بررسي اثر پارامترهاي موثر د رپلت سازي در فرآيند احيا كنسانتره ايلمنيت

كارشناسي ارشد

تا كنون پژوهش‌هاي بسياري پيرامون احياي ايلمنيت به‌منظور توليد ماده‌ايي پر عيار براي استخراج فلز تيتانيم با استفاده از فرآيند‌هاي پيرومتالورژي صورت گرفته است. ازجمله‌ي اين فرآيندها مي‌توان به احياي ايلمنيت به آهن فلزي و TiO2، سپس ذوب آن براي به دست آوردن سرباره‌ايي غني از TiO2 و چدن اشاره كرد. هدف پژوهش حاضر استفاده از فرايند گندله‌سازي به‌منظور احياي كربوترمي اكسيد آهن ايلمنيت به آهن فلزي براي استفاده در فرآيند سرباره‌سازي است، بدين منظور پارامترهاي مؤثر بر خواص فيزيكي و احياي كربوترمي گندله‌ي ايلمنيت بررسي شده است. شرايط بهينه‌ي گندله‌سازي از نظر ابعاد، شامل زاويه‌ي چرخش 40 درجه نسبت به افق و سرعت چرخش rpm30، زمان 60 دقيقه و رطوبت بهينه در حدود 9% به دست آمد. مراحل انجام آزمايش‌ها بدين‌صورت است كه ابتدا گندله‌هايي با 5-1% چسب بنتونيت و مخلوطي از بنتونيت و سيمان آلومينوكلسيايي (فوندو) در چهار اندازه‌ي مختلف ساخته شد، سپس آزمون‌هاي عدد سقوط و استحكام شكست براي گندله‌هاي خام و خشك گرفته شده است. احياي كربوترمي در دو ستاپ مختلف (اتمسفر هوا و آرگون-اكسيژن) با دو عامل احياكننده زغال چوب و كك در دماهاي ºC1150-900 و زمان‌هاي 10-1 ساعت انجام داده شد. براي دماهاي بالا و زير ºC1050 به ترتيب روش تيتراسيون و كاهش وزن براي محاسبه فلزشدگي استفاده شد. از آناليز XRD و SEM براي بررسي فازهاي تشكيل شده در حين احيا استفاده شد. تأثير افزايش بنتونيت در گندله روند افزايشي–كاهشي را براي استحكام و عدد سقوط نشان داد و بيشترين مقدار براي 4-3% بنتونيت به دست آمد. استفاده از مخلوط فوندو – بنتونيت در گندله روند صعودي را براي استحكام نشان داد اما براي دماهاي بالا نسبت به گندله حاوي بنتونيت، داراي استحكام كمتري است. استفاده از عامل احياكننده كك در دماهاي زير ºC1000 نسبت به زغال چوب عملكرد بهتري را نشان داد، براي دماهاي بالاي ºC1000 زغال چوب تا زمان‌هاي مياني احيا عملكرد بهتري نسبت به زغال چوب داشت اما در زمان‌هاي انتهايي احيا، روند تاثيرگذاري برعكس بود. بيشترين ميزان فلزشدگي براي گندله‌ي حاوي 3% بنتونيت در ستاپ شماره يك (اتمسفر هوا) براي زغال چوب و كك به ترتيب 70% و 90% و در ستاپ شماره دو(اتمسفر آرگون) به ترتيب 80% و 90% است. افزايش سه درصدي بنتونيت در گندله، باعث كاهش 10 درصدي در احيا و تخلخل شد. افزايش اندازه گندله در زمان‌هاي طولاني احيا، نرخ فلزشدگي را كاهش داد. افزودن كك و پودر آهن به ترتيب تا 4% و 2% وزني، باعث افزايش نرخ و ميزان احيا به مقدار بيش از 90% در دماهاي پايين و زمان‌هاي كمتر شده است.

191345

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر ماندانا عادلي

استخراج فلزات

دكتر منصور سلطانيه