دانلود مقاله بررسی امکان پیش تغلیظ مغناطیسی کانسنگ آهن دار حاوی اورانیوم با استفاده از تشویه

word قابل ویرایش
9 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
5700 تومان

-۲ مقدمه:

یکی از مهم ترین و اساسی ترین خواص مغناطیسی کانیها که در پرعیارسازی به روش مغناطیسی نیـز مـورد استفاده قرار می گیرد، تاثیر پذیری مغناطیسی است. از لحـاظ تـاثیر پـذیری مغناطیسـی کـانیهـا را بـه سـه دسـته دیامنیتیت، پارامنیتیت و فرومنیتیت دسته بندی می کنند. از آنجا که در مواد شدیدا مغناطیسی، تاثیرپذیری مغناطیسی وابسته به عملیات حرارتی و مکانیکی انجام شده بر روی مواد است، لذا میتواند خواص مغناطیسی مواد را به میزان قابل توجه ای تغییر دهد. تغییر در ترکیب شیمیایی کانیها نیز از دیگر پارامترهای پیچیدهای است که باید بدان توجه

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

داشت.[۱]تعداد زیادی از کانی های پارامنیتیتی را میتوان به روش مغناطیسی پرعیار کرد و یا ممکن است آهنزدایی بعضی از مواد معدنی نیز با همین روش صورت گیرد. این دسته از کانیها علاوه بر خاصیت پارامنیتیتی ممکن است جزو کانیهای آنتی فرومنیتیت و فرومنیتیت نیز قرار گیرند.[۲] تاثیرپـذیری مغناطیسـی تعـداد محـدودی از کانیهـا از جمله منیتیت به قدری زیاد است که میتوان آنها را از مواد دیگر توسط جداکنندههای با شدت پـایین جداسـازی و پرعیار کرد. کانی منیتیت از جمله بنیادیترین و مهمترین اکسیدهای مغناطیسی آهـن اسـت. کـانیهـای هماتیـت و گوتیت ماهیتی آنتی فرومنیتیتی دارند و خاصیت مغناطیس شوندگی آن هـا ضـعیف اسـت.پارامترهـای متعـددی از جمله: شدت میدان، ابعاد ذرات، ماهیت اولیه نمونه و آماده سازی آن در امر پیش بینی دقیق جدایش موثراند.[۳]

فــرآوری ســنگ معــدنی اورانیــوم بــه منظــور پرعیارســازی کانســنگ اســتخراج شــده از معــدن صــورت میپذیرد. بدین منظور مواد باطله از کانسنگ اورانیومدار جداشده تا عیار آن به حد قابل قبول برسد. اکثر کانی هـای اورانیوم (به دلیل خاصیت مغناطیسی ضعیفشان) برای جداسازی مؤثر با روشهای مغناطیسی مناسب نیستند. در هر صورت توسط این روشها می توان کانیهای همراه با خواص مغناطیسی مناسب را جدا نمود. [۴]

پر عیار کردن سنگ آهن با تبدیل اکسیدهای آهـن بـه مگنتیـت (Upgrading Iron Ore by Conversion of Iron Oxides to Magnetite) از دیدگاه اقتصادی حائز اهمیت است. به علت خاصیت مغناطیسی بسیار بالای مگنتیت ایـن کانی به آسانی و با مصرف انرژی کمتر نسبت به سایر روش های پر عیار کردن و به خصـوص بـا سـرمایه گـذاری نسبتا پایین قابلیت پر عیار شدن و حذف ناخالصیها را توسط کاربرد جدا کننده مغناطیسی با شدت میدان پاییندارد، لذا تبدیل سایر اکسیدهای آهنبه مگنتیتمی تواند در پر عیار کردن سایر اکسیدها موثر باشد. در کلیه روشهای تبـدیل کانی های اکسید آهن به مگنتیت، سنگ معدن خرد شده و بیشتر در یک کوره دوار مورد عمل قرار میگیـرد. مقـدار مصرف انرژی نسبتا بالا بوده و اغلب قیمـت انـرژی و مقـدار مصـرف آن عامـل اصـلی در اقتصـادی بـودن روش میباشد.تبدیل هماتیت به مگنتیت یک عمل احیا است. واکنش اصلی در این روش عبارت است از:

۶Fe2O3+2C(2CO)=4Fe3O4+2CO(2CO2)

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

Ho=122.3 (کیلوکالری به ازای کیلوگرم مگنتیت)

عمل احیا میتواند توسط کربن، گاز اکسید کربن و یا هر گاز احیا کننده دیگر انجام شود.[۵]

-۳ روش کار

-۱-۳ آمادهسازی، آنالیز و تهیه نمونه معرف

نمونه مورد استفاده در تحقیق حاضر، معرف یکی از آنومالی های اورانیوم ایران مرکزی میباشد. ابتـدا پـس از انتخاب و انتقال نمونه به آزمایشگاه، مراحل خردایش و مطالعات کانی شناسی آغاز گردید.

ابتدا نمونه تا ابعاد زیر ۱ اینچ خردایش شد و سه نمونه متفاوت برای مطالعات مقاطع نازک-صـیقل همچنـین مطالعات XPMA تهیهو ارسال شد ۴۱۰) گرم).(جدول.(۱ سپس نمونه معرف مورد نظر به منظور انجام آنالیز XRD
(Perkin Elmer), XRF (Philips), ICP MS (Agilent HP4500) به آزمایشگاه ذیصلاح ارسال گردید.

به منظور انجام آزمایشات جدایش مغناطیسی، از نمونه دستگاه ساخت داخل کشور استفاده گردید.

-۲-۳آنالیز سرندی و عیار اورانیم در فراکسیونهای مختلف

به منظور تعیین توزیع دانه بندی و عیار اورانیم در فراکسیونهای مختلفابعادی، مقدار ۸۸۰) گرم) نمونه تا ابعاد کوچکتر از ۶۰۰ میکرون خردایش شد و در فراکسیون های +۵۰۰، +۳۰۰-۵۰۰، +۱۵۰-۳۰۰، +۷۵-۱۵۰، +۴۵-۷۵و-۴۵ میکرون دانهبندی شد.

-۳-۳ آزمایش احیاء مستقیم نمونه و جدایش مغناطیسی

-۱-۳-۳ احیاء مستقیم نمونه

به منظوراحیاء مستقیم، ۲۰۰ گرم نمونه با d80=322µ تهیه شد. نمونه با ۱۵ درصد وزنی زغال مخلوط شد و در ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت جهت احیاء مستقیم در کورهآزمایشـگاهی قـرار گرفـت. زغـال مـورد

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

استفاده در رده زغالسنگ آنتراسیت انتخاب شده است.

-۲-۳-۳ آزمایش جداسازی به روش مغناطیسی

پس از انجام مراحل تشویه و خارج ساختن نمونه از کوره، نمونه تشویه شده به وزن ۱۸۷/۵ گرم جهت انجام آزمایش جداسازی مغناطیسی آماده سازی شد. آزمایش جدایش مغناطیسی با استفاده از دستگاه جداکننده مغناطیسـی با شدت میدان ۴۰۰۰ گوس انجام شد.

-۳ بحث و نتایج

همانطور که در جدول ۱ دیده می شود کانیهای آهن دار در کلیه مقاطع نازک-صیقل مورد مطالعه بـه عنـوان کانی های فلزی اصلی مقطع دیده شده اند. این کانیها شامل هماتیت، مگنتیت، گوتیت می باشـند. کـانیهـای مهـم غیرفلزی که در مقاطع مشاهده گردید عبارتند از: کوارتز، مسکویت، آلونیت، فلدسپار و جاروسیت.
جدول :۱ مطالعات مقاطع نازک-صیقل نمونه

مقطع کانیهای فلزی کانیهای غیرفلزی شرح مقطع
Rock 1 مگنتیت، هماتیت، کوارتز، مسکویت، آلونیت، اجزای اصلی سنگ کانی کوارتز، مسکویت، آلونیت و جاروسیت میباشند.
گوتیت جاروسیت

Rock 2 هماتیت، گوتیت کوارتز، مسکویت، فلدسپار، اجزای اصلی سازنده سنگ را کانیهای کوارتز، فلدسپار، مسکویت و جاروسیت
جاروسیت تشکیل میدهند.

Rock 3 هماتیت، گوتیت کوارتز، مسکویت، جاروسیت، اجزای اصلی سازنده سنگ را کانیهای کوارتز، فلدسپار، مسکویت و جاروسیت
آلونیت تشکیل میدهند

با توجه به عدم تشخیص کانی های حاوی اورانیوم به دلیل عیار پایین اورانیوم در نمونه های مورد اسـتفاده از آنالیزگر XPMA استفاده گردید. نتایج مطالعات XPMA نشان می دهند که کانیهای حاوی اورانیوم با کانیهای آهن دار درگیر می باشند.

همچنین نتایج آنالیز XRF نشان می دهد که کانی اصلی تشکیل دهنده نمونه کوارتز بوده که تقریبـا ۷۰ درصـد وزنی نمونه را تشکیل می دهد (جدول.(۲ همانطور که مشاهده می شود، کمتـر از % ۵ وزن نمونـه را آهـن تشـکیل

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

داده است.

جدول:۲ آنالیزXRF نمونه

Element (%) SiO2 Al2O3 BaO CaO Fet K2O MgO MnO Na2O P2O5 SO3 LOI

ES-3-(REP) 68.73 4.94 0.06 6.92 3.19 0.8 1.52 0.09 0.58 0.17 2.64 10.76

نتایج آنالیز ICP-MS وXRD نشان می دهد که بخش اعظم کانی تشکیل دهنده نمونه کوارتز است و کانیهـای آهن دار تقریبا ۱۶ درصد وزنی نمونه را تشکیل میدهند. مقدار آهن در نمونه مورد استفاده ۲۷۴۱۷ppm و اورانیـوم ۱۰۴/۴ppm میباشد. نتایج در جداول ۳ و ۴ نشان داده شده است.

جدول :۳ آنالیز XRD نمونه

کانی Quartz Muscovite-illite Calcite Alunite Jarosite Goethite Hematite Albite
درصد ۶۱ ۸ ۶ ۵ ۶ ۸ ۲ ۲
جدول :۴ آنالیز ICP-MS نمونه

Element Ag Al As Ba Be Mn Fe Tm U V Mo Na

(ppm)مقدار ۳٫۱ ۲۷۶۵۹ ۱۴۰٫۶ ۳۸۹ ۱ ۶۱۵ ۲۷۴۱۷ ۰٫۸۴ ۱۰۴٫۴ ۳۹۳۳ ۱۱۹٫۴ ۲۷۱۲

همانطور که در جدول ۵ دیده می شود، با استفاده از اطلاعات موجود در جدول ۵ منحنی دانه بندی نمونه در شکل۱ ترسیم گردید و d80 نمونه مطابق شکل ۳۲۲ میکرون بدست آمد. در ادامه مقدار اورانیوم موجود در هر یـک از بخش های ابعادی در جدول ۶ ارائه شده است، مشاهده می شود که با کاهش ابعاد نمونه کانسنگ عیـار آهـن و اورانیوم افزایش یافته است.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 5700 تومان در 9 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد