با توجه به آن می توان گفت که پیک های کنسانتره ,۳660)) به صورت کاملا واضح قابل تشخیص است. دمای ‎٩۰‏ درجه 0 oro Intensity (arb. unit) 5 15 25 35 45 ‏کت‎ 65 75 85 85 20 (degree) از طرفی پیک آهن نیز قابل تشخیص است اما به دلیل درصد وزنی کمتر آن» پیک به نسبت کوتاه تری دارد. همچنین الگوی ب مربوط به نمونه آسیا شده در سطح انرژی متوسط است که می توان گفت به دلیل زمان آسیا کاری بیشتر و انرژیی بالاتر» كر به خود گرفتند لذا بيكك مربوط به لن ب الهای کنسانتره شدیدا شکسته شده اند و حالت نانو کریستالی تر و کوتاه تر شده است. در مورد مکانیزم آن می توان به خرد شدن ذرات سرامیکی کنسانتره به دلیل تردی اشاره کرد اما ذرات آهن به دلیل چقرمگی و انعطاف پذیری بالات به اندازه ذرات سرامیکی شکسته نشده اند و احتمالا از حالت ذره ای کروی به حالت ورقه ای تبدیل شده اند اما حالت کریستالی خود را حفظ کرده اند و این موضوع در الگوی «26181 آن به خوبی قابل مشاهده می باشد. الگوی پ مربوط به نمونه آسیا کاری شده با انرژٍی بالا می باشد. با دقت در ‎OT‏ مشاهده می شود كه بيكك های کنسانتره سرامیکی نسبت به حالت میانی کوتاه تر و پهن تر شده و اغتشاشات زمینه افزایش يافته است. به علاوه پیکک مربوط به آهن نیز نسبت به حالت میانی كوتاهتر و يهن تر شده كه بيانكر ريز دانه تر شدن ساختار آهن است. در نتیجه پیک های تیز الگو به حالت منحنی های پهن تغیبر کرده است و حکایت از ریز دانه شدن و حرکت به سمت حالت آمورف دارد. فرض بر این است که اين ریزدانگی و بی نظمی 1 ا ل ضرت ستو ررس كج كارن رس انراز از خسار ‎ee oat Ss 51‏ آثر با افزایش دما از ۷۰ تا ۸۰ درجه سانتیگراد درصد انحلال تیتان ت باقی میماند. اما با افزلیش دما از ۰به ‎٩۰‏ درجه سانتی گراد درصد انحلال تیتانیم کاهش قابل توجهی را نشان میدهد. در نتیجه میتوان نگ ۷۰ درجه سانتیگراد میباشد. گفت دمای بهینه برای درصد انحلال تیتانیم اثر زمان افزایش زمان لیچینگ از ۳ تا ۶ ساعت درصد انحلال تیا ساعت به عنوان زمان بهینه برای ف رآیند انتخاب شد. چه طور نسبی افزایش مییابد. بنابراین زمان ۶ درصد انحلال تيتانيم + 1 45 زمان (ساعت) اثر نسبت جامد به محلول با افزایش نسبت جامد به محلول در ابتدا درصد انحلال کاهش و سپس با اف ۱ انحلال پذیری تيتانیم افزايش یافته است. در نتیجه نسبت ۱۰/۱ به عنوان مقدار بهینه برای نسبت جامد به محلول انتخاب شد. زایش این نسبت از ۱۵/۱ به در نهایت پس از انجام ۱۸ آزمایش و آنالیز محلول حاصل از هر آزمایش بیشترین اتیگراد زمان ۶ ساعت نسبت جامد به محلول ۱/۲۰ با استفاده از 15 1101 حجمی و کنسانترهی فعال شده در سطح انرژی متوسط گزارش شد که شرایط مذ کور به عنوان شرایط بهینه برای دستیابی به بیشترین میزان انحلال پذیری تیتانیم انتخاب گردید. بزان راندمان انحلال مقدار 1۸۲ مربوط به آزمایشی با درصد انحلال تیتانیم افزايش درصد حجمی اسید با افزایش درصد حجمی اسید میزان انحلال تیتانیم به طور قابل ملاحظهای افزایش يافته است. در نتیجه غلظت اسید با درصد حجمی 0۱۵ به عنوان مقدار بهینه تخاب شد. درصد انحلال تیتانیم افزایش سطح انرژی آسیا کاری با افزایش سطح انرژی آسیا کاری از میزان کم به متوسط میزان انحلال پذیری تیتانیم به میزان قابل توجهی افزایش یافته و پس از ن با افزایش انرژی درصد انحلال کاهش یافته است. بنابراین میتوان میزان بهینه براى سطح ان ثى را سطح متو سط در نظ گ فت. درصد انحلال تيتانيم سطح انرؤى آسياكارى بايان يس از بررسى نتايج حاصل از آنالیز 10 و محاسبهی راندمان؛ آزمايش شماره 18 با دماى ‎4١‏ درجه ‎val‏ زمان ۶ ساعت. نسبت جامد به محلول ‎1/٠١‏ با استفاده از هيدر وكلريكك اسيد (1101) ۱07 حجمی و انترهی فعال شده در سطح انرژی متوسط به عنوان شرايط بهينه انتخاب شد که در این شرایط بالاترین راندمان انحلال تیتانیم مشاهده می شود. ۶۱۷۸ ها ۱۴ ۱۳ ۱۳ ۱ | هم ۷ ع| ه | ع | ۲و و شماره آزمایش راندمان ۲ ۱ ۶۶| ۷۰ | ۱۵۸ ۱۳| ۰ | ۴۱ |۳۵۳۹ ۲۵| ۴ | ۱۲۸ ۷ | ۰ | ۷ | ۶۲ انحلال(درصد) [1] N. ELHAZEK, T.A, LASHEEN, R. EI-SHEIKH, A. SALAH, Hydrometallurgical criteria for TiO, leaching from rosetta ilmenite by hydrochloric acid, Hydrometallurgy, 2007, 45-50. [2] R. RAZAVI, M. HOSSEINI, M. RANJBAR, Production of nanosized synthetic rutile from ilmenite concentrate by sonochemical HCl and H2S04 leaching, Chemistry and Chemical Engineering, 2014, 33(2), 29-36. [3] MACKEY T S. Acid leaching of ilmenite into synthetic rutile. nd Eng Chem, 1974, 13(1): 9-18. [4] CHEMET T. Applied mineralogical studies on Australian sand ilmenite concentrate with special reference to its behavior in the sulphate process. Mineral Engineering, 1999, 12(5): 485-495.