بخشی از مقاله
چکیده
سنگ آهن حاوي سولفور بالا باعث مشکلات زیادي در تولید گندله، فراییندهاي ساخت فولاد و مسائل زیست محیطی از قبیل انتششار دي اکسید سولفور میشود و از این رو قیمت کنسانتتره سنگ آهن را تحت تأثیر قرار می-دهد. همچنین وجود سولفور در کنسانتره بر کیفیت گندله تولیدي و فولاد اثرگذار است. مطالعه حاضر در حذف سولفور از کنسانتره سنگ آهن با استفاده از روش لیچینگ شیمیایی انجام شده است. کنسانتره سنگ آهن مگنتیت براي بررسی روش انتخاب شد و نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که بخش بزرگی از کل محتواي سولفور از کنسانتره سنگ آهن به روش لیچینگ شیمیایی حذف میشود. اثر پارامترهاي مختلف، از جمله دما، سرعت همزدن، اندازه ذرات، و استفاده از حلال هاي آلی در حذف سولفور توسط یک سري از شرایط تجربی مورد بررسی قرار گرفت. ععلاوه بر حذف سولفور، یکی از مزیت هاي عمده این روش تبدیل پیریت معدنی به محصولات جانبی مفیدي مانند سولفور عنصري است.
کلمات کلیدي: حذف سولفور، لیچینگ کانیهاي سولفوردار، کنسانتره سنگ آهن
.1 مقدمه
کانسار سنگ آهن مگنتیت-هماتیت با عیار بالا در معدن گل گهر سیرجان، استان کرمان واقع شده است. ذخیره اثبات شده زمین شناسی 1200 میلیون تن است. مواد معدنی در سنگ آهن به طور عمده از مگنتیت و هماتیت تشکیل شده است اما معدن شماره یک سنگ سنگ آهن گلگهر کانیهاي سولفور دار معدنی نظیر سولفید مانند پیریت را نیز داراست . بهطورکلی مقدار سولفور در حدود0/5٪ تا 2٪، و گ اهی اوقات بیش از 0/7٪در کنسانتره سنگ آهن است درحالیکه حد مجاز صنایع فولاد 0/1٪ است Solta nmohammadi - و همکاران، . - 2011 علاوه بر این، درصد سولفور با توسعه معدن و افزایش عمق، افزایش می یابد و از این رو مشکل سولفور در آینده جديتر خواهد بود.
سولفور یکی از ناخالصی هاي مهم در سنگ آهن است، که تا حد زیادي قیمت کنسانتره سنگ آهن را تحت تأثیر قرار میدهد. همچنین بالا بودن میزان سولفور در مواد اولیه تولید فولاد، کیفیت فولاد تولید را کاهش می-دهد. از طرف دیگر وجود سولفور در کنسانتره سنگ آهن باعث مشکلات زیست محیطی، به ویژه انتشار دي اکسید سولفور در طول فرآیند گندله سازي و یا ذوب خواهد شد. تا کنون، مطالعات مختلفی براي کاهش یا حذف سولفور از سنگ آهن و کنسانتره آن انجام شده است و به طور فزایندهاي این تحقیقات در حال انجام است - Weizhi و همکاران، 2015؛ شریف و عزیزکریمی، 2015، Xiaohuiو همکاران .، 2013؛ Soltamohammadi و همکاران، 2011؛ . Abzalovو همکاران، . - 2008
حذف سولفور از کنسانتره سنگ آهن به دو روش کلی پیرومتالورژي و هیدرومتالورژي انجام میشود. حذف سولفور به روش فلوتاسیون از سنگ معدن آهن ، روش مرسومی است که در این روش پس از آسیا کردن نمونه، انتقال کانیهاي سولفوردار به سطح یک محلول با استفاده از یک عامل کفساز انجام میشود Changxiang 2001 - ، Xingwangو همکارانن، 2009، Weibai، . - 1983در روش لیچینگ، ببخشی از کانیهاي موجود در سنگ معدن در یک محلول حاوي مواد شیمیایی حل میشود و کانیهاي سولفور دار به سولفورعنصري ، سولفات و یا سولفیت تبدیل میشود. بیولیچینگ معمولا شامل اکسیداسیون سولفید فلزات با استفاده از یک یک فرآیند بیولوژیکی است Pronk - و همکاران،1990؛ Alafaraو همکاران،. - 2007
تاکنون فرآیند لیچینگ اغلب براي بازیابی فلزات گرانبها از سنگ معدن معدن استفاده شده است و حذف ناخالصی و انحلال مواد معدنی سولفوردار بر اساس فرآیند لیچین گ به خصوص براي تمیز کردن زغالسنگ از سولفور معدننی نیز گزارش شده است Descostesو همکاران، 2004، Hamersm aو همکاران در . - 1975هدف این پژوهش کاهش میزان سولفور کنسانتره سنگ آهن با استفاده از روش لیچینگ است. از لحاظ فنی، موادشیمیایی با کانیهاي سولفوردار واکنش میدهند و این کانیها به مواد محلول و قابل جداسازي از کنسانتره سنگ آهن تبدیل میشوند. مواد مورد استفاده و روش انجام لیچینگ باید از لحاظ اقتصادي در مواد اولیه و هزینه عملیات مقرون به صرفه باشد.
پارامتر مهم دیگر زمان انجام فرایند است که باید در کمترین زمان ممکن انجام شود. به منظور ارائه یک روش اقتصادي انحلال کانیهاي سولفوردار، لازم است از یک عامل شیمیایی انتخابی و قابل بازیابی استفاده شود. کلرید آهن یک عامل لیچینگ مناسب براي حذف سولفور از کننسانتره سنگ آهن است زیرا کانیهاي سولفوردار قابلیت انحلال در این محلول را دارند و همچنین عامل لیچینگ را میتوان بازیابی کرد.کلرید آهن - III - بر اسساس واکنش زیر با کانیهاي سولفوردار وارد واکنش می شود:در این پژوهش تاثیر پارامترهاي فیزیکی و شیمیایی مانند دما و اندازه ذرات در حذف کانیهاي سولفور دار از کنسانتره سنگ آهن مورد بررسی قرار گرفته است.
.2 دادهها و روش تححقیق
1- 2 نمونه برداري و آماده ساز ي نمونه ها
آزمایشها بر روي نمونه کنسانتره سنگ آهن مجتمع گل گهر انجام شد. این نمونه ها از نوار نقالهاي که پس از جدا کننده مغناطیسی تر خط تولید شماره 2 گل گهر قرار دارد نمونه برداري شدند. پس از فرآیند جمع آوري، نمونهها خشک شده و همگن شدند. براي اطمینان از یکنواختی نمونه، به مدت 10 روز در هر 8 ساعت حدود 300 گرم نمونه از روي نوار نقااله جمع آوري شد. اندازه میانگین اندازه ذرات - K80 - کمتر از 100 میکرومتر بدست آمد. در این تحقیق، براي انججام خردایش بیشتر از یک آسیا گلولهاي استفاده شد.محتواي مواد شیمیاییی و معدنی نمونه ها در جدول 1 نشان داده شده است و شکل 1 نشاندهنده کانیهاي مختلف موجود در کنسانتره سنگ آهن است. میزان آهن کل و آهن - II - با استفاده از روش تیتراسیون اندازه گیري شد ASTMM-D 3872 - 2005 - - ، - ISO 25971-1 - 2006 - .آنالیز عنصري کنسانترره سنگ آهن به روش - XRF - ISO9516 - 1992 - انجام شد.
