استخراج نيكل از پسماند خاكستر نفت‌كوره با استفاده از فرآيند سونوليچينگ

Nickel Extraction from Fuel Oil Ash Using Sonoleaching Process

پسماند حاصل از سوختن نفت كوره در نيروگاه‌ها، حاوي فلزات باارزشي همچون نيكل است كه استخراج آن‌ها هم از جنبه اقتصادي و هم از جنبه زيست‌محيطي بسيار حائز اهميت است. در اين پژوهش روش ليچينگ همراه با امواج مافوق‌صوت (سونوليچينگ) به منظور استخراج فلز نيكل از پسماند كوره‌هاي نيروگاهي به‌كار گرفته شده است. همچنين، تاثير پارامترهــاي عملياتــي مختلـف شامل نسبت جامد به مايع (S/L)، قدرت امواج مافوق‌صوت و درصد اسيد سولفوريك و شـرايط بهينـه آن‌هـا بـا اسـتفاده از روش سطح پاسخ (RSM) بررســي شــد. تركيب شيميايي و ريخت‌شناسي نمونه پسماند كوره‌هاي نيروگاهي توسـط تكنيك‌هـاي ICP و FESEM مـورد بررسـي قـرار گرفـت. به منظور بررسي سينتيك فرآيند از مدل هسته كوچك شونده استفاده شد و مرحله نفوذ در شبكه جامد به‌عنوان مرحله كنترل كننده سرعت تعيين شد. همچنين، بررسي پارامترهاي ترموديناميكي فرآيند نشان داد كه مقدار انرژي فعال‌سازي فرآيند kJ.mol-1 57/9 است و مدل نفوذ در شبكه جامد عامل كنترل‌كننده فرآيند است.

Ash produced by fuel-oil combustion in power plants contains nickel as one of the valuable metals. Ni recovery from the ash is very important in both economic and environmental aspects. In this study, leaching with assisted ultrasonic (sonoleaching) is used to extract Ni from the fuel oil ash. Response Surface Methodology (RSM) was used to optimize the effective factors including solid/liquid ratio (S/L ratio), sulfuric acid concentration and ultrasound power. Moreover, the kinetics of process was investigated using a modified shrinking core model to better understand the mechanism of the leaching reaction. Finally, the model predictions indicated that the diffusion step controls the overall dissolution kinetic. Also, the thermodynamic parameters of the process were investigated, and according to the obtained results, activated energy was 9.57 kJ.mol-1, and diffusion control the process.