كاهش ماندگي فاز آلي در آبي واحد استخراج حلال مجتمع مس ميدوك و ارائه روشي براي اندازه گيري آن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

در عمليات استخراج حلال مس، محلول حاصل از فروشويي در تماس با يك ماده استخراج كننده بسيار انتخاب پذير قرار مي گيرد كه مس را از طريق فرآيند تبادل يوني از ناخالصي ها جدا مي كند. ماده استخراج كننده آلي يك جزء اساسي در فرآيند استخراج حلال است و به طور كلي بالاترين عنصر هزينه بر در يك كارخانه صنعتي است و به حداقل رساندن هدر رفت اين معرف يك موضوع مهم است. يكي از دلايل از بين رفتن فاز آلي در يك واحد استخراج حلال، ماندگي فاز آلي در فاز آبي است. فاز آبي مقدار قابل توجهي از فاز آلي را در خود نگه مي دارد از اين رو باعث ايجاد امولسيون روغن در آب مي شود و اين امر موجب از دست دادن استخراج كننده آلي مي شود. تشكيل اين امولسون نه تنها باعث از بين رفتن استخراج كننده آلي مي شود بلكه موجب ايجاد مشكلات عملياتي در فرآيند فروشويي مي شود كه بر بازده كلي عمليات اثر منفي مي گذارد از قبيل: از بين رفتن تخلخل و نفوذ پذيري در توده ها و همچنين بسته شدن سيستم آبياري. از طرفي گسترش بيش اندازه صنايع در سراسر دنيا عليرغم اين كه داراي جنبه هاي مثبت فراواني است، آلودگي هاي زيادي را نيز به محيط زيست وارد مي كند كه مورد توجه مسئولان محيط زيست كشور ها قرار گرفته است. ورود اين امولسيون هاي روغني در پساب ها سبب بروز مسائل و عوارض متعددي مانند آلودگي منابع آبي و محيط زيست مي گردد. نشت و تراوش اين روغن ها در پساب هاي صنعتي و خانگي يكي از آلاينده هاي بسيار مضر و خطرناك زيست محيطي به شمار مي آيد. بنابراين انجام فرآيند هاي جداسازي براي امولسيون هايي كه به صورت پيوسته در فرآيند توليد فلز مس به روش هيدرومتالورژي ايجاد مي شود امري ضروري است، زيرا ضمن آلودگي محيط زيست باعث كاهش راندمان كلي فرآيند توليد و از بين رفتن ماده استخراج كننده كه ارزشمند است، مي شود. از اين رو در اين پژوهش تأثير پارامتر هاي عملياتي فرآيند استخراج حلال نظير: سرعت اختلاط فاز ها، زمان اختلاط، زمان جدايش فازي، دما، نوع استخراج كننده، درصد استخراج كننده، غلظت اوليه مس، غلظت اوليه آهن (III) و pH بر ميزان ماندگي فاز آلي در آبي مورد بررسي قرار گرفته است. در بين روش هاي موجود براي جداسازي امولسيون ها، در اين مطالعه از دو روش شناورسازي هوا و بستر ادغام به منظور جداسازي فاز آلي پراكنده از فاز پيوسته آبي استفاده شده است، چرا كه روش شناورسازي يكي از روش هاي جداسازي امولسيون هاي پايدار است كه به طور معمول براي امولسيون هاي پايدار روغن در آب مورد استفاده قرار مي گيرد و در حال حاضر كاربرد صنعتي نيز دارد. در اين روش با استفاده از هوا، حباب هايي را وارد فاز مايع مي شود. حباب هاي ايجاد شده از ميان فاز آبي آلوده عبور كرده و در نهايت حباب هاي هوا به ذرات معلق مي چسبد. با افزايش اختلاف چگالي بين توده روغن – هوا و آب، ذرات روغن سبك تر به نظر مي رسند و اين ويژگي باعث افزايش نيروي شناورسازي شده، بنابراين روغن سريع تر بالا مي رود و امكان جداسازي سريع تر را فراهم مي كند. همچنين استفاده از بستر ادغام اليافي به عنوان يك روش مؤثر و ارزان قيمت براي جداسازي امولسيون مورد نظر مورد بررسي قرار گرفته است. در واقع به واسطه بستر هاي ادغام قطرات موجود در امولسيون طي فرآيند ادغام بزرگتر شده و سپس بر اساس قانون استوكس جداسازي قطرات بزرگ شده راحت تر صورت مي گيرد. روش هاي شناورسازي هوا و بستر ادغام ضمن جداسازي فاز آلي از فاز آبي موجب تخريب ماده ارزشمند آلي نمي شوند و امكان استفاده مجدد از آن را نيز فراهم مي كنند، از طرفي مصرف انرژي در اين فرآيند ها مطلوب بوده و صرفه اقتصادي دارد. نتايج حاصل از انجام اين پژوهش نشان مي دهد كه پارامتر هاي عملياتي فرآيند استخراج حلال مس ضمن تأثير زيادي كه بر ماندگي فاز آلي در آبي دارد بر ميزان استخراج مس نيز مؤثر است، در واقع با تغيير مقادير پارامتر هاي عملياتي ميزان ماندگي فاز از ppm 35 تا ppm 58 و همچنين ميزان استخراج مس از 57 درصد تا 88 درصد متغير بوده است. علاوه بر اين استفاده از فرآيند شناورسازي گاز تا 40 درصد و به كار گيري بستر ادغام اليافي تا 45 درصد موجب جداسازي فاز آلي امولسيون شده در فاز آبي شده است.

212074

فرايند هاي جداسازي

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان

حميذه برفه ئي

علي اكبر دادخواه، علي احمدي

كيقباد شمس اسحاقي