مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

بهینه‌سازی و مدلسازی ترمودینامیکی فرآیند آبشویی فلزات نیکل، مس، روی و کادمیم از فیلتر کیک کم عیار: بررسی آزمایشگاهی و روش سطح پاسخ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران)
2 دانشگاه علم و صنعت ایران
10.22034/ijche.2025.520816.1519
چکیده
تامین منابع و کاهش آلودگی محیط‌زیستی از دلایل بازیابی فلزات از منابع ثانویه مانند فیلترکیک‌ها می‌باشد. بهینه‌سازی و مدل‌سازی ترمودینامیکی و سینتیکی پارامترها بر فروشویی نیکل، مس، روی و کادمیم از

فیلتر کیک کم‌عیار انجام شده است. اثر پارامترهای زمان، دما، اندازه ذرات، pH، نسبت جامد به مایع و میزان تزریق هوا یا ازن بر فروشویی با طراحی آزمایش‌ و روش سطح پاسخ در پنج سطح بررسی شد. 66/84 درصد نیکل، 87/85 درصد مس، 86/74 درصد کادمیم و 13/86 درصد روی با فروشویی اسیدی گرماگیر و خودبه‌خودی بازیابی شدند. مقدار pH برابر 5/2 ، زمان 5/2 ساعت در 50 درجه سانتیگراد و با ذرات 88 میکرونی و نسبت جامد به مایع 08/0گرم بر میلی‌لیتر و بدون تزریق هوا/ ازن از شرایط بهینه هستند. چهار معادله درجه دوم برای پارامترهای مستقل حداکثر بازیابی پیشنهاد شدند. در فروشویی، مکانیسم نفوذ برای نیکل و مس و مکانیسم‌های واکنش شیمیایی و نفوذ برای روی و کادمیوم کنترل‌کننده بوده‌اند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Optimization and Thermodynamic Modelling of the Leaching Process of Nickel, Copper, Zinc and Cadmium from Low-Grade Filter Cake: Experimental and response surface methodology

نویسندگان English

Somayeh Kolbadinejad 1
Ahad Ghaemi 2
1 School of Chemical, Petroleum and Gas Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
2 Iran University of Science and Technology
چکیده English

Providing resources and reducing pollution in environment are the reasons for recovering metals from secondary sources such as filter cakes. Optimization, thermodynamic and kinetic modeling of effective parameters for the simultaneous leaching of four metals from low-grade filter cakes have been carried out. Temperature, particle size, time, pH, solid-to-liquid ratio and air or ozone injection rate on the leaching process are important. These parameters were checked by response surface methodology at five levels. 84.66% nickel, 85.87% copper, 74.86% cadmium and 86.13% zinc were recovered from filter cakes by endothermic and spontaneous acid leaching process. The optimal conditions are: pH 2.5, time 2.5 hr at 50 °C with 88 mic particles and ratio of solid-to-liquid 0.08 g/ml and without air/ozone injection. Four quadratic equations were proposed to relate the independent parameters for maximum recovery. The nickel and copper extraction were controlled by diffusion mechanism. The leaching of zinc and cadmium were controlled by both chemical reaction and diffusion mechanisms.

کلیدواژه‌ها English

Acid leaching
low-grade filter cake
response surface methodology
thermodynamic and kinetic modeling

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 13 آبان 1404