دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد رشته معدن
بهره برداری مس از کانسنگ اکسیدی مس سونگون به روش هیدرومتالورژی
چکیده
کانسار پرفیری مس سونگون در استان آذربایجان شرقی و در 75 کیلومتری شمال غرب شهرستان اهر واقع می باشد. این کانسار با داشتن 7/1 میلیارد تن ذخیره ، از بزرگترین ذخایر مس پرفیری جهان می باشد. در این معدن حدود 5/18 میلیون تن مس اکسیدی با عیار 4/0 درصد مس وجود دارد برای استحصال مس کانسنگ های سولفیدی مس در معدن مس سونگون کارخانه پر عیار سازی در دست احداث است، اما هیچگونه فعالیتی برای استحصال مس از منابع اکسیدی در این معدن انجام نگرفته است. با توجه به اینکه روش استحصال مس از منابع اکسیدی کم عیار، معمولا فروشویی توده ای ، استخراج با حلال و الکترونینگ می باشد، بنابراین مطالعه استحصال مس بروش گفته شده از منابع اکسیدی مس سونگون در این پروژه انجام گرفته است.
برای این منظور بعد از نمونه گیری از دامپ اکسیدی پرعیار مس سونگون 3 مرحله تست با بطری غلطان ، لیچینگ ستونی و آزمایش استخراج با حلال انجام گرفت . در آزمایش های انجام گرفته با بطری غلطان تاثیر پارامتر های زمان ، غلظت اسید مصرفی ، درصد جامه و ابعاد ذرات روی بازیابی مس ، آهن و میزان اسید مصرفی توسط ماده معدنی بررسی شد. برای بررسی بیشتر قابلت لیچینگ و انتخاب پارامترهای بهینه فروشویی توده ای در مقیاس آزمایشگاهی هفت تست ستونی بصورت مدار بسته و باز بر روی ماده معدنی با ابعاد ذرات کوچکتر از 4/25 و 7/12 میلیمتر با غلظت های مختلف اسید صورت گرفت. برای بررسی احتمال ایجاد اشکال در عملیات لیچینگ با اندازه ذرات کوچکتر از 4/25 میلیمتر که ابعاد مناسب برای عملیات لیچینگ تشخیص داده شد و تست نفوذ پذیری با ابعاد مذکور انجام گرفت .
همچنین تست هایی بر روی PLS بدست آمده از مرحله لیچینگ ستونی با استخراج با حلال انجام گرفت و تعداد مراحل استخراج و شستشو ، سرعت واکنش و جدایش فازها در مرحله استخراج و شستشو بررسی شد. نتایج نهایی نشان داد که با استفاده از روش هیپ لیچینگ می توان بالای 70 درصد مس کانسنگ اکسیدی سونگون را استحصال نمود . بعلاوه با استفاده از حلال آلی LIX989N بالای 90 درصد مس از محلول حاصل از لیچینگ قابل بازیابی است.
کلمات کلیدی:
مس سونگون
بهره برداری مس
کانسنگ اکسیدی
روش هیدرومتالورژی
فهرست مطالب
چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول: مروری بر منابع
1-1-تولید مس به روش هیدرومتالورژی 8
1-2- روش‌های لیچینگ برای کانه‌های اکسیدی مس 12
1-2-1- لیچینگ درجا 13
1-2-1-1- روش افشانه‌ای 14
1-2-1-2- روش تزریقی 14
1-2-2- انحلال توده‌ای 16
1-2-2-1- لیچینگ توده‌ای کانه‌های مس 17
1-2-3- انحلال انباشته‌ای 18
1-2-4- انحلال مخزنی کانه‌های اکسیدی مس 18
1-2-5- انحلال متلاطم کانیهای پر عیار شده اکسیدی 20
1-2-6- اثر زمان لیچینگ 21
1-2-7- اثر غلظت اسید سولفوریک 22
1-2-8- اثر سرعت هم زدن 23
1-2-9- اثر نسبت جامد به مایع 24
1-2-10- اثر دما 24
1-2-11- اثر اندازه ذرات 25
1-2-12- تشریح روش‌های انحلال 26
1-3- بازیابی مس از محلولهای رقیق انحلال 26
1-3-1- سمنتاسیون 27
1-3-1-1- شیمی سمنتاسیون 28
1-3-1-2- فنون صنعتی سمنتاسیون 29
1-3-1-3- خلوص رسوب 32
1-3-2- استخراج از حلال 32
1-3-2-1- شیمی فرآیند استخرا از حلال 33
1-3-2-2- مقایسة حلالهای لیکس و کلکس برای عمل بر روی محلولهای رقیق حاصل از انحلال 37
1-3-2-3- فنون صنعتی استخراج از حلال 38
1-3-3- استفاده از روش استخراج از حلال برای محلولهای قوی حاصل از انحلال40
1-4- استخراج الکترولیتی مس 41
1-4-1- واکنش‌های استخراج الکترولیتی 41
1-4-2- ولتاژ سلول و انرژی مصرفی 45
1-4-3- بازده‌ی جریان کاتدی، واکنش‌های تداخلی آهن 46
1-4-4- خلوص کاتد- رفتار ناخالصیهای الکترولیت 47
1-4-5- عملیات استخراج الکترولیتی 48
فصل دوم- روش تحقیق مواد
2-1-تهیه و آماده سازی نمونه 50
2-2- شناسایی نمونه 51
2-3- آزمایش‌های بطری غلطان (Bottle Rolling) 54
2-3-1- روش انجام آزمایش 54
2-4- تست‌های ستونی 58
2-4-1- اصول انجام تست‌های ستون 58
2-4-2- آزمایش‌های ستونی 59
2-4-3- آزمایش‌های استخراج با حلال 62
فصل سوم – ارائه یافته‌ها و نتایج
3-1-نتایج آزمایش‌های بطری غلطان 82
3-1-1- نتایج مرحله اول
3-1-2- نتایج مرحله دوم
3-1-3- نتایج مرحله سوم
3-1-4- نتایج مرحله چهارم
3-2- نتایج حاصل از تست‌های ستونی
3-2-1- دبی پاشش در ستون‌ها
3-2-2- حجم PLS جمع‌آوری شده در زیر ستون‌ها
3-2-3- تغییرات PH در PLS خروجی از زیر ستون‌ها
3-2-4- بازیابی مس در ستون‌ها
3-2-5- بررسی بازیابی ابعبادی در ستون‌ها
3-2-6- نتایج حاصل از تست نفوذ‌پذیری (Dercolation)
3-2-7- میزان محلول نگه داشته شده و میزان محلول جهت اشباع ماده معدنی در ستون‌ها
3-2-8- نتایج کلی حاصل از تست‌های ستونی
3-3- نتایج حاصل از تست‌های استخراج با حلال
3-3-1- نتایج مرحله اول
3-3-2- نتایج مرحله دوم
3-3-3- نتایج مرحله سوم
نتیجه گیری و پیشنهادات
فهرست منابع 118
