امکان فرآوری کانسارهای وانادیوم و تنگستن دار
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:72
فهرست مطالب :
چکیده 1
فصل اول: کلیات
کلیات 3
ذخایر وانادیوم در ایران 8
فصل دوم: فرآوری وانادیوم
2-1- منابع وانادیوم 10
2-2- کشورهای اصلی صنعت وانادیوم 16
2-2-1- جمهوری آفریقای جنوبی 16
2-2-2- جمهوری خلق چین 17
2-2-3- روسیه و سایر کشورهای CIS 21
2-3- فرآیندهای تجاری بازگیری 29
2-3-1- وانادیوم 29
2-3-2- پنتوکسید وانادیوم 31
2-3-3- فرو وانادیوم 32
2-4- نقش استرالیا در صنعت وانادیوم 35
فصل سوم: سنتیک واکنش عملیات برشته کردن وانادیوم و استفاده از سرباره های فولاد به عنوان ماده خام ثانویه
3-1- مقدمه 40
3-2- بررسی پژوهشی فرآیند تشویه وانادیوم 41
3-3- آزمایشات عملی 43
3-4- جنبش شناسی واکنش 44
3-5- مدل فرآیند تشویه وانادیوم 47
3-6- نتایج و مباحث آزمایشات عملی فرآیند تشویه وانادیوم 48
فصل چهارم: فرآوری جدید جهت بازیابی کانیهای وانادیوم و تنگستن از محلول لیچینگ آلیا‍ژ تنگستن دار
4-1- مقدمه 52
4-2- روش تجربی 54
4-2-1- آماده سازی نمونه 54
4-2-2- روش تجربی 55
4-3- نتایج و مباحث آزمایش 56
4-4- بازگیری وانادیوم 59
4-5- بازگیری تنگستن 62
4-5-1- تبدیل Na2wo4 به Cawo4 62
4-5-2- تبلور APT و خلوص آن 63
فصل پنجم: نتایج و پیشنهادات
نتایج و پیشنهادات 67
منابع مورد استفاده 68
چکیده :
وانادیوم محصول فرعی مهمی است که به طور وسیع در آلیاژهای فروس و غیر فروس بکار برده می شود. میزان جهانی وانادیوم از منابعی مانند مواد اولیه چگاله ها،
سرباره های فلز کاری و پس مانده های نفتی بدست می آید. مواد معدنی حاوی وانادیوم عبارتند از: کارنوتیت، موتراسیت، پاترونیت، دشلولیت و وانادنیت. سرباره های صنایع آهن یک منبع اصلی وانادیوم اند در حال حاضر منابع شناخته شده وانادیوم نیازهای قرن آینده را برآورده می سازد. مواد حاوی وانادیوم بوسیله چند روند از قبیل کاهش کلسیم، لیچینگ، خروج هلال و تبادل یونی برای بدست آوردن وانادیوم به شکل یک فلز فرو وانادیوم، پنتوکسید وانادیوم و یا شکل مواد شیمیایی مختلف فرآورده می شود.
میزان عنصر و تقاضای وانادیوم در طول 2 سال گذشته ثابت بوده است و در حال کاهش قیمت است.
تولید کنندگان اصلی وانادیوم شامل چین، آفریقای جنوبی و روسیه است، در حالی که میزان کمتری در کشورهای استرالیا، آمریکا تولید می شود.
مواد خام ثانویه مانند سرباره های فولاد کاری و یا پس مانده های دیگر صنایع حاوی وانادیوم، مانند کاتالیزورها و یا خاکستر کوره نفت سوز، می توانند پیش از مصرف نهایی به منظور تولید وانادیوم مورد استفاده قرار گیرند. بدین ترتیب، به مانند پردازش اولیه، لیچینگ قلیایی باید در یک کوره گردان و یا یک کوره چند اجاقی انجام گیرد. این فرآیند وانادیوم را که به طور مستحکمی در داخل ساختار معدنی اسپیل جای گرفته، به وانادی قابل شستشو تبدیل می کند.
کلیات:
وانادیوم یک عنصر شیمیایی است، عدد اتمی این عنصر 23 است و در جدول متناوبی، در گروه 7 است. جرم حجمی آن و رنگ آن خاکستری نقره ای فلزی است، توان اتمی آن 50.9415amu، شعاع اتمی آن 171pm و شعاع کوالانسی آن 125pm می باشد، نقطه ذوب این عنصر 2175k و نقطه جوش آن 3682k می باشد.
وانادیوم یک عنصر کمیاب نرم و هادی می باشد که به صورت ترکیبی با کانیهای خاصی یافت شده و برای تولید آلیاژهایی بکار گرفته می شود.
این عنصر در برابر فرسودگی توسط مواد قلیایی و اسید سولفوریک و اسید هیدروکلریک مقاوم است در k 933 به سرعت اکسید می شود. وانادیوم ساختار محکمی داشته و شکاف نیوترونی ندارد که این خاصیت آن را برای استفاده در زمینه های هسته ای مناسب
می نماید.
حالتهای اکسیداسیون محصول این عنصر + 2 و + 3 و + 4 و + 5 می باشد یک تجربه عمومی با وانادات آمونیوم با فلز روی است که می تواند از طریق همه 4 حالت، اکسیداسیون + 1 نیز برای این عنصر دیده شده است بیش از 80% وانادیوم تولید شده به مصرف فرو وانادیوم که یک ماده افزوده به فلز فولاد می باشد می رسد موارد استفاده دیگر عبارتند از:
در آلیاژها به عنوان
- فلزات ضد خش وسایل جراحی و ابزار آلات
- ماده ضد رنگ و افزایش دهنده سرعت در فلزات
- ماده مخلوط شونده با آلیاژهای آلومینیوم و تیتانیوم برای استفاده در موتورهای جت و هواپیماهای پر سرعت
- آلیا‍ژ فلز وانادیوم در ساخت محورها، میل لنگ دنده ها و ... بکار می رود
- متعادل کننده کاربید در ساخت فلزات
- کاربردهای هسته ای بدلیل نداشتن شکافت نوترونی
- استفاده از ورق وانادیوم در آبکاری تیتانیوم در فلزات
- نوار وانادیوم گالیوم که مگنت ابر رسانا می باشد.
- استفاده از ترکیبات وانادیوم به عنوان کاتالیزور در تولید Moleic Anhydride و اسید سولفوریک
- استفاده از پنتا اکسید وانادیوم به عنوان کاتالیزور در سفالگری
وانادیوم توسط Andres Monuel Del Rio که یک معدن شناس اسپانیایی بود در شهر مکزیکوسیتی در سال 1801 کشف شد، اولین عنصر را سرب ترمز نام نهاد، با انجام آزمایشاتی وی ملاحظه کرد که رنگ این عنصر بدلیل وجود کرومیوم می باشد از این رو او این عنصر را Danchromium نام نهاد وی بعداً این عنصر را به نام Erythronium تغییر داد چرا که بیشتر نمکها با حرارت دادن قرمز می شوند. یک شیمی دان فرانسوی اشتباهاً اعلام کرد که عنصر جدید Rio Del تنها یک کرومیوم ناخالص است. Del Rio نیز گمان داشت که اشتباه کرده است و نظر شیمیدان فرانسوی را قبول کرد.
در سال 1831 سوئد وانادیوم را در اکسید جدیدی که وی به هنگام کار کردن با معادن آهن یافته بود دوباره کشف کرد در همان سال Friedrich W…V کشف سابق Del Rio را تأیید کرد.
وانادیوم فلزی در سال 1867 توسط Henry Enfield Roscoe که کلرید وانادیوم را با هیدروژن تقلیل کرد به صورت جداگانه بدست آمد. نام وانادیوم از کلمه وانادیس الهه زیبایی در اسکاندیناوی گرفته شده است چرا که این عنصر در ترکیبات گوناگون رنگهای الوانی دارد.
در بیولوژی اتم وانادیوم از اجزاء لازم آنزیمها بشمار می رود. به طور خاص Vanadium Nitrogenose توسط میکرو ارگانیسم های ثابت کننده هیدروژن استفاده می شود. وانادیوم برای Ascidianهای لازم است. تمرکز وانادیوم در بدن آنها یک میلیون برابر تمرکز وانادیوم مرکب اطراف آنها می باشد. همچنین موشها و جوجه ها نیز به مقادیر بسیار کمی وانادیوم نیاز دارند و کمبود این عنصر باعث کمبود رشد و تولید مثل معیوب می شود.
وجود ترکیباتD xo Vanadium برای سبک کردن نشانه های بیماری دیابت در برخی نمونه های حیوانی و انسان نشان داده شده است.
وانادیوم هرگز به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی شود اما در 65 گونه کانی های گوناگون بوجود می آید. وانادیوم همچنین در Bouxife و کربن نیز وجود دارد که حاوی ذخایری مانند نفت خام، ذغال سنگ، Oil shale و Tar می شود. طیف وانادیوم در نور خورشید و دیگر ستارگان نیز شناسایی شده است.
بیشتر وانادیوم تولید شده توسط تقلیل کلسیوم از 5O2V در یک لوله فشار می باشد وانادیوم معمولاً به صورت محصولات جنبی بدست می آید. از اینرو منابع جهانی از این عنصر حاکی از وجود ذخایر در دسترس نمی باشد.
وانادیوم طبیعی از یک ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است V-51. برای این عنصر 15 ایزوتوپ رادیو اکتیوی دیگر شناسایی شده است که پایدارترین آنها V-50 با نیمه عمر e171.4 سال و V-49 با نیمه عمر 330 روز و V-48 با نیمه عمر 15.9735 روز می باشند. تمام ایزوتوپهای رادیو اکتیو باقی مانده نیمه عمری کمتر از یک ساعت دارد که نیمه عمر بیشتر آنها کمتر از 10 ثانیه است. این عنصر حالت متا دارد ایزوتوپهای وانادیوم به ترتیب وزن اتمی 43.981amu تا amuV59 59.959 مرتب شده اند. حالت Decay اولیه قبل از فراوان ترین ایزوتوپ V51 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن Beta Deeay
می باشد محصولات decay اولیه قبل از V51 ایزوتوپهای عنصر تیتانیوم 22 و محصولات اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر Chromium 24 می باشد.
ذخایر وانادیوم در ایران:
یکی از عمده ترین منابع وانادیوم سنگ آهن های تیتانیوم و وانادیوم است که ذخایر عظیمی از آن در مناطق آهن دار ایران مرکزی وجود دارد و از جمله می توان به ذخیره سنگ آهن چغارت با عیار V250% 5/0-0/3 اشاره کرد.
همچنین می توان بر کانسارهای اصلی ناحیه بافق – ساغند اشاره کرد که حضور وانادیوم در آنها چشمگیر است در این کانسارها وانادیوم همراهی و مشارکت بسیار خوبی را با کانه های منیتیتی نشان می دهد و میزان این عنصر در این نوع کانه در مقایسه با انواع دیگر بسیار بیشتر است. عیار وانادیوم در کانسنگهای این ناحیه با میزان عیار کهن و تیتانیوم نسبت مستقیم و با میزان فسفر نیست معکوس دارد و به عبارتی می توان گفت سنگ آهنهای پر عیار و کم مستقر دارای مقدار بیشتری وانادیوم در شبکه خود می باشند و همچنین وانادیوم احتمالاً در کانی منییف تمرکز پیدا کرده است. عیار بنتوکسید وانادیوم (V205) در کاسنار چاه گز حدود 0.4 درصد و در معدن چغارت بین 01 درصد در سنگهای آهن کم عیار و پر فسفر تا 5/0 درصد در سنگهای آهن پر عیار و کم فسفر متغییر است و با توجه به اینکه عیار آن در این کانسارها از عیار حد اقتصادی این عنصر در بازارهای جهانی بیشتر است لذا بنظر می رسد که استحصال وانادیوم از کانسنگهای این ناحیه و بخصوص چغارت اقتصادی می باشد.
و...
