دانشگاه کاشان
دانشکده مهندسی
گروه مهندسی معدن
پایان نامه
جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد
در رشته مهندسی معدن - فرآوری مواد معدنی
عنوان:
امکان سنجی فرآوری کانه سخت منگنز جیرفت
استاد راهنما:
دکتر علی اکبر عبدالله زاده
توسط:
نیوشا امیدشفاعت
اسفند ۱۳۹۳
چکیده
منگنز به دلایل اقتصادی و داشتن خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاص به عنوان یکی از فلزات کاربردی و مهم در صنایع متالورژی و آلیاژهای غیر آهنی استفاده میشود. استحصال این فلز به لحاظ اهمیت آن از کانههای با عیار پایین دارای توجیه اقتصادی میباشد. در تحقیق حاضر امکانسنجی پرعیارسازی کانسنگ منگنز معدن محمدآباد جیرفت مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس آنالیزهای شیمیایی، عیار منگنز در نمونه ۲۱ درصد، اکسید آهن ۶۶/۱۹ درصد و اکسید سیلیس ۰۷/۳۲ درصد به دست آمده است. مطالعات کانیشناسی نمونه نشان از حضور بلورهای ریز کانیهای منگنزدار و همچنین درگیری با کانیهای گانگ نمونه دارد، در نتایج آزمایش پراش پرتو ایکس کانیهای منگنز به دلیل آمورف بودن و پایین بودن کریستالینیتی بلورها تشخیص داده نشد. آزمایشهای ثقلی ابتدا با بهره گرفتن از جداکننده جیگ بر روی محدودهی دانه بندی۱۰۰۰+۳۰۰۰- میکرون انجام شد. عیار منگنز در کنسانتره جیگ به ۶۱/۲۳ درصد منگنز رسید. دربازههای ۱۰۰۰- ۳۰۰+ ، ۳۰۰- و ۱۰۰- میکرون با بهره گرفتن از میزلرزان آزمایشهای پرعیارسازی انجام شد، بهترین نتیجه کنسانتره منگنز در این مرحله، عیار ۱۴/۳۱ درصد و بازیابی ۴۳/۳۰ درصد به دست آمد. به منظور افزایش بازیابی منگنز، از جداکنندههای مغناطیسی خشک و تر برای پرعیارسازی محصول میانی میزلرزان در محدوده ابعادی ۳۰۰- میکرون استفاده شد. در مرحله بعد، آزمایشهای فلوتاسیون بر روی محدوده ابعاد ۱۰۰- میکرون انجام پذیرفت که در بهترین حالت عیار منگنز ۵۹/۲۷ درصد شد. به دلیل دست نیافتن به نتیجه مطلوب از روشهای رایج پرعیارسازی فیزیکی و فلوتاسیون میتوان اینطور نتیجه گرفت که این نوع کانسنگ در گروه کانیهای سخت منگنز قرار داد و باید روشهای شیمیایی مانند لیچینگ احیایی را برای پرعیارسازی کانسنگ منگنز معدن محمدآباد جیرفت انتخاب کرد. در بخش نهایی این تحقیق، مراحل روش لیچینگ احیایی بررسی و نتایج آن تحلیل شد. در روش لیچینگ احیایی بیشترین بازیابی منگنز نسبت به سایر روشها به دست آمد. کاهندهی موثر در این روش اسیداکسالیک انتخاب شد، همچنین عامل کنترل لیچینگ تعیین شد. با بهره گرفتن از نرمافزار طراحی آزمایش روش CCD با انجام ۳۰ آزمایش لیچینگ،در آزمایشهای اعتبارسنجی با ۴/۱۴ درصد جامد، ۶۰ گرم بر لیتر اسیدسولفوریک، ۹۳/۴۹ گرم بر لیتر اسید اکسالیک در دمای ۷۰ درجه سانتی گراد، بازیابی منگنز به ۴/۸۸ درصد، بازیابی آهن ۵۷/۶ درصد و بازیابی سیلیس به ۶۶/۰ درصد رسید.
کلمات کلیدی: پرعیارسازی کانسنگ منگنز، معدن محمدآباد جیرفت، لیچینگ احیایی، روش CCD
تقدیم به:
دلسوزی و صبوری پدرم،
مهربانی و همراهی مادرم
و
پشتوانهی زندگیم برادرم
تقدیر و تشکر
شکر شایان نثار ایزد منان که توفیق را رفیق راهم ساخت تا این پایان نامه را به پایان برسانم . از استاد فاضل و اندیشمند جناب آقای دکتر عبداللهزاده به عنوان استاد راهنما که همواره نگارنده را مورد لطف و محبت خود قرار داده اند و تحقیق، پژوهش و نگارش این پایاننامه تقبل نمودهاند ،کمال تشکر را دارم .
از اساتید داور گرامی و بزرگوار جناب آقای دکتر رضویان و جناب آقای دکتر طاهری که وقت ارزشمند خود را صرف مطالعه این پایاننامه و شرکت در جلسه دفاعیه نمودهاند، سپاسگزارم.
از کلیه کارمندان مرکز تحقیقات فرآوری مواد معدنی ایران جهت همکاری بی دریغ در جهت پیشبرد این پایان نامه، سپاسگزارم.
فهرست مطالب
عنوان…………………………………………………………………………..صفحه
مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..۱
فصل اول ………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………….۳
۱-۱آشنایی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………۴
۱-۲خواص…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….۴
۱-۳کانی شناسی………………………………………………………………………………………………………………………………………………….۵
۱-۴ژئوشیمی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ..۵
۱-۵زمین شناسی اقتصادی………………………………………………………………………………………………………………………………….۶
تقسیم بندی کانسارهای منگنز (پارک و مک دیارمید ۱۹۷۵) …………………………………………………۸
۱-۵-۲تقسیم بندی کانسارهای منگنز (گیلبرت و پارک ۱۹۷۷) ……………………………………………………………..۸
۱-۶ اکتشاف و ارزیابی ذخایر منگنز…………………………………………………………………………………………………………………..۱۴
۱-۷روش های عمده استخراج منگنز…………………………………………………………………………………………………………………۱۴
۱-۸کاربردهای منگنز…………………………………………………………………………………………………………………………………………۱۵
۱-۹توزیع منگنز در دنیا……………………………………………………………………………………………………………………………………..۱۶
۱-۹-۱تولید منگنز در ایران………………………………………………………………………………………………………………………۱۷
۱-۹-۲ تولید منگنز در دنیا و توسعه های اخیر……………………………………………………………………………………….۱۸
فصل دوم……………………………………………………………………………………………………………………………………………..۲۱
روش های فرآوری منگنز
۲-۱ مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………۲۲
۲-۲ سنگ جوری………………………………………………………………………………………………………………………………………………۲۲
۲-۳ پرعیارسازی به روش ثقلی………………………………………………………………………………………………………………………..۲۲
۲-۴ پرعیارسازی به روش مغناطیسی……………………………………………………………………………………………………………….۲۴
۲-۵ پرعیارسازی به روش فلوتاسیون………………………………………………………………………………………………………………..۲۴
۲-۶ روش تشویه……………………………………………………………………………………………………………………………………………….۲۴
۲-۷ پرعیارسازی به روش لیچینگ…………………………………………………………………………………………………………………..۲۵
۲-۷-۱ لیچینگ کاهشی با محلول یون آهن……………………………………………………………………………………………..۲۸
۲-۷-۲ لیچینگ کاهشی توسط سولفور دیاکسید یا محلولهای سولفیت……………………………………………….۳۰
۲-۷-۳ لیچینگ کاهشی با بهره گرفتن از کاهندههای ارگانیک…………………………………………………………………………۳۱
۲-۷-۴ لیچینگ الکترو-کاهشی…………………………………………………………………………………………………………………….۳۹