استخراج و خالص سازي نانو ذرات تيتانيوم دي‌اكسيد‌‌‌ همراه با تيتانيوم تتراكلريد از كنسانتره ايلمنيت معدن كهنوج كرمان

Production and purification of titanium dioxide with titanium tetrachloride nanoparticles from eliminate concentrate of Kahnooj mine in Kerman

مهم‌ترين كاني‌هاي اقتصادي تيتانيوم، روتايل و ايلمنيت مي‌باشند كه به دليل افزايش تقاضاي دي‌اكسيد تيتانيوم و كاهش ذخاير روتايل طبيعي در سال‌هاي اخير استفاده از ايلمنيت فرآوري شده با نام روتايل مصنوعي جايگزين روتايل طبيعي شده است. در اين مطالعه، استخراج و خالص سازي نانو ذرات تيتانيوم دي‌اكسيد‌‌‌ از كنسانتره ايلمنيت منطقه كهنوج واقع در استان كرمان از بزرگترين معادن جهان و رتبه اول خاورميانه با دو روش فرآيند كلرايد و فرآيند تجزيه قليايي انجام شده است. اين كنسانتره از نوع كنسانتره‌هاي كم عيار با 43% تيتانيوم دي‌اكسيد‌‌‌ به شمار مي‌آيد. بررسي و مطالعه روش‌هاي فرآوري تيتانيوم نشان داد كه در فرآيند تجزيه قليايي، ليچينگ اسيدي تحت فشار اتمسفريك و دماي پايين‌تر از روش‌هاي قبلي صورت مي پذيرد و از طرفي در اين روش قادر به بازيابي واكنشگر اوليه و برگشت آن به چرخه توليد هستيم، لذا اين روش نسبت ساير روش‌ها، از مزاياي زيست محيطي بهتري برخوردار است. ذرات دي‌اكسيد‌‌‌تيتانيوم حاصل در اين روش سفيد و درخشان بود و پس از نانو شدن مورد بررسي آناليز فلوئورسانس پرتو ايكس (XRF)، طيف سنجي زير قرمز تبديل فوريه (FT-IR)، پراش پرتو ايكس(XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و پراش انرژي پرتو ايكس(EDX) قرار گرفت.

Titanium dioxide is one of the most important minerals with various industrial applications. Extensive research has been carried out to synthesize this material from the past and is also ongoing. At present, despite the high consumption of this material, it does not have internal production and the needs of the country’s industries are being met by import of this product. Considering the country’s richness in terms of having Titanium mines, research has begun to find the conditions for the production of Titanium dioxide from Ilmenite minerals. In this research, Ilmenite concentrate of Kahnouj region in Kerman province was used to obtain Titanium dioxide. This concentrate contains 43% TiO₂ which is a low-grade concentrate. In this project, the production of Titanium dioxide from Ilmenite minerals with two methods of Chloride process and Alkalydecomposition process was investigated. The Alkaly decomposition process involves the steps of decomposition, acid leaching, sediment washing and calcination. Investigating and studying the various Titanium processing methods showed that the Alkally decomposition process has more advantages in terms of moderate operating conditions than other methods. The Titanium dioxide obtained in this study was made by a nano satellite ball mill. The chemical composition of Ilmenite concentrate was investigated by X-ray Fluorescence analysis (XRF). The structural properties and the size of the Titanium dioxide nanoparticles investigated by Furier Transform Infra-Red spectroscopy (FT-IR), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy-Disperssive X-ray spectroscopy (EDX).