بررسي بازيابي نيكل و منيزيم از محلول‌‌هاي رقيق ليچينگ كانسنگ‌‌هاي اولترامافيكي كم عيار به روش ترسيب شيميايي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي معدن

كارشناسي ارشد

كاهش ذخاير پرعيار و استراتژيك بودن فلزات نيكل،كبالت و منيزيم، فرآوري آنها از كانسنگ‌هاي كم‌عيار لاتريتي را اجتناب‌ناپذير ساخته است. چالش اصلي در پرعيارسازي اين منابع، حضور ناخالصي‌هاي مزاحم نظير آهن، آلومينيوم، كروم و منگنز در كنار فلزات با ارزش است، كه جداسازي آنها را پيچيده مي‌كند. اين پژوهش با هدف استحصال نيكل و كبالت از محلول‌هاي رقيق ليچينگ سولفاته حاصل از كانسنگ‌هاي كم‌عيار اولترامافيك (پلي‌متال) و بهره‌برداري اقتصادي از عناصر همراه (منگنز و منيزيم) با استفاده از روش‌هاي ترسيب شيميايي انجام پذيرفت. روش‌شناسي اين مطالعه بر پايه يك راهبرد تركيبي از فرآيندهاي ترسيب گام‌به‌گام براي حذف ناخالصي‌ها و بازيابي عناصر با ارزش بنا نهاده شد. ابتدا آهن به روش ترسيب جاروسيتي در شرايط بهينه (دماي 95-90 درجه سلسيوس، 8/1-2/2pH= و زمان 4 ساعت) حذف گرديد كه منجر به كاهش بيش از %94 آهن در تمام نمونه‌ها شد. در گام بعدي، با توجه به غلظت بالاي منگنز در برخي نمونه‌ها، اين عنصر به صورت اكسيدي در شرايط محيط و 2pH= رسوب داده شد كه با وجود بازيابي 6/84% منگنز، چالش هم‌رسوبي قابل توجه نيكل (2/13%) و كبالت (7/30%) را به همراه داشت. سپس ناخالصي‌هاي آلومينيوم و كروم طي فرآيند ترسيب آلونيتي در دماي بالا (100-95 درجه سلسيوس) و محدوده 8/1-3/4pH= با بازدهي حذف نزديك به %100 براي كروم و بالاي %84 براي آلومينيوم جداسازي شدند. در مرحله اصلي، بازيابي نيكل و كبالت از محلول خالص‌سازي شده، از طريق ترسيب هيدروكسيدي در محدوده 5-7/7pH= و دماي 60-55 درجه سلسيوس انجام گرفت كه نتايج آن بيانگر بازيابي متالورژيكي بسيار مطلوب تا 1/96% براي نيكل و %100 براي كبالت بود. نهايتاً با توجه به غلظت بالاي منيزيم و توجيه اقتصادي، اين عنصر در دو نمونه به روش هيدروكسيدي در 5/10-9pH= و دماي 75-70 درجه سلسيوس رسوب داده شد. محصول حاصل تحت عمليات گوگردزدايي قليايي و سپس كلسيناسيون قرار گرفت تا به اكسيد منيزيم با خلوص بالا تبديل گردد. بر اساس آناليز XRF بر روي محصول نهايي اكسيد منيزيم، خلوص اين ماده به 25/%90 براي MgO دست يافت كه بيانگر كارايي مطلوب فرآيندهاي گوگردزدايي و كلسيناسيون در حذف ناخالصي‌هاست. يافته‌هاي اين پژوهش نشان مي‌دهد كه اگرچه روش‌هاي ترسيب شيميايي در جداسازي نيكل و كبالت از يكديگر به دقت فرآيندهاي استخراج حلالي نيستند، اما به دليل هزينه عملياتي كمتر، سادگي اجرا و قابليت اعتماد بالا، به عنوان يك مرحله پيش‌تغليظ و خالص‌سازي كارآمد براي كانسارهاي پلي‌متال (حاوي نيكل، منگنز و منيزيم) پيش از ورود به مدارهاي استخراج حلالي، بسيار حائز اهميت هستند. اجراي اين فرآيندها نه‌تنها منجر به كاهش هزينه‌ها و پيچيدگي مراحل بعدي مي‌شود، بلكه امكان بازيابي عناصر همراه و تبديل آنها به محصولات باارزش افزوده بالا (نظير اكسيد منيزيم) را نيز فراهم مي‌آورد.

237411

فراوري مواد معدني

مهندسي معدن

دانشگاه صنعتي اصفهان