یکی از معضلات موجود در صنایع سرب و روی کشور، خوردگی آندهای سربی (pb، pb-ag و pb-ag-ca) حین فرایند الکتروبازیافت روی (zn) است. این مسئله در پروژه کاربردی حاضر از طریق آزمایش های کاهش وزن، منحنی های پلاریزاسیون، ولتامتری چرخه ای، طیف سنجی امپدانس و تصاویر میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات نشان دادند کمترین سرعت خوردگی به همراه بیشترین درجه خلوص ورقه کاتدی، به آلیاژ سرب- نقره مربوط است. این موضوع از طریق عملکرد الکتروکاتالیستی نقره جهت تسهیل در آزادسازی گاز اکسیژن و تشکیل لایه روئین مقاوم بر سطح آند توجیه شد که منحنی های پلاریزاسیون و داده های امپدانس آن را اثبات نمودند. همچنین تصاویر ریز ساختار الکترونی از سطح آند، وجود لایه مقاوم را تایید نمود. ریز نمودارهای الکترونی حاصل از سطح آند پس از 72 ساعت الکتروبازیافت آند سرب- نقره، نشان داد که میزان نقره درون حفره های ایجاد شده در انتهای آند بیش از سایر قسمت ها بوده که این امر با مکانیسم پیشنهادی مهاجرت نقره قابل توجیه است. داده های حاصل از روش کاهش وزن و تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان دادند که پیش آماده سازی سطح آند سرب- نقره با لایه دی اکسید سرب، مقاومت به خوردگی آند را افزایش می دهد. از انجام مطالعات خوردگی در غلظت های مختلف از یون کلرید مشخص گردید افزایش سرعت خوردگی با غلظت رفتار خطی نداشته و بیشترین شدت خوردگی به غلظت 175 میلی گرم بر لیتر یون کلرید مربوط است. بررسی های الکتروشیمیایی نشان دادند افزایش جریان آندی با پتانسیل دارای یک نقطه شکست بوده و این نقطه با تغییر در سرعت تصاعد گاز اکسیژن همراه است. انتخاب نقطه شکست به لحاظ عملکرد بهینه سیستم از دیدگاه خوردگی و راندمان الکتروبازیافت توصیه می-شود.

سرباره برنج می تواند به عنوان یک منبع ثانویه برای تولید روی مورد استفاده قرار گیرد. برنج که متشکل از روی و مس است، آلیاژی است که حاوی مقادیر متنابهی روی می باشد. بر طبق آنالیز با دستگاه جذب اتمی، نمونه مورد مطالعه حاوی 65 درصد روی و 14 درصد مس میباشد. برای بازیابی روی، ابتدا سرباره مورد نظر با اسید سولفوریک شستشو داده شد. در این مرحله بیشتر از 80 درصد مواد انحلال یافت. سپس محلول سولفات روی بدست آمده با روشهای مختلفی مانند سمانتاسیون از ناخالصی ها تصفیه شده و محلول نهایی به الکترووینینگ ارسال شد. پارامترهای موثر در بازیابی مناسب نسبت جامد به مایع (s/l)، دما، زمان و ph می باشد. بررسی این پارامترها جهت دستیابی به مقدار بهینه آنها با روش های آماری طراحی آزمایش انجام شد که در این آزمایشات از نرم افزار dx-7 که بر مبنای روش طراحی آزمایش تاگوچی است، استفاده گشت. مقادیر بهینه به دست آمده برای پارامترهای موثر به ترتیب عبارتند از: 1:10، ?c 80، min 15 و 1. حداکثر بازیابی به دست آمده در شرایط بهینه، 95 درصد شد. همچنین مقادیر به دست آمده برای سینیتیک لیچینگ نشان می دهد که بهترین مدل سینیتیکی برای انحلال سرباره برنج، مدل واکنش شیمیایی می باشد.

یکی از محصولات جانبی ارزشمند قابل تولید از پسماند فیلترکیک تصفیه سرد کارخانه های روی اکسید نیکل می باشد که کاربردهای فراوانی دارد. نانوپودر اکسید نیکل دارای رنج وسیعی از کاربردها، از جمله ساخت مواد سرامیکی، مواد مغناطیسی، کاتد باطری آلکالینی و ... می باشد. هدف از انجام این تحقیق، استفاده از روشی ساده، با تجهیزات ارزان قیمت به منظور تولید نانوپودر اکسید نیکل با خلوص بالا از پسماند فیلترکیک سرد کارخانه های روی و نیز بررسی پارامترهای موثر مانند دما و غلظت در این فرآیند می باشد. در این پروژه نانوپودر اکسید نیکل از پسماند فیلترکیک سرد پس از کربناته کردن محلول در شرایط بهینه دما 25 درجه سانتیگراد، زمان 1 ساعت، ph برابر 5/7 و دور همزن برابر 500 دور در دقیقه و سپس کلریدی کردن آن در شرایط دما 25 درجه سانتیگراد، زمان 15 دقیقه و دور همزن برابر 300 دور در دقیقه با استفاده از روشی با عنوان سولوشیمیایی تولید شده است. در مراحل بعدی اثر دما و غلظت آمونیاک بر ساختار، مورفولوژی، شکل و اندازه ذرات بررسی گردید. نانوپودر اکسید نیکل تولید شده به این روش با خلوص 5/87% می باشد که جهت مصرف در صنایع سرامیک و شیشه می تواند مورد استفاده قرار گیرد. متوسط اندازه نانوذرات تولید شده در حدود 35 نانومتر می باشد.

در این پروژه یک میکسر – ستلر طراحی و ساخته شد. این سیستم شامل هشت مرحله پمپ میکسر- ستلر به همراه ستلرهای بافل دار و مجهز به موتورهای دور متغیر و دو پمپ پریستالتیک می باشد. پس از ساخت میکسر- ستلر، مدل سازی ریاضی جهت بررسی رفتار دینامیکی فرآیند استخراج حلالی انجام شد. در این روش، مدل دینامیکی جهت توسعه سیستم کنترل شبیه سازی شد. سیستم آزمایشی شامل آبشار میکسر- ستلر جهت انجام سه مرحله استخراج می باشد. مدل یک مرحله استخراج شامل مدل اختلاط کامل، توصیف کننده میکسر و مدل جریان قالبی توصیف کننده ستلر می باشد. فازهای آلی و آبی غیر قابل امتزاج فرض می شوند. مقادیر ضریب توزیع برای مدل اختلاط کامل، براساس دیاگرام مک کیب – تیلی حالت ماندگار انتخاب شده اند. در روش ارایه شده، عملیات واحد استخراج با ده زوج معادله دیفرانسیل غیر خطی برای غلظت های فاز آبی و آلی مدلسازی می شود. در این روش، عملیات واحد استخراج بر اساس موازنه جرم با ده زوج معادله دیفرانسیل غیر خطی بر حسب غلظت و دبی دو فاز آبی و آلی مدلسازی شده است. این سیستم تجربی شامل آبشار میکسر- ستلر جهت انجام سه مرحله استخراج بوده که در آن پاسخ های غلظت فاز آلی باردار شده و فاز آبی، با اعمال ورودی های مختلف، با حل همزمان بیست معادله دیفرانسیل با استفاده از لاپلاس معکوس عددی بدست می آید. تاثیر پارامترهایی از قبیل زمان ماند و غلظت فاز آبی مورد تحقیق قرار گرفتند. با افزایش غلظت ورودی، مشاهده گردید که سیستم در زمانهای بیشتری به حالت ماندگار می رسد. بر اساس شبیه سازی سیستم استخراج حلالی برای سه مرحله، پاسخ نهایی برای هر ورودی با حل معادله دیفرانسیل مرحله دهم شبیه سازی شده بدست می آید. نتایج حل عددی نشان می دهند که همه پاسخ های آبی و آلی در زمان ماند 1/0 و 1/1 ساعت به حالت ماندگار می رسند. با اعمال ورودی سینوسی، مشخص گردید که در مرحله دهم شبیه سازی شده، نوسانات غلظت، حول مقدار حالت ماندگار نهایی در زمانهای طولانی هماهنگ خواهند شد.

هدف از انجام این پروژه، یافتن شرایط بهینه ی بازیابی روی در حضور مقدار فراوانی منگنز، از خاک کم عیار اکسیدی معدن مهدی آباد است. علاوه بر این به بررسی تاثیر هم افزایی (دی-2- اتیل هگزیل فسفونیک اسید) دپا و تری بوتیل فسفات بر روی جدایش روی و منگنز پرداخته شده است. به منظور انجام آزمایش ها، محلول ساختگی مشابه با محلول حاصل از فروشویی خاک معدن تهیه شد و آزمایش های بهینه سازی بر روی این محلول انجام گرفت. عامل های مورد بررسی در مرحله ی استخراج شامل (5/0-5) ph، غلظت حلال های آلی دپا (20-40%) و تری بوتیل فسفات (0-10%)، دما (20-40 درجه ی سانتیگراد)، زمان (1-15 دقیقه)، نسبت فاز آبی به آلی (1-8) بوده و در مرحله ی استخراج معکوس عوامل (1-3/2) ph، نسبت فاز آلی به آبی (10-30) در مرحله ی شستشو؛ غلظت اسید سولفوریک و هیدروکلریک اسید (140-220 گرم بر لیتر) و نسبت فاز آلی به آبی (1-4) مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله ی استخراج تحت شرایط بهینه ی غلظت 25% دپا، دمای 40 درجه ی سانتیگراد، زمان اختلاط 10 دقیقه، نسبت آلی به آبی 1 و طی یک مرحله استخراج؛ روی، منگنز، نیکل و آهن به ترتیب 95/99%، 01/14%، 6/6% و 97% بازیابی شدند. همچنین نتایج آزمایش های هم افزایی دپا و تری بوتیل فسفات نشان داد که تری بوتیل فسفات تاثیر زیادی در بازیابی روی ندارد اما سبب جدایش مناسب روی و منگنز می شود، به طوری که ph50? روی و منگنز در اثر استفاده از تری بوتیل فسفات از 95/0 به 2/1 افزایش می یابد. با انجام آزمایش های شستشو مشخص شد که در نسبت آلی به آبی 10/1 و 3/2=ph روی، منگنز، نیکل و آهن به ترتیب 29/0%، 3/92، 3/0% و 2/4% به فاز آبی بازیابی شدند. در این پروژه با استفاده از اسید سولفوریک و کلریدریک اسید به استخراج معکوس از فاز آلی پرداخته شد و نسبت آلی به آبی 3/1 و غلظت 200 گرم بر لیتر اسید سولفوریک و هیدروکلریک به عنوان مقادیر بهینه انتخاب گردید. در آزمایش های استخراج معکوس با استفاده از اسید سولفوریک بازیابی فلزات به فاز آبی برای روی، منگنز، نیکل و آهن به ترتیب 32/96%، 6/14%، 77/21% و 26/5% و با استفاده از هیدروکلریک اسید به ترتیب 47/95%، 15/15%، 2/10% و 6/6% بدست آمد.

با توجه به اینکه در خطوط تولیدی روی، پسماندهای زیادی تولید می گردد در نتیجه بازیابی عناصر ارزشمند این پسماندها بسیار مهم و اقتصادی می باشد. یکی از مهمترین این پسماندها فیلترکیک تصفیه گرم یا فیلترکیک کبالت می باشد. حجم تولیدی این پسماندها بصورت تقریبی 4000 تن در سال می باشد. از جمله مهمترین عناصر باارزش می توان به عناصر کبالت، روی و منگنز اشاره کرد. مهمترین و چالش برانگیزترین قسمت از پروژه استحصال عناصر باارزش از پسماند کیک گرم، جدایی دو عنصر کبالت و منگنز از یکدیگر می باشد که بدلیل رفتار مشابه به هم جدایش این دو عنصر بسیار مشکل است. مطالعات زیادی در رابطه با جدایش این دو عنصر از همدیگر صورت گرفته که از جمله این روشها می توان به شستشوی انتخابی، ترسیب و استخراج حلالی اشاره کردکه البته سهم مربوط به استخراج حلالی در این مطالعات بیشتر از سایرین می باشد. استفاده از مخلوط دو ماده آلی به نام های لیکس63 و ورساتیک 10، از جمله روشهای استخراج حلالی است که تا کنون مطالعات زیادی پیرامون آن صورت گرفته است. در این پروژه به بررسی استحصال کبالت و منگنز با استفاده از روشهای مختلف هیدرومتالورژیکی (لیچینگ، ترسیب، الکترووینینگ، تبادل یون و...) پرداخته می شود. همچنین پروسه ای جهت تولید نانوذرات کبالت از فیلترکیک تصفیه گرم پیشنهاد می گردد.

با ادامه عملیات استخراج در معدن سرب و روی انگوران ذخایر کانسنگ اکسیدی سرب و روی رو به اتمام بوده و در آینده ای نزدیک کانسنگ مخلوط سولفیدی- اکسیدی در دسترس خواهد بود. این کانسنگ عمدتاً شامل کانه های گالن، اسفالریت، سروزیت و اسمیت زونیت می باشد که به دلیل پیچیدگی های مینرالوژیکی و پایین بودن درجه ی آزادی کانه های سولفیدی، فرآوری این کانسنگ با مشکلاتی مواجه است. هدف از انجام این تحقیق معرفی روشی بر مبنای فرآیند فلوتاسیون است تا بتواند عملکرد مطلوبی جهت فرآوری کانسنگ مخلوط سولفیدی- اکسیدی معدن انگوران ارائه نماید. بدین منظور تدابیر کانه آرایی خاصی درنظر گرفته شد و عملیات فلوتاسیون به صورت تفریقی و در سه خط طراحی و انجام شد. درطول فرآیندهای فلوتاسیون ابتدا با استفاده از بازداشت کننده سولفات روی وکلکتور اتیل گزنتات پتاسیم کانه های اسفالریت بازداشت و کانه های گالن بازیابی شد. در ادامه کانه های اسفالریت به کمک سولفات مس فعال گردید و با استفاده از کلکتور امیل گزنتات پتاسیم شناور شد. در مرحله نهایی نیز سطح کانه های سروزیت به کمک سولفید سدیم فعال و با استفاده از کلکتور امیل گزنتات پتاسیم بازیابی گردید. باطله نهایی خط فلوتاسیون نیز به عنوان محصول حاوی کانه های اسمیت زونیت خارج شد.

واحد الفین از واحد های بنیادی صنایع پترو شیمی است که در جهت تولید الفین ها (آلکن ها) طراحی شده است. این واحد از بخش های گرم، سرد، برج های جداسازی و راکتور هیدروژناسیون استیلن که محصول جانبی شکست اتان و نفتا در کوره های پیرولیز است، تشکیل شده است. هیدروژن و متان (lpg) محصولات فرعی و اتیلن محصول اصلی این فرآیند است که خوراک واحدهای پلی اتیلن می باشد. در طی واکنش هیدروژناسیون استیلن، به منظور از بین بردن آن و تبدیل به اتیلن، ماده الیگومری به نام green oil تشکیل می شود که باعث ایجاد رسوب در راکتور و تجهیزات بعد از آن می گردد. در این تحقیق یک واحد مینی الفین با ظرفیت 100000 تن در سال طراحی، مدلسازی و توسط نرم افزار شبیه سازaspen plus شبیه سازی شده است. بدین منظور داده های مورد نیاز طراحی از مقالات و اختراعات جمع آوری شدند و پس از تشکیل پایگاه داده، نوع تجهیزات و چیدمان آن ها و همپنین اندازه تجهیزات بر اساس جریان عبوری و حجم جدید مورد نیاز مجدداً طراحی و شبیه سازی شدند. همچنین به منظور شبیه سازی راکتور هیدروژناسیون استیلن از دو بستر کاتالیستی استفاده گردید. لازم به ذکر است بررسی نتایج حاصل از شبیه سازی این راکتور، نشان داد که کاتالیست پالادیوم-نقره بر پایه آلفا آلومینا (pd/ag/α-al2o3) در مقایسه با کاتالیست های موجود بهترین عملکرد را داراست.