سیلیس زدایی از کانسارهای بوکسیت دار

چکیده :
سـیلیکات هـای آلـومینیوم دار مـانند پـیـروفیلیـت ، ایـلـیت ، کـائـولیـنیت و کـلریـت جزو کـانی هـای نـاخـالصی هـستـنـد کـه در بـوکـسـیت دیـاسـپوردار وجـود دارنـد که این اهمیت جـداسـازی کـانی هـای سـیلیکـاته را در مـرحـله ابـتـدایـی بـرای بـالا بـردن نـسـبت حـجمی  Al2O3 / SiO2  از بـوکسیت دیـاسپوردار نـمـایان مـی سـازد . زمـانـی کـه نـمـونـه را بـه چـهار قـسمت تقـسیم کـرده و  ¼  نـمک آمـونیوم  DTAL  را انتخاب می کنیم این نمونه انـتخاب شـده تـأثیر سـیلیکات هـا را در فـلوتاسـیون بـه خـوبـی بـه مـا نـشـان مـی دهـنـد . این انتخاب  ¼  کـه بـه صـورت خـشک با استفاده از  Na2CO3  با  pH  متعادل و منظم کـامل مـی شـود و ابـعـاد دانـه هـای گـل کـه بـا نـسـبت حـجـمـی    1.60= Al2O3 / SiO2  جداسازی می شوند کمتر از 0.010 میلیمتر می باشد . آزمایشات  X-ray  بر روی مواد اولـیـه و مـحـصـولـات فـلـوتـاسـیـون نـشان مـی دهـد کـه ایـلـیت بسیار مـشکـلتـر از سـایر بـوکسیت هـای دیـاسـپوردار هـمانند پـیروفیلیت ، کائـولینیت و کـلریت جداسازی می شود . آزمـایـش هـای فـلـوتـاسـیـون بـا چـرخـه هـای بـسـتـه بـه مـا نـشـان مـی دهـنـد کـه عوامل مـزاحـم فـلـوتـاسـیـون بـرای سـیـلـیـس زدایـی بـا یـک بـرنـامـه مـنـظـم قـابـل اجـرا  اســت ( MIBC ، SFL ، DTAL )  و  نــتــیــجــه آن بــدســت آمـدن کـنـسـانـتـره بـوکـسـیـت ( A / S > 10 , Al2O3 ( RGP ) > 0.86 )  و تـولیدات اقـتصادی بـا تـکـنـولـوژی ابـتـدایی می باشد .
رفـتار مکانیکی – شیمیایی بوکسیت به همراه آهک در زمان پروسسینگ مورد مطالعه هر چه بیشتر قـرار گـرفته اسـت . از جمله موارد قابل توجهی که در زمان آسیاب بوکسیت و مـخلوط آهـک مـنجر بـه آسـیب جـدی بـه دستگاه آسیاب کننده می شود ، و جود آهن در درون ساختار سطوح تشکیل دهنده در اسلاری بـوکسیت – آهـک می باشد که می تواند به بـیش از 9 درصد ترکیب  CaO  نیز برسد . بیش از 90 درصد کوارتزهای محتوی درون بـوکسیت را مـی تـوان بـوسـیله فـعـل و انـفعـالات هـیدروگـارنـت بـازداشت نمود . ترکیبات هـیدروگارنـت بـطور پـایدار در طـول مـراحل استحصال آلومینا با درجه حرارت بسیار زیاد موجود بوده و در نهایت 30 درصد از تـرکیبات آنهـا به داخل ترکیبات سود سوزآور تبدیل می شوند . استحصال آلومینا تأثیر زیادی را از رفتار مکـانیکی – شـیمیایـی پـروسـسیـنگ مورد استفاده ، نخواهد برد .
فهرست مطالب

عنوان                                                                              شماره صفحه
فصل اول

    کلیات....................................................................................................1

فصل دوم ( بوکسیت و آلومینا )

    2-1- مقدمه ..........................................................................................4
    2-2- قوانین و برنامه های دولتی ...............................................................8
    2-3- تولیدات ........................................................................................9
        2-3-1- بوکسیت ................................................................................9
        2-3-2- آلومینا ..................................................................................9
    2-4- مصرف ......................................................................................10
        2-4-1- بوکسیت ..............................................................................10
        2-4-2- آلومینا ................................................................................12
    2-5- قیمت .........................................................................................13
    2-6- تجارت .......................................................................................15
    2-7- باز بینی جهانی ............................................................................18
        2-7-1- ترکیب صنایع ........................................................................20
        2-7-2- استرالیا ...............................................................................20
        2-7-3- برزیل .................................................................................22
        2-7-4- آلمان ..................................................................................23
        2-7-5- هند ....................................................................................23
        2-7-6- ایران ..................................................................................24
        2-7-7-ایرلند ...................................................................................24
        2-7-8- جامائیکا ..............................................................................25
        2-7-9- روسیه ................................................................................26
        2-7-10- سوریه ..............................................................................28
        2-7-11- جزایر بریتانیا .....................................................................29
        2-7-12- ویتنام ...............................................................................29
    2-8- چشم انداز ...................................................................................30

فصل سوم ( جداسازی بوکسیت های دیاسپوردار از سیلیکات ها با روش فلوتاسیون )

    3-1- مقدمه ........................................................................................31
    3-2- آزمایشگاهی ................................................................................33
        3-2-1- مواد ...................................................................................33
        3-2-2- آزمایش های فلوتاسیون ..........................................................34
    3-3- نتایج حاصله ...............................................................................36
3-3-1- تست های فلوتاسیون با استفاده از کلکتورهای کاتیونی ................36
        3-3-2- تأثیر گل بر عوامل مزاحم فلوتاسیون ..........................................39
        3-3-3-  سـیـلـیـس زدایـی مواد مـزاحـم فـلـوتـاسـیـون بـرای بـوکسیت های دیاسپور دار متفاوت .....................................................................................40
        3-3-4- آزمایش  X-ray  بر روی خاک محصولات فلوتاسیون ...................41

فصل چهارم ( بررسی رفتارهای فلوتاسیون بوکسیت حاوی مواد سیلیکاته و آهک )

    4-1- مقدمه ........................................................................................44
    4-2- پردازش تجربیات کسب شده ............................................................48
    4-3- نتیجه گیری و پیشنهاد ...................................................................51

فصل پنجم

    نتیجه گیری .........................................................................................57

منابع و مأخذ ..............................................................................................59
منابع اینترنتی .............................................................................................69
 
فصل اول :

کـــــــلـــــــیـــــــات
قـبل از ایـن کـه در مـورد دیـاسپور بـحث وبـررسی نـمایـیم در مـورد گـروه هیدروکسیدها که دیاسپور از کانی های این گروه است صحبت می نماییم .
در این گروه از کانیـها  یون   (OH)- یا اصطلاحاً هیدروکسیل در شبکه اتمی قرار دارد . وجود یون هیدروکسیل بـاعـث تضعیف قدرت اتصال بین اتمها می شود . مهمترین کانی های این گروه عبارتند از :
بـروسـیـت ( Brucite  ) ، گـوتـیت ( Geothite ) ، دیـاسـپـور ( Diaspore ) ، بوکسیت ( Bauxite ) ، لـپیدوکروزیت (Lepidocrocite ) ، منگنیت ( Manganite ) ، گروتیت ( Groutite ) ، اسـتـیانریت ( Stainierite ) ، کـالکوپانیت ( Chalcopanite ) هستـند کـه مـورد بحث این پروژه کانی دیاسپور و فرآوری آن از کانـی هـای دیاسپوردار می باشد .
در ایـنجا ابتدا در مورد کانی دیاسپور صحبحت می کنیم ، زیرا بوکسیت معمولاً همراه این کانی تشکیل می شود و برای فرآوری بوکسیت حتماً باید از خواص دیاسپور آگـاهـی داشـتـه باشیم . 
نـام دیـاسـپـور از کـلمـه یـونـانی diaspora   یـعـنی پـراکـنـدگـی اخـذ شـده اسـت . کـانی
دیـاسـپور بـه فـرمـول شـیمـیـایـی ALOH   در سـیـسـتـم ارتـورمـبـیـک متبلور می شود  و a=4A°  ،° b=9.40 A ، c=2.84A°  اسـت .  دیـاسـپور از نــظـر شـیمیایی شامل 15.01 درصـد آب ، 84.99 درصـد  Al2O3  و انکـلوزیـون کـرانـدوم و مـنـیـزیم و آهن می باشد . سـخـتی ایـن کـانی حـداقل 6.5 و حداکثر 7 می باشد و چگالی آن حداقل 3.3 و حداکثر 3.5 است .
رنگ کـانی دیـاسـپور سـفـید ، زرد ، قـرمـز ، بـنـفش ، خـاکستری و گاهی متمایل به سبز اسـت . در یک سـطـح کـلـیواژ عالـی دارد . رخ آن بـسـیار خوب و مطابق با سطح ( 010 ) مـی باشد . جـلای آن شـیشـه ای و صدفی است ولی جلای کانی در سطح کلیواژ چرب است . شکستگی آن صـدفی و از نـظر شـفافیت شـفاف تا نیمه شفاف است و ضریب شکست نوری آن 1.72 است .
کانی هـای دیـاسـپور بـه صـورت بـلورهای کـوچک آگـرگـات فلزی و تابولار و به صورت توده ای یافت می شوند . از نظر خواص شیمیایی می توان گفت که در شعله ذوب می شود . از نـظر سـختی و وزن مـخـصوص بـا کـانی هـای مـشابـه اشـتـباه گـرفته مـی شود . از لحاظ کـانی شنـاسـی بـا ژیـبسیت مـشـابه اسـت و پـاراژنـز آن کـلسیت ، سیانیت و کرندون است و دیاسپور مـعـمولاً در شـیست هـای کـلـریتی و دولومیتی همراه کراندوم دیده می شود . شکل بلورها اغلب پهن و کوتاه – شیار دار – ماکله است .
منـشأء تـشکیل دیاسپور دگرگونی و دگرگونـی مـجـاورتـی اسـت و در صنایع تصفیه و در مواد نسوز و کانسار آلومینیوم مورد استفاده قرار می گیرد .
ایـن کـانی در اتـریش ، نـروژ ، روسـیه ، چکـسلواکی ، سوئیس و یونان در حد اقتصادی یافت شده است و محل پیدایش این کانی آمریکا می باشد .
حال با بوکسیت کـه هـمان کـانی مـورد نـظر مـا در ایـن پـروژه مـی باشد کمی بیشتر آشنا می شویم .
کـانی بـوکسیت از مـخلوط ایـزومورف چنـد کـانی دیـاسپور ، گـیبسیت و بـوهمـیت تشکیل می شود .
بنابـراین فـرمول شـیمیایی بـسیار پـیچیده ای دارد . سختی آن 3- 1 و وزن مخصوص آن 2.55- 2 است . رنگ سفید ، خاکسـتری ، زرد و گـاهی قرمز است . رنگ عمومی آن مانند رنگ گچ است . جلای آن مات است .
تـرکیب اصلی بوکسیت اکسیدهای آلومینیوم آبدار است . در بعضی مواقع فرمول شیمیایی بوکسیت به گیبسیت نزدیک تر است . چـون بـوکسیت از مجموع چند کانی تشکیل شده است باید به آن سنگ گفته شود .
شـرایط تـشکیل بـوکسیت حـرارت کـم و رطـوبت زیـاد اسـت . بـوکسیت هـا عموماً منشأء سـوپرژن دارنـد . بـوکسیت مـمکن اسـت از تخـریب سـنگ های آهکی حاوی رس ها تشکیل شود .
بـوکـسیت مـهمترین کـانی بـرای تهـیه آلـومـیـنـیوم اسـت . در ایـران در نـاحـیـه زنجـان و کـردستان ذخـایر کـمی از بـوکـسیت وجـود دارد بـنابرایـن در ایران اجباراً از زاج سفید برای تهـیه آلـومینیوم اسـتفاده مـی شـود . در آمـریکا ، ترکیه ، استرالیا ، فرانسه ، روسیه ذخایر
ارزشمندی از بوکسیت یافت شده است .

 فصل دوم :

بوکسیت و آلومینا

2-1- مقدمه :
بـوکسیت به صورت طبیعی بوجود می آید و در ابتدای کار مواد فشرده همگن با یک یا چـندین نـوع از کـانی هـای هـیدروکـسید آلـومینیوم ترکیب شده و در نهایت ترکیباتی نظیر اکـسید ســیلـیس ( SiO2 ) و اکـسـیـد آهـن ( Fe2O3 ) و اکـسـید تـیـتانـیـوم ( TiO2 ) و آلـومـینوسـیلیکات و دیگـر نـاخالصی هـای قـابل شـناسایی را مـی توان در داخل بوکسیت مـشاهده نمود . کانی های هیدروکسید آلومینیوم بصورت عرفی با نسبت های گوناگون به غـیر از بـوکسیت در گـیبسیت بـا تـرکیب  [ Al(OH)3 ]  و پلی مرف ها مانند بوهمیت و دیاسپور  [ AlO ( OH ) ]  یافت می شود .
بـوکسیت بـصورت کـلی از لحـاظ طبقه بندی صورت گرفته جزو کانی های اقتصادی یا تجاری قرار می گیرد  کـه ایـن مـوضوع بـه خـاطر خواصی نظیر سایش ، سیمانه بودن ، شـیمیایی ، مـتالورژی و تـصفیه ای آن مـی باشد . کـلیه بـوکسیت هـای معدنی به صورت کـلی از 85 درصـد آلـومینا ( Al2O3 ) کـه منجر به تولید فلز آلومینیوم می گردند تشکیل شـده اسـت و 10 درصـد مـابقی آن را بفرم های مختلف دیگر برای آلومینای ویژه که در غیر فلزات استفاده می شود ، بکار می گیرند . 5 درصد مابقی این مقدار بصورت مستقیم برای تولید بوکسیت بدون خاصیت متالورژی مورد استفاده قرار می گیرند .