چکیده
منگنز به دلایل اقتصادی و داشتن خصوصیات فیزیکی
و شیمیایی خاص به عنوان یکی از فلزات کاربردی و مهم در صنایع متالورژی و آلیاژهای
غیر آهنی استفاده می‌شود. استحصال این فلز به لحاظ اهمیت آن از کانههای با عیار
پایین دارای توجیه اقتصادی می‌باشد. در تحقیق حاضر امکانسنجی پرعیارسازی کانسنگ
منگنز معدن محمدآباد جیرفت مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس آنالیزهای شیمیایی، عیار منگنز در
نمونه 21 درصد، اکسید آهن 66/19 درصد و اکسید سیلیس 07/32 درصد به دست آمده است. مطالعات کانیشناسی
نمونه نشان از حضور بلورهای ریز کانیهای منگنزدار و همچنین درگیری با کانیهای
گانگ نمونه دارد، در نتایج آزمایش پراش پرتو ایکس کانیهای منگنز به دلیل آمورف
بودن و پایین بودن کریستالینیتی بلورها تشخیص داده نشد. آزمایشهای ثقلی ابتدا با
استفاده از جداکننده جیگ بر روی محدودهی دانه بندی1000+3000- میکرون انجام شد.
عیار منگنز در کنسانتره جیگ به 61/23 درصد منگنز
رسید. دربازههای 1000- 300+ ، 300- و 100- میکرون با استفاده از میزلرزان
آزمایشهای پرعیارسازی انجام شد، بهترین نتیجهی کنسانتره منگنز در این مرحله، عیار
14/31 درصد و بازیابی 43/30 درصد به دست آمد. به منظور افزایش بازیابی منگنز، از
جداکنندههای مغناطیسی خشک و تر برای پرعیارسازی محصول میانی میزلرزان در محدوده
ابعادی 300- میکرون استفاده شد. در مرحلهی بعد، آزمایشهای فلوتاسیون بر روی
محدودهی ابعاد 100- میکرون انجام پذیرفت که در بهترین حالت عیار منگنز 59/27 درصد
شد. به دلیل دست نیافتن به نتیجهی مطلوب از روشهای رایج پرعیارسازی فیزیکی و
فلوتاسیون میتوان اینطور نتیجه گرفت که این نوع کانسنگ در گروه کانیهای سخت
منگنز قرار داد و باید روشهای شیمیایی مانند لیچینگ احیایی را برای پرعیارسازی کانسنگ
منگنز معدن محمدآباد جیرفت انتخاب کرد. در بخش نهایی این تحقیق، مراحل روش لیچینگ
احیایی بررسی و نتایج آن تحلیل شد. در روش لیچینگ احیایی بیشترین بازیابی منگنز
نسبت به سایر روشها به دست آمد. کاهندهی موثر در این روش اسیداکسالیک انتخاب شد،
همچنین عامل کنترل لیچینگ تعیین شد. با استفاده از نرمافزار طراحی آزمایش روش CCD با انجام 30 آزمایش لیچینگ،در آزمایشهای اعتبارسنجی با 4/14 درصد
جامد، 60 گرم بر لیتر اسیدسولفوریک، 93/49 گرم بر لیتر اسید اکسالیک در دمای 70
درجه سانتیگراد، بازیابی منگنز به 4/88 درصد، بازیابی آهن 57/6 درصد و بازیابی
سیلیس به 66/0 درصد رسید.
کلمات کلیدی: پرعیارسازی کانسنگ منگنز، معدن محمدآباد جیرفت، لیچینگ احیایی، روش CCD
فهرست مطالب
عنوان........................................................................................صفحه
مقدمه................................................................................................1
فصل اول...........................................................................................3
1-1آشنایی..........................................................................................4
1-2خواص.............................................................................................4
1-3کانی شناسی.................................................................................5
1-4ژئوشیمی........................................................................................5
1-5زمین شناسی اقتصادی.....................................................................6
1-5-1 تقسیم بندی کانسارهای منگنز (پارک و مک دیارمید 1975) .................8
1-5-2تقسیم بندی کانسارهای منگنز (گیلبرت و پارک 1977) .........................8
1-6 اکتشاف و ارزیابی ذخایر منگنز............................................................14
1-7روش های عمده استخراج منگنز..........................................................14
1-8کاربردهای منگنز................................................................................15
1-9توزیع منگنز در دنیا.............................................................................16
1-9-1تولید منگنز در ایران.........................................................................17
1-9-2 تولید منگنز در دنیا و توسعه های اخیر................................................18
فصل دوم............................................................................................21
روش های فرآوری منگنز
2-1 مقدمه............................................................................................22
2-2 سنگ جوری....................................................................................22
2-3 پرعیارسازی به روش ثقلی.................................................................22
2-4 پرعیارسازی به روش مغناطیسی........................................................24
2-5 پرعیارسازی به روش فلوتاسیون..........................................................24
2-6 روش تشویه....................................................................................24
2-7 پرعیارسازی به روش لیچینگ..............................................................25
2-7-1 لیچینگ کاهشی با محلول یون آهن.............................................28
2-7-2 لیچینگ کاهشی توسط سولفور دیاکسید یا محلولهای سولفیت..........30
2-7-7 لیچینگ در محلول اسید هیدروکلریک..................42
2-7-8 لیچینگ با نیتروژن دیاکسید و محلول نیتریک اسید..............................43
2-8 استحصال منگنز از محلول های لیچینگ...............................................45
2-8-1 بازیابی منگنز به روش استخراج حلالی..........................................46
2-8-2 بازیابی منگنز به روش رسوب شیمیایی.........................................46
2-8-3 بازیابی منگنز به روش تبادل یونی............................................... 47
2-8-4 مطالعه انجام شده برای بازیابی منگنز..........................................47
2-8-4-1 ترسیب منگنز و آهن.............................................................48
2-9 تولید منگنز الکترولیتی.....................................................................49
2-10 تولید منگنزدی اکسید الکترولیتی ...................................................50
2-11 تولید منگنز دی اکسید شیمیایی....................................................50
فصل سوم......................................................................................51
معرفی مواد،روش ها و تجهیزات
3-1 مقدمه........................................................................................52
3-2 تهیه نمونه.................................................................................. 52
3-3 شناسایی نمونه.......................................................................... 52
3-3-1 تجزیه شیمیایی نمونه............................................................ 52
3-3-2 مطالعات پراش پرتو ایکس(XRD) ...............................................53
3-3-3 مطالعات میکروسکوپی.........................................................53
3-3-4 تجزیه سرندی و تعیین دانه بندی و عیار کانسنگ منگنز...................55
3-3-5 مطالعات درجه آزادی................................................................57
3-4 پرعیارسازی منگنز..........................................................................58
3-4-1 آزمایش پرعیارسازی با جیگ......................................................58
3-4-2 آزمایش های پرعیارسازی با میزلرزان............................................59
3-4-3 آزمایش های پرعیارسازی به روش مغناطیسی................................59
3-4-4 انجام آزمایش های پرعیارسازی به روش فلوتاسیون........................60
3-4-5 روش آزمایش های پرعیارسازی به روش لیچینگ.............................60
3-4-5-1 تئوری سینتیک لیچینگ.....................................................61
الف- نفوذ از لایه مایع.............................................................63
ب-نفوذ از میان خاکستر..........................................................64
ج- واکنش شیمیایی.................................................................64
3-4-6 روش انجام آزمایش های سینتیک....................................................66
3-4-7 نرم افزار طراحی آزمایش................................................................ 66
3-4-8 روش انجام آزمایشها .....................................................................69
فصل چهارم........................................................................................70
بحث و نتایج
4-1 مقدمه...........................................................................................71
4-2 آزمایش های جیگ...........................................................................71
4-3 نتایج آزمایش های میزلرزان................................................................72
4-4 نتایج آزمایش های پرعیار سازی به روش مغناطیسی..............................77
4-5 نتایج آزمایش های پرعیار سازی به روش فلوتاسیون.................................80
4-6 نتایج آزمایش های پرعیار سازی به روش لیچینگ.....................................82
الف) تعیین ماده کاهنده............................................................................82
ب) تعیین عامل کنترل لیچینگ....................................................................83
4-6-1 طراحی آزمایش..........................................................................86
4-6-1-1 آنالیز واریانس مدلها...............................................................88
4-7 بررسی اثر پارامترهای عملیاتی............................................................91
4-7-1 بررسی اثر پارامترهای عملیاتی بر بازیابی منگنز................................91
4-7-2 بررسی اثر پارامترهای عملیاتی بر بازیابی آهن..................................96
4-7-3 بررسی اثر پارامترهای عملیاتی بر بازیابی سیلیس............................99
4-8 بهینه سازی.....................................................................................99
فصل پنجم...........................................................................................102
نتایح و پیشنهادات
5-1 مقدمه............................................................................................103
5-2 نتایج و پیشنهادات.............................................................................103
مراجع...................................................................................................106
پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.
