مشخصه ‌يابي شيميايي و مينرالوژيكي كنسانتره ايلمنيت كهنوج و بررسي رفتار احيايي آن در محيط گاز هيدروژن

مقدمه: ايلمنيت به عنوان مهم ترين منبع استخراج تيتانيوم و اكسيد آن با به كارگيري فرآيندهاي سولفاتي، كلريدي و گدازش فرآوري مي شود. در اين روش ها، حذف ناقص آهن همراه تيتانيوم، دستيابي به رنگدانه سفيد را با مشكل مواجه مي كند. به منظور بهبود حذف آهن، پيش فرآوري ايلمنيت توسط فرآيندهاي احياي كربوترمي با هدف تبديل آهن به شكل قابل انحلال و قابل گدازش مانند آهن فلزي، راه كاري است كه در صنعت مورد استفاده قرار مي گيرد. با توجه به مشكلات فني و زيست محيطي احياء كربوترمي، جايگزين كردن كك توسط هيدروژن روشي نوين است كه مزيت هاي قابل توجهي را در فرآيندهاي جداسازي بعدي به همراه دارد.روش: در اين پژوهش ابتدا كنسانتره ايلمنيت كهنوج مورد مشخصه يابي مينرالوژيكي، شيميايي و ساختاري قرار گرفت. سپس احياء غير هم دما گندله ها توسط گاز هيدروژن در بازه دمايي 500- 1100 درجه سانتي گراد انجام گرفت. درجه احيا بر اساس كاهش وزن رخ داده پس از احيا محاسبه شد. مشخصه يابي نمونه ها به كمك ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني، آناليز فازي پراش پرتو ايكس و طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس انجام شد.يافته ها: كنسانتره ايلمنيت كهنوج از فاز اصلي FeTiO3 تشكيل شده است كه هماتيت به همراه مقدار جزئي فاز اسفن در آن ديده مي شود. همچنين Mg و Mn نيز در آناليز شيميايي به مقدار محدودي يافت مي شود. در اين تحقيق حداكثر درجه احياء معادل 76% در دماي 1100 درجه سانتي گراد بدست آمد. با افزايش دماي احيا، آهن از ساختار ايلمنيت به بيرون نفوذ و در اطراف ذره تجمع كرده است. TiO 2 به صورت لايه ه اي در اطراف هسته احيا نشده قرار گرفته است. با افزايش زمان احيا تجمع فاز فروسودوبروكيت در مركز ذرات ايلمنيت مشاهده شد. جدايش عناصر ناخالصي Mg و Mn به سمت مركز ذره باعث گير افتادن آهن باقيمانده در مركز ذره مي شود و مي تواند جداسازي كامل اكسيدهاي آهن همراه ايلمنيت را با مشكل مواجه كند.نتيجه گيري: احياء گندله هاي ايلمنيت كهنوج توسط گاز هيدروژن مي تواند باعث احياء اكسيدهاي آهن موجود در ساختار ايلمنيت و جداسازي مؤثر Fe و TiO2 از همديگر شود. تشكيل ذرات آهن فلزي پس از احيا و به دنبال آن جدايش مؤثر آن از ساختار ايلمنيت، رسيدن به ميزان بالاي درجه احيا معادل 76 درصد را فراهم مي كند.