بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش به بررسی بازیابی سرب از فیلتر کیک لیچینگ روی به وسیله نسبت مشخصی از یون استات و آمونیوم پرداخته شده است. پسماند لیچینگ روی، حاوی 6/7 روی و3/4 سرب است. سرب و روی در این پسماند به صورت سولفات-سولفید سرب و سولفات روی وجود دارند. به منظور انحلال سرب، در مرحله ی اول به منظور حذف کامل روی، لیچینگ با اسید سولفوریک، در PH=1 انجام گردید و در مرحله ی بعد لیچنگ حاوی آمونیاک و اسید استیک با نسبت های مختلف، مورد بررسی قرار گرفت. بهترین نتیجه در ترکیب آمونیاک و اسیداستیک با نسبت 6/0 ، زمان 90دقیقه ، L/S= 10 حاصل شد، که بازیابی سرب در این شرایط 58 گردید. به منظور حذف کامل سرب، فیلتر کیک حاصل از مرحله قبل تحت شرایط یکسان، مجداداً لیچ گردید.
کلمات کلیدی: لیچینگ، سرب، فیلتر کیک روی، هیدرومتالورژی، بازیابی
مقدمه
سرب و روی از مهمترین فلزات غیر آهنی پس از مس و آلومینیوم هستند.[1] امروزه به دلیل پایین آمدن عیار در منابع قابل دسترس، صنایع به دنبال روشهایی هستند تا بتوانند این فلزات را از پسماندهای صنعتی و معدنی بازیابی کنند. در صنایعی که از خاک خام در تولید روی استفاده میکنند، عیار سرب در پسماند بالا است که با انباشت این پسماند در کنار این صنایع، منبع مناسبی برای استخراج سرب ایجاد میشود. همچنین به دلیل سمی بودن این فلز، انباشت و نگهداری آن، آسیب جدی به محیط زیست وارد میکند و خطر آلوده شدن آبهای زیرزمینی نیز بوجود خواهد آمد. بنابراین جداسازی و استخراج سرب از پسماند لیچینگ روی، علاوه بر صرفه اقتصادی آن، به سلامت محیط زیست نیز کمک فراوانی میکند.
سرب موجود در پسماند حاصل از تولید روی، به دلیل آن که عموما فرایند استخراج روی با کمک اسید سولفوریک انجام میشود، به صورت سولفات سرب و یا سولفید سرب است. فرآیندهای سنتی که برای لیچینگ سولفات سرب استفاده میشود، بر پایه پیرومتالورژی استوارند که علاوه بر هزینههای بسیار زیاد، آلودگی فراوانی نیز دارند. راهحل غلبه بر این مشکلات، بهرهگیری از فرآیندهای هیدرومتالورژیکی است.[2] این فرآیند شامل لیچینگ و استخراج حلالی است و اطلاعات انحلالپذیری می تواند در انتخاب سیستم لیچینگ مناسب مفید باشد.[2]
لیچینگ سرب و بازیابی سرب با توجه به نوع ترکیب سرب، به صورتهای متفاوتی انجام میشود. یکی از روشهای لیچینگ سولفات سرب که عموما در پسماند لیچینگ روی وجود دارد، استفاده از نمک طعام - - NaCl است.[4 ,3 ,1] همچنین پژوهشهای مختلفی بر روی لیچینگ سولفات سرب به کمک سولفید سدیم انجام شدهاست که در اثر واکنش این دو، سولفید سرب به صورت رسوب، جداسازی میشود. برای رسوب دادن سرب به صورت سولفید، از کلرید سرب نیز از این روش استفاده میشود .[5] انحلال سولفات سرب با کمک هیدروکسید سدیم نیز مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از مزایایی که عامل انحلال هیدروکسید سدیم نسبت به نوع اسیدی دارد، قابلیت انحلال حداکثر سرب و روی و حداقل ناخالصیها است، که سبب کاهش هزینه عملیاتی بعد از انحلال میشود. اما یکی از مشکلات عمده انحلال قلیایی، ایجاد رسوبات ژلاتینی وکاهش ظرفیت عملیات فیلتر کردن است.[6]
بازیابی کربناتی سولفات سرب نیز مورد توجه قرار گرفته است. در این روش سولفات سرب به کمک یک عامل کربنات دار مانند سدیم کربات، واکنش داده و رسوب کربنات سرب تشکیل میشود.[7] در طی تحقیقات نقیب و همکاران، انحلال فلزات سنگین با اسید هیدروکلریک، اسید سولفوریک، اسیداستیک و هیدروکسید سدیم بررسی گردید. ماده مورد مطالعه پسماند حاصل از واحد سوزاندن باطلههای صنعتی بود که محتوی فلزات سنگین ازجمله سرب بوده است که مشخص شد افزایش غلظت اسیداستیک سبب افزایش استخراج سرب میشود.[6] در این پژوهش، انحلال سرب بر پایه روش هیدرومتالورژی و با کمک اسید استیک مورد بررسی قرار گرفت و تاثیر عواملی همچون دما، زمان، غلظت اسید استیک و بهبود دهندههای فرآیند بررسی شد.
مواد و روش تحقیق
مواد
دراین پژوهش، از فیلتر کیک روی یا به عبارتی پسماند حاصل از فرآیند لیچینگ روی از کانه معدنی، استفاده شد. برای تعیین ترکیب پسماند، یک گرم از خاک شاهد کاملا آسیا شده در 20 cc اسید نیتریک - %32,5 - به همراه 60 cc اسید کلریدریک - %18,5 - در دمای بالا به همراه مقداری آب مقطر جوشانده و سپس صاف شد. آنالیز محلول حاصل در جدول 1 آورده شده است. همچنین فیلتر کیک روی، با توجه به کلوخه شدن، تحت آنالیز سرندی تر قرار گرفت تا دانهبندی خاک مشخص شود و از هر فراکسیون دانهبندی، به روشی که پیشتر توضیح داده شد، آنالیز گرفته شد که نتایج آن در جدول 2 نشان داده شدهاست.
روش آزمایش
در ابتدا به منظور حذف کامل روی، کیک در تماس با اسید سولفوریک در PH=1 به مدت نود دقیقه در دمای 90 درجه، قرار داده شد.با توجه به فراوانی یون سولفات در داخل سیستم،به منظور حذف این یون مزاحم
