لیچینگ کانه اکسیدی مس

چکیده:هیدرومتالورژی شامل دو فرآیند انحلال فلز از کانه مربوطه با فرآیند فروشویی و بازیابی انتخابی فلز از محلول مورد نظر میباشد بعضی از عملیات تخلیص و پرعیار کردن قبل از بازیابی فلز انجام می شود . این فرآیند برای حصول محلول خالص و پر عیاراست به نحوی که ترسیب فلز به طور موثر امکانپذیر است . روش های مختلف تلخیص شامل استخراج با حلال های آلی،کربن فعال و رزین های تبادل یونی می باشد .اگر چه مس اغلب اوقات به شکل سولفیدی یافت می شود. به صورت اکسیدی نیز به شکل کربنات ها، اکسید ها، سیلیکاتها و سولفات ها، به ویژه در آفریقا وجود دارد. اغلب کانی های اکسیدی به طریقه ی موثر تری تحت عملیات هیدرومتالورژیکی، یعنی انحلال در اسید سولفوریک و به دنبال آن رسوب یا استخراج الکتریکی مس از محلول ، قرار میگیرندحل سازی یا لیچینگ فرآیندی است که طی آن ماده ای مشخص به وسیله حلال از ماده جامد جداسازی می شود. این فرآیندجزو روش های هیدرومتالورژی در استخراج فلزات است. لیچینگ، خود به انواع لیچینگ مخزنی، لیچینگ درجا، لیچینگ ستونی ، لیچینگ دامپ و لیچینگ توده ای تقسیم می گردد. حلال های مورد استفاده به انواع اسیدی یا قلیایی و آلی یا غیرآلی تقسیم می شوند. عوامل مختلفی بر فرآیند حل سازی اثر می گذارندکه در این آزمایش به بررسی عامل زمان برروی مقدار حل شدن مس و سرعت حل شدن پرداخته شد.

• مقدمه: لیچینگ یک واکنش ناهمگن است که در فصل مشترک فاز جامد و مایع و گاهی اوقات گاز اتفاق می افتد .در مرز بین دو فاز لایه نفوزی تشکیل خواهد شد. انحلال سنگ معدنی در طی مراحل زیر انجام خواهد شد.

۱-نفوز واکنش دهنده ها به داخل لایه نفوذی

۲-جذب واکنش دهنده ها بر روی سطح جامد

۳-واکنش شیمیایی واکنش دهنده و فاز جامد

۴-جدا شدن محصوالت تولید شده

۵-عبور این محصولات از لایه نفوذی

هر کدام از این ۵ مرحله می تواند کنترل کننده سرعت واکنش باشد که بستگی به سرعت نسبی آن در مقایسه با مراحل دیگر دارد .معمولا مرحله ۱و ۵ کنترل کننده می باشد که هردو آنها شامل نفوز می باشد.

استخراج الکتریکی مس

چکیده: الکترووینینگ یا استخراج الکتریکی یکي از روشهاي خالص سازي و استخراج فلزات است که در طي آن محصولي با خلوص بسیار بالا تولید میگردد. در الکتروینینگ، یک جریان از آند خنثي که در محلول لیچ حاوي فلز قرار دارد، عبورمیکند و در نتیجه بر اساس فرآیند الکترولیز فلز روي کاتد رسوب مینماید. در این آزمایش به استخراج الکتریکی مس از محلول سولفات مس پرداخته شد وهمچنین تاثیر دما ، غلظت که جزو پارامتر های ترمودینامیکی موثر بر واکنش است بررسی شد.

• مقدمه :الكترووینینگ به معناي استخراج فلز از فاز آلي محتوي كاني آن فلز با استفاده از جریان الكتریسیته مي باشد.در فرایند الكترووینینگ ،استخراج از حلال،یونهاي محلول در الكترولیت، الكترون گرفته و بر سطح كاتد كه همان ورق مس خالص ميباشد رسوب مي نماید.در این فرایند از یك آند غیر قابل حل در الكترولیت كه صرفا نقش آند را بازي میكند و بر روي خط جریان مثبت قرار میگیرد استفاده می شود.فلزات معمول که این فرآیند روي آنها انجام می پذیرد عبارتند از: سرب، مس، طلا، نقره، روي، آلومینیم، کروم، کبالت، منگنز،عنصرهاي خاکي کمیاب و فلزهاي قلیایي. در اینجا هدف، استفاده از الکترولیز براي استخراج فلز مورد نظر ازالکترولیت است. محلول الکترولیت در واقع همان محلول لیچینگ حاصل از اعمال فرآیندهاي مختلف حل سازي بر خاکه معدني است .مس میتواند از سایر ناخالصي ها با عمل الكترولیز در یك محلول الكترولیت شامل سولفات مس و اسید سولفوریك جدا گردد. مس به اندازه كافي نسبت به هیدروژن تمایل به جذب الكترون دارد و در محلول مي تواند با بازدهي بالایی رسوب نماید. هنگامي كه الكترودهاكاتد و آند( به یك منبع جریان برق) یكسو كننده متصل باشند و در یك الكترولیت شامل سولفات مس و اسید سولفوریك غوط ور گردند واكنش الكتروشیمیایي بین آند ، كاتد و یون هاي محلول شروع میگردد.الكترون هایي كه از منبع تغذیه جریان الكتریكي به سمت كاتد مي آیند یون های مسي را كه در سطح كاتد قرار دارند را رسوب میدهند.عبورجریان از الكترولیت باعث انحلال مس آندي و رسوب مس كاتدي روي سطح كاتد مي شود. آند و كاتد در هر سل به صورت موازي قرار گرفته اند در نتیجه جریان توزیع میگردد .بیش از چند دهه است که فرآیند استخراج حلالی- الکترووینینگ مس به عنوان یک روش کم هزینه و قابل قبول برای تولید مس با عیار بالا معرفی شده است. نزدیک به 22% تولید جهانی مس با استفاده از استخراج حلالی، تخلیص و به دنبال آن با الکترووینینگ،مس کاتدی تولید می شود. قسمت اعظم مصرف برق کارخانه مربوط به مرحله الکترووینینگ می شود. هزینه انرژی الکتریکی حدود20%کل هزینه بازیابی فلز از کنسانتره است.

تصفیه الکتریکی مس

چکیده : مس حاصل از تصفیه حرارتی دارای درجه خلوص کافی برای بسیاری از کاربرد ها به خصوص مصارف الکتریکی نمی باشد. باید عمل تصفیه تکمیلی استفاده شود که به این منظور از تصفیه الکتریکی استفاده می شود و مس با حداقل ناخالصی ممکن که بتوان از آن در مصارف الکتریکی استفاده کرد تولید می شود. در فرآیند تصفیه الکتریکی مس، مس از آند ناخالص به صورت الکتروشیمیایی درون الکترولیت حل میشود و سپس مس خالص از الکترولیت بر روی کاتد رسوب میکند. الکترولیت مورد استفاده در این فرآیند معمولا متشکل از سولفات مس و اسیدسولفوریک میباشد هدف از انجام این آزمایش بررسی اثر دما و شدت جریان بر تصفیه الکتریکی مس می باشد.

• مقدمه : تصفیه الکترولیتی ، فرآیندی قدیمی است که که در سال ۱۸۴۷ میلادی انجام شد.در تصفیه الکترولیتی پتانسیل استاندارد برگشت پذیر به دلیل هم جنس بودن الکترود ها صفر است با پتانسیل اعمالی در تصفیه الکترولیتی کمتر از تولید الکترولیتی می باشد ودر نتیجه مصرف انرژی نیز بسیارکمتر می باشد تصفیه الکترولیتی یک فرآیند دو مرحله ای است. در فرآیند احیا کاتدی ، فلزی که پتانسیل مثبت تر دارد ، به طور ترجیحی رسوب می کند و واکنش الکترود به عنوان فرآیند جداساز عمل نموده و فلزات باپتانسیل منفی تر در محلول باقی می ماند.در فرآیند انحلال آندی ، ناخالصی های آند که پتانسیل مثبت تر از پتانسیل فلز اصلی دارند به صورت حل نشده باقی می مانند ولجن آندی را تشکیل می دهند[1]. لجن آندی مس محصول جانبی فرآیند ت صفیه الکتریکی مس است. لجن آندی مس از ناخالصیهای موجود در آند مسی تشکیل می شود که در داخل محلول الکترولیت غیرقابل حل هستند. لجن آندی ع الوه بر داشتن فلزاتگران بهایی چون طال، نقره، سلنیم، تلوریم و فلزات گروه پالتین دارای مقادیر قابل توجهی مس است[2].فلزات با پتانسیل منفی تر به صورت آندی همراه فلز اصلی حل می شوند . به عبارت دیگر عناصر نجیب تر از فلز درحال تصفیه به صورت حل نشده در آند باقی می مانند وعناصر نانجیب تر حل می شوند ولی کاتد رسوب نمی کنند بنابراین فلز راسب خالص سازی می شود .تقریبا تمام مس تولید شده در جهان در خالل فرآیند تولید از کانه تحت عملیات الکترولیتی قرار می گیرد .این عملیات تصفیه الکترولیتی مس از مس ناخالص آندی یا تولید الکترولیتی از محلول های حاصل از انحلال و استخراج حلالی است .حدود ۹۵درصد تولید مس کاتدی با تصفیه الکترولیتی و ۵ درصد به طریقه تولید الکترولیتی می باشد .تصفیه الکترولیتی شامل جدا کردنمس به طریقه الکتروشیمیایی از آند ناخالص و رسوب ترجیحی مس حل شده و به شکل خالص بر روی صفحه نازک کاتد مسی است .

  ---

  مراجع :

• [1]اجاقی ایلخانی ،مهدی."عوامل موثر بر رویین شدن آند در فرآیند تصفیه الکترولیتی مس"،پایان نامه ،دانشگاه صنعتی شریف

• [2]خانلریان،میثاق."بازیابی مس و نقره از لجن آندی مس به روش هیدرومتالورژی "،پایان نامه ، دانشگاه تهران،1396

استخراج الکتریکی روی

۱-چکیده :هدف از این بررسی الکترولیز و تاثیر عوامل مختلف بر راندمان تولید روی است .

تولید روي به روش الكترولیز اصلي ترین روش صنعتي است . روش هیدرومتالورژیكي تولید روي به طور كلي شاملمراحل: تشویه ، لیچینگ ، خالصسازي و الكترولیز (استخراج الكتریكي) مي باشد. استخراج الكتریكي روي از محلول اسید سولفوریك شامل روي حل شده صورت میگیرد .یكي از اهداف عمده در استخراج الكتریكي روي ، كم كردن انرژي الكتریكي مصرفي می باشدمهم ترین فاكتورهایي كه انرژي مورد نیاز را تعیین مي كنند راندمان جریان كاتدي و ولتاژ سلول میباشد. از مواردي كه روي این دوفاكتور تاثیر گذار است غلظت اسید سولفوریك و روي در الكترولیت، دانسیته جریان، دما، ناخالصي ،ها افزودني ،ها جنس كاتد و آند می باشد. در این آزمایش تاثیر دما بر رسوب دهی روی بر الکترود ها بررسی شد .

• مقدمه :در فرآیند استخراج الكتریكي روي دو واكنش اصلي بر روي سطح كاتد با یكدیگر رقابت میكنند، یكي ایجاد رسوب روي و دیگري آزادشدن هیدروژن مي باشد. واكنش آزاد شدن هیدروژن یكي از واكنش هاي الكتروشیمیایي مهم روي سطح كاتد است و به این علت كه درمناطق مختلف مي تواند رخ دهد حائز اهمیت است. به طور معمول جنس آند در بازیابي فلز روي سربي و كاتد آلومینیومي مي باشد.خوردگي آند و كاتد توسط ناخالصي ها باعث وارد شدن سرب و آلومینیوم در الكترولیت مي شود. ورود سرب به الكترولیت باعث ناخالص شدن روي كاتدي در اثر رسوب هم زمان با روي مي گردد و وارد شدن آلومینیوم در الكترولیت باعث افزایش مقاومت الكترولیت مي شودكه نتیجه آن افزایش پتانسیل الزم براي الكترولیز مي باشد.تصاعد گاز هیدروژن بر روي كاتدهاي روي و كادمیوم به شدت صورت میگیرد بنابراین فلزات روي و مس به عنوان كاتدهاي مناسب نیستند و رسوب روي بر سطح كاتدهاي مس و كبالت در دانسیته جریان هاي بالا صورت میگیرد.در صنعت مدت هاست كه از آلومینیوم خالص تجاري به عنوان كاتد استفاده میشود.واكنشهاي تولید روي و آزاد شدن اكسیژن ، واكنش هاي اصلي در این فرآیند مي باشند اما در هر دو الكترود آند و كاتد واكنشهاي با اهمیت ثانویه نیز وجود دارد. واكنش ثانویه مهم در كاتد آزاد شدن هیدروژن مي باشد. این واكنش راندمان جریان را كاهش مي دهد .و تقریبا 10درصد از جریان كاتدي مورد استفاده را مصرف می کند.