دانلود پایان نامه

مطالعه پراش پرتو ایکس
به منظور شناسایی کانیهای موجود در نمونه مورد مطالعه، آزمایش پراش پرتو ایکس بر روی یک نمونه انجام شد. بر اساس نتایج این آزمایش، کانیهای کوارتز، هماتیت و کلسیت شناسایی شدند اما کانیهای منگنز دار علیرغم نتایج تجزیه شیمیایی در نمونه شناسایی نشد که میتواند نشانه کریستالینیتی پائین ترکیبات منگنزدار باشد. نتایج مطالعه پراش پرتو ایکس نمونه به پیوست الف آورده شده است.
3-3-3 مطالعات میکروسکوپی
به منظور انجام مطالعات کانیشناسی، مقطع نازک صیقلی و صیقلی از نمونه تهیه و توسط میکروسکوپ نوری پلاریزان با نور عبوری و انعکاسی مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات میکروسکوپی روی نمونهها نشان داد کانیهای اصلی ( بیشتر از 10 درصد) شامل منگانیت، هماتیت و کوارتز و کانیهای فرعی ( کمتر از 10 درصد) شامل کلسیت، پیرولوزیت هستند. همچنین مشخص شد که منگانیت مهمترین کانی منگنزدار در نمونهها است و بخشهایی از منگانیت به پیرولوزیت تبدیل شده است. منگانیتها خیلی ریز بلور هستند و به صورت آمورف تا نیمه کریستالین هستند و عمدتاً به صورت رگه و رگچه در نمونه وجود دارد. رگچههای ترکیبات منگنز دار داخل کوارتز وجود دارند و آغشتگیهایی از آهن و منگنز روی کوارتز وجود دارد. کوارتز مهمترین کانی غیرفلزی موجود در نمونه است. کلسیت نیز در نمونه، همراه کوارتز وجود دارد که با ترکیبات منگنز و آهن درگیری دارد. تصاویر میکروسکوپی مقاطع، در پیوست ب آورده شده است.
همچنین طبق مطالعات میکروسکوپ الکترونی و طیف EDX مطابق شکلهای 3-1 و 3-2، آغشتگیهای کوارتز و کلسیت بر روی نمونه کانی باارزش منگنز تایید شده است. هماتیت نیز در نمونه به صورت افشان و هماتیتهای نوع اسپیکولاریت در نمونه کانسنگ دیده میشود.

شکل 3-1 – طیف EDX مربوط به کانی منگنز دار

شکل3-2– طیف EDX مربوط به کانی حاوی منگنز- سیلیس- کلسیم

3-3-4 تجزیه سرندی و تعیین دانهبندی و عیار کانسنگ منگنز
به منظور بررسی نحوه توزیع دانه بندی ذرات نمونه پس از خردایش و نیز توزیع عناصر منگنز، آهن و سیلیس در فراکسیونهای مختلف، تجزیه سرندی بر روی یک نمونه با انتخاب 7 سرند انجام شد. با توجه به مطالعات کانیشناسی میکروسکوپی که موید ریز بلور بودن ذرات کانی منگنز و درگیری آن با سایر کانیها میباشد، نمونه تا ابعاد 1000 میکرون خرد شد. نتایج تجزیه سرندی و تجزیه شیمیایی بخشهای مختلف دانهبندی در جدول 3-2 ارائه شده است. بر مبنای این نتایج منحنیهای توزیع دانهبندی و نحوه توزیع عیار ترکیبات ذکر شده در دانهبندیهای مختلف ترسیم شده است. مطابق جدول 3-2، نمونه کانسنگ منگنز پس از خردایش تا 1 میلی متر با d80 معادل 700 میکرون نسبتا درشت دانه باقی مانده است. مطابق جدول 3-2، حدود 60 درصد منگنز در محدوده ابعادی بالاتر از 300 میکرون متمرکز شدهاند و عیار این بخش بیش از 20 درصد است. اکسید آهن و سیلیس در این محدوده ابعادی به ترتیب تمرکز 55 و 56 درصدی را نشان میدهد و تمرکز این ترکیبات نسبت به منگنز در ابعاد ریزتر از 300 میکرون بیشتر است
جدول 3-2: نتایج تجزیه سرندی و تجزیه شیمیایی بخش های مختلف ابعادی
توزیع(درصد)
عیار(درصد)
d80=700µ

وزن نمونه: 566 گرم
SiO2
Fe
Mn
SiO2
Fe
Mn
درصد تجمعی %
وزن باقیمانده
Aperture
Mesh
%
%
%
%
%
%
عبوری
باقیمانده
%
(g)
(µm)
No

100
.
0
0
1000
18
67/38
12/38
56/40
0/32
77/19
12/21
4/61
6/38
6/38
3/218
500
35
14/17
97/16
90/17
89/30
17/19
30/20
7/43
3/56
7/17
2/100
300
45
64/19
15/20
11/20
57/31
29/20
34/20
9/23
1/76
8/19
4/112
150
100
46/9
29/9
39/9
77/31
55/19
85/19
4/14
6/85
5/9
8/53
75
200
50/2
61/2
48/2
52/31
64/20
68/19
8/11
2/88
5/2
3/14
53
270
48/2
0/3
58/2
65/29
52/22
41/19
2/9
8/90
7/2
1/15
38
400
11/10
86/9
98/6
19/35
51/21
29/15


2/9
9/51
38-
400-
100
100
100
91/31
0/20
09/20

100
566
جمع

با توجه به منحنی دانه بندی ماده معدنی شکل 3-3، مشاهده میشود، بیش از 38 درصد ذرات دارای ابعادی بزرگتر از 500 میکرون و حدود 9 درصد ذرات دارای ابعادی کمتر از 38 میکرون هستند.

شکل 3- 3: منحنی توزیع دانه بندی نمونه کانسنگ منگنز
مطابق شکل 3-4، از نظر توزیع در ذرات درشت تر از 500 میکرون تمرکز بیشتری از عنصر منگنز نسبت به آهن وجود دارد. از نظر تغییر عیار ترکیبات منگنز، آهن و سیلیس در دانهبندیهای مختلف با توجه به شکل 3- 5 مشاهده میشود که عیار این ترکیبات در دانهبندیهای مختلف تقریبا یکسان است و با افزایش ابعاد ذرات، عیار منگنز نیز روندی اندک صعودی دارد برخلاف اکسید آهن که عیار آن در بخش ریزدانه بیشتر است. عیار سیلیس در بخشهای مختلف ابعادی روندی شبیه اکسید آهن دارد و در ابعاد ریزتر اندکی افزایش دارد.

شکل3-4- منحنی مربوط به توزیع تجمعی منگنز،آهن و سیلیس شکل3-5- منحنی مربوط به عیار منگنز،آهن و سیلیس
3-3-5 مطالعات درجه آزادی
در این مطالعات، مقاطع نازک و صیقلی تهیه شده از نمونههای فراکسیون بندی شده، توسط میکروسکوپ نوری پلاریزان با نور انعکاسی و عبوری مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج مطالعات درجه آزادی در پیوست آورده شده است. مطالعات درجه آزادی نشان داد که در فراکسیونهای درشتتر میزان درگیری کانیها با یکدیگر بیشتر بوده و معمولاً چندین کان
ی با یکدیگر درگیر هستند. درگیریهای چندتایی شامل درگیریهای (منگانیت- هماتیت- کلسیت- کوارتز) ودرگیریهای سهتایی شامل درگیریهای (منگانیت- هماتیت-کلسیت) و (منگانیت- هماتیت-کوارتز) است. با کاهش ابعاد دانه ها درگیریها عمدتاً از نوع دوتایی هستند که شامل درگیریهای (منگانیت- کوارتز)، (منگانیت- کلسیت)، (هماتیت- کوارتز)، (هماتیت- کلسیت) و (منگانیت – هماتیت) است. عمده کانیهای باطله در نمونه شامل کوارتز و کلسیت است که به صورت تماس از حاشیه با کانیهای منگنزدار و آهندار درگیر هستند و علاوه بر آن به صورت ادخال داخل کانیهای منگنزدار و آهندار وجود دارند. مطالعات درجه آزادی روی نمونهها نشان داد که کانیهای آهندار در نمونهها به دو صورت است. کانیهای هماتیت و گوتیت که به صورت جدا و مشخص هستند و نوع دیگر ترکیبات اکسید و هیدرواکسید آهن که سطح کانیهای کوارتز و کلسیت را پوشانده است و به صورت آغشتگی روی کانیهای گانگ وجود دارد. با کاهش ابعاد دانهها درجه آزادی کانیهای منگانیت و هماتیت افزایش یافته ولی ترکیبات اکسید و هیدرواکسید منگنز و آهن دارای آغشتگی با کانیهای گانگ درگیری دارند. جدول درجه آزادی در پیوست پ آورده شده است.
3-4 پرعیارسازی منگنز
در این بخش به روشهای پرعیارسازی و روش آزمایش و نوع تجهیزات و مواد شیمیایی استفاده شده پرداخته میشود. با توجه به این که روشهای ثقلی نیاز به خردایش کمتری نسبت به روشهای شیمیایی دارند، در ابتدا روشهای ثقلی، مغناطیسی و سپس فلوتاسیون و در نهایت لیچینگ مورد بررسی قرار میگیرد.
جهت انجام آزمایش های پرعیارسازی، نمونه تا ابعاد ریزتر از 3350 میکرون (مش 6) خرد و سپس با سرندهای مربوطه به فراکسیونهای 1000+، 300+، 100+ و 100- میکرون تقسیم شده است. برای پرعیارسازی فراکسیون 1000+ میکرون به علت ابعاد درشت ذرات از جیگ و برای ابعاد1000- 300+ میکرون از میز لرزان استفاده شد. همچنین آزمایش با روش فلوتاسیون برای پرعیارسازی بخش ریزتر از 100 میکرون انجام شده است. در شکل 3-6 نمودار فعالیتهای انجام شده برای اجرای آزمایشهای پرعیارسازی نشان داده شده است.

شکل 3- 6- نمودار مراحل اجرای آزمایش های پرعیازسازی
3-4-1 آزمایش پرعیارسازی با جیگ
با توجه به اختلاف وزن مخصوص مطلوب بین کانی گانگ (کوارتز) و کانی اصلی منگنز دار (منگانیت)، از جیگ آزمایشگاهی، محدودهی فراکسیون 1000+ میکرون، مورد آزمایش پرعیارسازی قرار گرفت. برای این آزمایش از جیگ نوع دنور با ته ریز و بستری از گلولههای استفاده شد، بار اولیه با دبی یکنواخت به صورت لایهای نسبتا ضخیم روی گلولهها منتقل شد، با حرکت نوسانی ایجاد شده در آب توسط مکانیزم ماشین جیگ، بار اولیه موجود روی سرند را طبقهبندی کرد. به این ترتیب عمل پرعیارسازی صورت گرفت. میزان جریان آب و تعداد نوسانات جیگ از مهمترین پارامترها، در این آزمایش هستند.
3-4-2 آزمایش پرعیارسازی با میزلرزان
همانطور که در بخش مقدمه پرعیارسازی روش ثقلی اشاره شد، آزمایش بخش دانه ریز نمونه کانسنگ توسط میزلرزان مورد آزمایش قرار گرفت. در این آزمایش به دلیل تاثیر دانهبندی بر کارایی میزلرزان، آزمایشها به 2 صورت انجام شد. سری اول این آزمایشها بر روی ابعاد 1000-300+ و 300- میکرون انجام گرفت. که عیار منگنز در این محدودهی ابعادی به ترتیب 91/20 درصد و 82/19 درصد است. در سری دوم آزمایشها ،کل نمونه تا ابعاد زیر 300 میکرون خرد شد، و سپس آزمایشهای پرعیارسازی توسط میزلرزان انجام گرفت.
آزمایشهای این بخش توسط میز لرزان نوع هولمن- ویلفلی انجام شد. دبی جامد خشک ورودی، دامنه نوسان میز، شیب میز و دبی جریان آب از پارامترهای عملیاتی هستند، که با تغییر این پارامترها آزمایشهای متعددی انجام شد و در نهایت بهترین شرایط عملیاتی در نظر گرفته شد.
3-4-3 آزمایش های پرعیارسازی به روش مغناطیسی
بر اساس کارایی روشهای مغناطیسی با توجه به ابعاد دانه بندی کانسنگ، به کارگیری روشهای مغناطیسی به عنوان روشی مکمل، به بخشهای با ابعاد دانه ریز نمونه و به بخشی از مواد که مرحله پیش فرآوری بر روی آنها انجام شده، محدود شد. جداکنندههای مغناطیسی به دلیل متفاوت بودن میزان حساسیت مغناطیسی کانههای منگنز و آهن با کانههای گانگ سیلیکاته و کربناته موجود در کانسنگ، مورد استفاده قرار گرفت. به دلیل پارامنیتیک بودن کانهی منگانیت، از جداکننده مغناطیسی خشک دیسکی با دو هسته و جدا کننده مغناطیسی تر با شدت بالا برای انجام این آزمایشها استفاده شده است. پارامترهای قابل تنظیم در این جداکنندهها، فاصلهی دیسک مغناطیسی تا نوار، شدت میدان، سرعت گردش دیسکها و میزان خوراک دهی میباشد. در این آزمایشها توسط جداکننده مغناطیسی خشک دیسکی، ذرات با بیشترین تاثیرپذیری مغناطیسی اولین محصول و ذرات با کمترین تاثیرپذیری مغناطیسی آخرین محصول و باطله در انتهای نوار تخلیه شد.

3-4-4 آزمایشهای پرعیارسازی به روش فلوتاسیون
با توجه به این که این روش برای ذرات دانه ریز کاربرد دارد، آزمایشهای فلوتاسیون بر روی بخشی از نمونه معدن که حدود 18 درصد وزنی آن است دارای ابعاد ریزتر از 100 میکرون است، صورت گرفت که در این محدوده ابعادی 20 درصد کل منگنز نمونه را شامل میشود.
نمونه مورد آزمایش، بخش با ابعاد ریزتر از 300 میکرون بوده که برای افزایش درجه آزادی کانی ها و مناسب تر شدن محدوده دانهبندی برای فلوتاسیون تا ابعاد ریزتر از 100 میکرون خرد شد. به منظور جلوگیری از خرد شدن بیش از حد و تولید نرمه، خردایش توسط آسیای گل
ولهای در زمانهای کوتاه و عبور مواد خرد شده از سرند 100 میکرون بعد از هر مرحله خردایش انجام شد.
فلوتاسیون کانسنگهای منگنز، به روشهای فلوتاسیون مستقیم کانی منگنز دار با استفاده از سولفوناتها و اسیدهای چرب به عنوان کلکتور و هم به صورت معکوس با شناورسازی کانیهای همراه که معمولا گانگ سیلیکاته هستند، توسط کلکتورهای کاتیونیک (آمین ها) انجام شده است. آزمایشها توسط سلول آزمایشگاهی دنور و با استفاده از داروهای شیمیایی متفاوت انجام شد. در این آزمایشها از کلکتور آرماک تی، اسید اولئیک، دکسترین و روغن کاج به عنوان کف ساز استفاده شد. از پارامترهای موثر در فلوتاسیون میتوان به نوع و میزان کلکتور، کف ساز و متفرق کننده، میزان pH، درصد جامد و زمان فلوتاسیون اشاره کرد.
3-4-5 روش انجام آزمایشهای پرعیارسازی به روش لیچینگ
در این روش از نمونه با دانهبندی زیر 300 میکرون استفاده شد. برای انجام این آزمایشها بر روی نمونه کانسنگ منگنز، از مادهی کاهنده نیز استفاده


دیدگاهتان را بنویسید