دانلود پایان نامه ارشد با موضوع نقطه مرکز

توسط نفوذ از لایه مایع باشد، در این حالت در سطح جسم، ترکیب شوندهای وجود ندارد. در این حالت تنها غلظت سیال در ناحیهی فیلم مایع کنترل کننده نرخ واکنش است و غلظت سیال در ناحیهی خاکستر و نیز غلظت سیال در ناحیهی سطح ذره برابر صفر در نظر گرفته میشود[34].
ب- نفوذ از میان خاکستر
در این حالت اندازهی هستهی انقباضی با گذشت زمان ثابت نمیماند و کوچکتر میشود. با کوچکتر شدن هسته، ضخامت طبقهی خاکستر افزایش یافته و در نتیجه سرعت نفوذ ترکیب شونده با گذشت زمان کمتر میشود[34].
ج- واکنش شیمیایی
اگر پیشرفت واکنش از طریق مقاومت واکنش شیمیایی سطحی کنترل شود، وجود لایه خاکستر و لایه سیال اثری در پیشرفت واکنش ندارد، لذا مقدار جسم در حال ترکیب متناسب با سطح هستهی انقباضی خواهد بود[34].
با جستجو در مقالات مختلف برای معادلات سینتیک و معادلات جدید دیکنسون در کل 29 معادله برای سینتیک شناسایی شده است. از این تعداد، 12 معادله بر اساس مکانیسم کنترل نفوذ است[36]. جدول 3-3 معادلات کنترل نفوذ و 17معادلهی دیگر در جدول 3-4 نشان داده شده است.
جدول3-3- معادلات سینتیک بر اساس مکانیسم مدل نفوذ[36]
نوع
معادله
یک بعدی
kt=?2
دو بعدی
kt=(1-?)Ln(1-?)+?
سه بعدی(Jander)
kt=(1-(1- ?)1/3)2
Ginstling-Brounshtein
kt=1-2?/3-(1-?)2/3
Zhuravlev, Lesokhin and Templeman
kt=(1/(1-?)1/3)-1)2
Anti Jander
kt=((1+?)1/3-1)2
Kro¨ger and Ziegler
k*Lnt=(1-(1- ?)1/3)2
Jander نفوذ سلیندری
kt=(1-(1- ?)1/2)2
Anti Jander نفوذ سلیندری
kt=(1-(1+ ?)1/3)2
معادلهی جدید توسط دیکنسون و همکاران
kt=1/(1- ?)1/3-1
معادلهی جدید توسط دیکنسون و همکاران
kt=1/(1- ?)1/3+1/3*Ln(1- ?)-1
معادلهی جدید توسط دیکنسون و همکاران
kt=1/5(1- ?)-5/3-1/4(1- ?)-4/3+1/20

جدول 3-4- معادلات سینتیک برای واکنشهای جامد-مایع[36]
نوع
معادله
Avrami-Erofeev
kt=(-Ln(1- ?))1/4
Avrami-Erofeev
kt=(-Ln(1- ?))1/2
Avrami-Erofeev
kt=(-Ln(1- ?))1/3
Avrami-Erofeev
kt=(-Ln(1- ?))3/4
Avrami-Erofeev
kt=(-Ln(1- ?))2/5
مرتبه صفر
kt= ?
مرتبه اول
kt=-Ln(1- ?)
مرتبه دوم
kt= (1- ?)-1
انقباض سطح
kt=1-(1- ?)1/2
انقباض حجم
kt=1-(1- ?)1/3
برخورد
kt=1-(1- ?)2/3
قانون نیرو(نصف)
kt= ?1/2
قانون نیرو(یک سوم)
kt= ?1/3
قانون نیرو(یک چهارم)
kt= ?1/4
نمایی
kt=Ln ?
نمایی
kt=exp(-(1- ?))-exp(-1)
Prout-Tompkinsa
kt=Ln(?/(1- ?))

برای بررسی میزان تطابق نتایج فرآیند لیچینگ با معادلات موجود، دادههای حاصل از نمونه برداری در دماهای متفاوت، بر حسب زمان رسم میشوند. فرآیند لیچینگ از مدلی تبعیت میکند ،که نمودارهای مربوط به هر یک از معادلات؛ ضریب همبستگی (R2) بیشتری داشته باشند.
به طور معمول، دما تاثیر زیادی در نرخ انحلال دارد و افزایش دما باعث افزایش انحلال میشود. وابستگی سینتیک فرآیند لیچینگ به دما توسط معادله آرنیوس نشان داده میشود. این معادله به صورت زیر است[34]:
K=Aexp(-Ea/RT)
LnK = LnA + (-Ea/RT) (3-5)
که در آن A فاکتور تناوب، Ea انرژی اکتیواسیون، R ثابت جهانی گازها و T دمای مطلق است[34]. نمودار آرنیوس برای مقادیر lnK بدست آمده بر حسب 1000/T رسم شده و در نهایت انرژی واکنش بهدست میآید.
3- 6 روش انجام آزمایشهای سینتیک
با توجه به مطالعه تحقیقات گذشته، برای آزمایشهای سینتیک تمامی پارامترهای موثر به جز دما، به صورت پایه و ثابت در نظر گرفته شده است. این آزمایشها با 5 درصد جامد و مقادیر استوکیومتری اسید سولفوریک و اسید اکسالیک از معادلهی واکنش انجام گرفت، بعد از به حجم رساندن پالپ با درصد جامد تعیین شده اسید اکسالیک و سپس اسید سولفوریک به ظرف اضافه شد. در فواصل زمانی 30 دقیقهای به مدت 150 دقیقه، 30 سیسی نمونه از محلول لیچینگ گرفته شد و پس از فیلتراسیون برای آنالیز مقدار منگنز به آزمایشگاه شیمی فرستاده شد.آآ
3-7 نرم افزار طراحی آزمایش
استفاده از روش‌های طراحی آزمایش امکان بهینه‌ سازی تعداد آزمایش‌های مورد نیاز را فراهم می‌سازد و سبب کاهش زمان و هزینه‌های انجام آزمایش می‌شود. در این تحقیق از روش سطح- پاسخ برای طراحی آزمایش‌ها استفاده شده است. روش CCDاز روش های استاندارد است که به دلیل انعطاف پذیری در طراحی، به طور گسترده‌ای در مدل‌سازی و بهینه‌سازی فرآیندهای مهندسی استفاده شده ‌است [40]. این روش یک روش فاکتوریل دو سطحی است که به آن نقاط مرکزی و محوری اضافه شده است تا رفتار انحنا در مدل به خوبی مشخص شود. نقطه مرکزی برابر با میانگین دو سطح بالا و پایین است و نقاط محوری در فاصله‌ی معینی (? × نصف فاصله دو سطح بالا و پایین) از نقطه مرکزی قرار می‌گیرند. ضریب ? را می‌توان از طریق تحقیق به دست آورد، اما این ضریب بسیار نزدیک به جذر تعداد پارامترها است. به طور معمول اگر تعداد پارامترها کمتر از 6 باشد، ضریب ? برابر با 68179/1 است [41]. مقدار کددار پارامترها برای نقاط فاکتوریل (یا حقیقی) برابر است با 1± (مقدار مثبت برای سطح بالا و منفی برای سطح پایین)، برای نقاط محوری برابر با ?± و برای نقطه مرکزی برابر با صفر است.
سطوح هر یک از این پارامترها با توجه به مطالعات انجام شده توسط محققین مختلف و بررسی‌های اولیه انجام شده تعیین شد. متغیرهای ورودی و سطوح آنها در طراحی آزمایش‌ها در جدول 3-5 ارائه شده‌ است.

  دانلود پایان نامه با موضوعسیستم عصبی، بیماران مبتلا، زیست محیطی، رفتارهای مرتبط

جدول 3-5 پارامترهای عملیاتی و سطوح آنها
علامت
نام عامل
واحد
محوری پایین
سطح پایین
مرکزی
سطح بالا
محوری بالا
A
درصد جامد
%
5
10
15
20
25
B
دما
°C
25
40
55
70
85
C
مقدار اسید سولفوریک
gr
25
4055
70
85
D
مقدار اسید اکسالیک
gr
5/12
20
5/27
35
5/42

همانطور که در جدول 3-6، مشاهده می‌شود با استفاده از روش CCD، تعداد 30 آزمایش شامل 6 تکرار نقطه مرکزی، 8 نقطه حقیقی و 8 نقطه محوری طراحی شد.

جدول 3-6 آزمایش‌های طراحی شده با استفاده از روش CCD

درصدجامد
دما
اسیدسولفوریک
اسیداکسالیک
Std
اجرا
واقعی
کددار
واقعی
کددار
واقعی
کددار
واقعی
کددار
9
1
10
1-
40
1-
40
1-
35
1
3
2
10
1-
70
1
40
1-
20
1-
20
3
15

85
2
55

5/27

4
4
20
1
70
1
40
1-
20
1-
27
5
15

55

55

5/27

19
6
15

25
2-
55

5/27

14
7
20
1
40
1-
70
1
35
1
22
8
15

55

85
2
5/27

28
9
15

55

55

5/27

8
10
20
1
70
1
70
1
20
1-
6
11
20
1
40
1-
70
1
20
1-
29
12
15

55

55

5/27

25
13
15

55

55

5/27

12
14
20
1
70
1
40
1-
35
1
24
15
15

55

55

5/42
2
7
16
10
1-
70
1
70
1
20
1-
13
17
10
1-
40
1-
70
1
35
1
30
18
15

55

55

5/27

16
19
20
1
70
1
70
1
35
1
5
20
10
1-
40
1-
70
1
20
1-
15
21
10
1-
70
1
70
1
35
1
17
22
5
2-
55

55

5/27

11
23
10
1-
70
1
40
1-
35
1
26
24
15

55

55

5/27

21
25
15

55

25
2-
5/27

18
26
25
2
55

55

5/27

23
27
15

55

55

5/12
2-
10
28
20
1
40
1-
40
1-
35
1
2
29
20
1
40
1-
40
1-
20
1-
1
30
10
1-
40
1-
40
1-
20
1-

3-8 روش انجام آزمایش‌ها
با استفاده از نرمافزار طراحی آزمایش (DX7) و به روش CCD، تعداد 30 ازمایش طراحی و انجام شد. درصد جامد، دما، مقدار اسید و مقدار ماده کاهنده از عوامل مهم و تاثیرگذار در لیچینگ کانسنگ منگنز به شمار میآیند که در این نرمافزار با در نظر گرفتن محدودههایی بر اساس منابع موجود و مقادیر استوکیومتری برای مقادیر اسید ، ماده ی کاهنده، دما و درصد جامد تعیین شد. مطابق جدول 3-7، پارامترهای ثابت در این آزمایشها، دور همزن، زمان آزمایش و دانه بندی نمونه بودهاند.
جدول 3-7پرامترهای ثابت و مقادیر آنها در آزمایشهای لیچینگ احیایی
دور همزن(rpm)
زمان(min)
دانه بندی خوراک(میکرون)
pH
350
120
300-
1

  منابع و ماخذ مقالهاعتبارسنجی، مدل ریاضی، مدل پیشنهادی، الگوریتم ژنتیک

در همهی آزمایشهای بخش لیچینگ از اسیدسولفوریک با درجه خلوص آزمایشگاهی از شرکت مرک، و نیز اسید اکسالیک شرکت مرک استفاده شده است. برای انجام آزمایشهای لیچینگ از بشر 1000 میلیلیتر، بر روی یک صفحه گرم استفاده شد. بعد از رسیدن دمای محلول به مقدار مورد نظر، مقدار معین از خوراک جامد به آن اضافه و لیچینگ در مدت زمان پیش بینی شده، انجام شد. پس از اتمام هر تست، بعد از فیلتراسیون، محلول فیلتر شده برای آنالیز عناصر منگنز، آهن و سیلیس به آزمایشگاه شیمی فرستاده شد. علت استفاده از روش طراحی آزمایش، تعیین درصد تاثیر هر پارامتر در انحلال منگنز تا بدین وسیله بتوان با انتخاب مقادیر مناسب عوامل موثر به حداکثر بازیابی منگنز در حین کمترین انحلال آهن و سیلیس دست یافت.

فصل چهارم

نتایج و بحث

4-1 مقدمه
در این فصل، پس از شرح نتایج آزمایشهای مقدماتی فیزیکی و فلوتاسیون، که به منظور انتخاب روش مناسب برای پرعیارسازی کانسنگ منگنز انجام شده، نتایج آزمایشهای بخش لیچینگ احیایی بررسی میشود. این بخش شامل انتخاب کاهنده، تعیین عامل کنترل لیچینگ و طراحی آزمایش میباشد. طراحی آزمایش با در نظر گرفتن سطوح مناسب برای پارامترهای عملیاتی (درصد جامد، دما، اسید سولفوریک و اسید کسالیک) و تاثیر هر یک از پارامترها بر بازیابی بررسی شده است. در پایان شرایط بهینه عملیاتی برای پرعیارسازی این نوع کانسنگ با توجه به پارامترهای در نظر گرفته شده، پیشنهاد شده است.
4-2آزمایشهای جیگ
نمونه با محدودهی ابعاد 3350- ،1000+ میکرون توسط جیگ مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایش در جدول4-1 آورده شده است. مطابق این جدول، عیار منگنز در محصول پرعیار شده به حد مطلوب نرسیده است، از طرفی مقدار آهن منتقل شده به کنسانتره به دلیل وزن مخصوص بالا، میزان قابل توجهی دارد. ضمن آن که عیار آهن نسبت به خوراک تغییر چندانی را نشان نمیدهد.
جدول4-1: آزمایش جیگ بر روی دانه بندی (1000+ 3350-) میکرون
بازیابی %
عیار %
درصد وزنی
وزن
(g)
نوع محصول
SiO2
Fe
Mn
SiO2
Fe
Mn

92/38
50/61
93/50
92/25
79/12
61/23
7/47
217
پرعیار
08/61
50/38
07/49
09/37
30/7
74/20
3/52
238
باطله
100
100
100
76/31
92/9
11/22
100
455
متوسط (خوراک)

نتایج حاصل حاکی از جدایش نامناسب کانیهای سبک و سنگین توسط جیگ برای این محدوده ابعادی میباشد. مشاهده میشود نیمی از منگنز به باطله منتقل شده که میتواند به دلیل درجه آزادی کم کا
نی منگنز در این دانهبندی و درگیری آن با کوارتز باشد. در مورد گانگ سیلیکاته علیرغم انتقال بخش عمدهای از آن به باطله ولی عیار آن در اثر درگیری با کانیهای منگنز و آهندار در محصول پرعیار همچنان بالا است. لازم به ذکر است که با شستشوی مجدد محصولات با جیگ، افزایش چندانی در عیار و بازیابی بدست نیامد. در جمعبندی از آزمایشهای انجام شده با جیگ مشاهده میشود که در بهترین وضعیت شاخصهای ارزیابی عملیات جدایش شامل ضریب پرعیار کردن22 و ضریب غنی سازی23 برای محصول منگنز به ترتیب برابر 1/2 و 07/1 است که نشانه عدم کارایی لازم جدایش کانیها در این ابعاد توسط جیگ است. لازم به ذکر است که هر چه مقدار شاخص اول به عدد یک نزدیکتر و هرچه شاخص دوم عددی بزرگتر باشد مطلوبتر است.
4-3 نتایج آزمایشهای میزلرزان
4-3-1آزمایش اول
محدوهی ابعادی ذرات : 1000- ، 300+ میکرون
شرایط آزمایش:
شیب میز 6 درجه
دبی جامد خشک 300 گرم بر دقیقه

  پایان نامه با موضوعرضایتمندی مشتری، رضایتمندی، ارزش درک شده، همبستگی پیرسون

جدول4-2: آزمایش میزلرزان بر روی دانه بندی (1000- 300+) میکرون
توزیع %
عیار %
درصد وزنی
نوع محصول
SiO2
Fe
Mn
SiO2
Fe
Mn

22/22
01/29
9/39
95/22
35/11
86/27
23/32
محصول پرعیار
04/36
0/24
76/33
32/34
66/8
74/21
96/34
میانی
74/41
99/46
34/26
34/42
06/18
07/18
81/32
باطله
100
100
100
29/33
61/12
51/22
100
متوسط (خوراک)

مطابق جدول4-2، عیار منگنز در کنسانتره 5 درصد نسبت به عیار منگنز در خوراک، افزایش یافته و به 86/27 درصد رسیده است که حدود 40 درصد منگنز موجود در این محدودهی ابعادی بازیابی شده است. در مورد آهن، به دلیل افزایش درجه آزادی و همچنین نزدیک بودن وزن مخصوص آن با کانی منگنز به کنسانتره منتقل شده و بخش درگیر با گانگ سیلیکاته به باطله منتقل شده است.
از طرفی، گرچه عیار سیلیس در محصول پرعیار کاهش یافته، اما به حد مجاز نرسیده است. بخش قابل توجهی از کانیهای منگنزدار به بخش محصول میانی راه یافته که در صورت اختلاط آن با محصول پرعیار میتوان بازیابی وزنی و بازیابی منگنز را به میزان دو برابر افزایش داد و آن را به ترتیب به 19/67 و 66/73 درصد رساند. عیار منگنز محصول ناشی از این اختلاط به 68/24 درصد کاهش می یابد. ضریب غنیسازی (E.R) برای این آزمایش، مطابق جدول 4-2، 24/1 شده است.
4-3-2 آزمایش دوم
محدودهی ابعاد ذرات 1000- ، 300+ میکرون
شیب میز 5/6 درجه
دبی جامد خشک 300 گرم بر دقیقه
توزیع %
عیار %
درصد وزنی
نوع محصول
SiO2
Fe
Mn
SiO2
Fe
Mn

30/25
05/41
23/39
46/24
81/11
45/25
64/33
محصول پرعیار
10/47
15/41
75/42
27/34
91/8
87/20
70/44
میانی
60/27
80/17
01/18
43/41
95/7
14/18
67/21
باطله
100
100
100
52/32
68/9
82/21
100
متوسط (خوراک)
جدول4-3: آزمایش میزلرزان بر روی دانه بندی(1000- 300+) میکرون

با توجه به نتایج آزمایش دوم میزلرزان در جدول فوق، مشاهده میشود افزایش شیب تاثیر منفی بر بازیابی و عیار منگنز در محصول پرعیار داشته، و باعث کاهش آن شده است. با توجه به جدول 4-3، ضریب غنیسازی (E.R) برای این آزمایش، 17/1 شده است. مشاهده می شود که افزایش شیب تاثیر نامطلوبی در این محدوده دانه بندی دارد و سبب کاهش عیار و بازیابی منگنز در محصول پرعیار می شود. در مقایسه بین میز لرزان با ماشین جیگ و جدایش ابعاد درشت تر ضریب غنیسازی، اندک بهبودی را نشان می دهد.
4-3-3 آزمایش سوم
محدوده ی ابعاد ذرات 300- میکرون
شرایط آزمایش:
شیب میز 5/6 درجه
دبی

دیدگاهتان را بنویسید