عنوان

بررسی تشویه نمکی و لیچینگ وانادیوم از کنسانتره تیتانومگنتیتی اسکندیان

Country Code

IR

Number

۴۶۰۴پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Country of publication

IR

Title Proper

بررسی تشویه نمکی و لیچینگ وانادیوم از کنسانتره تیتانومگنتیتی اسکندیان

General Material Designation

[پایان‌نامه]

Parallel Title Proper

Investigation of vanadium salt roasting and leaching from the Scandian titanomagnetite concentrate

First Statement of Responsibility

/امیررضا نسیمی‌فر

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی معدن

Date of Publication, Distribution, etc.

، ۱۴۰۱

Text of Note

زبان: فارسی

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Text of Note

مصور، جدول، نمودار

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی معدن- فرآوری مواد معدنی

Date of degree

۱۴۰۱/۰۵/۰۱

Body granting the degree

صنعتی سهند

Text of Note

وانادیوم یک عنصر استراتژیک است که محصولات آن اعم از فرووانادیوم و پنتا اکسید وانادیوم، وسیعا در صنایع مختلفی نظیر آهن و فولاد، تولید آلیاژهای هوافضا و محصولات شیمیایی استفاده می‌شود .وانادیوم در طبیعت با دیگر فلزاتی نظیر آهن، تیتانیوم، آلومینیوم، سرب، روی، اورانیوم و... ، به صورت تیتانومگنتیت، پاترونیت، وانادینیت، دسکلوزیت و کارنوتیت یافت می‌شود .کانسنگ‌های تیتانومگنتیت و آهن حاوی وانادیوم منبع اصلی این فلز بوده و بیش از ۸۸ از تولید جهانی وانادیوم را شامل می‌شوند .برای فرآوری وانادیوم از تیتانومگنتیت، ابتدا تغلیظ فیزیکی به منظور جدایش مگنتیت از ایلمنیت و تولید کنسانتره مگنتیتی حاوی وانادیوم بر روی کانسنگ اعمال می‌شود و سپس فرآیند متداول و صنعتی تشویه نمکی سدیم و لیچینگ با آب برای استحصال مستقیم وانادیوم از کنسانتره مگنتیتی یا از سرباره غنی از وانادیوم بدست آمده از فرآیند ذوب کنسانتره مگنتیتی در خلل تولید آهن و فولاد، استفاده می‌شود .در نهایت، بعد از خالص‌سازی محلول لیچینگ( عمدتا با روش ترسیب شیمیایی)، پنتا اکسید وانادیوم ترسیب شده، کلسینه و گداخته می‌شود .در این پایان‌نامه، انحلال وانادیوم از کنسانتره تیتانومگنتیتی حاوی ۰/۴۸ وانادیوم معدن اسکندیان ارومیه مورد ارزیابی قرار گرفت .مطالعات فازشناسی و فرآیندهای تشویه نمکی- لیچینگ با آب، تشویه نمکی- لیچینگ اسیدی و لیچینگ مستقیم اسیدی جهت مقایسه و استحصال وانادیوم انجام شد .از مطالعات کانی‌شناسی نوری، آنالیزEDS- SEM، آنالیز XRD و لوله دیویس انجام شده بر روی نمونه، مشخص گردید که کنسانتره عمدتا از کانی مگنتیت تشکیل شده است که شدیدا با کانی‌های تیتانیوم‌دار نظیر ایلمنیت، تیتانومگنتیت و کانی‌های گانگ، درگیر است که افزایش یا کاهش عیار وانادیوم و آهن با یکدیگر و آهن و تیتانیوم با هم می‌باشند؛ لذا وانادیوم عمدتا با مگنتیت مرتبط است و مقداری از آن در ایلمنیت و تیتانومگنتیت حضور دارد .با آزمایش‌های اولیه بر روی کنسانتره تیتانومگنتیتی مشخص گردید که انحلال وانادیوم با آب مقطر، اسید سولفوریک رقیق و غلیظ به علت کارایی ضعیف تشویه نمکی وانادیوم در دو حالت بدون دمش هوا( کوره الکتریکی) و با دمش هوا( کوره لوله‌ای)، پایین می‌باشد .هر چند فرآیند لیچینگ مستقیم اسیدی با اسید سولفوریک گرم و غلیظ، انحلال وانادیوم با بازیابی ۸۷/۷۱ از کنسانتره تیتانومگنتیتی را تحت شرایط دمای ۹۰ درجه سانتی‌گراد، مدت زمان ۳ ساعت، نسبت مایع به جامد ۱۰، سرعت همزنی ۶۰۰ دور بر دقیقه و غلظت اسید ۲ مولار، نشان داد ولی در این شرایط، حضور ناخالصی آهن با غلظت ۳۸ گرم بر لیتر در محلول لیچینگ‌شده، بسیار بالا می‌باشد که فرآیندهای پایین دستی را می‌تواند تحت تاثیر قرار دهد .در ادامه، با جدایش مغناطیسی در شدت میدان مغناطیسی ۱۰۰۰ گوس، کنسانتره مگنتیتی تهیه شد .آنالیز لوله دیویس نشان داد که با ریز شدن ذرات کنسانتره تیتانومگنتیتی و آزاد شدن کانی‌های درگیر از مگنتیت، می‌توان کنسانتره‌ای با بازیابی بالای آهن و وانادیوم بدست آورد؛ اما با کاهش دانه‌بندی، هم‌جوشی ذرات کنسانتره در تشویه نمکی افزایش یافته و متعاقبا باعث کاهش بازیابی وانادیوم در فرآیند لیچینگ می‌گردد .با آنالیز XRD از کنسانتره تشویه‌شده، مشخص گردید با افزایش دمای عملیات تشویه، تخریب فاز مگنتیت حاوی وانادیوم جهت دسترسی نمک سدیم کربنات برای تولید ترکیبات محلول در آب یا اسید کامل‌تر شده و فاز مگنتیت بیشتری به هماتیت به همراه تشکیل فاز سدیم سیلیکات آلومینیوم، تبدیل می‌شود که متعاقبا کارایی تشویه نمکی و انحلال وانادیوم در لیچینگ، بیشتر می‌شود .با جدایش مغناطیسی، در شرایط یکسان لیچینگ مستقیم اسیدی، بیش از ۹۸ وانادیوم بازیابی شد .هم-چنین، انحلال وانادیوم در شرایط مشابه تشویه نمکی در ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد، دانه‌بندی ۷۵ میکرون، مدت زمان ۳ ساعت و ۲۰ وزنی سدیم کربنات و لیچینگ در ۹۰ درجه سانتی‌گراد، مدت زمان ۳ ساعت، نسبت مایع به جامد ۱۰ و سرعت همزنی ۵۰۰ دور بر دقیقه، از حدود ۲۰ به ۶۰ در عامل انحلال آب و از ۵۵ به ۹۷ در عامل انحلال اسید سولفوریک ۲ مولار، افزایش یافت .هم‌چنین، با دمش ۱۰۰ میلی‌لیتر بر دقیقه هوا حین تشویه نمکی کنسانتره ۱۰۰۰ گوس در شرایط فوق، انحلال وانایوم به ۸۷/۴۳ افزایش یافت‌؛ اما با دمش هوا در دبی زیاد، به دلیل ایجاد تلاطم در رژیم حرارتی کوره لوله‌ای، بازیابی وانادیوم کاهش یافت .با بهینه‌سازی برخی پارامترها، انحلال ۹۳/۱۲ از وانادیوم، بدون نیاز به دمش هوا در شرایط تشویه نمکی در ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد، دانه‌بندی ۷۵ میکرون، مدت زمان ۲ ساعت و ۲۰ وزنی سدیم کربنات و لیچینگ با آب در ۹۰ درجه سانتی‌گراد، مدت زمان ۳ ساعت، نسبت مایع به جامد ۱۰ و سرعت همزنی ۶۰۰ دور بر دقیقه، حاصل شد که غلظت آهن در محلول لیچینگ‌شده از ۲/۶۷ میلی‌گرم بر لیتر بیشتر نشد .

Text of Note

C, time of 3 hours, liquid to solid ratio of 10 and stirring speed of 600 rpm, it was obtained that the concentration of iron in the leached solution did not exceed 2.67 mg per liter.░C, time of 3 hours, liquid to solid ratio of 10, stirring speed of 600 rpm and acid concentration of 2 M, but in these conditions, the presence of iron impurity with a concentration of 38 grams per liter in the leached solution is very high, which can affect the downstream processes. Next, the magnetite concentrate was obtained by magnetic separation at a magnetic field intensity of 1000 Gauss. The Davis tube analysis showed that by grinding the titanomagnetite concentrate particles and releasing the involved minerals from the magnetite, a concentrate with high iron and vanadium recovery can be obtained; however, with the reduction of particle size, the sintering of concentrate particles in salt roasting increases and subsequently reduces the recovery of vanadium in the leaching process. By XRD analysis of the purified concentrate, it was found that with the increase in the temperature of the roasting operation, the destruction of the magnetite phase containing vanadium to access the sodium carbonate salt for the production of compounds soluble in water or acid is more complete and the magnetite phase becomes hematite along with the formation of the sodium aluminum silicate phase, it becomes that subsequently the efficiency of salt roasting and dissolution of vanadium are be increased. By magnetitc seperation, under the same conditions of direct acid leaching, more than 98 of vanadium was recovered. Also, dissolution of vanadium under the same conditions as salt roasting at 1000 degrees Celsius, 75 micron granularity, time of 3 hours and 20 wt of sodium carbonate and leaching at 90 degrees Celsius, time of 3 hours, liquid to solid ratio of 10 and the stirring speed of 500 rpm increased from about 20 to 60 in water leaching agent and from 55 to 97 in 2 M sulfuric acid leaching agent. Also, by blowing 100 ml/min of air during salt roasting of 1000 gauss concentrate in the above conditions, the dissolution of vanadium increased to 87.43 ; However, due to the turbulence in the thermal regime of the tube furnace, the recovery of vanadium decreased with air blowing at a high flow rate. By optimizing some parameters, dissolution of 93.12 of vanadium, without the need for air blowing in the conditions of salt washing at 1100 degrees Celsius, 75 micron granularity, time of 2 hours and 20 wt of sodium carbonate and leaching with water at 90░ Vanadium is a strategic element which products, including ferrovanadium and vanadium pentoxide, are widely used in various industries such as iron and steel, aerospace alloys, and chemical products. Vanadium is found in nature with other metals such as iron, titanium, aluminum, lead, zinc, uranium, etc., in the form of titanomagnetite, patronite, vanadinite, desclosite, and carnotite. Titanomagnetite and iron ores containing vanadium are the main source of this metal and include more than 88 of the world's production of vanadium. To process vanadium from titanomagnetite, first physical concentration is applied to separate magnetite from ilmenite and produce a magnetite concentrate containing vanadium on the ore, and then the common and industrial process of sodium salt washing and washing with water to extract vanadium directly from magnetite concentrate or from rich slag Vanadium obtained from the process of melting magnetite concentrate is used in iron and steel production. Finally, after purifying the washing solution (mainly by chemical precipitation method), vanadium pentoxide is precipitated, calcined, and melted. In this thesis, the dissolution of vanadium from titanomagnetite concentrate containing 0.48 vanadium of Scandian mine in Urmia was evaluated. Phase studies and processes of salt roasting-leaching with water, salt roasting-acid leaching, and direct acid leaching were done to compare and extract vanadium. From optical mineralogical studies, SEM-EDS, XRD, and Davis tube analysis performed on the sample, it was found that the concentrate is mainly composed of magnetite mineral which is strongly involved with titanium minerals such as ilmenite, titanomagnetite, and gangue minerals. The increase or decrease of the grade of vanadium and iron are with each other, and iron and titanium are together; Therefore, vanadium is mainly associated with magnetite and some of it is present in ilmenite and titanomagnetite. With preliminary tests on titanomagnetite concentrate, it was found that the dissolution of vanadium with water, dilute and concentrated sulfuric acid due to the poor efficiency of vanadium salt roasting in two cases without air blowing (electric furnace) and with air blowing (tube furnace) is low. Although the direct acid leaching process with hot and concentrated sulfuric acid dissolves vanadium with the recovery of 87.71 of titanomagnetite concentrate under the conditions of temperature of 90

ba

Parallel Title

Investigation of vanadium salt roasting and leaching from the Scandian titanomagnetite concentrate

وانادیوم

تیتانومگنتیت

تشویه نمکی

لیچینگ

کنسانتره تیتانومگنتیتی

کنسانتره ۱۰۰۰ گوس

Subject Term

Vanadium, Titanomagnetite, Salt roasting, Leaching, Titanomagnetite concentrate, 1000 gauss concentrate

Subject Term

وانادیوم، تیتانومگنتیت، تشویه نمکی، لیچینگ، کنسانتره تیتانومگنتیتی، کنسانتره ۱۰۰۰ گوس

نسیمی‌فر، امیررضا

وظیفه مهربانی، جواد، استاد راهنما

اجاقی، مهدی، استاد مشاور

Country

ایران

Date of Transaction

20230617

Call Number

معدن ،۵۰۳۰۴ ،۱۴۰۱

Host name

ن‌ایدنکسا ی‌تیتنگموناتیت‍ ه‌رتناسنک‍ زا م‌ویداناو گ‌نیچیل‍ و ی‌کمن‍ ه‌یوشت‍ ی‌سررب‍.pdf

Access number

عادی

Compression information

عادی

Date and Hour of Consultation and Access

12116.pdf

Date and Hour of Consultation and Access

p50304.pdf

Bits per second

0

Contact for access assistance

ایمانی

Electronic Format Type

متن

File size

0

Record control number

پ۴۶۰۴

Public note

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y