دانلود پروژه:بررسی آزمایشگاهی عوامل موثر بر افزایش راندمان در تصفیه فلز روی

عنوان                                                                                               صفحه

 

چکیده—————————————————————————————- 1

فصل اول: مقدمه ای بر فلز روی

1-1- خواص عمومي———————————————————————— 3

1-1-1- خواص فيزيکي و مکانيکي———————————————————- 4

1-1-2- خواص حرارتي——————————————————————— 6

1-1-3-خواص الکتريکي، مغناطيسي و الکتروشيميايي————————————– 8

1-1-4- خواص اتمي و بلور شناسي——————————————————— 10

1-2- موقعيت در جدول تناوبي————————————————————— 11

1-2-1- شيمي فضايي———————————————————————— 11

1-2-2- حالت تك ظرفيتي——————————————————————– 12

1-2-3- حالت دو ظرفيتي——————————————————————– 12

1-2-4- حلاليت املاح———————————————————————– 13

1-2-5- واكنش پذيري———————————————————————– 13

1-2-6- اندازه‌گيري غلظت روي در محلول سولفات روي———————————— 15

1-3- مصارف فلز روي——————————————————————— 16

1-3-1- روي جهت توليد گرد روي (خاكه روي)——————————————— 17

1-3-2- روش‌هاي توليد گرد روي———————————————————– 17

1-3-3- تركيب شيميايي و خصوصيات فيزيكي گرد روي———————————— 19

1-3-4- مصارف گرد روي—————————————————————— 19

1-3-5- کاربرد روي در باتري————————————————————– 23

1-3-6- روي به عنوان رنگ دانه———————————————————— 23

1-3-7- روي در تصفيه آب—————————————————————— 25

1-3-8- مصرف روي جهت تندرستي انسان، جانوران و گياهان—————————— 25

1-3-9- روي در ساخت اسباب بازي——————————————————— 25

1-3-10- مصرف روي در گالوانيزاسيون————————————————— 26

1-3-11- ديگر مصارف روي————————————————————— 26

1-3-12- مواد جانشين روي—————————————————————– 26

1-4- هیدورمتالوژی————————————————————————- 27

1-4-1- هيدرومتالورژي کانه يا کنسانتره اکسيدي روي————————————– 28

1-4-2- استفاده از کنسانتره اکسيد روي—————————————————— 28

1-4-2-1- کنسانتره روي تکليس نشده (خام)————————————————- 28

1-4-2-2- کنسانتره تکليس شده (کلسين)—————————————————– 29

1-4-3- استفاده از کانه خردايش شده معدن ( روش انحلال مستقيم)————————— 30

1-4-3-1- روش مرسوم——————————————————————— 30

1-4-3-2- روش ويژه———————————————————————– 31

1-5- ليچينگ——————————————————————- 31

1-6-خنثي سازي—————————————————————————– 37

1-7- کاهش غلظت آهن در محلول ليچ——————————————————- 37

1-7-1- رسوب گذاري سيليس موجود در محلول ليچ—————————————– 38

1-7-2- عمليات حذف کلر از محلول سولفات روي——————————————- 39

1-7-3- رسوب گذاري سولفات روي قليايي————————————————– 40

1-7-4- تصفيه پساب———————————————————————— 41

1-7-5-کاهش غلظت کادميوم و نيکل در محلول ليچ —————————————- 41

1-7-6- کاهش غلظت کبالت در محلول ليچ————————————————– 43

1-8- فرآیند الکترولیز در استخراج———————————————————- 44

1-8-1- اصول الکترووينينگ————————————————————— 45

1-8-1-1-الکتروليت————————————————————————- 45

1-8-1-2- فرآيند الکتروليتي—————————————————————– 45

1-8-1-3- پتانسيل الکتريکي تجزيه———————————————————- 46

1-8-1-4- پتانسيل الکتريکي منفرد عناصر فلزي——————————————– 46

1-8-1-5- پلاريزه شدن الکترودها———————————————————– 47

1-8-1-6- فراپتانسيل (فراولتاژ)————————————————————- 47

1-8-1-7- فراپتانسيل کاتدي—————————————————————– 48

1-8-1-8- فراپتانسيل آندي——————————————————————- 48

1-8-2- مقاومت اهمي الکتروليت و اتصالات———————————————— 48

1-8-3- پتانسيل لازم براي الکتروليز——————————————————– 49

1-8-4- چگالي جريان———————————————————————– 51

1-8-4-1- عوامل موثر در انتخاب چگالي جريان مناسب براي الکتروليز——————– 51

1-8-4-2- انتخاب بهينه چگالي جريان——————————————————- 52

1-8-5- راندمان جريان———————————————————————- 52

1-8-6- الکترووينينگ روي—————————————————————– 53

1-8-7- الکترودها————————————————————————— 53

1-8-8- واکنش هاي شيميايي در الکترووينينگ روي—————————————- 54

1-8-9- روش هاي صنعتي الکترووينينگ————————————————— 55

1-8-10- اثر ناخالصي ها بر کميت و کيفيت محصول الکترووينينگ روي—————— 56

1-8-11- اثر افزودني ها در الکترووينينگ روي——————————————– 57

 

فصل دوم: مروری بر منابع اطلاعاتی

2-1- بررسی تاثير ناخالصي ها و صمغ عربي بر الکترووينينگ روي———————– 60

2-2- بررسی امكان استفاده از روش الكتروليز قليايي در الكتروينينگ روي—————— 61

2-3- بررسی نقش غلظت هاي روي و اسيد سولفوريك بر الكتروينينگ روي از الكتروليت پايه سولفاتي          62

2-4- بررسی افزايش بازده جريان الكتروينينگ روي در حضور ناخالصي‌هاي فلزي با افزودن بازدارنده‌ها      64

 

فصل سوم: شرح آزمایش و تجهیزات

3-1- مواد و تجهيزات مورد نياز———————————————————— 67

3-2- ساخت محلول استاندارد—————————————————————- 68

3-2-1- ساخت محلول استاندارد سولفات روي———————————————– 68

3-2-2- ساخت محلول استاندارد اسيد سولفوريك———————————————- 68

3-3- آزمايش تاثير غلظتهاي متغير سولفات روي با غلظت ثابت اسيد———————— 69

3-3-1- محاسبه وزن تئوري و راندمان—————————————————— 69

3-4- تبديل واحد غلظتهاي اسيد و سولفات روي به واحد حجم——————————– 71

3-5- آزمايش تاثيرات غلظتهاي مختلف اسيد سولفوريك با غلظت ثابت سولفات روي——— 72

3- 6- آزمايش تاثير صمغ عربي ———————————————————— 72

3-6-1- تبديل واحد ppm به واحد گرم بر ليتر———————————————– 73

3-6-2- محاسبه مقدار حجم صمغ كه از محلول استاندارد بايد برداشته و در بالن‌ها ريخته شود 73

3-7- آزمايش تاثير سولفات منگنز———————————————————– 74

3-8- آزمايش تاثير صمغ در حضور منگنز با غلظت ثابت ppm200 ———————- 74

3-9- آزمايش تاثير صمغ در حضور پرمنگنات ——————————————— 75

3-10- آزمايش تاثير‌آهن II —————————————————————– 76

3-11- آزمايش تاثير تلاطم—————————————————————— 76

3-12- آزمايش تاثير شدت جريان از 25/0 آمپر تا 5/1 آمپر——————————– 77

3-13- آزمايش تاثير دما——————————————————————— 77

3-14- روش انجام آزمايش در حالت پيوسته ———————————————— 77

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1- تاثير غلظت اسيد سولفوريك بر راندمان و انرژي مصرفي—————————— 81

4-2- تاثير غلظت روي بر راندمان و انرژي مصرفي—————————————- 82

4-3- بررسي تاثير صمغ عربي بر راندمان و انرژي مصرفي——————————– 84

4-4- تاثير غلظت سولفات منگنز بر انرژي مصرفي و راندمان—————————— 85

4-5- بررسي غلظت صمغ در حضور سولفات منگنز بر راندمان و انرژي——————- 86

4-6- بررسي تاثير پرمنگنات بر راندمان و انرژي مصرفي———————————- 88

4-7- بررسي تاثير غلظت صمغ در حضور پرمنگنات بر راندمان و انرژي—————— 89

4-8- بررسي تاثير تلاطم الكتروليت بر راندمان و انرژي مصرفي ————————– 90

4-9- بررسي تاثير غلظت آهن بر راندمان و انرژي—————————————— 91

4-10- بررسي تاثير غلظت اسيد در دانسيته جريان مختلف بر راندمان و انرژي————- 92

4-11- بررسي تاثير غلظت روي در دانسيته جريانهاي مختلف بر راندمان و انرژي———- 94

4-12- بررسي تاثير دانسيته جريان در غلظتهاي مختلف پرمنگنات بر راندمان و انرژي—– 95

4-13- بررسي تاثير دانسيته جريان در غلظتهاي مختلف صمغ بر راندمان و انرژي در حضور پرمنگنات       96

4-14- بررسي تاثير اسيد در دماهاي مختلف بر راندمان و انرژي—————————- 97

4-15- بررسي تاثير غلظت روي دردماهاي مختلف بر راندمان و انرژي——————— 98

4-16- بررسي تاثير دما در غلظت‌هاي مختلف پرمنگنات بر راندمان و انرژي————— 99

4-17- بررسي تاثير دما (درغلظتهاي مختلف صمغ) بر راندمان و انرژي در حضور پرمنگنات         100

4-18- بررسي تأثير دبي بر راندمان و انرژي مصرفي————————————– 101

4-19- مدلسازي توسط نرم افزار SPSS —————————————————– 104

4-20- بررسی نتایج————————————————————————- 106

 

فصل پنجم: نتيجه گيري

5-1- نتیجه گیری ————————————————————————— 111

5-2- پیشنهادات—————————————————————————– 112

مراجع ————————————————————————————– 113

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                صفحه

1-1: تاثير درجه حرارت بر تراکم پذيري روي———————————————– 5

1-2: تاثير درجه حرارت بر چگالي روي—————————————————- 5

1-3: بازتاب طيفي روي در طول موج هاي مختلف نور————————————- 6

1-4: رسانايي گرمايي روي—————————————————————— 7

1-5: تاثير فشار بر روي مقاومت الکتريکي روي——————————————– 9

1-6: تاثير درجه حرارت بر روي مقاومت الکتريکي روي———————————– 9

1-7: شماي ساده اي از روش فرآوري هيدرومتالورژيکي کنسانتره اکسيدي روي تکليس نشده (خام)     28

1-8: شماي ساده اي از روش فرآوري هيدرومتالورژيکي کلسين روي———————— 29

1-9: شماي ساده اي از روش مرسوم فرآوري هيدرومتالورژيکي مستقيم کانه هاي اکسيدي روي         30

1-10: ساختمان اسيد سيليسيک منومري—————————————————– 33

1-11: ساختمان اسيد سيليسيک دايمري—————————————————— 33

1-12: مکانيزم تشکيل پيوندي سيلوکسان از گروه هي منومر——————————– 35

3-1: تصویری از مراحل آزمایش———————————————————– 78

3-2: خارج کردن کاتدها از محلول———————————————————- 78

3-3: صفحات آلومينيومي و سربي مورد استفاده در آزمایش———————————- 79

3-4: ركتي‌فاير و سیم های رابط مورد استفاده در آزمایش———————————— 79

فهرست نمودارها

  عنوان                                                                                                    صفحه

4-1: تغييرات بازده جريان بر حسب تغييرات غلظت اسيد———————————– 81

4-2: تغييرات انرژي بر حسب تغييرات غلظت اسيد—————————————– 82

4-3: تغييرات بازده جريان بر حسب تغييرات غلظت روي———————————– 83

4-4: تغييرات انرژي بر حسب تغييرات غلظت روي—————————————- 83

4-5: تغييرات بازده جريان بر حسب تغييرات غلظت صمغ———————————- 84

4-6: تغييرات انرژي بر حسب تغييرات غلظت صمغ—————————————- 85

4-7: تغييرات بازده جريان بر حسب تغييرات غلظت سولفات منگنز————————- 85

4-8: تغييرات انرژي بر حسب تغييرات غلظت سولفات منگنز——————————- 86

4-9: تغييرات بازده جريان بر حسب تغييرات غلظت صمغ در جضور سولفات منگنز——- 87

4-10: تغييرات انرژي بر حسب تغييرات غلظت صمغ در جضور سولفات منگنز———– 87

4-11: تغييرات بازده جريان بر حسب تغييرات غلظت پرمنگنات—————————- 88

4-12: تغييرات انرژي بر حسب تغييرات غلظت پرمنگنات——————————— 88

4-13: تغييرات بازده جريان بر حسب تغييرات غلظت صمغ در جضور پرمنگنات———- 89

4-14: تغييرات انرژي بر حسب تغييرات غلظت صمغ در جضور پرمنگنات—————- 90

4-15: تغييرات بازده جريان بر حسب تغييرات غلظت اسيد———————————- 90

4-16: تغييرات انرژي بر حسب تغييرات غلظت پرمنگنات——————————— 91

4-17: تغييرات انرژي بر حسب تغييرات غلظت آهن2————————————– 91

4-18: تغييرات بازده جريان بر حسب تغييرات غلظت آهن2——————————– 92

4-19: تغييرات بازده جريان بر حسب غلظت اسيد در دانسيته جريان هاي مختلف———— 93

4-20: تغييرات انرژي بر حسب غلظت اسيددر دانسيته جريان هاي مختلف—————— 93

4-21: تغييرات بازده جريان بر حسب غلظت روي در دانسيته جريان هاي مختلف———– 94

4-22: تغييرات انرژي بر حسب غلظت روي در دانسيته جريان هاي مختلف—————– 94

4-23: تغييرات بازده جريان بر حسب دانسيته جريان در غلظت پرمنگنات مختلف با روي 50 گرم بر ليتر     95

4-24: تغييرات انرژي بر حسب دانسيته جريان در غلظت پرمنگنات مختلف با روي 50 گرم بر ليتر واسيد    95

4-25: تغييرات بازده جريان بر حسب دانسيته جريان در غلظت صمغ مختلف با روي 50 گرم بر ليتر           96

4-26: تغييرات انرژي بر حسب دانسيته جريان در غلظت صمغ مختلف با روي 50 گرم بر ليتر و اسيد         96

4-27: تغييرات بازده جريان بر حسب غلظت اسيد در دماهاي مختلف با روي 50 گرم بر ليتر  97

4-28: تغييرات انرژي بر حسب غلظت اسيد در دماهاي مختلف با روي 50 گرم بر ليتر—– 97

4-29: تغييرات بازده جريان بر حسب غلظت روي در دماهاي مختلف با اسيد 140 گرم بر ليتر         98

4-30: تغييرات انرژي بر حسب غلظت روي در دماهاي مختلف با اسيد 140 گرم بر ليتر— 98

4-31: تغييرات بازده جريان بر حسب دما در غلظت پرمنگنات مختلف با روي 50 گرم بر ليتر و اسيد          99

4-32: تغييرات انرژي بر حسب دما در غلظت پرمنگنات مختلف با روي 50 گرم بر ليتر واسيد        99

4-33: تغييرات بازده جريان بر حسب دما در غلظت صمغ مختلف با روي 50 گرم بر ليتر واسيد 140گرم     100

4-34: تغييرات انرژي بر حسب دما در غلظت صمغ مختلف با روي 50 گرم بر ليتر و اسيد 140گرم بر ليتر 101

4-35: تغييرات بازة جريان بر حسب دبي در غلظت 120 اسيد و 60 روي—————— 101

4-36: تغييرات انرژي بر حسب دبي در غلظت 120 اسيد و 60 روي———————– 101

4-37: تغييرات بازة جريان بر حسب دانسيته جريان در غلظت 120 اسيد و 60 روي——– 102

4-38: تغييرات انرژي بر حسب دانسيته جريان در غلظت 120 اسيد و 60 روي———— 102

4-39: تغييرات راندمان بر حسب غلظت اسيد.———————————————- 103

4-40: تغييرات انرژي بر حسب غلظت اسيد———————————————— 103

فهرست جداول

 عنوان                                                                                                        صفحه

1-1: خواص فيزيکي و مکانيکي فلز روي————————————————— 4

1-2: خواص حرارتي فلز روي————————————————————– 8

1-3: خواص الکتريکي فلز روي————————————————————- 10

1-4: خواص اتمي و بلورشناسي فلز روي—————————————————- 10

1-5: جدول پتانسيل احيايي الکترودهاي استاندارد(سري الکتروشيميايي عناصر)————- 50

1-6: واکنش هاي آندي الکترووينينگ روي————————————————– 54

1-7: اختلاف بين سه روش صنعتي براي الکترووينينگ روي——————————- 55

1-8: اثر ناخالصي ها بر روي رسوب کاتدي در فرآيند الکترووينينگ روي—————— 57