بررسي قابليت فروشويي مخزني و ستوني كانه مس اكسيدي با واكنشگرهاي آمونياكي

Investigation on tank and column leaching capability of a copper oxide ore by Ammonia reactants

آمونياك و نمك هاي آمونيوم، به علت سميت پايين، هزينه كم، بازيافت آسان و بازيابي انتخابي بالاي فلزات براي ساليان متمادي مورد توجه صنعت فروشويي بوده-اند، هرچند نسبت به عوامل شيميايي مورد استفاده در فروشويي اسيدي كمتر مورد مطالعه قرار گرفته اند. در اين تحقيق، به مطالعه و بهينه سازي روش هاي فروشويي مخزني و ستوني كانه مس اكسيدي معدن مسكني با واكنشگرهاي هيدروكسيد آمونيوم و كربنات آمونيوم در مقياس آزمايشگاهي پرداخته شده است. پارامترهاي مورد بررسي در روش فروشويي مخزني، غلظت هيدروكسيد آمونيوم، نسبت مايع به جامد و زمان بوده اند كه با روش سطح پاسخ مورد طراحي آزمايش و تحليل نتايج قرار گرفته اند. ضريب همبستگي بالا (96/0)، بيانگر انطباق خوب مدل درجه دو پيشنهادي با داده هاي آزمايشگاهي است. بازيابي مس تحت شرايط بهينه (غلظت 88 گرم بر ليتر هيدروكسيد آمونيوم، نسبت مايع به جامد 7 و زمان فروشويي 120 دقيقه)، 22/96 درصد بدست آمده است. در روش فروشويي ستوني، پارامترهاي غلظت هيدروكسيد آمونيوم، دبي پاشش، دانه بندي و زمان فروشويي انتخاب شدند و در سه سطح با آرايه 9L روش تاگوچي، مورد طراحي آزمايش و تحليل نتايج قرار گرفته اند. نتايج بدست آمده نشان داد كه مقدار بهينه پارامترهاي فوق به ترتيب 40 گرم بر ليتر، 6/15 ليتر بر متر مربع ساعت، 75/4-1 ميليمتر و 10 روز مي باشند. همچنين غلظت هيدروكسيد آمونيوم، دانه بندي كانسنگ و زمان فروشويي، به ترتيب مهمترين پارامترهاي موثر بر فرايند فروشويي ستوني شناخته شدند. بازيابي 6/80 درصدي مس اكسيدي، نتيجه آزمايش نهايي انجام شده جهت تاييد شرايط بهينه بدست آمده از روش تاگوچي بود. در نهايت، سينتيك فروشويي ستوني مس به اجمال مورد بررسي قرار گرفت و مكانيزم نفوذ تطابق بيشتري را با داده هاي آزمايشگاهي نشان داد.

Ammonia and Ammonium salts have been focused by the researchers of leaching process for several years due to low toxicity and cost, easy recovery and high selective recovery of metal, although the extent of researches were less than the chemical agents used in acid leaching. In this research, tank and column leaching methods of Meskani mine copper oxide ore using ammonium hydroxide and ammonium carbonate reagents have been studied. For the tank leaching experiments, response surface methodology (RSM) with input parameters as the ammonium hydroxide concentration, liquid to solid ratio and time was used. The high correlation coefficient obtained (0.96) indicates a good conformity of the proposed quadratic model with experimental data. Copper recovery under optimal conditions (88 g/L ammonium hydroxide concentration, liquid to solid ratio of 7 and leaching time of 120 minutes) was found to be 96.22 percent. For the column leaching experiments, selected parameters were ammonium hydroxide concentration, flow rate, size and leaching time, designed and analyzed in three levels using L9 array of Taguchi method. According to the results, the optimum value of abovementioned parameters were estimated at 40 gr/L, 15.6 L/m2h, 1-4.75 mm and 10 days, respectively. Also the most important parameters influencing leaching process were identified as ammonium hydroxide concentration, size and leaching time, respectively. Recovery of 80.6 percent was obtained at the proposed optimum conditions confirming the model obtained from the regression. Finally, kinetics of copper column leaching was studied briefly and it was found that the diffusion mechanism shows a good conformity with experimental data.