پایان نامه رشته مهندسی شیمی امکان فرآوری کانسارهای وانادیوم و تنگستن دار

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه رشته مهندسی شیمی امکان فرآوری کانسارهای وانادیوم و تنگستن دار دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانلود پایان نامه آماده

دانلود پایان نامه رشته مهندسی شیمی امکان فرآوری کانسارهای وانادیوم و تنگستن دار با فرمت ورد و قابل ویرایش تعدادصفحات 72

چکیده

وانادیوم محصول فرعی مهمی است که به طور وسیع در آلیاژهای فروس و غیر فروس بکار برده می شود. میزان جهانی وانادیوم از منابعی مانند مواد اولیه چگاله ها،
سرباره های فلز کاری و پس مانده های نفتی بدست می آید. مواد معدنی حاوی وانادیوم عبارتند از: کارنوتیت، موتراسیت، پاترونیت، دشلولیت و وانادنیت. سرباره های صنایع آهن یک منبع اصلی وانادیوم اند در حال حاضر منابع شناخته شده وانادیوم نیازهای قرن آینده را برآورده می سازد. مواد حاوی وانادیوم بوسیله چند روند از قبیل کاهش کلسیم، لیچینگ، خروج هلال و تبادل یونی برای بدست آوردن وانادیوم به شکل یک فلز فرو وانادیوم، پنتوکسید وانادیوم و یا شکل مواد شیمیایی مختلف فرآورده می شود.
میزان عنصر و تقاضای وانادیوم در طول 2 سال گذشته ثابت بوده است و در حال کاهش قیمت است.
تولید کنندگان اصلی وانادیوم شامل چین، آفریقای جنوبی و روسیه است، در حالی که میزان کمتری در کشورهای استرالیا، آمریکا تولید می شود.
مواد خام ثانویه مانند سرباره های فولاد کاری و یا پس مانده های دیگر صنایع حاوی وانادیوم، مانند کاتالیزورها و یا خاکستر کوره نفت سوز، می توانند پیش از مصرف نهایی به منظور تولید وانادیوم مورد استفاده قرار گیرند. بدین ترتیب، به مانند پردازش اولیه، لیچینگ قلیایی باید در یک کوره گردان و یا یک کوره چند اجاقی انجام گیرد. این فرآیند وانادیوم را که به طور مستحکمی در داخل ساختار معدنی اسپیل جای گرفته، به وانادی قابل شستشو تبدیل می کند.

کلیات:

وانادیوم یک عنصر شیمیایی است، عدد اتمی این عنصر 23 است و در جدول متناوبی، در گروه 7 است. جرم حجمی آن   و رنگ آن خاکستری نقره ای فلزی است، توان اتمی آن 50.9415amu، شعاع اتمی آن 171pm و شعاع کوالانسی آن 125pm می باشد، نقطه ذوب این عنصر 2175k و نقطه جوش آن 3682k می باشد.
وانادیوم یک عنصر کمیاب نرم و هادی می باشد که به صورت ترکیبی با کانیهای خاصی یافت شده و برای تولید آلیاژهایی بکار گرفته می شود.
این عنصر در برابر فرسودگی توسط مواد قلیایی و اسید سولفوریک و اسید هیدروکلریک مقاوم است در k 933 به سرعت اکسید می شود. وانادیوم ساختار محکمی داشته و شکاف نیوترونی ندارد که این خاصیت آن را برای استفاده در زمینه های هسته ای مناسب
می نماید.
حالتهای اکسیداسیون محصول این عنصر + 2 و + 3 و + 4 و + 5 می باشد یک تجربه عمومی با وانادات آمونیوم با فلز روی است که می تواند از طریق همه 4 حالت، اکسیداسیون + 1 نیز برای این عنصر دیده شده است بیش از 80% وانادیوم تولید شده به مصرف فرو وانادیوم که یک ماده افزوده به فلز فولاد می باشد می رسد موارد استفاده دیگر عبارتند از:
در آلیاژها به عنوان
•    فلزات ضد خش وسایل جراحی و ابزار آلات
•    ماده ضد رنگ و افزایش دهنده سرعت در فلزات
•    ماده مخلوط شونده با آلیاژهای آلومینیوم و تیتانیوم برای استفاده در موتورهای جت و هواپیماهای پر سرعت
•    آلیا‍ژ فلز وانادیوم در ساخت محورها، میل لنگ دنده ها و ... بکار می رود
•    متعادل کننده کاربید در ساخت فلزات
•    کاربردهای هسته ای بدلیل نداشتن شکافت نوترونی
•    استفاده از ورق وانادیوم در آبکاری تیتانیوم در فلزات
•    نوار وانادیوم گالیوم که مگنت ابر رسانا می باشد.
•    استفاده از ترکیبات وانادیوم به عنوان کاتالیزور در تولید Moleic Anhydride و اسید سولفوریک
•    استفاده از پنتا اکسید وانادیوم به عنوان کاتالیزور در سفالگری
وانادیوم توسط Andres Monuel Del Rio که یک معدن شناس اسپانیایی بود در شهر مکزیکوسیتی در سال 1801 کشف شد، اولین عنصر را سرب ترمز نام نهاد، با انجام آزمایشاتی وی ملاحظه کرد که رنگ این عنصر بدلیل وجود کرومیوم می باشد از این رو او این عنصر را Danchromium نام نهاد وی بعداً این عنصر را به نام Erythronium تغییر داد چرا که بیشتر نمکها با حرارت دادن قرمز می شوند. یک شیمی دان فرانسوی اشتباهاً اعلام کرد که عنصر جدید Rio Del تنها یک کرومیوم ناخالص است. Del Rio نیز گمان داشت که اشتباه کرده است و نظر شیمیدان فرانسوی را قبول کرد.
در سال 1831 سوئد وانادیوم را در اکسید جدیدی که وی به هنگام کار کردن با معادن آهن یافته بود دوباره کشف کرد در همان سال Friedrich W…V کشف سابق Del Rio را تأیید کرد.
وانادیوم فلزی در سال 1867 توسط Henry Enfield Roscoe که کلرید وانادیوم را با هیدرو‍ژن تقلیل کرد به صورت جداگانه بدست آمد. نام وانادیوم از کلمه وانادیس الهه زیبایی در اسکاندیناوی گرفته شده است چرا که این عنصر در ترکیبات گوناگون رنگهای الوانی دارد.

فهرست مطالب
عنوان                                                صفحه
چکیده                                            1

فصل اول: کلیات                                    
کلیات                                            3
ذخایر وانادیوم در ایران                                8

فصل دوم: فرآوری وانادیوم
2-1- منابع وانادیوم                                    10
2-2- کشورهای اصلی صنعت وانادیوم                        16
2-2-1- جمهوری آفریقای جنوبی                            16
2-2-2- جمهوری خلق چین                                17
2-2-3- روسیه و سایر کشورهای CIS                        21
2-3- فرآیندهای تجاری بازگیری                            29
2-3-1- وانادیوم                                    29
2-3-2- پنتوکسید وانادیوم                                31
2-3-3- فرو وانادیوم                                    32
2-4- نقش استرالیا در صنعت وانادیوم                        35

فصل سوم: سنتیک واکنش عملیات برشته کردن وانادیوم و استفاده از سرباره های فولاد به عنوان ماده خام ثانویه
3-1- مقدمه                                        40
3-2- بررسی پژوهشی فرآیند تشویه وانادیوم                    41
3-3- آزمایشات عملی                                    43
3-4- جنبش شناسی واکنش                                44
3-5- مدل فرآیند تشویه وانادیوم                            47
3-6- نتایج و مباحث آزمایشات عملی فرآیند تشویه وانادیوم                48

فصل چهارم: فرآوری جدید جهت بازیابی کانیهای وانادیوم و تنگستن از محلول لیچینگ آلیا‍ژ تنگستن دار
4-1- مقدمه                                        52
4-2- روش تجربی                                    54
4-2-1- آماده سازی نمونه                                54
4-2-2- روش تجربی                                    55
4-3- نتایج و مباحث آزمایش                                56
4-4- بازگیری وانادیوم                                59
4-5- بازگیری تنگستن                                    62
4-5-1- تبدیل Na2wo4 به Cawo4                            62
4-5-2- تبلور APT و خلوص آن                            63

فصل پنجم: نتایج و پیشنهادات
نتایج و پیشنهادات                                    67
منابع مورد استفاده                                    68