مقاله روشهای موجود فرآوری كانی آلونيت

آلونيت به عنوان كاني محتوي آلومينيوم از ابتداي قرن 20 در توليد زاج و سولفات آلومينيوم كاربرد داشته ولي با توسعه روش آناليز اسيدي به صورت تصاعدي كاربرد خود را از دست داده است.در سالهاي اخير آلونيت به عنوان يك آلترناتيو در كانيهاي غيربوكسيتي در توليد آلومينا مطرح بوده و توليد اسيدسولفوريك و سولفات پتاسيم را نيز شامل مي شود.نهشته هاي بزرگي از اين كاني در كشورهاي نيمه صنعتي وجود دارد كه تحقيقات گسترده اي روشهای موجود فرآوری كانی آلونيت را نيز در برداشته است. تحقيقات در كشورهايي مثل، روسيه، آمريكا، مكزيك، كره، چين، ژاپن و استراليا انجام گشته است.برخي از روشها در آزمايشگاه، پايلوت، نيمه اقتصادي و اقتصادي انجام شده است. روسيه در تاسيس واحد صنعتي فرآوري آلونيت موفق بوده و توانايي توليد اين كاني را به اندازه 200-150 هزار تن در سال دارد.مطابق موارد اشاره شده در بخشهاي بالا توليد آلومينا از آلونيت كنار گذاشته شد ولي جديداً كارشناسان موسسه (VAMI) يك تكنولوژي جديد را ارائه كرده اند كه كاني آلونيت را به تنهايي با كاني نفلين فرآوري مي كند تا آلومينا بدست آورد.

ذخاير شناخته شده آلونيت در ايران:

آلونيت از زمانهاي بسيار دور در ايران شناخته شده بوده و از آن جهت توليد زاج استفاده مي كردند. بقاياي معادن قديمي و كارگاههاي توليد زاج هنوز در بخشهاي مختلفي از طارم موجود مي باشد.ذخاير آلونيت در منطقه طارم در سالهاي اخير توسط شركت صنعتي و معدني (PAY) و سازمان زمين شناسي كشور انجام شد و پروژه از لحاظ امكان توليد آلومينا مورد بررسي قرار گرفت.مطالعه امكان سنجي و احتمال توليد آلومينا از آلونيت در اين مناطق به شركت مهندسي مشاور معدن كاو واگذار شد و اين شركت ذخاير مختلفي را از آذربايجان تا نواحي مركزي ايران را مورد مطالعه قرار داد تا امكان ايجاد يك كارخانه به ظرفيت 000/200 تن در سال آلومينا مشخص گردد.اين شركت ذخاير مهم آلونيت را بدين شرح معرفي كرد:

الف) كانسار هفت صندوق و تاي كند با ذخيره احتمالي Mt500 و عيار متوسط 50 درصد كه در شمال غربي تاكستان واقع مي باشد.

ب) كانسار حسن آباد با ذخيره (Mt136) و عيار ميانگين (46/38) درصد.

ج) كانسار سيردان با ذخيره (Mt9/67) و عيار ميانگين (6/34) درصد.

د) كانسار زاجكان بالا با ذخيره (Mt2/60) و عيار ميانگين (6/34) درصد.

هـ) كانسار زاج كندي(كوه قلعه) با ذخيره (Mt3/76) و عيار ميانگين (5/40)درصد.

گزارش درباره استحصال اقتصادي كاني آلونيت همراه با استفاده از كاني نفلين در ايران:

اين گزارش بيشتر در مورد امكان استحصال تركيبي آلونيت منطقه هفت صندوق به همراه كاني نفلين منطقه رازگاه مي باشد.در جمهوري اسلامي ايران با توجه به عدم وجود ذخيره هاي طبيعي بوكسيت با كيفيت، چندين ذخيره بزرگ اقتصادي آلونيت و نفلين وجود دارد.در بين آنها بزرگترين ذخيره آلونيت دنيا ذخيره هفت صندوق در منطقه قزوين با ضخامت 50 متر و با ذخيره اي بالغ بر 250 ميليون تن با عيار بالاي آلونيت و كيفيتي بالا همراه است.اين ذخيره در موقعيتي نزديك به خط راه آهن، خطوط گاز، و جريان ولتاژ بالاي برق قرار دارد. اين ذخيره با روش استخراج روباز قابل استحصال مي باشد.در سال 1985 شركت (VAMI) توسط (UNIDO) مامور اجراي آزمايشات فني اقتصادي ارزيابي و فرآوري كاني كانسار هفت صندوق توسط روش شناخته شده احياي قليايي تكليس شده براي توليد آلومينيوم، اسيدسولفوريك و سولفات پتاسيم شد.اين مطالعه به صورت خوبي يك بازده بالاي فني و اقتصادي كانسار هفت صندوق را نشان داد ولي اين پروژه به علت توليد بالاي اسيدسولفوريك (t/y45000) در طي عمليات فرآوري احيا و تكليس وكمبود تقاضا در ايران با شكل مواجه است. تنها مانع در تكميل روش اقتصادي براي پروژه فرآوري آلونيت در شرايط ايران و با روش هيدروشيميايي جديد را مي توان كمبود تقاضا براي كلرين (Chlorine) دانست كه همراه با تجزيه الكتروليتي محلول كلريد پتاسيم براي توليد محلول سوزآور پتاس توليد مي گردد كه در فرآوري آلونيت بكار مي رود.اين مشكل اشاره شده را مي توان در منطقه هفت صندوق با فرآوري موازي كاني نفلين با پتاسيم بالا در رازگاه كه 300 كيلومتري ذخيره هفت صندوق قراردارد حل‌كرد.توسط استفاده از اين روش تبديل سولفاتها و عمليات هيدروشيميايي آلونيت توسط محلول با پتاسيم بالاي آلومينات انجام مي پذيرد. و اين نيز در شاخه فرآوري كاني نفلين با پتاسيم بالا توليد مي گردد. (منظور آلومينات پتاس بالا)توسط استفاده از اين روش ما به لزوم استفاده از كلريد پتاسيم و فرآوري آن به پتاس قليايي و كلرين در حين فرآوري هيدروشيميايي آلونيت در مي يابيم.براي تبديل سولفاتها و فرآوري هيدروشيميايي آلونيت، محلول پتاسيم بالاي آلوميناتي مورد نياز است كه در شاخه فرآوري نفلين و از فرآوري كاني نفلين پتاسيم بالا بدست مي آيد.همزمان با حل مشكل استفاده از پتاسيم قليايي در شاخه فرآوري آلونيت وقتي كه فرآوري در مقياس اقتصادي آلونيت و نفلين با روشهاي گفته شده انجام شد فلوشيت موجود براي فرآوري نفلين بسيار ساده تر از قبل مي شود.روشهاي مراحل طرح: محلول آلوميناتي سيليس زدايي شده با استفاده از آهك تضعيف شده، سوزاندن محصول آهك، تهيه كردن شيرآهكي، محلول آلوميناتي رقيق شده، انتقال مواد ته نشين شده از مرحله سيليس زدايي به بخش سينتره كردن (Sintering).روش موجود ارائه شده مستثني از شاخه سينتره كردن است كه شامل:حرارت دهي و مصرف انرژي مايع محلول آلومينات كه براي بازيابي كربنات سديم و پتاس از محلول با زغال حرارت داده شده مي باشد.توسط استفاده از تكنولوژي مورد اشاره تمامي هيدروكسيد آلومينيوم در هر دو شاخه فرآوري رسوب خواهد كرد كه با توليد پيش شرطهاي (پيش لازمه هاي) مورد نياز براي توليد هيدروكسيد دانه درشت براي كيفيت بهتر همراه مي باشد.براي نظر ما عملياتهاي اشاره شده براي فرآوري آلونيت هفت صندوق شامل امكان احتمال فرآوري همزمان با نفلين رازگاه، يك پايه و ذهنيت درست را به ما براي تصميم‌گيري در مورد اين مسئله همراه با سازمانهاي ايراني از لحاظ الزام و هزينه هاي پروژه مي دهد و AO VAMI پس از آزمايشات فرآيندي و ارزيابي فني اقتصادي درباره آزمايشهاي اشاره شده و فرآوري تركيبي آلونيت و نفلين  بهترين و بهينه ترين روش فرآوري اقتصادي را در شرايط جمهوري اسلامي ايران ارائه خواهد كرد.

آلونيت
آلونيت

مشكلات محيط زيستي فرآوري آلونيت و تأثيرات آن بر طبيعت:

امروزه  در تمامي كشورها بحث بين سازمانهاي حفاظت محيط زيست و صنايع و معادن به صورت يك جنگ تمام عيار در آمده است .نياز به رشد و توسعه و توليد و بالا بردن نرخ رشد از يك طرف و رقابت در بازارهاي جهاني و نياز كشورها به تامين فرصت هاي شغلي از طرف ديگر باعث شده است كه در برخي كشورها مسائل زيست محيطي آنچنان مورد توجه قرار نگيرد . در اين بين معادن و علي الخصوص معادن روباز به دليل وسعت عملياتي بالا و نياز به آماده سازي و بازكردن منطقة وسيعي از محيط طبيعت زمين را دستخوش تغيير مي نمايد و علاوه بر اين لزوم احداث كارخانه كانه آرايي و ساير تجهيزات باعث مي گردد كه در آينده حجم بالايي از مواد شيميايي و مصنوعي در طبيعت آزاد گردد و در دراز مدت باعث خسارات گاه جبران ناپذيري به محيط زيست گياهي و جانوري مي شود .در اين راستا در سالهاي اخير سازمانهاي حفاظت از محيط زيست تلاشهاي گسترده اي را در كشورهاي مختلف جهت جلوگيري از فعاليت واحدهاي آلوده كننده انجام داده است .در اين بين معادن به دليل لزوم فعاليت آن در طبيعت و تغييرات وسيع زمين نقش زيادي را در بر هم زدن اكوسيستم مناطق بازي مي كنند بنابراين رعايت مواردي از قبيل حفظ و ترميم مراتع و پوشش گياهي مناطق عملياتي و احداث جنگلها و مراتع مصنوعي و حتي درياچه بعد از اتمام كار معادن در دستور كار اكثر سازمانهاي زيست محيطي قرار دارد .مواردي از قبيل تعطيلي بسياري از معادن آلوده كننده محيط زيست در كشورهاي پيشرفته اهميت توجه به محيط زيست را براي ما روشن مي سازد .در ايران نيز در حال حاضر معدن مس سونگون اهر به دليل از بين بردن پوشش گياهي و مراتع منطقة ( ارسباران ) به شدت از طرف سازمان محيط زيست استان آذربايجان شرقي تحت فشار قرار داشته و حتي اين مسئله به هيأت دولت نيز كشيده شده است .با توجه به مسائل ياد شده مي توان گفت در حال حاضر كمتر ماده اي را مي شود پيدا كرد كه در طي عمليات فرآوري و كانه آرايي آلوده كننده نبوده و طبيعت را دچار تغيير نسازد .

در حال حاضر مقاله اي كه مطالعه مي فرماييد بررسي روشها و مشكلات فرآوري كاني آلونيت مي باشد كه طي چندين دهه و تقريباً از اوايل قرن بيستم مورد مطالعه بوده و هم اكنون نيز روش مناسب و قابل قبولي از تمامي جهات براي فرآوري آن ابداع نـشده است .مشكلاتي از قبيل نداشتن بازده مناسب اقتصادي ، داشتن باطلة فراوان طي عمليات فرآوري ، توليد اسيدسولفوريك بالا، عدم استحصال صحيح اسيد بكار رفته در كارخانه بعد از مراحل كانه آرايي ، آلودگي شديد مناطق همجوار كارخانه كانه آرايي و همچنين آلودگي آبهاي زيرزميني از نكاتي هستند كه مي توان به آنها اشاره كرد .با توجه به اينكه كاني آلونيت قبل از هر گونه عمليات فرآوري نياز به حرارت و تكليس دارد و با درنظرگرفتن اينكه آلونيت يك سولفات مي باشد مي توان به اين نكته رسيد كه درطي عمليات حرارتي بر روي آلونيت مقداري گاز  آزاد مي گردد كه اگر در قسمت توليد اسيد سولفوريك استفاده نشود وارد محيط زيست گرديده و باعث آلودگي آن و خورده شدن كوره ها و از بين رفتن سطح سراميكها مي گردد كه البته در صورت وجود تركيبهايي مانند  به همراه آلونيت مي توان از اضافي  و  توليد نمود كه در مصارف كود شيميايي و صنعت شيمي كاربرد دارد .پس از اين مرحله و برشته كردن و احيا كردن نوبت به فرآيند ليچينگ مي رسد كه در اين قسمت آلونيت به روش اسيدي يا قليايي مورد شستشو قرار مي گيرد و طي فرآيندي سولفات پتاسيم مفيد از محلول آلونيت تهيه شده و مابقي به قسمت استحصال اكسيد آلومنيوم مي رود . در طي اين فرآيند كه سالها مورد مطالعه بوده است اسيد يا باز مورد استفاده در سلولها پس از طي عمليات و شستشوي كاني به صورت اسيد يا باز آزاد در محلول در آمده و ناچار وارد طبيعت مي گردد . در مورد آسيب زدن تركيبات اسيدي به محيط زيست و پي آمدهاي آن مقالات فراواني ارائه گرديده است وليكن مشكلي كه ساليان سال در مورد روش اسيدي فرآوري آلونيت وجود داشته است مصرف بالاي اسيد براي شستشوي آلونيت مي باشد .در مورد فرآيندهاي قليايي فرآوري آلونيت نيز مشكل كماكان باقي است ولي به شدت فرآيند اسيدي نيست .

در شوروي سابق پس از فرآوري آلونيت اسيد اضافي را بازيابي مي كردند و براي استفادة ‌بعدي و يا فروش آن به كارخانجات ديگر مورد استفاده قرار مي دادند و روش روسها براي بازيابي اسيد و استفاده مجدد ازآن به راحتي در تمامي كشورها انجام پذير نيست .در روش قليايي نيز معمولاً سود سوزآور مورد استفاده قرار مي گيرد كه آن نيز پس از طي فرآيندهاي لازم در آخر به صورت آزاد باقي مي ماند كه مي توان در كنار كارخانه كانه آرايي آلونيت يك كارخانه توليد نمك نيز از NaoH ايجاد نمود و سود آزاد در كارخانه را به نمك تبديل كرد . به عنوان مثال علاوه بر مصرف و پس آب زياد صنعتي روشهاي فرآوري آلونيت مواد زائد و باطلة آن نيز بسيار زياد مي باشد . مثلاً در كارخانه فرآوري آلونيت در زاگليك ( گنجه ) آذربايجان به ازاي 6 تن آلونيت فرآوري شده يك (1) تن آلومينا بدست مي آيد .مابقي آلونيت كه 5 تن مي باشد  بصورت باطله از كارخانه خارج شده و دپو مي شود كه اگر فكري براي آن نشود مشكلات فراواني را علي الخصوص از لحاظ مكان و جاي نگهداري باعث مي گردد .طبق اطلاعاتي كه بدست آمده كارخانه فرآوري آلونيت در گنجة آذربايجان توانايي توليد 000/100 تن در سال آلومينا را دارد كه با توجه به مطلب بالا نياز به 000/600 تن در سال آلونيت داشته و مابقي كه حدود 000/500 تن در سال مي باشد مي بايست به صورت باطله دفع گردد .

پروسه توليد آلومينا مطابق شرح زير است:

آلونيت منتقل شده به كارخانه در آسياب گلوله اي خرد شده و به ابعاد زير 2/0ميلي‌متر مي رسد و سپس بصورت بادي (پنوماتيكي) از طريق لوله ها به كوره كلسيناسيون منتقل مي شود.در مدت شش ساعت و در دماي 540 درجه سانتيگراد آلونيت آب موجود خود را از دست  مي‌دهد.آلونيت پخته شده در كوره ديگري توسط سولفور در دماي 530-520 درجه سانتيگراد احيا مي شود: بدست آمده به بخش توليد اسيد سولفوريك منتقل گشته و محصولات ديگر كوره احيا كه شامل سولفاتهاي سديم و پتاسيم و اكسيد آلومينيوم مي باشد به قسمت شستشو (Leaching) منتقل مي شود.در اين قسمت هيدراتهاي قليايي اضافه شده و محلول به مدت 30 تا 60 دقيقه و در دماي 70 تا 90 درجه سانتيگراد حرارت مي بيند.محلولي كه شامل سولفاتهاي سديم و پتاسيم و آلوميناتهاي پتاسيم مي باشد توسط فيلتر كردن و تغليظ كننده از باطله جدا مي شوند.محلول بدست آمده كه شامل آلومينيوم و سولفاتهاي پتاسيم و آلوميناتها ومقداري سيليس مي باشد به مدت 5 تا 6 ساعت و دماي 105-100 درجه سانتيگراد در مخازن خاص حرارت داده مي شود و در اين مجاورت سيليس باقيمانده نيز رسوب  مي‌كند.اين محلول كه عاري از سيليس مي باشد تبخير شده تا سولفاتهاي سديم و پتاسيم آن ته نشين شود. محلول حاوي آلوميناتهاي سديم و پتاسيم توسط رسوب و توسط اضافه كردن آب و  مقداري كريستال هيدراته آلومينيوم جدا مي گردد و تا درجه 23 تا 25 درجه خنك مي شود كه باعث جدايش هيدرات آلومينيوم رسوب داده شده از محلول توسط تغليظ و فيلتر كردن مي شود. سپس شسته شده و به كوره دوار هدايت مي شود و در آنجا تحت درجه حرارت 1200 حرارت مي يابد و اكسيد آلومينيوم ايجاد مي گردد.محلول جدا شده از هيدرات آلومينيوم كه شامل هيدراتهاي قليايي مي باشد تبخير شده و هنگامي كه غني سازي مورد نظر بدست آمد به قسمت شستشو منتقل مي شود.محلول پتاس به سولفاتهاي قليايي رسوب كرده اضافه مي شود و باعث جدا شدن آلومينات، سولفات پتاسيم به شكل رسوب مي شود.سولفات پتاسيم توسط روش گريز از مركز (Centrifuge) جدا شده و در كوره خشك مي شود. سولفات پتاسيم خشك شده به انبارهاي خاص منتقل شده تا بسته بندي گشته و محلول باقيمانده نيز كه حاوي هيدراتهاي قليايي مي باشد به بخش (Leaching) منتقل مي شود.

Alunite
Alunite

روش مينرال ( MINERAL ):

ماهيت اين روش عبارت است از انحلال سنگ معدن آلونيت خام بوسيله قلياي قوي و طبق واكنش از 12 مولكول NaoH به ازاء يك مولكول آلونيت ، 6 مولكول براي تركيب شدن با SO3 و 6 مولكول نيز براي تركيب شدن با  مصرف مي شود . عمل انحلال با قلياهاي داغ و يا با محلولهاي قلياي آلوميناتي در گردش ( با مدول كائوستيك بالا ) صورت مي گيرد . مثلاً در دماي 100 نمونه اي از آلونيت هاي زاگليگ با محلول 5 درصدي NaoH در مدت 15 دقيقه به ميزان 92 درصد و با محلول 10 درصدي به ميزان 97 درصد تجزيه مي شود . ولي در مدت انحلال 30 دقيقه به ترتيب 97 درصد و 100 درصد آلونيت تجزيه مي شود با در نظر گرفتن اينكه قدري كائولينيت و كوارتز ريزدانه نيز حل مي شوند و با توجه به ازدياد تلفات  و  در دماهاي بالا ، انحلال سنگ معدن هاي آلونيت را بايد در دماي  80 ـ 60 انجام داد . طبق روش مينرال كه توسط كامتكي پيشنهاد شده است ، سنگ معدن آلونيت را پس از نرم كردن تا 50 ـ 40  مش به مدت 30 دقيقه با محلول 10 درصدي NaoH در دماي 100 درجه سانتي گراد و در شرايط نسبت مايع به جامد برابر 4 ، مورد انحلال قرار مي دهند . پس از انحلال در تركيب محلول تقريباً 50 گرم در ليتر    باقي مي ماند كه براي پايداري آن به ويژه با وجود  و  كفايت مي كند ، در اين محلول هم قدري  وجود دارد . پس از جداسازي و شستن كل باطله ، محلول را در مخازن و يا در اتوكلاوسيليس زدايي مي كنند و سپس با  تجزيه مي نمايند . هيدرواكسيد شسته شده و تكليس شده نيز محصول اساسي و نهايي توليد مي باشد . براي بازيابي قليايي قوي از محلول ها در سود سولفاتي مراحل پيچيده اي را بايد طي كرد . به هنگام واكنش محلول ها با آهك ، فقط آن قليايي كه در تركيب كربنات سديم است بر مي گردد ، آن هم كاملاً نه ، زيرا سولفاتها براي جريان سوزآور كردن ايجاد مانع مي كنند و به آن ضرر مي زنند ، ولي مقدار قليايي كه به محلول داخل مي شود در حدود 60 درصد از مقداري را تشكيل مي دهد كه براي تجزيه سنگ معدن صرف مي شود . محلول را پس از جداسازي گل سرد مي كنند . و بايد گفت كه هر قدر قليا قوي تر باشد ، همانقدر نيز بلورهاي سولفات كاملتر ته نشين مي شوند . بلورهاي سولفاتهاي سديم و پتاسيم از طريق سانتريفوژ جدا مي شوند و محلول كه باز هم در آن مداري سولفات مانده است وارد گردشي مي شود باقيمانده سولفات ها به تجزيه آلونيت ضرر نمي رساند ، ولي هر قدر اين باقيمانده بيشتر باشد به همان نسبت نيز مقدار  در محلول پس از انحلال كمتر مي گردد . رسوب سولفاتهاي پتاسيم و سديم راه پس از سانتريفوژ با روش « لبلان » براي دريافت قليايي سوزآور و اسيد سولفوريك مورد عمل قرار مي دهند ، سولفاتهاي بي آب شده را با زغال و سنگ آهك مخلوط مي كنند و در  800 آنها را بتدريج   مي سوزانند . در اين صورت واكنش زير انجام مي شود :هنگام انحلال مواد ذوب شده كربنات سديم و پتاسيم را حل مي كنند ؛ ولي Cas در رسوب غير قابل حل باقي مي ماند . محلول كربناتي را كه از آن جدا مي شود سوزآور مي كنند . بعداً آنرا به گردش مي فرستند و يا آنكه قسمتي از آن را براي توليد كربنات سديم و پتاسيم مورد استفاده قرار مي دهند .

مباحثی دیگر از مقاله روشهای موجود فرآوری كانی آلونيت:

  • گل سولفيد را براي استفاده گوگرد
  • زمين شناسي و پراكندگي آلونيت در ايران و جهان
  • موارد استفاده و پراكندگي آلونيت در جهان
  • آلونيت هاي رگه اي
  • آلونيت هاي گرهكي در سنگ هاي رسي رسوبي
  • آلونيت جانشيني در سنگ هاي ولكانيكي و سنگ هاي نفوذي كم عمق
  • منطقه بندي انباشته هاي جانشيني
  • پروژه توليد آلومينا از آلونيت در ايران
  • توليد آلومينا از آلونيت در شوروي سابق
  • روشهاي فرآوري كاني آلونيت در آمريكا
  • روش ‌Mc Cullough   ( تأثير محلولهاي اسيدي)
  • روش براي بازيابي آلومينيوم از آلونيت
  • بازيابي آلومينيوم از آلونيت براي ليچينگ اسيدي و تصفيه پس ماند
  • رزشيابي XRD
  • فلوشيت روش LOEST
  • رفتار گرماي آلونيت
  • كاربرد سنگ كاني آلونيت بعنوان يك كمك در انعقاد (‌Coagulant , Flocculant )
  • دماي بهينه شدة كلسينه شدن
  • آلونيت كلسينه شده بعنوان يك كمك منعقد كننده
  • شرايط بهينه براي ليچينگ سنگ كاني كلسينة آلونيت در NaoH قوي
  • اطلاعاتي دربارة آمار فرآوري آلونيت در روسيه و آمريكا
  • روشهاي تركيبي اقتصادي فرآوري كاني آلونيت
مطلب بالا چکیده‌ای از تحقیق و پژوهش اصلی میباشد جهت تهیه نسخه کامل آن از باکس زیر اقدام به خرید و دانلود نمایید
لینک خرید پژوهش مقاله روشهای موجود فرآوری كانی آلونيت:
تحویل فوری و خودکار فایل با لینک مستقیم بعد از پرداخت
تعداد صفحه: 79
قالب: فایل word
توضیحات: منبع دارد

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *