بسمه تعالی

گروه مهندسی مواد و متالورژی

اطلاعیه دفاع پایان‌نامه کارشناسی ارشد

بررسی انحلال ماده معدنی سولفید مس (کالکوپیریت) در محلول‌های یوتکتیک عمیق سه‌جزئی

ارائه دهنده:  میترا مرادی

       زمان: دوشنبه 11 تیر ماه 1403  ساعت ۱۴                               مکان: کلاس ۱۰۷ ساختمان فرشچیان

استاد راهنما: دکتر سعید کریمی                           مرتبه علمی: استادیار                           دانشگاه: صنعتی همدان

استاد داور داخلی: دکتر مزدک ایزدی                    مرتبه علمی: استادیار                         دانشگاه: صنعتی همدان

استاد داور خارجی: دکتر پدرام اشتری                 مرتبه علمی: استادیار                          دانشگاه: صنعتی همدان

چکیده:

در این پژوهش انحلال ماده معدنی کالکوپیریت برای استحصال فلز مس با استفاده از حلال‌های یوتکتیک عمیق (DES) دو و سه‌جزئی مورد ارزیابی قرار گرفتند. با انتخاب حلال مناسب در راستاي اهداف پروژه، پارامتر‌های مؤثر در فرآيند ليچينگ کالکوپيريت شامل زمان (۳۰ تا min۶۳۰)، دما (۴۰ تا ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد)، زمان آسیاکاری (صفر (بدون آسیاب) تا h۲۴)، نسبت کنسانتره به DES سه‌جزئی کولین کلراید، مالونیک اسید و p-تولوئن سولفونیک اسید (CC/DES) (005/0 تا 105/0) با استفاده از روش طراحی آزمایش رویه پاسخ (RSM) بهینه‌سازی شدند. طبق آنالیز واریانس (ANOVA) دما به عنوان تأثیرگذارترین پارامتر در فرآیند انحلال کالکوپیریت شناخته شد. نتایج نشان داد که افزایش دما، زمان انحلال و زمان آسیاکاری بازیابی مس و آهن را بهبود می‌بخشد و باعث افزایش انحلال آن‌ها می‌شود. براساس نتایج بهینه‌سازی لیچینگ کالکوپیریت در DES، سطوح بهینه برای پارامترهای زمان لیچینگ، زمان آسیاکاری، دما و CC/DES به ترتیب برابر با h 8، h 5، 100 درجه سانتیگراد و 03/0 به دست آمد که با نتایج محاسبه شده طبق طراحی آزمایش RSM با محدوده‌ی خطا ۱۰% مطابقت خوبی دارد. در شرایط بهینه، مدل‌های سینتیکی مختلف جهت تعیین مکانیسم انحلال کالکوپیریت مورد بررسی قرار گرفت. بررسی سینتیک فرآیند نشان داد که ضرایب همبستگی (R²) در مدل هسته کوچک شوند (SCM) با اندازه ذرات کوچک‌شونده دومرحله‌ای مقادیر بالایی داشت. همچنین داده‌های سینتیکی تایید کرد که مکانیسم انحلال عناصر مس و آهن با واکنش شیمیایی کنترل می‌شود. همچنین به کمک معادله آرنیوس، انرژی فعال‌سازی برای فلز مس در مرحله اول J/mol ^۶-۱۰×81/27 و در مرحله دوم J/mol ^۴-۱۰×58/19- به دست آمد. آنالیز ولتامتری چرخه‌ای و امپدانس الکتروشیمیایی الکترود کالکوپیریت در حلال DES سه‌جزئی نشان داد که انحلال به صورت الکتروشیمیایی نبوده و کاملا به صورت شیمیایی انجام می‌گیرد. با توجه به نتایج تست‌های الکتروشیمیایی و آنالیزهای تکمیلی XRD و SEM مشخص شد که فرآیند انحلال با ایجاد مس تک ظرفیتی، آهن سه ظرفیتی و آزاد شدن گاز H₂S همراه است. با توجه به آنالیز FTIR از محلول‌های قبل و بعد از لیچینگ کالکوپیریت در DES، پایداری DES به عنوان یک حلال مناسب در راستا انحلال کالکوپیریت می‌تواند عمل کند.

​​​​​​​