بررسی تاثیر پارامترهای سینتیکی بر استخراج طلا با حلال دی بوتیل کربیتول(dbc) در میکسر ستلر

ارزش اقتصادی بالای طلا و افزایش تقاضا از یک طرف و عدم کارایی روشهای سنتی بازیابی طلا سبب شده تا روش های جدیدی مانند استخراج با حلال برای بازیابی عناصر با ارزش در دهه های اخیر بکار رفته اند. در این پژوهش از حلال دی بوتیل کربیتول (dbc) به سبب خاصیت انتخابی بالای طلا در محلول کلریدی استفاده شده است. با توجه به عدم اطلاعات کافی در مورد سینتیک استخراج طلا توسط dbc و همچنین کند بودن فرایند استریپینگ آن توسط اسید اگزالیک در این تحقیق سینتیک این دو فرایند و پارامترهای موثر بر آن در دو محلول ساختگی و محلول واقعی (محلول لیچینگ کلریدی مس آندی سرچشمه) در سلول لوئیس مطالعه شده است. مطالعه تعادلی واکنش استخراج طلا با dbc نشان داد که ثابت تعادل واکنش برابر 12/0و استخراج طبق واکنش 0.5h+.aucl-4+5dbc?[0.5h+aucl-4.5dbc] صورت گرفته و میزان استخراج طلا از محلول دو مولار اسید کلریدریک (در محلول واقعی و ساختگی) تابعی از دما، ph، غلظت dbc، غلظت طلا و مساحت سطح تماس دو فاز آبی و آلی است. همچنین بررسی سینتیک استخراج طلا در سلول لوئیس نشان داد که معادله سرعت استخراج طلا برای محلول ساختگی و واقعی به ترتیب به صورتf=100.84[au]1.26[dbc]0.41[h+]-0.22 و-0.08 f=10-0.89[au]1.08[dbc]1.29[h+] می باشد که اختلاف موجود به حضور سایر عناصر همراه طلا در محلول لیچینگ مربوط است. با توجه به میزان انرژی فعالسازی فرایند استخراج (kj/mol14)، دیفیوژن کنترل کننده سرعت استخراج است. مطالعه سرعت استریپینگ طلا از فاز آلی باردار توسط محلول آبی اسید اگزالیک، استقلال سرعت واکنش را نسبت به غلظت طلا (در فاز آلی) نشان داد در حالی که دما و ph نقش اساسی در سرعت استریپینگ دارند. به این ترتیب که در ph بازی که اسید اگزالیک بطور کامل به c2o42- وhc2o4- تجزیه می شود، سرعت دو برابر و میزان بازیابی طلا در مدت زمان 3 ساعت به 95 % می رسد ولی همچنان سرعت فرایند کند است. برای افزایش سرعت واکنش، فرواگزالات به عنوان احیاء کننده به کار رفت. نتایج نشان داد سرعت واکنش با استفاده از احیاء کننده جدید دو برابر افزایش یافت. همچنین با توجه به میزان انرژی فعال سازی سیستم (kj/mol2/58)، سرعت استریپینگ طلا توسط اسید اگزالیک بوسیله فرایند شیمیایی کنترل می گردد و وابستگی سرعت به مساحت سطح مشترک دو فاز، انجام واکنش در نزدیکی فصل مشترک را نشان می دهد. پارامترهای هیدرودینامیکی و سینتیکی در یک دستگاه میکسر ستلر آزمایشگاهی تک مرحله بررسی شد. با اندازه گیری قطر قطرات فاز آلی اثر پارامترهای مختلف مانند دور همزن، غلظت طلا، غلظت dbc ، ماندگی و دبی فاز آبی و آلی بر استخراج مورد مطالعه قرار گرفته است و مناسب ترین مدل تجربی جهت پیش بینی اندازه قطر ساتر قطره که در محدوده وسیعی اعتبار دارد ارائه شد که تطابق بسیار خوبی با داده های تجربی داشته است. تاثیر پارامترهای مختلف مانند دور همزن، ماندگی، قطر قطره بر ضریب کلی انتقال جرم فاز پراکنده در محلول ساختگی و واقعی بررسی و در نهایت مناسب ترین مدل ها برای ضریب کلی انتقال جرم فاز پراکنده در محلول ساختگی بدست آمده است. همچنین مدلی برای ضریب انتقال جرم در محلول واقعی پیشنهاد شده است که امکان پیش بینی ضریب انتقال جرم محلول واقعی را با در دست داشتن داده های آزمایشگاهی (محلول سنتزی) در شرایط عملیاتی مذکور فراهم نموده است.