علوم و مهندسی جداسازی
سال:1398 | دوره:11 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

فاز کف، نقش مهمی در بازیابی کانی ها و عیار کنسانتره تولیدی در ماشین های فلوتاسیون دارد. در این مطالعه از مفهوم ظرفیت حمل حباب برای تعیین مقدار بازیابی کف استفاده شد. بر اساس بررسی های انجام شده ارتفاع کف، مقدار هوادهی و غلظت کف ساز از مهمترین پارامترهای عملیاتی موثر بر بازیابی کف در سلول فلوتاسیون مدار هماتیت سنگ آهن گل گهر می باشند. نتایج نشان داد افزایش هوادهی و مقدار کف ساز رابطه مستقیمی با افزایش بازیابی کف داشته و افزایش ارتفاع باعث کاهش بازیابی کف می گردد. به عنوان مثال هنگامی که هوادهی، مقدار کف ساز و ارتفاع کف به ترتیب برابر 146 متر مکعب بر ساعت، 150 میلی لیتر در دقیقه و 5 سانتی متر باشد، بازیابی کف بیش از 84% می شود. همچنین مقدار کانی های سولفیدی وارد شده به فاز کف با افزایش ارتفاع کف، هوادهی و مقدار کف ساز افزایش می یابد، در حالی که مقدار کانی های سولفیدی در کنسانتره با افزایش ارتفاع کف کاهش می یابد.

رایج ترین روش از بین فن آوری های نمک زدایی، روش غشایی است. باوجود کاربرد زیاد روش یادشده، این شیوه دارای ضعف هایی مانند شار محدود و مقاومت کم در برابر کلر است. در این تحقیق، یک راه حل بر پایه استفاده از اکسید گرافن عامل دار شده با تیونیل کلراید(GO-OCl) در ساختار غشای پلی آمیدی پیشنهاد شده است. برای عملی کردن این ایده از یک روش جدید برای بهینه سازی تولید غشای حاوی GO-OCl استفاده شد. در گام اول طراحی آزمایش ها با استفاده از روش طراحی مخلوط حددار (CMD) صورت پذیرفت. براساس آن سیزده ترکیب از سه ماده: تریمیسل کلرید، m-فنیلین دی آمین و GO-COCl انتخاب شد. سپس خصوصیاتی ازجمله دفع نمک، مقاومت در برابر کلر و شار اندازه گیری گردید. با استفاده از روش بهینه سازی چند متغیره با بهینه کردن سه پارامتر یادشده، غلظت بهینه به دست آمد و متعاقباً غشای متناظر با آن ساخته شد. از مقایسه عملکرد غشای بهینه ساخته شده، با غشاء پلی آمیدی، مشخص شد که شار عبوری آب 6/50 درصد افزایش، دفع نمک 3 درصد کاهش و مقاومت در برابر اکسیداسیون کلر91/4 درصد افزایش داشته است.

هدف از این پژوهش بهینه سازی واحد جداسازی گوگرد به منظور افزایش تولید گوگرد و کاهش همزمان تولید دی اکسید کربن، بر مبنای اطلاعات واحد جداسازی گوگرد پالایشگاه ایلام می باشد. متغیرهای ورودی واحد جداسازی گوگرد شامل: دبی جریان خوراک، دبی هوا، دمای کوره، فشار کوره، درجه حرارت راکتور کاتالیستی اول و فشار راکتور کاتالیستی اول می باشند. مدل ریاضی فرآیند با استفاده از روش پاسخ سطح به دست آمده است و دقت و صحت مدل با تحلیل واریانس بررسی گردید. در انتها شرایط عملیاتی فرآیند جداسازی گوگرد با روش بهینه سازی عددی انجام و ارائه گردید. نتایج نشان داد که مؤثرترین این پارامترها، دمای کوره، دبی هوا، و دبی خوراک می باشند. نقاط بهینه برای دمای کوره 1039، نرخ دبی هوا kmol/h 33/469 و نرخ دبی خوراک kmol/h 38/1110 بدست آمد که در این نقاط بهینه، باعث افزایش تولید گوگرد از 30% به 89% و کاهش تولید دی اکسید کربن از 55% به 8% شد.

در این پژوهش، تعادل مایع-مایع سیستم های سه جزئی نرمال آلکان ( نونان، آندکان و تری دکان) + متانول + متیل اتیل کتون در دماهای 15/278 و 15/288 و 15/298 کلوین به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشهای این پژوهش شامل تعیین ناحیه دوفازی (گنبد دو فازی) و پیدا کردن خطوط رابط تعادلی می باشند. گنبدهای دو فازی، با استفاده از روش تیتراسیون (بر اساس نقطه ابری شدن)، مشخص گردیدند و خطوط رابط تعادلی با استفاده از تکنیک کروماتوگرافی گازی از نمونه های گرفته شده از هر فاز تعادلی بدست آمدند. اثر دما و طول زنجیر هیدروکربنی در خانواده نرمال آلکان نیز بررسی شده است. علاوه براین، نتایج آزمایشگاهی خطوط رابط تعادلی سیستم های بررسی شده توسط مدلNRTL (Non Random Two Liquid) مدل سازی گردیده است. مقدار محاسبه شده انحراف میانگین ریشه دوم غلظتها (33/1، 71/1، 56/0و 87/0) نشان دهنده دقت مطلوب مدل سازی در این پژوهش می باشد.

گوگرد برای اکثر کاتالیست های واحد، یک عامل مسموم کننده است بنابراین، به منظور حذف گوگرد، گاز ورودی تحت عملیات هیدروژناسیون و سولفورزدایی قرار می گیرد. در این پژوهش، سولفورزدایی از گاز طبیعی توسط جاذب اکسید روی توسط مدل دانه ای، مدل-سازی شده است. جهت آنالیز خواص جاذب، دو نمونه تجاری تحت آزمایش های BET، XRF، SEM و تخلخل سنجی جیوه قرار گرفتند. مقایسه نتایج نشان داد که مدل با خطایی کم تر از %2 با داده های تجربی تطابق دارد. نتایج بدست آمده از تحلیل حساسیت نشان می دهند که تخلخل قرص در محدوده 4/0 تا 55/0 بالاترین زمان شکست را دارا می باشد و با افزایش چگالی توده، زمان شکست افزایش و باعث افت فشار بستر می شود. مقایسه زمان شکست و کسر تبدیل جاذب های تجاری، مشخص کرد که جاذب تجاری تاپسو (نمونه1) برای شرایط عملیاتی به کار رفته، عملکرد بهتری نسبت به جاذب سودکمی (نمونه2) خواهد داشت. زمان شکست و میزان تبدیل جاذب تجاری1 به ترتیب 215 روز و 90درصد و برای جاذب تجاری2، 185 روز و 87 درصد بدست آمده است.

استحصال مس از منابع سولفیدی به روشهای هیدرومتالورژیکی از بزرگترین چالشهای محققان صنایع معدنی است. گلایسین یکی از معرفهای نوین لیچینگ کانیهای مس و طلا است که پتانسیل بالایی از نظر محیط زیستی، فنی و اقتصادی برای عمل آوری کنسانتره های سولفیدی مس و استفاده در صنعت دارد. هدف از انجام این تحقیق، بررسی تأثیر محتوای پیریت بر انحلال مس از کنسانتره کالکوپیریتی در محیط گلایسین بوده است. آزمایشهای لیچینگ و آنالیزهای الکتروشیمیایی روی کنسانتره فلوتاسیون مس سرچشمه انجام گردید. آزمایشهای لیچینگ در سه نسبت وزنی محتوای پیریت به کنسانتره (صفر، 20 و 40%) انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت پیریت به کنسانتره، استخراج مس به طرز قابل توجهی افزایش می یابد، به طوریکه با افزایش پیریت در شرایط 5/10=pH، دمای ̊ C 60، درصد جامد 5%، دبی اکسیژن L/min 1، غلظت گلایسین M 7/0 و دور همزنی rpm 500، بعد از گذشت 12 ساعت استخراج مس از 6/50% در نمونه بدون افزایش پیریت به 8/73% در نمونه با افزایش 40% پیریت، افزایش یافت، در حالیکه استخراج آهن در سطح بسیار پایینی است (کمتر از 7/0% ). نتایج آنالیزهای الکتروشیمیایی با ولتامتری چرخه ای و پلاریزاسیون نشان داد که بیشترین جریان اکسایش آندی مربوط به نمونه کنسانتره مس و کمترین جریان مربوط به پیریت است که تطابق خوبی با نتایج حاصل از آزمایشهای لیچینگ داشتند. این نتایج، پتانسیل بالای لیچینگ با عامل گلایسین را در استخراج مس از کنسانتره های پرپیریت نشان می دهد.

اثر میدان مغناطیسی بر جذب دیوکسید کربن توسط آب دیونیزه و نانوسیالات آب/اکسید آهن و آب/اکسید آلومینیوم در یک ستون حبابی مورد مطالعه قرار گرفت. علاوه بر شدت میدان مغناطیسی، اثر پارامترهای کلیدی مثل دبی جریان گاز، نوع نانوذره، جهت میدان و غلظت نانوسیال بر مقادیر ضریب و شار انتقال جرم بررسی شد. نتایج نشان داد با توجه به قطبی بودن ملکولهای آب، با افزایش شدت میدان مغناطیسی تا 1133 گوس، ضریب انتقال جرم در آب خالص به میزان 7/6 % افزایش میابد. این افزایش در صورتی حاصل می گردد که جهت میدان همراستا با جهت حرکت فاز پیوسته باشد. در صورت اضافه نمودن نانوذرات به آب خالص، ضریب و شار انتقال جرم افزایش میابد. با افزایش غلظت نانوسیال آب/ اکسید آهن ضریب انتقال جرم نیز افزایش یافت، ولی در مورد نانوسیال آب/اکسید آلومینیوم با افزایش غلظت نانوسیال تا 005/0 درصد حجمی، ضریب انتقال جرم نسبت به آب خالص افزایش پیدا کرد، اما با افزایش غلظت، ضریب انتقال جرم کاهش یافت.

چدر مقاله پیش رو جداسازی دی اکسید گوگرد به روش جدید سازگار با محیط زیست از طریق احیا آن به گوگرد مورد بررسی قرار گرفت. کاتالیست نیکل روی دو پایه آلومینا و کربن فعال، به روش اشباع سازی مرطوب ساخته شد. هر دو سری کاتالیست در دو ترکیب درصد مختلف فلز نیکل سنتز و مشخصه یابی شد تا عملکرد آن ها در آزمایش راکتوری از لحاظ میزان تبدیل و انتخاب پذیری برای محصول مطلوب با یکدیگر مقایسه گردد. تاثیر دمای واکنش در محدوده 550-800 درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت. کاتالیست های کربن فعال-نیکل در دماهای پایین عملکرد بهتری نسبت به کاتالیست های آلومینا-نیکل از خود نشان دادند. تاثیر نسبت خوراک SO2/CH4 از 1-3 برای کاتالیست های بهینه مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که بهترین عملکرد کاتالیست ها در نسبت خوراک برابر مقدار استوکیومتری یعنی 2 میباشد. همچنین، بررسی طول عمرکاتالیست نشان داد کاتالیست ها در زمان 8 ساعت پایداری بسیار مناسبی برای واکنش دارند. میانگین انرژی فعالسازی کاتالیست ها با استفاده از معادله آرنیوس به ترتیب برابر 0. 32 و 0. 20 الکترون ولت برای کاتالیست بهینه آلومینا-نیکل و کربن فعال-نیکل محاسبه شد.