مطالعه تجربي روش هاي گوگرد زدايي شيميايي از قير طبيعي

كارشناسي ارشد

قير طبيعي يكي از منابعي است كه به مقدار زيادي در كشور ما وجود دارد و بيشتر منابع آن در استان هاي كرمانشاه، ايلام و خوزستان مي باشد. اين ماده كاربردهاي مختلفي داشته و به دليل نبود فناوري مناسب براي فراوري اين منابع، تماما به صورت خام صادر مي شود. از طرفي به دليل بالا بودن ميزان خاكستر و گوگرد قير طبيعي، اين محصول به منظور صادرات و يا مصارف داخلي مناسب نمي باشد، در نتيجه كاهش خاكستر و گوگرد قير طبيعي با استفاده از يك روش جديد و بهبود يافته امري ضروري به نظر مي رسد. به همين دليل هدف از اين مطالعه يافتن روشي مناسب به منظور گوگردزدايي از قير طبيعي ايران مي باشد. حدود %90 قير طبيعي ايران را تركيبات آلي تشكيل داده و گوگرد موجود در آن از انواع عنصري، آلي و غير آلي است. روش هاي موجود گوگرد زدايي و خاكستر زدايي از زغال سنگ، قير طبيعي و نمونه هاي مشابه به دو دسته اصلي فيزيكي و شيميايي تقسيم مي شود، در حالي كه روش هاي فيزيكي اغلب بر روي حذف تركيبات معدني و روش هاي شيميايي بر روي حذف تركيبات گوگردي آلي و معدني موثر مي باشند. طبق مطالعات انجام گرفته سه روش اكسيداسيون خود به خودي و اكسيداسيون شيميايي به كمك امواج مافوق صوت و شستشو با كاستيك مذاب به عنوان روش هاي مناسب انتخاب شده اند. در اين تحقيق با تعيين مشخصات نمونه اوليه قير طبيعي انتخاب شده و با انجام آناليز SARA ساختار تركيبات آن به طور كامل شناسايي شده است. علاوه بر اين به منظور انجام آزمايشات مورد نظر، مواد و تجهيزات مورد نياز براي هر دسته از آزمايشات طبق روش هاي انتخاب شده فراهم شده است. در نهايت آزمايشاتي طبق سه روش اصلي انتخاب شده انجام شده است اگرچه نتايج به دست آمده از اكسيداسيون خود به خودي و شيميايي مناسب نبوده اما نتايج به دست آمده از روش شستشو با كاستيك مذاب بوده بسيار مناسب بوده است. با تعيين 12 پارامتر تاثير گذار بر بازدهي اين فرايند شش پارامتر فرعي به صورت ثابت انتخاب شده و تاثير شش پارامتر دماي واكنش، زمان واكنش، نسبت كاستيك به قير طبيعي، تعداد مراحل شستشو، فاز اختلاط واكنش و تاثير استفاده از درپوش بررسي شده اند. در نتيجه موفق به كاهش ميزان گوگرد از 7.97 به 1.42 درصد و خاكستر از 10.9 به 1 درصد در شرايط مناسب واكنش كه در مدت زمان 2 ساعت، در دمايC֯ 450، نسبت كاستيك به قير 6 به 1و از قير طبيعي با اندازه كمتر از 90 ميكرون و سپس چهار مرحله شستشو با آب و محلول اسيدي هيدروكلريك اسيد با غلظت 20 درصد در دماي 80 درجه سانتي گراد انجام مي شود، شده است. در نهايت با آنجام آناليز هاي SEM، FTIR، XRD به تفسير نتايج به دست آمده و تغييرات به وجود آمده در نمونه نهايي نسبت به نمونه اوليه پرداخته شده است.

195034

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مسعود رحيمي

طراحي فرايند

دكتر شاهرخ شاه حسيني