بیا تو پروژه

چكيده

يكي از كاني‌هاي حاوي عناصر نادر خاكي، آپاتيت است. آناليز نمونه هاي كنسانتره فسفات اسفوردي بافق، حاكي از وجود حدود 2/1 درصد اكسيدهاي عناصر نادر خاكي است. در فرآيند توليد اسيد فسفريك به روش مرطوب، كنسانتره آپاتيت با اسيد سولفوريك، تحت فرآيند فروشويي (ليچينگ) قرار مي گيرد. با فيلتراسيون، محلول اسيد فسفريك از رسوب جامد سولفات كلسيم بنام فسفوژيپس (CaSO4.2H2O) جدا مي شود. بيش از 70 درصد عناصر نادر خاكي در فسفوژيپس باقي مي‌ماند.

براي بررسي امكان استحصال عناصر نادر از فسفوژيپس، نمونه هاي فسفوژيپس بدست آمده در مقياس آزمايشگاهي، مورد مطالعه قرار گرفت. اين نمونه ها حاوي 7/0-8/0 درصد اكسيد عناصر نادر است. بعد از عبور دادن نمونه از سرند 20 مش، عمل انحلال با استفاده از اسيد نيتريك و اسيد سولفوريك به روش فروشوئي همزني در دماي 80 انجام شد. محلول شامل يون هاي Ca2+،  (PO4)3-، Fe3+، REE3+ و ديگر عناصر است که با افزودن محلول اگزاليك اسيد، رسوب اگزاليك لانتانيدها و كلسيم تشكيل مي‌گردد. سپس با كلسيناسيون رسوب حاصله در دماي  900، اكسيد لانتانيدها بدست مي‌آيد. به منظور خالص سازي اكسيد لانتانيدها، با حل نمودن نمونه در محلول اسيد نيتريك و سپس افزودن محلول آمونياك، هيدروكسيد لانتانيد تشكيل و با كلسيناسيون رسوب مذكور در دماي 900 اكسيد لانتانيدهاي خالص تر بدست آمد. عوامل مؤثر بر فرآيند استحصال عناصر، عبارت اند از: غلظت اسيد نيتريك، نسبت محلول به جامد و زمان. در اين تحقيق، ميزان بهينه هر كدام از عوامل مذکور به ترتيب 25 درصد، 8/2 و 5/2 ساعت تعيين گرديد. تحت اين شرايط، بيشترين بازيابي اكسيد لانتانيدها 5/51 درصد بدست آمد.

واژه هاي كليدي:

عناصر نادر خاكي، فسفوژيپس، اسيد فسفريك، اسيدنيتريك، ليچينگ، اسيد سولفوريك

 

فصل اول: مقدمه                                                                                              1

1-1- ضرورت تحقيق                                                        2

1-2- عناصر نادر خاكي                                                    3

1-3- تاريخچه                                                                3

1-4-كاني شناسي                                                             3

مشخصات                                                                              5

1-6- خواص شيميايي و فيزيكي                                                        5

1-6-1- حلاليت در اسيدها و بازها                                                     6

1-6-2- خاصيت قليائي                                                                    7

1-6-3- حالت سه ظرفيتي                                                                 7

عناصر نادر خاکي در ايران                                                           8
فسفات اسفوردي                                                                      8
كاني هاي عناصر نادر در فسفات اسفوردي                                          10

1-9-1-گروه سيليكات ها                                                                10

1-9-2- گروه فسفات ها                                                                 11

1-9-3- گروه كربنات هاي فلوئردار                                                     14

1-10- بازار فلزات نادر خاکي14

1-11-كاربرد عناصر نادر                                                                             15

1-12- فرآيند توليد اسيد فسفريک                                                       18

1-13- فرآوري عناصر نادر خاکي                                                                   21

روشهاي فيزيکي                                                             21
روشهاي شيميائي                                                           21
خردايش                                                               22
فروشوئي                                                               22
جداسازي                                                              22
استحصال عناصر نادر از فسفو ژيپس                                             23

1-14-1- مشخصات فسفو ژيپس23

1-14-2- بازيابي عناصر نادر خاكي از فسفوژيپس 24

فصل دوم :مروري بر تحقيقات گذشته                                                             27

2-1- مقدمه                                                                                 28

2-2- نتيجه گيري                                                                          28

فصل سوم: روش تحقيق                                                                                  32

3- مقدمه                                                                                     33

3-1- فاز اول توليد اسيد فسفريک                                                                  33

  3-1-1- مواد لازم                                                                        33

  3-1-2- نمونه برداري وآناليز شيميائي                                                 33

  3-1-3-آماده سازي                                                                      34

  3-1-4- روش آزمايش                                                                             34

  3-1-5- فيلتراسيون                                                                      35

3-2- فاز دوم: بازيابي عناصر نادر از فسفو ژيبس                                         37

  3-2-1- مواد لازم                                                                        37

  3-2-2- نمونه برداري وآناليز شيميائي                                                 38

3-2-3- آماده سازي                                                                     38

3-2-4- روش آزمايش                                                                             38

3-2-4-1- مرحله فروشوئی                                                                   38

3-2-4-2- جدا سازی                                                                42

فصل چهارم: ارائه يافته‌ها و نتايج                                                                    47

4- بررسي و تحليل پارامترهاي موثر بر ليچينگ                                          48

4-1- آزمايش تعيين زمان مناسب                                                                   48

4-2- نسبت محلول به جامد                                                                50

4-3- غلظت اسيد                                                                           52

4-4- آزمايشهاي مقايسه نوع حلال                                                        54

4-5- تكرار مراحل جدا سازي                                                              55     4-6-آزمايش استفاده از شرايط بهينه براي بدست آوردن حداكثر بازيابي                   56

4-7- استفاده از يون کربنات                                                               56

فصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهادات                                                                        58

نتيجه گيري                                                                                  59

پيشنهادات                                                                                    60

منابع                                                                                                                61