نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی سهند

چکیده

معدن مس اکسیدی قره‌تپه با عیار مس 21/1 درصد با باطله کربناته در شهرستان ماکو و در استان آذربایجان غربی واقع شده است. برای لیچینگ مس از این معدن از عوامل لیچینگ اسیدی و قلیایی استفاده شد. در ابتدا چندین آزمایش‌ لیچینگ با اسید سولفوریک در pH‌های ثابت 8/0، 3/1 و 5/1 و به مدت 2 ساعت انجام شد که در نتیجه آن بازیابی بالای 95 درصد مس به‌دست آمد، علی رغم بازیابی بالای مس، مشکل مصرف بسیار زیاد اسید و فیلتراسیون محلول و جامد باقی‌مانده مشهود بود. برای غلبه بر این مشکلات، آزمایش‌هایی در رآکتور لیچینگ با عوامل انحلال آمونیاک و کربنات آمونیوم روی این کانسنگ انجام شد. نتایج این مرحله بیانگر آن بود که غلظت آمونیاک، کربنات آمونیوم، نسبت جامد به مایع و ابعاد ماده معدنی مهم‌ترین عوامل مؤثر در لیچینگ آمونیاکی کانسنگ مذکور هستند. در شرایط مناسب 3 مول آمونیاک، 3/0 مول کربنات آمونیوم، نسبت جامد به مایع 1:10، سرعت همزنی 500 دور بر دقیقه، دمای 20 درجه سانتی‌گراد و 60 دقیقه زمان لیچینگ، بازیابی بیش از 94 درصد به‌دست آمد. محلول و جامد باقی‌مانده در لیچینگ آمونیاکی به راحتی فیلتر شد. مدل سینتیکی مناسب برای لیچینگ این کانسنگ در محیط آمونیاکی ارائه شد و مقدار انرژی فعال‌سازی واکنش طبق مطالعات سینتیکی 16 کیلوژول بر مول محاسبه شد. مقایسه لیچینگ اسیدی و آمونیاکی برای کانسنگ اکسیدی مس قره تپه با باطله کربناته نشان داد که لیچینگ آمونیاکی مناسب‌ترین روش برای انحلال مس از این کانسنگ است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Study and Suitable Method Selection for Copper Leaching from Its Oxide Ore: Case Study of Ghare Tappeh Copper Ore

نویسندگان [English]

  • Valeh Aghazadeh
  • Ali Nabizadeh

Sahand University of Technology

چکیده [English]

Gare Tappeh copper oxide ore with 1.21% copper is located in Maku city, west Azerbaijan province. Acid and alkaline reagents were used for copper leaching of this ore. Sulphuric acid leaching was done in pH 0.8, 1.3 and 1.5 for 2 hours. More than 95% copper leached in acidic medium. Despite the high copper recovery, two major problems of high acid consumption and difficulty in filtration were observed. To overcome these problems, selective copper leaching was done in ammonia and ammonium carbonate medium. The results showed that ammonia and ammonium carbonate concentration, solid to liquid ratio and particle size are the most important parameters. In 3M ammonia, 0.3M ammonium carbonate, solid to liquid ratio 1:10, agitation speed 500rpm, 20 ºC temperature and 60 minutes leaching time, copper recovery was 94%. Kinetic model in ammonia solution showed that activation energy is 16 Kj/mol and reaction is controlled by diffusion. Comparison of acid and alkaline leaching showed that the ammonia leaching is suitable for copper recovery from Gare Tappeh copper ore
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Copper Oxide Ore
  • Carbonated Gangue
  • Leaching
  • Ammonia
  • Sulphuric Acid

  [1]      Bingol, D., Canbazoglu, M., Aydogan, S (2005) "Dissolution kinetics of malachite in ammonia/ammonium carbonate leaching", Hydrometallurgy, 76, 55-62.

  [2]      Meng, X. and N. Kenneth (1996) "The principles and applications of ammonia leaching of metals-a review", Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 16, 23-61.

  [3]      Han, K.N., Meng, X (1993) "The leaching behavior of nickel and cobalt from metals and ores-a review", The Paul E. Queneau International Synposium, Extractive metallurgy of Copper, Nickel and Cobalt. Fundamental Aspects, l, 709–733.

  [4]      Vu, C., Han, K.N (1977) "Leaching behavior of cobalt in ammonia solutions", Transactions of the Institution of Mining and Metallurgy, 86, 119–125.

  [5]      Liu, W., M. Tang, et al. (2010) "Dissolution kinetics of low grade complex copper ore in ammonia-ammonium chloride solution" Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 20, 910-917.

  [6]      Park, K.H.; Mohapatra, D (2007) "A study on the oxidative ammonia/ammonium sulphate leaching of a complex (Cu-Ni-Co-Fe) matte", Hydrometallurgy, 86, 3-4, 164-171.

  [7]      Aydogan, S.; Aras, A.; Canbazoglu, M (2005) “Oxidative ammonia leaching of sphalerite concentrate”, Selcuk Univ Eng Arc Fac, 20, 55.

  [8]      Guo-dong, Z.; Qing, L (2010) "Leaching of copper from tailings using ammonia/ammonium chloride solution and its dynamics", International Conference on Chemistry and Chemical Engineering (ICCCE).

  [9]      Ekmekyapar, A.; Oya, R (2003) "Dissolution kinetics of an oxidized copper ore in ammonium chloride solution", Chemical and biochemical engineering quarterly, 17, 4, 261-266.

[10]      Nizamettin Demirkıran (2009), "Dissolution kinetics of ulexite in ammonium nitrate solutions", Hydrometallurgy, 95, 198–202.

[11]      Kazuya Koyama, Mikiya Tanaka, and Jae-chun Lee; (2004), "Copper Leaching Behavior from Waste Printed Circuit Boardin Ammoniacal Alkaline Solution", Materials Transactions, 47, 1788 – 1792.

[12]      Levenspiel, O., (1999), "Chemical Reaction Engineering, second edition", John Wiley and Sons Inc., New York.

[13]      Wadsworth, M.E., Miller, J.D., (1979), "Rate processes of extractive metallurgy",  In: Sohn, H.Y., Wadsworth, M.E. (Eds.), Hydrometallurgical processes (section 3). Plenum Press, New York, pp. 133– 153.

[14]      Dickinson, C.F., Heal, G.R., (1999). "Solid–liquid diffusion controlled rate equations". Thermochimica, Acta 340–341, 89– 103.