مقاله روشهای موجود فرآوری کانی آلونیت

آلونیت به عنوان کانی محتوی آلومینیوم از ابتدای قرن ۲۰ در تولید زاج و سولفات آلومینیوم کاربرد داشته ولی با توسعه روش آنالیز اسیدی به صورت تصاعدی کاربرد خود را از دست داده است.در سالهای اخیر آلونیت به عنوان یک آلترناتیو در کانیهای غیربوکسیتی در تولید آلومینا مطرح بوده و تولید اسیدسولفوریک و سولفات پتاسیم را نیز شامل می شود.نهشته های بزرگی از این کانی در کشورهای نیمه صنعتی وجود دارد که تحقیقات گسترده ای روشهای موجود فرآوری کانی آلونیت را نیز در برداشته است. تحقیقات در کشورهایی مثل، روسیه، آمریکا، مکزیک، کره، چین، ژاپن و استرالیا انجام گشته است.برخی از روشها در آزمایشگاه، پایلوت، نیمه اقتصادی و اقتصادی انجام شده است. روسیه در تاسیس واحد صنعتی فرآوری آلونیت موفق بوده و توانایی تولید این کانی را به اندازه ۲۰۰-۱۵۰ هزار تن در سال دارد.مطابق موارد اشاره شده در بخشهای بالا تولید آلومینا از آلونیت کنار گذاشته شد ولی جدیداً کارشناسان موسسه (VAMI) یک تکنولوژی جدید را ارائه کرده اند که کانی آلونیت را به تنهایی با کانی نفلین فرآوری می کند تا آلومینا بدست آورد.

ذخایر شناخته شده آلونیت در ایران:

آلونیت از زمانهای بسیار دور در ایران شناخته شده بوده و از آن جهت تولید زاج استفاده می کردند. بقایای معادن قدیمی و کارگاههای تولید زاج هنوز در بخشهای مختلفی از طارم موجود می باشد.ذخایر آلونیت در منطقه طارم در سالهای اخیر توسط شرکت صنعتی و معدنی (PAY) و سازمان زمین شناسی کشور انجام شد و پروژه از لحاظ امکان تولید آلومینا مورد بررسی قرار گرفت.مطالعه امکان سنجی و احتمال تولید آلومینا از آلونیت در این مناطق به شرکت مهندسی مشاور معدن کاو واگذار شد و این شرکت ذخایر مختلفی را از آذربایجان تا نواحی مرکزی ایران را مورد مطالعه قرار داد تا امکان ایجاد یک کارخانه به ظرفیت ۰۰۰/۲۰۰ تن در سال آلومینا مشخص گردد.این شرکت ذخایر مهم آلونیت را بدین شرح معرفی کرد:

الف) کانسار هفت صندوق و تای کند با ذخیره احتمالی Mt500 و عیار متوسط ۵۰ درصد که در شمال غربی تاکستان واقع می باشد.

ب) کانسار حسن آباد با ذخیره (Mt136) و عیار میانگین (۴۶/۳۸) درصد.

ج) کانسار سیردان با ذخیره (Mt9/67) و عیار میانگین (۶/۳۴) درصد.

د) کانسار زاجکان بالا با ذخیره (Mt2/60) و عیار میانگین (۶/۳۴) درصد.

هـ) کانسار زاج کندی(کوه قلعه) با ذخیره (Mt3/76) و عیار میانگین (۵/۴۰)درصد.

گزارش درباره استحصال اقتصادی کانی آلونیت همراه با استفاده از کانی نفلین در ایران:

این گزارش بیشتر در مورد امکان استحصال ترکیبی آلونیت منطقه هفت صندوق به همراه کانی نفلین منطقه رازگاه می باشد.در جمهوری اسلامی ایران با توجه به عدم وجود ذخیره های طبیعی بوکسیت با کیفیت، چندین ذخیره بزرگ اقتصادی آلونیت و نفلین وجود دارد.در بین آنها بزرگترین ذخیره آلونیت دنیا ذخیره هفت صندوق در منطقه قزوین با ضخامت ۵۰ متر و با ذخیره ای بالغ بر ۲۵۰ میلیون تن با عیار بالای آلونیت و کیفیتی بالا همراه است.این ذخیره در موقعیتی نزدیک به خط راه آهن، خطوط گاز، و جریان ولتاژ بالای برق قرار دارد. این ذخیره با روش استخراج روباز قابل استحصال می باشد.در سال ۱۹۸۵ شرکت (VAMI) توسط (UNIDO) مامور اجرای آزمایشات فنی اقتصادی ارزیابی و فرآوری کانی کانسار هفت صندوق توسط روش شناخته شده احیای قلیایی تکلیس شده برای تولید آلومینیوم، اسیدسولفوریک و سولفات پتاسیم شد.این مطالعه به صورت خوبی یک بازده بالای فنی و اقتصادی کانسار هفت صندوق را نشان داد ولی این پروژه به علت تولید بالای اسیدسولفوریک (t/y45000) در طی عملیات فرآوری احیا و تکلیس وکمبود تقاضا در ایران با شکل مواجه است. تنها مانع در تکمیل روش اقتصادی برای پروژه فرآوری آلونیت در شرایط ایران و با روش هیدروشیمیایی جدید را می توان کمبود تقاضا برای کلرین (Chlorine) دانست که همراه با تجزیه الکترولیتی محلول کلرید پتاسیم برای تولید محلول سوزآور پتاس تولید می گردد که در فرآوری آلونیت بکار می رود.این مشکل اشاره شده را می توان در منطقه هفت صندوق با فرآوری موازی کانی نفلین با پتاسیم بالا در رازگاه که ۳۰۰ کیلومتری ذخیره هفت صندوق قراردارد حل‌کرد.توسط استفاده از این روش تبدیل سولفاتها و عملیات هیدروشیمیایی آلونیت توسط محلول با پتاسیم بالای آلومینات انجام می پذیرد. و این نیز در شاخه فرآوری کانی نفلین با پتاسیم بالا تولید می گردد. (منظور آلومینات پتاس بالا)توسط استفاده از این روش ما به لزوم استفاده از کلرید پتاسیم و فرآوری آن به پتاس قلیایی و کلرین در حین فرآوری هیدروشیمیایی آلونیت در می یابیم.برای تبدیل سولفاتها و فرآوری هیدروشیمیایی آلونیت، محلول پتاسیم بالای آلومیناتی مورد نیاز است که در شاخه فرآوری نفلین و از فرآوری کانی نفلین پتاسیم بالا بدست می آید.همزمان با حل مشکل استفاده از پتاسیم قلیایی در شاخه فرآوری آلونیت وقتی که فرآوری در مقیاس اقتصادی آلونیت و نفلین با روشهای گفته شده انجام شد فلوشیت موجود برای فرآوری نفلین بسیار ساده تر از قبل می شود.روشهای مراحل طرح: محلول آلومیناتی سیلیس زدایی شده با استفاده از آهک تضعیف شده، سوزاندن محصول آهک، تهیه کردن شیرآهکی، محلول آلومیناتی رقیق شده، انتقال مواد ته نشین شده از مرحله سیلیس زدایی به بخش سینتره کردن (Sintering).روش موجود ارائه شده مستثنی از شاخه سینتره کردن است که شامل:حرارت دهی و مصرف انرژی مایع محلول آلومینات که برای بازیابی کربنات سدیم و پتاس از محلول با زغال حرارت داده شده می باشد.توسط استفاده از تکنولوژی مورد اشاره تمامی هیدروکسید آلومینیوم در هر دو شاخه فرآوری رسوب خواهد کرد که با تولید پیش شرطهای (پیش لازمه های) مورد نیاز برای تولید هیدروکسید دانه درشت برای کیفیت بهتر همراه می باشد.برای نظر ما عملیاتهای اشاره شده برای فرآوری آلونیت هفت صندوق شامل امکان احتمال فرآوری همزمان با نفلین رازگاه، یک پایه و ذهنیت درست را به ما برای تصمیم‌گیری در مورد این مسئله همراه با سازمانهای ایرانی از لحاظ الزام و هزینه های پروژه می دهد و AO VAMI پس از آزمایشات فرآیندی و ارزیابی فنی اقتصادی درباره آزمایشهای اشاره شده و فرآوری ترکیبی آلونیت و نفلین  بهترین و بهینه ترین روش فرآوری اقتصادی را در شرایط جمهوری اسلامی ایران ارائه خواهد کرد.

آلونیت
آلونیت

مشکلات محیط زیستی فرآوری آلونیت و تأثیرات آن بر طبیعت:

امروزه  در تمامی کشورها بحث بین سازمانهای حفاظت محیط زیست و صنایع و معادن به صورت یک جنگ تمام عیار در آمده است .نیاز به رشد و توسعه و تولید و بالا بردن نرخ رشد از یک طرف و رقابت در بازارهای جهانی و نیاز کشورها به تامین فرصت های شغلی از طرف دیگر باعث شده است که در برخی کشورها مسائل زیست محیطی آنچنان مورد توجه قرار نگیرد . در این بین معادن و علی الخصوص معادن روباز به دلیل وسعت عملیاتی بالا و نیاز به آماده سازی و بازکردن منطقه وسیعی از محیط طبیعت زمین را دستخوش تغییر می نماید و علاوه بر این لزوم احداث کارخانه کانه آرایی و سایر تجهیزات باعث می گردد که در آینده حجم بالایی از مواد شیمیایی و مصنوعی در طبیعت آزاد گردد و در دراز مدت باعث خسارات گاه جبران ناپذیری به محیط زیست گیاهی و جانوری می شود .در این راستا در سالهای اخیر سازمانهای حفاظت از محیط زیست تلاشهای گسترده ای را در کشورهای مختلف جهت جلوگیری از فعالیت واحدهای آلوده کننده انجام داده است .در این بین معادن به دلیل لزوم فعالیت آن در طبیعت و تغییرات وسیع زمین نقش زیادی را در بر هم زدن اکوسیستم مناطق بازی می کنند بنابراین رعایت مواردی از قبیل حفظ و ترمیم مراتع و پوشش گیاهی مناطق عملیاتی و احداث جنگلها و مراتع مصنوعی و حتی دریاچه بعد از اتمام کار معادن در دستور کار اکثر سازمانهای زیست محیطی قرار دارد .مواردی از قبیل تعطیلی بسیاری از معادن آلوده کننده محیط زیست در کشورهای پیشرفته اهمیت توجه به محیط زیست را برای ما روشن می سازد .در ایران نیز در حال حاضر معدن مس سونگون اهر به دلیل از بین بردن پوشش گیاهی و مراتع منطقه ( ارسباران ) به شدت از طرف سازمان محیط زیست استان آذربایجان شرقی تحت فشار قرار داشته و حتی این مسئله به هیأت دولت نیز کشیده شده است .با توجه به مسائل یاد شده می توان گفت در حال حاضر کمتر ماده ای را می شود پیدا کرد که در طی عملیات فرآوری و کانه آرایی آلوده کننده نبوده و طبیعت را دچار تغییر نسازد .

در حال حاضر مقاله ای که مطالعه می فرمایید بررسی روشها و مشکلات فرآوری کانی آلونیت می باشد که طی چندین دهه و تقریباً از اوایل قرن بیستم مورد مطالعه بوده و هم اکنون نیز روش مناسب و قابل قبولی از تمامی جهات برای فرآوری آن ابداع نـشده است .مشکلاتی از قبیل نداشتن بازده مناسب اقتصادی ، داشتن باطله فراوان طی عملیات فرآوری ، تولید اسیدسولفوریک بالا، عدم استحصال صحیح اسید بکار رفته در کارخانه بعد از مراحل کانه آرایی ، آلودگی شدید مناطق همجوار کارخانه کانه آرایی و همچنین آلودگی آبهای زیرزمینی از نکاتی هستند که می توان به آنها اشاره کرد .با توجه به اینکه کانی آلونیت قبل از هر گونه عملیات فرآوری نیاز به حرارت و تکلیس دارد و با درنظرگرفتن اینکه آلونیت یک سولفات می باشد می توان به این نکته رسید که درطی عملیات حرارتی بر روی آلونیت مقداری گاز  آزاد می گردد که اگر در قسمت تولید اسید سولفوریک استفاده نشود وارد محیط زیست گردیده و باعث آلودگی آن و خورده شدن کوره ها و از بین رفتن سطح سرامیکها می گردد که البته در صورت وجود ترکیبهایی مانند  به همراه آلونیت می توان از اضافی  و  تولید نمود که در مصارف کود شیمیایی و صنعت شیمی کاربرد دارد .پس از این مرحله و برشته کردن و احیا کردن نوبت به فرآیند لیچینگ می رسد که در این قسمت آلونیت به روش اسیدی یا قلیایی مورد شستشو قرار می گیرد و طی فرآیندی سولفات پتاسیم مفید از محلول آلونیت تهیه شده و مابقی به قسمت استحصال اکسید آلومنیوم می رود . در طی این فرآیند که سالها مورد مطالعه بوده است اسید یا باز مورد استفاده در سلولها پس از طی عملیات و شستشوی کانی به صورت اسید یا باز آزاد در محلول در آمده و ناچار وارد طبیعت می گردد . در مورد آسیب زدن ترکیبات اسیدی به محیط زیست و پی آمدهای آن مقالات فراوانی ارائه گردیده است ولیکن مشکلی که سالیان سال در مورد روش اسیدی فرآوری آلونیت وجود داشته است مصرف بالای اسید برای شستشوی آلونیت می باشد .در مورد فرآیندهای قلیایی فرآوری آلونیت نیز مشکل کماکان باقی است ولی به شدت فرآیند اسیدی نیست .

در شوروی سابق پس از فرآوری آلونیت اسید اضافی را بازیابی می کردند و برای استفاده ‌بعدی و یا فروش آن به کارخانجات دیگر مورد استفاده قرار می دادند و روش روسها برای بازیابی اسید و استفاده مجدد ازآن به راحتی در تمامی کشورها انجام پذیر نیست .در روش قلیایی نیز معمولاً سود سوزآور مورد استفاده قرار می گیرد که آن نیز پس از طی فرآیندهای لازم در آخر به صورت آزاد باقی می ماند که می توان در کنار کارخانه کانه آرایی آلونیت یک کارخانه تولید نمک نیز از NaoH ایجاد نمود و سود آزاد در کارخانه را به نمک تبدیل کرد . به عنوان مثال علاوه بر مصرف و پس آب زیاد صنعتی روشهای فرآوری آلونیت مواد زائد و باطله آن نیز بسیار زیاد می باشد . مثلاً در کارخانه فرآوری آلونیت در زاگلیک ( گنجه ) آذربایجان به ازای ۶ تن آلونیت فرآوری شده یک (۱) تن آلومینا بدست می آید .مابقی آلونیت که ۵ تن می باشد  بصورت باطله از کارخانه خارج شده و دپو می شود که اگر فکری برای آن نشود مشکلات فراوانی را علی الخصوص از لحاظ مکان و جای نگهداری باعث می گردد .طبق اطلاعاتی که بدست آمده کارخانه فرآوری آلونیت در گنجه آذربایجان توانایی تولید ۰۰۰/۱۰۰ تن در سال آلومینا را دارد که با توجه به مطلب بالا نیاز به ۰۰۰/۶۰۰ تن در سال آلونیت داشته و مابقی که حدود ۰۰۰/۵۰۰ تن در سال می باشد می بایست به صورت باطله دفع گردد .

پروسه تولید آلومینا مطابق شرح زیر است:

آلونیت منتقل شده به کارخانه در آسیاب گلوله ای خرد شده و به ابعاد زیر ۲/۰میلی‌متر می رسد و سپس بصورت بادی (پنوماتیکی) از طریق لوله ها به کوره کلسیناسیون منتقل می شود.در مدت شش ساعت و در دمای ۵۴۰ درجه سانتیگراد آلونیت آب موجود خود را از دست  می‌دهد.آلونیت پخته شده در کوره دیگری توسط سولفور در دمای ۵۳۰-۵۲۰ درجه سانتیگراد احیا می شود: بدست آمده به بخش تولید اسید سولفوریک منتقل گشته و محصولات دیگر کوره احیا که شامل سولفاتهای سدیم و پتاسیم و اکسید آلومینیوم می باشد به قسمت شستشو (Leaching) منتقل می شود.در این قسمت هیدراتهای قلیایی اضافه شده و محلول به مدت ۳۰ تا ۶۰ دقیقه و در دمای ۷۰ تا ۹۰ درجه سانتیگراد حرارت می بیند.محلولی که شامل سولفاتهای سدیم و پتاسیم و آلومیناتهای پتاسیم می باشد توسط فیلتر کردن و تغلیظ کننده از باطله جدا می شوند.محلول بدست آمده که شامل آلومینیوم و سولفاتهای پتاسیم و آلومیناتها ومقداری سیلیس می باشد به مدت ۵ تا ۶ ساعت و دمای ۱۰۵-۱۰۰ درجه سانتیگراد در مخازن خاص حرارت داده می شود و در این مجاورت سیلیس باقیمانده نیز رسوب  می‌کند.این محلول که عاری از سیلیس می باشد تبخیر شده تا سولفاتهای سدیم و پتاسیم آن ته نشین شود. محلول حاوی آلومیناتهای سدیم و پتاسیم توسط رسوب و توسط اضافه کردن آب و  مقداری کریستال هیدراته آلومینیوم جدا می گردد و تا درجه ۲۳ تا ۲۵ درجه خنک می شود که باعث جدایش هیدرات آلومینیوم رسوب داده شده از محلول توسط تغلیظ و فیلتر کردن می شود. سپس شسته شده و به کوره دوار هدایت می شود و در آنجا تحت درجه حرارت ۱۲۰۰ حرارت می یابد و اکسید آلومینیوم ایجاد می گردد.محلول جدا شده از هیدرات آلومینیوم که شامل هیدراتهای قلیایی می باشد تبخیر شده و هنگامی که غنی سازی مورد نظر بدست آمد به قسمت شستشو منتقل می شود.محلول پتاس به سولفاتهای قلیایی رسوب کرده اضافه می شود و باعث جدا شدن آلومینات، سولفات پتاسیم به شکل رسوب می شود.سولفات پتاسیم توسط روش گریز از مرکز (Centrifuge) جدا شده و در کوره خشک می شود. سولفات پتاسیم خشک شده به انبارهای خاص منتقل شده تا بسته بندی گشته و محلول باقیمانده نیز که حاوی هیدراتهای قلیایی می باشد به بخش (Leaching) منتقل می شود.

Alunite
Alunite

روش مینرال ( MINERAL ):

ماهیت این روش عبارت است از انحلال سنگ معدن آلونیت خام بوسیله قلیای قوی و طبق واکنش از ۱۲ مولکول NaoH به ازاء یک مولکول آلونیت ، ۶ مولکول برای ترکیب شدن با SO3 و ۶ مولکول نیز برای ترکیب شدن با  مصرف می شود . عمل انحلال با قلیاهای داغ و یا با محلولهای قلیای آلومیناتی در گردش ( با مدول کائوستیک بالا ) صورت می گیرد . مثلاً در دمای ۱۰۰ نمونه ای از آلونیت های زاگلیگ با محلول ۵ درصدی NaoH در مدت ۱۵ دقیقه به میزان ۹۲ درصد و با محلول ۱۰ درصدی به میزان ۹۷ درصد تجزیه می شود . ولی در مدت انحلال ۳۰ دقیقه به ترتیب ۹۷ درصد و ۱۰۰ درصد آلونیت تجزیه می شود با در نظر گرفتن اینکه قدری کائولینیت و کوارتز ریزدانه نیز حل می شوند و با توجه به ازدیاد تلفات  و  در دماهای بالا ، انحلال سنگ معدن های آلونیت را باید در دمای  ۸۰ ـ ۶۰ انجام داد . طبق روش مینرال که توسط کامتکی پیشنهاد شده است ، سنگ معدن آلونیت را پس از نرم کردن تا ۵۰ ـ ۴۰  مش به مدت ۳۰ دقیقه با محلول ۱۰ درصدی NaoH در دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد و در شرایط نسبت مایع به جامد برابر ۴ ، مورد انحلال قرار می دهند . پس از انحلال در ترکیب محلول تقریباً ۵۰ گرم در لیتر    باقی می ماند که برای پایداری آن به ویژه با وجود  و  کفایت می کند ، در این محلول هم قدری  وجود دارد . پس از جداسازی و شستن کل باطله ، محلول را در مخازن و یا در اتوکلاوسیلیس زدایی می کنند و سپس با  تجزیه می نمایند . هیدرواکسید شسته شده و تکلیس شده نیز محصول اساسی و نهایی تولید می باشد . برای بازیابی قلیایی قوی از محلول ها در سود سولفاتی مراحل پیچیده ای را باید طی کرد . به هنگام واکنش محلول ها با آهک ، فقط آن قلیایی که در ترکیب کربنات سدیم است بر می گردد ، آن هم کاملاً نه ، زیرا سولفاتها برای جریان سوزآور کردن ایجاد مانع می کنند و به آن ضرر می زنند ، ولی مقدار قلیایی که به محلول داخل می شود در حدود ۶۰ درصد از مقداری را تشکیل می دهد که برای تجزیه سنگ معدن صرف می شود . محلول را پس از جداسازی گل سرد می کنند . و باید گفت که هر قدر قلیا قوی تر باشد ، همانقدر نیز بلورهای سولفات کاملتر ته نشین می شوند . بلورهای سولفاتهای سدیم و پتاسیم از طریق سانتریفوژ جدا می شوند و محلول که باز هم در آن مداری سولفات مانده است وارد گردشی می شود باقیمانده سولفات ها به تجزیه آلونیت ضرر نمی رساند ، ولی هر قدر این باقیمانده بیشتر باشد به همان نسبت نیز مقدار  در محلول پس از انحلال کمتر می گردد . رسوب سولفاتهای پتاسیم و سدیم راه پس از سانتریفوژ با روش « لبلان » برای دریافت قلیایی سوزآور و اسید سولفوریک مورد عمل قرار می دهند ، سولفاتهای بی آب شده را با زغال و سنگ آهک مخلوط می کنند و در  ۸۰۰ آنها را بتدریج   می سوزانند . در این صورت واکنش زیر انجام می شود :هنگام انحلال مواد ذوب شده کربنات سدیم و پتاسیم را حل می کنند ؛ ولی Cas در رسوب غیر قابل حل باقی می ماند . محلول کربناتی را که از آن جدا می شود سوزآور می کنند . بعداً آنرا به گردش می فرستند و یا آنکه قسمتی از آن را برای تولید کربنات سدیم و پتاسیم مورد استفاده قرار می دهند .

مباحثی دیگر از مقاله روشهای موجود فرآوری کانی آلونیت:

  • گل سولفید را برای استفاده گوگرد
  • زمین شناسی و پراکندگی آلونیت در ایران و جهان
  • موارد استفاده و پراکندگی آلونیت در جهان
  • آلونیت های رگه ای
  • آلونیت های گرهکی در سنگ های رسی رسوبی
  • آلونیت جانشینی در سنگ های ولکانیکی و سنگ های نفوذی کم عمق
  • منطقه بندی انباشته های جانشینی
  • پروژه تولید آلومینا از آلونیت در ایران
  • تولید آلومینا از آلونیت در شوروی سابق
  • روشهای فرآوری کانی آلونیت در آمریکا
  • روش ‌Mc Cullough   ( تأثیر محلولهای اسیدی)
  • روش برای بازیابی آلومینیوم از آلونیت
  • بازیابی آلومینیوم از آلونیت برای لیچینگ اسیدی و تصفیه پس ماند
  • رزشیابی XRD
  • فلوشیت روش LOEST
  • رفتار گرمای آلونیت
  • کاربرد سنگ کانی آلونیت بعنوان یک کمک در انعقاد (‌Coagulant , Flocculant )
  • دمای بهینه شده کلسینه شدن
  • آلونیت کلسینه شده بعنوان یک کمک منعقد کننده
  • شرایط بهینه برای لیچینگ سنگ کانی کلسینه آلونیت در NaoH قوی
  • اطلاعاتی درباره آمار فرآوری آلونیت در روسیه و آمریکا
  • روشهای ترکیبی اقتصادی فرآوری کانی آلونیت
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 کانی آلونیت:
تحویل فوری و خودکار فایل با لینک مستقیم بعد از پرداخت
60,000RIAL – اضافه‌کردن به سبدخرید
تعداد صفحه: 79
قالب: فایل word
توضیحات: منبع دارد

پاسخ دهید

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