بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق بازیابی مس و حذف آرسنیک از غبار رسوبگیرهای الکترواستاتیک کوره فلش مجتمع مس خاتون آباد مورد ارزیابی قرار گرفت. فلز مس به دلیل ارزش اقتصادی آن مورد بازیابی و آرسنیک به عنوان عنصری مضر برای محی زیست تحت عملیات حذف و پایدارسازی واقع شدند. بر اساس آنالیز XRF عمده عناصر موجود در غبار شامل مس، سرب، سیلیسیم، روی و آرسنیک بود و بر اساس آنالیز پراش پرتو ایکس عمده فازهای این غبار کالکوسیت، انگلزیت و کوارتز تشخیص داده شد.
عملیات بر روی غبار از روش هیدرومتالورژی انجام گرفت. بدین ترتیب که در ابتدا غبار در اسید سولفوریک برای بازیابی مس و آرسنیک حل می شود. شرای بهینه برای انحلال دمای 85 درجه سانتی گراد، غلظت اسید 50 گرم بر لیتر، دانسیته پالپ 10 درصد و زمان 4 ساعت بود. در این شرای حداکثر بازیابی مس و آرسنیک به ترتیب برابر 31 و 82 بدست آمد. با دمش هوا به محلول بازیابی مس تا 52 درصد افزایش یافت.
در ادامه حذف و پایدارسازی آرسنیک از محلول انحلال بررسی شد. بدین منظور در ابتدا پی اچ محلول به 2/3 افزایش یافته و سپس سولفات آهن به محلول برای افزایش میزان آهن آن اضافه میشود تا آرسنات آهن به عنوان یک فاز پایدار و غیر مضر برای محی زیست رسوب نماید. در این حالت شرای بهینه برای حداکثر میزان حذف آرسنیک 10 درصد حجمی پراکسید هیدروژن و نسبت مولی آهن به آرسنیک 2 بود.
مقدمه
در بسیاری از فرایندهای پیرومتاورژی غبار به عنوان یک محصول جانبی تولید میشود. از این نوع غبار می توان به عنوان یک منبع ثانویه برای تولید فلزات استفاده کرد.علاوه بر این ممکن است این غبار دارای خطرات زیست محیطی نیز باشد که نیاز به عملیات مناسب قبل از قرارگیری در محی زیست دارد. در پیرومتالورژی مس در هنگام ذوب کنسانتره و نیز در هنگام تبدیل مات غبار تولید میشود. این غبارات هنگام خروج گازها توس رسوبگیرهای الکترواستاتیک از گاز حذف و جمع آوری میشوند.
ترکیب این غبار به نوع کوره وکنسانتره موجود بستگی دارد.اما به طور کلی این گونه غبار شامل عناصری چون مس ، سرب، روی و آرسنیک است. برخی از این عناصر فلزات ارزشمند بوده و بازیابی آنها ضروری است و از سوی دیگر برخی ار این عناصر نظیر آرسنیک به عنوان یک آلاینده سمی مطرح است که حضور آن در غبار و انتشار آن به اتمسفر بسیار خظرناک است . - Mandal, 2002 - به دلیل فشار بخار بالای آرسنیک عمده این ترکیبات توس تبخیر وارد فاز بخار شده و در حین خنک شدن مجدداً جامد میشوند. لذا جمع آوری غبار و حذف و پایدار سازی آن از اهمیت فوق العادهای برخوردار است.
یکی از راههای استفاده از این غبارات برگشت دادن دوباره آنها به کوره است که در این صورت ممکن است بازده تجهیزات کاهش یافته یا مقدار انرژی لازم برای فرایند ذوب و تبدیل افزایش یابد Bakhtiari, et al., 2008 - و Montenegro, . - et al., 2008 تحقیقات بسیاری روی این نوع غبارات انجام شده است.عوامل انحلال بسیاری برای بازیابی فلزات از این نوع غبارات استفاده میشود. ساهو و همکاران، مورالس و همکاران بازیابی مس از غبار توس این عامل را مطالعه کردهاند که در این مطالعات غلظت اسید و دمای انحلال عوامل مهم در بازیابی مس از غبار بوده است.
- A.Morales,. 2010, N.K.Sahu, et al.2012 - همچنین فنگ و همکاران انحلال تحت فشار غبار را مطالعه کردهاند که دراین مطالعه به دلیل وجود عوامل سولفیدی مس در غبار فشار اکسیژن یکی از عوامل تاثیرگذار در بازیابی مس از غبار بود . - Feng, et al.2010 - حذف آرسنیک از غبار توس روشهای هیدرومتالورژی یا هیدرو-پیرومتالورژی انجام میشود. در روش هیدرومتالورژی در ابتدا غبار در یک عامل مناسب حل شده و سپس یون آرسنیک موجود در محلول از آن حذف میشود. اگر این عنصر در مقدار کم در محلول وجود داشته باشد میتوان آن را به وسیله جذب حذف کرد.
- Mohan, Pittman. 2007 - اما در صورت وجود مقدار بالای آن باید به صورت یک ترکیب پایدار رسوب دهی و حذف شود. یکی از این ترکیبات آرسنات آهن است که رسوب آرسنیک به صورت آرسنات آهن میتواند یکی از راههای ایمن برای حذف آن باشد. برای رسوب آرسنات آهن از محلول عواملی چون دما، اسیدیته محلول، نحوه افزودن مواد به محلول و وجود یون سوم مهم بوده که به وسیله محققین مطالعه شدهاند - Chen, et al.2012, Sahu, et al. 2012, Morales, et al. . - 2010 یکی دیگر از راههای حذف آرسنیک استفاده از عوامل قلیایی به عنوان عامل انحلال و رسوب دادن آرسنیک به صورت آرسنیت کلسیم است - Viñals, . - et al. 2010 روش هیدرو-پیرومتالورژی برای حذف و پایدارسازی آرسنیک و بازیابی فلزات با ارزش از غبار نیز انجام شده است.
