فرآوری عناصر نادر خاکی کانسار فسفات اسفوردی به روش فلوتاسیون

پیشرفت های روزافزون در علوم و فناوری، کاربردهای خاصی از عناصر گوناگون را در زندگی بشر ممکن ساخته است. ازجمله این عناصر، عناصر نادر خاکی هستند که با دارا بودن وی‍ژگی های منحصر به فرد، از اهمیت روزافزون در تولید و کاربرد برخوردار شده اند. این تحقیق دارای دو بخش اصلی می باشد. 1- شناسایی کانسنگ فسفات اسفوردی به لحاظ وجود عناصر نادر خاکی از دیدگاه فرآوری و 2- بررسی امکان بازیابی عناصر نادر خاکی به روش فلوتاسیون. در بخش شناسایی، آزمایش های مختلف شامل مطالعات کانی شناسی در مقیاس میکروسکوپی، آنالیزهای xrd، xrf و نیز آزمایش icp صورت گرفتند. نتایج بدست آمده از آنالیز xrd نشان داد عمده ترین کانی های تشکیل دهنده این کانسنگ فلوروآپاتیت و هماتیت می باشد. آنالیز xrf این موضوع را تأیید کرده و نشان داد در این کانسنگ، فسفات به میزان 25% ، سیلیس 19%، cao 25%، اکسید آهن (هماتیت) 25%، اکسید سریم 69/0% ، اکسید لانتانیوم 24/0%، اکسید ایتریم 13/0% و اکسید نئودیوم 25/0% موجود است. آزمایش icp نیز نشان داد، میزان مجموع عناصر نادر خاکی (7 عنصر اندازه گیری شده) این کانسنگ ppm 7430 می باشد. نتایج حاصل از مطالعات میکروسکوپی در مقاطع صیقلی و تیغه نازک نشان از وجود هماتیت، مگنتیت، پیریت، گوتیت و کربنات های آهن دار در این کانسنگ است. منظره ی عمومی از قطعات شامل کوارتز، فلدسپات ها، آپاتیت و کانی های فلزی نیز در نمونه قابل رویت است. درجه ی آزادی بدست آمده در حدود درجه آزادی سایر معادن فسفات حاوی عناصر نادر خاکی جهان بوده که در اندازه ی 65 میکرون حدود 80 درصد از قطعات مونازیت آزاد می شود. در بخش دوم با استفاده از روش آماری تاگوچی، 5 عامل (غلظت کلکتور، غلظت بازداشت کننده، ph، درصد جامد پالپ و اندازه ذرات) 4 سطحی مشخص شده و با استفاده از نرم افزار qualitek 4، 16 عدد آزمایش تعریف شده و به انجام رسید. در مرحله ی اول، عیار بهینه ( ppm13442) با غلظت کلکتور 1800 گرم بر تن، غلظت بازداشت کننده 1100 گرم بر تن، ph معادل 5/8، درصد جامد پالپ 30 درصد و ابعاد ذرات 55 میکرون بدست آمد. در مرحله ی دوم، بازیابی بهینه (96 درصد) با غلظت کلکتور 1800 گرم بر تن، غلظت بازداشت کننده 1300 گرم بر تن، ph معادل 5/9، درصد جامد پالپ 25 درصد و ابعاد ذرات 55 میکرون بدست آمد. در نهایت، بهینه سازی چند عاملی برای عیار و بازیابی توسط تابع زیان کیفیت تاگوچی به انجام رسید. با توجه به اهمیت هر دو عامل عیار و بازیابی، در محاسبات تابع زیان نرمال شده نهایی، برای هریک از عوامل عیار و بازیابی دو وزن یکسان معادل 5/0 در نظر گرفته شد. نسبت سیگنال به نویز بهینه (349/4) با غلظت کلکتور 1800 گرم بر تن، غلظت بازداشت کننده 1100 گرم بر تن، ph معادل 5/9، درصد جامد پالپ 25 درصد و ابعاد ذرات 55 میکرون بدست آمد. آزمایش اعتبارسنجی با شرایط بهینه ی محاسبه شده انجام شده و عیار، بازیابی و msnr به ترتیب معادل ppm12980، 5/81 درصد و 75/3 بدست آمد.