Kalkopirit konsantresinin persürfatlı ortamda liçinin incelenmesi
An investigation on persulphate leaching of chalcopyrite concentrate
- Tez No: 150144
- Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. SONER ALTUNDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Kalkopirit konsantresi, Mekanik aktifleştirme, Persülfat liçi, Bakır kazanımı, Liç kinetiği, Demir uzaklaştırma, Chalcopyrite concentrate, Mechanical activation, Persulphate leaching, Copper recovery, Leaching kinetics, Iron removal
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Ill ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ KALKOPÎRİT KONSANTRESİNİN PERSÜLFATLI ORTAMDA LİÇİNİN İNCELENMESİ Nurdan BAHAR Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı 2004, Sayfa: 108 Bakır üretiminin temel hammaddesi olan kalkopirit cevheri, flotasyon teknikleriyle zenginleştirilerek bir konsantre elde edildikten sonra, genellikle pirometalurjik yöntemlerle işlenir. Diğer taraftan, sağladığı çevresel ve ekonomik avantajlar nedeniyle, kalkopirit cevherinden ve konsantresinden hidrometarurjik yöntemlerle bakır üretimi önemli bir konu haline gelmiştir. Bu çalışmanın amacı, yüksek oksidasyon kabiliyetine sahip persülfat bileşiklerinin kullanılmasıyla kalkopirit konsantresinden sulu çözeltide bakırın ekstraksiyon özelliklerinin incelenmesidir. Deneylerde kullanılan kalkopirit konsantresinin temel bileşenler olarak % 26.23 Cu, % 28.21 Fe ve % 29.26 S içerdiği belirlendi. Konsantrenin yapılan mineralojik analizlerinde, kalkopirit (CuFeS2) yanında bir miktar pirit (FeS2) içerdiği tespit edildi. Yapılan ön denemeler, kalkopiritten tatminkar seviyede Cu ekstraksiyonu için bir mekanik aktifleştirmeye ihtiyaç duyulduğunu göstermiştir. Mekanik aktifleştirmenin metallerin ekstraksiyonuna etkisinin incelendiği deneylerde en uygun aktifleştirme süresi 4 dk olarak belirlendi. Mekanik olarak aktifleştirilmiş kalkopirit konsantresi kullanılarak metallerin ekstraksiyonu üzerine, sülfürik asit varlığının, persülfatm türünün ve konsantrasyonunun, sıvı- katı oranının, liç sıcaklığın ve sürenin etkileri incelendi. Mekanik olarak aktifleştirilmiş kalkopirit konsantresinden metallerin ekstraksiyonu için optimum şartlar olarak sıvı-katıIV oranının 10, amonyum persülfat konsantrasyonunun 250 g/l, liç sıcaklığının 60°C, liç süresinin 360 dk olduğu durum belirlenmiştir. Bu şartlar altında Cu ve Fe ekstraksiyon verimleri sırasıyla % 68.59 ve % 77.3 olarak belirlendi. Ayrıca amonyum persülfatm, sodyum ve potasyum persülfata göre daha uygun olduğu ve çözeltideki asit varlığının metallerin ekstraksiyonu üzerine bazı olumsuz etkileri olduğu belirlendi. Liç kinetiğinin incelendiği çalışmalar farklı zaman aralıkları için farklı kinetik modellerin kullanılabileceğini göstermiştir. Bu nedenle, kısa vadeli kinetik model eşitliği olarak krt =l-(l-x)1/3 (yüzey reaksiyonu kontrollü küçülen partikül modeli) ve uzun vadeli kinetik model eşitliği olarak da kat = l-3(l-x) +2(l-x) (diffüzyon kontrollü küçülen çekirdek modeli) kullamlmıştır. Her iki modelle farklı sıcaklıklarda belirlenen görünür hız sabitlerinden Arrhenius eşitliği yardımıyla aktivasyon enerjileri 20-60°C aralığında sırasıyla 53.67 ve 55.67 kJ/mol olarak hesaplandı. Ayrıca, reaksiyon hızının persülfat konsantrasyonuna bağlılığım ortaya koymak amacıyla yapılan deneyler, reaksiyon hızının kısa vadede persülfata göre yaklaşık olarak 1.4. mertebeden ve uzun vadede 1. mertebeden olduğunu göstermektedir. Ayrıca, liç kinetiği üzerine partikül boyutunun etkisinin de oldukça önemli olduğu belirlendi. Mekanik olarak aktifleştirilmiş kalkopirit konsantresinden bakırın ekstrakte edilen milctannm arttırılması için yapılan ardışık liç deneyleri, üç kademeli bir ekstraksiyon sonrasında kümülatif Cu ve Fe kazanımmın sırasıyla % 92.52 ve % 95.92 olduğu belirlendi. Son olarak optimum şartlarda gerçekleştirilen tek kademeli bir liç işlemi sonunda elde edilen liç çözeltilerinden Fe giderilmesi amacıyla yapılan bir seri deneyde, 18.0 g/l Cu ve 21.8 g/l Fe içeren çözeltinin litresine 112.5 mi derişik NH3 ilavesini takiben otoklavda 121°C(1.2 bar) 15 dk ısıtma sonucunda Cu miktarında bir kayıp meydana gelmeksizin Fe'nin % 76.4'ünün uzaklaştınlabildiği belirlendi.
Özet (Çeviri)
V ABSTRACT MASTER THESIS AN INVESTIGATION ON PERSULPHATE LEACHING OF CHALCOPYRITE CONCENTRATE Nurdan BAHAR Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering 2004, Page: 108 Chalcopyrite ore, being a base raw material for copper production, is usually utilised pyrometallurgicaly after the beneficiation to obtain a concentrate by using flotation techniques. On the other hand, hydrometallurgical copper production from chalcopyrite ore and its concentrate has become an important issue because of it provide some environmental and economical advantages. The aim of this study is to investigate the extraction characteristics of metals from chalcopyrite concentrate in aqueous solution by persulphate compounds having high oxidation ability. It was determined that the chalcopyrite concentrate contains 26.23 % Cu, 28.21 %, Fe and 29.26 % S as major constituents. Also, chalcopyrite (CuFeSa) was identified in the concentrate as a major component, whereas the pyrite (FeS2) was determined as a minor. Preliminary studies showed that chalcopyrite concentrate is required a mechanical activation before the leaching for satisfactorily Cu extractions. Most suitable mechanical activation time was determined as 4 min from the results of related experiments. The effects of various parameters such as presence of sulphuric acid, type and concentration of persulphate compounds, liquid to solid ratio, leaching temperature and time on the extraction of metals from mechanically activated chalcopyrite concentrate were investigated. Optimum leaching conditions were determined as 10 of liquid to solid ratio, 250 g/1 of ammoniumVI persulphate concentration, 60°C of leaching temperature and 360 min of leaching time. Under these conditions Cu and Fe extraction yields were 68.59 % and 77.3 %, respectively. Also, it was observed that the ammonium persulphate is advantageous one more than the sodium and potassium salts, and the presence of H2SO4 in the leach solution has some adverse effects on the extraction of metals. The kinetic studies showed that different models could be used for different time intervals. For this purpose, krt =l-(l~x)1/3 (shrinking particle model controlled by surface reaction) and kdt = l-3(l~x)2/3+2(l-x) (shrinking core model controlled by diffusion) expressions were applied as short-term and long-term kinetic model equations, respectively. Activation energies for both models were calculated as 53.67 and 55.67 kJ/mol, respectively, by using Arrhenius equation and the apparent rate constants obtained at different temperatures in the range of 20-60 °C. Also, it was found that dependence of the leaching rate of Cu on the initial concentration of the ammonium persulphate based on short-term and long-term kinetics are 1.4th and 1st orders, respectively. Also, it was determined that the effect of particle size on the leaching kinetics is quite important. The successive leaching experiments were carried out to increase Cu recovery from mechanically activated chalcopyrite concentrate. Results of these experiments showed that the cumulative Cu and Fe extractions are 92.52 % and 95.92 %, respectively, after a three-staged extraction. Finally, a series of experiments were conducted to remove Fe in the leaching solutions obtained from single stage extraction. Results indicated that the 76.8 % of Fe could be removed without significant Cu losses by addition of 112.5 ml concentrated NH3 to 1 It of pregnant solution (18.0 g/1 Cu and 21.8 g/1 Fe) followed by heating at 121°C(1.2 bar) in an autoclave.
Benzer Tezler
- Kalkopirit konsantresinin H2SO4-Na2O2 çözeltisinde çözünme kinetiğinin belirlenmesi
Determination of dissolution kinetics of chalcopyrite concentrate in H2SO4-Na2O2 solutions
ÖMER FARUK KANIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Maden Mühendisliği ve MadencilikSelçuk ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. SALİH AYDOĞAN
- Kalkopirit konsantresinin sitrik asit ve hidrojen peroksit ortamında çözünebilirliğin araştırılması
Investigation of the solubility of chalcopyriteconcentrate in citric acid and hydrogen peroxide medium
ASUMAN EMEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Maden Mühendisliği ve MadencilikKonya Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİH AYDOĞAN
- Kalkopirit konsantresinin sülfürük asitli ortamda potasyum dikromat etkisinde liç şartlarının belirlenmesi
Determination of leaching conditions of chalcopyrite concentrate in sulphuric acid medium under effect of potassium dichromate
GÖKHAN UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Maden Mühendisliği ve MadencilikSelçuk ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. SALİH AYDOĞAN
- Kalkoprit konsantresi liç çözeltilerinden bakır elektro kazanımı
Copper electrowinning from chalcopyrite concentrate leaching solutions
GÜLDANE ATEŞOĞLU
Doktora
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL ATILGAN
- Kalkopirit konsantresinden hidrometalurjik yöntemle katodik bakır üretimi
Production of cathodic copper from chalcopyrite concentrate by hydrometallurgical method
ELİF UZUN
Doktora
Türkçe
2015
Maden Mühendisliği ve MadencilikKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL ATILGAN
DR. MUSTAFA ZENGİN