تحقیق امکان فرآوری کانسار های وانادیوم و تنگستن دار

Word 603 KB 32461 75
مشخص نشده مشخص نشده جغرافیا - زمین شناسی - شهرشناسی - جهانگردی
قیمت: ۷,۵۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • 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.

     

     فصل اول

    کلیات

    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 ایزوتوپ های 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 کانسنگ های این ناحیه و بخصوص چغارت اقتصادی می باشد.

  • فهرست:

    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

     

     

    منبع:

     

    ACTED Consultants, 2003. Vanadium pent oxide and ferrovanadium, 3 p. articles from chiming com.

    An mended profile, 2002. World: mining – vanadium mining, com modify properties and uses, 4 p.

    Barrera – Godliness, J.A., Campos – Gonzalez, T., 2002. vanadium extraction from a Mexican power plant residue. In: tanner, M.F., River’s, P.A., Durian, J.E., GATT Nell, M., Per run, L. (Eds). Vanadium, Geology, Processing and Applications, Proceedings of the International Symposium on Vanadium, Conferences or metallurgists, Montreal. Canada, august 11-14 pp. 243-255.

    Bauer, G., Gutter, V., Hess, H., Otto, A., Roils, O., Roller, H,. Saltelberger, Sa 2002. vanadium and vanadium compounds, Wiley, VCH Verlag GmbH, Weinberg, Germany, Excerpt from Ullmann’s.

    Bradbury, S., 2002. The Production of vanadium pent oxide.

    Bhosale, S.N., Mookherjec, S., Pardexhi, R.M., 1990. Current practices in tungsten extraction and recovery. High Temperature Materials and process 9 (2-4). 147-163.

    Cuple, C.K., Ktishnamurtby, N., 1999 – In: Extractive Melallurgy of vanadium Elsevier Stience Publishing, pp. 209-210.

    Dresher, W.H., 1961. A mechamism study of the Formation of sodium vanadate compounds under the conditions of the solt – roast process. In: Proceedings of the amual meeting of the Society of mining Engineers of AIME, St. I.ouis, USA.

    Engineering and Mining Journal, 1999a. Vanadium Australia Ltd. 200 (7), ww13-14.

    Engineering and Mining Journal, 1999b. Prccious metals Australia. 200 (3), ww14.

    Engineering and Mining Journal, 2000. The windimurra vanadium project. 201 (8), ww23.

    Geyrhoter, W., Voglauer. B., Joggle. H.P., 2003. Control of a roasting process for the recovery of vanadium. In: Proceedings of conference on Control Applications 2003 (CCA 2003). Istanbul. Turkey, pp. 614-617.

    Goddard, J.B., Fox. J.S., 1981 – Salt roasting of vanadium ores. In: Proceedings of 110th AIMF. Meeting, Chicago, USA, 22-26 February, pp. 127-145.

    Gupta, C.K., 2002a. the vanadium melallurgy scenarion – then. Now and future. In: tanner, M.F., Riveros, P.A., Dutrizac, J.E., Gatrell, M., Perron, L. (Eds). vanadium, Gcology, Proccssing and application proceedings of the International symposium on vanadium, conference of metallurgixts, montreal, Canada, Augest 11-14. pp, 153-170.

    Kanta Rao. P., Bhaskara Sarma, P.V.R., Tripothy, A.K., jena, P.K., 1979. Extraction of vanadium as highpurity vanadium pentoxide from vanadium – bearing titaniferous magnetites, transactions – institute of mining and metallurgy mining, section C, vol 88. pp. 187-190.

    kecffer, B.F., Lissner, E., 1987. In: Proccedings of the fourth international tungsten symposium, vancouver. MPR Publishing sevices Ltd., shrewsbury, UK, pp, 59-62.

    Lussner, E., 1982, modern methods of APT processing. In: processdings of the Second international Tungested symposium, sim frantisco, pp. 71-80.

    Litz, J.E., 1981 – Solvent extraction of W.Mo and V:similarities and contrasts. In: Extractive metallurgy of Refractory Metals. The Metallurgical Society of AIME, New York, pp, 69-81.

    Menashi, J., Rappas, A.S., Douglas, D.A., 1981. Vanadium recovery from scrap alloys, In United states patent: 4,298,582.

    Rohrmann. B., 1985. vanadium in South Africa. Journal of the South African Inslitute of mining and metallurgy 85, 141-150.

    Saha. A.K., Misra, R.N., Bhatnager, P.P., 1969. Studies on the extraction of vanadium by fluo-solid sall roasting, NML Technical Journal. 6-11.

    Top companies, 2002. Financail mails top companics, highveld steel, published by BDFM publishers (Ply) Ltd., 3 pp.

    Troisky, V., 2003. Assistance regarding non-ferrous and rare metals plus industrial mincrals. INFOMINE Research group, moscow, russia, private communication.

    Ullmann’s encyclopaedia or industrial chemistry, 2001. vanadium and vanadium compounds, sixthed. John wiley & Sons canada ltd., Rexdale ontario (II chapters).

    USGS, 2002. Vanadium mineral industry surveys, US Dept. of the interior. US geological survey, september 2002, 4 p.

    Vanadium, 2003, history & facts, an introduction to vanadium. 7 p. article trom internet search.

    Vanadium companies, 2002. Two page article about commercial enterpriscs, chemical supplicrs, mining compaties and vanadium producers.

    Vanadium production, 2003, five page article, google search, pp. 47-51.

    Vanadium prolile, 2003. World supply and demand data. 2 p. internet artiele.

    Vanadium statistics and information, 2003. Government minerals publications website, mineral commodity summaries.

    Winnacker. K., Kuchler. L., 1986. Chemische technologie – Band 4 (metalle), Fourth ed. Carl hanser verlag.

سنگ آهن چغارت و سه چاهون معدن سنگ آهن چغارت در 12کیلومتری شمال شرقی شهرستان بافق و در 125کیلومتری جنوب شرقی شهرستان یزد و در 75 کیلومتری جنوب غربی شهر بهاباد و در حاشیه کویر مرکزی ایران واقع است. دارای آب و هوای بسیار گرم و رطوبت خیلی کم می باشد به طوری که درجه حرارت بین 47درجه و 7-درجه متغییر است. میزان بارندگی کم و بطور متوسط در سال 7/55میلیمتر است. یک سلسله فعالیتهای زمین ...

طلا (اکتشاف و استخراج ، فرآوری ،استحصال ، کاربردها ) طلا از واژه Jval در زبان سانسکریت ، gold درآنگلوساکسون ،geolo در انگلیسی قدیم و aurum در لاتین گرفته شده که همگی به معنای طلا ( زرد ) می باشند.طلا فلزی زرد رنگ با نماد Au ، وزن مخصوص بالا (gr/cm332/19)،جرم اتمی 967/196 و عدد اتمی 79 است. این عنصردارای سختی 5/2 تا 3 ، نرم، براق،‌ قابل انعطاف، چکش خوار، شکل پذیر، دارای شکست ...

مقدمه سرب در حدود 6 تا 7 هزار سال پيش در مصر و بين النهرين کشف شده است. اين فلز در شمار قديمي ترين فلزهايي است که انسان آن را بکار برده است. به اين فلز در زبان انگليسي Lead در عربي رصاص و در زبان پهلوي سرب گفته مي شود. در حدود 4000 سال پيش از م

کانسارهای کرومیت در جهان به دو صورت کرومیت های تیپ لایه ای که غالباً در کمپلکس های بزرگ لایه ای باسن پروتوزوئیک در دنیا یافت می شود. (مانند کمپلکس بوشولد در آفریقای جنوبی) و دیگری ذخایر تیپ آلپینی که در آن کانسار کرومیت به صورت عدسی شکل است و در سنگهای سرپانتینی شده بسیاری از افیولیتی آلپی مشاهده می شود، یافت می شود. در ایران سنگهای افیولیتی کمربند آلپی مشاهده می شوند یافت می ...

مقدمه سرب در حدود 6 تا 7 هزار سال پیش در مصر و بین النهرین کشف شده است. این فلز در شمار قدیمی ترین فلزهایی است که انسان آن را بکار برده است. به این فلز در زبان انگلیسی Lead در عربی رصاص و در زبان پهلوی سرب گفته می شود. در حدود 4000 سال پیش از میلاد مصری ها و سومری ها از سفید سرب برای آرایش استفاده می کردند. در قرون وسطی از سرب به گستردگی در مصالح ساختمانی استفاده می شده است. در ...

چکیده کانسار های کرومیت در جهان به دو صورت کرومیت های تیپ لایه ای که غالباً در کمپلکس های بزرگ لایه ای باسن پروتوزوئیک در دنیا یافت می شود. (مانند کمپلکس بوشولد در آفریقای جنوبی) و دیگری ذخایر تیپ آلپینی که در آن کانسار کرومیت به صورت عدسی شکل است و در سنگهای سرپانتینی شده بسیاری از افیولیتی آلپی مشاهده می شود، یافت می شود. در ایران سنگهای افیولیتی کمربند آلپی مشاهده می شوند ...

شمار قدیمی ترین فلزهایی است که انسان آن را بکار برده است. به این فلز در زبان انگلیسی Lead در عربی رصاص و در زبان پهلوی سرب گفته می شود. در حدود 4000 سال پیش از میلاد مصری ها و سومری ها از سفید سرب برای آرایش استفاده می کردند. در قرون وسطی از سرب به گستردگی در مصالح ساختمانی استفاده می شده است. در ایران نیز سرب از اواخر هزاره سوم شناخته شده و چون ذوب کربنات های سرب آسان بوده است، ...

1 مقدمه سرب در حدود 6 تا 7 هزار سال پیش در مصر و بین النهرین کشف شده است. این فلز در شمار قدیمی ترین فلزهایی است که انسان آن را بکار برده است. به این فلز در زبان انگلیسی Lead در عربی رصاص و در زبان پهلوی سرب گفته می شود. در حدود 4000 سال پیش از میلاد مصری ها و سومری ها از سفید سرب برای آرایش استفاده می کردند. در قرون وسطی از سرب به گستردگی در مصالح ساختمانی استفاده می شده است. ...

لغت مینرال (کانی) که از قرون وسطی مورد استعمال قرار گرفته از لغت یونانی Mna (متشابه لاتینی آن Mina است) به معنی "کانی" یا "گردال" (از نظر معدن شناسی) مشتق شده است، لذا نام فارسی آن یعنی "کانی" معروف موادی است که از کانسارها بدست می‌آورند. نگاه اجمالی قرنها پیش از دستیابی انسان به فلزات و علم استخراج و مصرف آنها ، برخی از سنگها و کانیها مهمترین ابزار دفاعی ، زراعی و شکار بشر ...

دراين تحقيق نقش معدن سنگ آهن چغارت در توسعه اقتصادي شهر بافق مورد بررسي و تحليل قرار گرفته است روش پژوهش به صورت توصيفي تحليلي است که شاخص هاي اقتصادي همچون اشتغال، درآمد، توليد و مهاجرت مورد ارزيابي قرار گرفته است نتايج و يافته ها حاکي از اين است ک

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول