مشخصه یابی شیمیایی و مینرالوژیکی کنسانتره ایلمنیت کهنوج و بررسی رفتار احیایی آن در محیط گاز هیدروژن
- سال انتشار: 1402
- محل انتشار: فصلنامه مواد نوین، دوره: 14، شماره: 51
- کد COI اختصاصی: JR_JNMMI-14-51_005
- زبان مقاله: فارسی
- تعداد مشاهده: 51
نویسندگان
دانشجوی دکتری رشته مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
استادیار، گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
استاد، گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
چکیده
چکیدهمقدمه: ایلمنیت به عنوان مهمترین منبع استخراج تیتانیوم و اکسید آن با به کارگیری فرآیندهای سولفاتی، کلریدی و گدازش فرآوری می شود. در این روش ها، حذف ناقص آهن همراه تیتانیوم، دستیابی به رنگدانه سفید را با مشکل مواجه می کند. به منظور بهبود حذف آهن، پیش فرآوری ایلمنیت توسط فرآیندهای احیای کربوترمی با هدف تبدیل آهن به شکل قابل انحلال و قابل گدازش مانند آهن فلزی، راه کاری است که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به مشکلات فنی و زیست محیطی احیاء کربوترمی، جایگزین کردن کک توسط هیدروژن روشی نوین است که مزیت های قابل توجهی را در فرآیندهای جداسازی بعدی به همراه دارد.روش: در این پژوهش ابتدا کنسانتره ایلمنیت کهنوج مورد مشخصه یابی مینرالوژیکی، شیمیایی و ساختاری قرار گرفت. سپس احیاء غیر هم دما گندله ها توسط گاز هیدروژن در بازه دمایی ۵۰۰- ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد انجام گرفت. درجه احیا بر اساس کاهش وزن رخ داده پس از احیا محاسبه شد. مشخصه یابی نمونه ها به کمک میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی، آنالیز فازی پراش پرتو ایکس و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس انجام شد.یافته ها: کنسانتره ایلمنیت کهنوج از فاز اصلی FeTiO۳ تشکیل شده است که هماتیت به همراه مقدار جزئی فاز اسفن در آن دیده می شود. همچنین Mg و Mn نیز در آنالیز شیمیایی به مقدار محدودی یافت می شود. در این تحقیق حداکثر درجه احیاء معادل ۷۶% در دمای ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد بدست آمد. با افزایش دمای احیا، آهن از ساختار ایلمنیت به بیرون نفوذ و در اطراف ذره تجمع کرده است. TiO۲ به صورت لایه های در اطراف هسته احیا نشده قرار گرفته است. با افزایش زمان احیا تجمع فاز فروسودوبروکیت در مرکز ذرات ایلمنیت مشاهده شد. جدایش عناصر ناخالصی Mg و Mn به سمت مرکز ذره باعث گیر افتادن آهن باقیمانده در مرکز ذره می شود و می تواند جداسازی کامل اکسیدهای آهن همراه ایلمنیت را با مشکل مواجه کند.نتیجه گیری: احیاء گندله های ایلمنیت کهنوج توسط گاز هیدروژن می تواند باعث احیاء اکسیدهای آهن موجود در ساختار ایلمنیت و جداسازی موثر Fe و TiO۲ از همدیگر شود. تشکیل ذرات آهن فلزی پس از احیا و به دنبال آن جدایش موثر آن از ساختار ایلمنیت، رسیدن به میزان بالای درجه احیا معادل ۷۶ درصد را فراهم میکند.کلیدواژه ها
کنسانتره ایلمنیت کهنوج, کانی شناسی, احیاء هیدروژنی, میکروساختاراطلاعات بیشتر در مورد COI
COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.
کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.