بررسی میزان ایندیم موجود در مهم‌ترین کانسارهای سرب و روی ایران و نحوه فرآوری آن
| دسته | کانه آرایی |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و نهمین گردهمایی علوم زمین |
| نویسنده | محمود عبداللهی |
| تاريخ برگزاری | ۰۱ اسفند ۱۳۸۵ |
۱- مقدمه
ایندیم (In) با عدد اتمى ۴۹، یک عنصر فلزى از گروه ۱۳ جدول تناوبى است. این عنصر در پوسته زمین در مقادیر بسیار کمى یافت مى‌شود و غلظت آن در حدود ppm ۱/۰ است. به طور معمول در ترکیباتش به حالت ۳ ظرفیتى ظاهر مى‌گردد و به حالت طبیعى یافت نمى‌شود[۱].
ایندیم به همراه گالیم و ژرمانیم، جزء فلزات استراتژیک طبقه‌بندى مى‌گردد. با توجه به مصارف عمده ایندیم در بسیارى از تکنولوژى‌هاى جدید و مطرح بودن آن به عنوان یک فلز استراتژیک، افزایش چشم‌گیرى در تقاضا براى آن انتظار مى‌رود. این فلز در زمینه الکترونیک، نیمه هادى‌ها و ابزارهاى نورى، بسیار کاربرد دارد[۲]. جوش‌ها و آلیاژهاى ذوب شدنى ایندیم[۱]، در صنایع الکترونیک، سیستم‌هاى کنترل آتش و رابط‌هاى مهار کننده زنگ خطر استفاده مى‌شوند. همچنین مقاومت کششى، سختى و مقاومت در برابر خوردگى آلیاژها را افزایش مى‌دهد[۱]. ایندیم در آلیاژهاى میله کنترل رآکتورهاى هسته‌اى (Ag ۸۰%، In ۱۵%، Cd ۵%) استفاده مى‌شود و مصرف آن فقط در این زمینه، در حدود ۳/۳ تن در سال براى تعویض این میله‌ها در نیروگاه‌هاى هسته‌اى موجود در سال ۱۹۸۶ تخمین زده شده بود[۱].
براى ایندیم کانى ویژهاى وجود ندارد و کانسنگ روى میزبان اصلى آن است. اسفالریت مهم‌ترین کانى حاوى ایندیم (ppm In ۱۰۰۰۰ – ۵/۰) و گالن (ppm In ۱۰۰۰ – ۵/۰) بعد از آن قرار دارد. این فلز همواره به صورت محصول جانبى از فرآیندهاى استخراجى برخى فلزات غیر آهنى به ویژه روى، سرب، قلع و مس استحصال میگردد[۲]. براى استحصال فلز روى به روش هیدرومتالورژى، کنسانتره سولفید روى به دست آمده از فلوتاسیون، ابتدا تشویه[۲] مى‌گردد. این عمل باعث تبدیل ZnS به ZnO مى‌شود. چنین ماده‌اى منبع مهم عناصرى چون ایندیم، کادمیوم و ژرمانیم مى‌باشد. کنسانتره تشویه شده به منظور انحلال روى، توسط اسید سولفوریک لیچ مى‌گردد. پس از خالصسازى محلول لیچ حاصل، فلز روى به کمک الکترولیز استحصال میشود[۳]. فلز ایندیم و اکسیدهاى آن در اسید سولفوریک قابل حل مى‌باشند و سولفات ایندیم تشکیل مى‌دهند و قلیاها قادر به انحلال آن نیستند[۴]. مطالعات پایه براى استخراج ایندیم(III) از محلول‌هاى آبى، به طور گسترده بیش از ۳۰ سال است که انجام میشود. اگرچه بعضى از داده‌هاى منتشر شده نشان میدهند که عمده تجزیه و تحلیل‌ها از سال ۱۹۸۰ شروع شده، اما مقادیر قابل توجهى از کارهاى کاربردى و برخى نوآورى‌ها بر توسعه روش‌های مختلف هیدرومتالورژى براى بازیابى ایندیم از محلول‌هاى اسیدى، خصوصاً اسید سولفوریک متمرکز شده‌اند[۵]. ایندیم از محلول‌هاى سولفاته حاوى آن، به روش‌هاى مختلف از جمله ترسیب و استخراج با حلال آلى استحصال مى‌گردد[۲]. عمل‌آورى هیدرومتالورژیکى مناسب کنسانتره‌هاى مس، روى و سولفیدسرب بدست آمده از سنگ‌هاى حاوى کالکوپیریت، اسفالریت یا گالن، معمولاً محلول لیچى فراهم مى‌کند که حاوى مقادیر قابل توجهى از عناصر کمیاب مى‌باشد. مطالعات SX به منظور بازیابى مقادیر ناچیز ایندیم که در انواع مختلفى از کنسانتره روى، سرباره‌‌هاى ذوب یا پسماندهاى بدست آمده از تصفیه پیرومتالورژیکى سرب و روى وجود دارد، توسعه داده شده‌اند[۵]. بدین منظور لازم است که قبل از حذف آهن از محلول لیچ، ایندیم استحصال شود؛ چون در مرحله حذف آهن از محلول لیچ، تقریباً تمام ایندیم موجود در محلول، به همراه آهن رسوب خواهد کرد[۴].
تاکنون در ایران بر روی ایندیم، منابع و روش‌های فرآوری آن، مطالعه‌ای صورت نگرفته است. در این مقاله علاوه بر مطالعه روش‌های استحصال ایندیم از کانسارهای سرب و روی، کانسارهای پر اهمیت سرب و روی ایران از نظر ایندیم، مورد آنالیز و ارزیابی قرار گرفته‌اند. همچنین مطالعات اولیه‌ای بر روی لیچینگ کنسانتره تشویه شده روی باما به منظور انحلال ایندیم موجود در آن، انجام شده است.
۲- روش‌هاى فرآورى و استحصال ایندیم از منابع سرب و روى
در حین فرآیند ذوب براى بازیافت فلزات پایه، ایندیم در محصولات جانبى مانند پسماندها، گرد و غبار دودکش‌ها، سرباره‌ها و محصولات فلزى میانى تمرکز مى‌یابد. فرآیندهاى بازیافت و تولید ایندیم معمولاً پیچیده و گمراه کننده‌اند. بنابراین بازیافت ایندیم از محصولات فلزى میانى اهمیت ویژه‌ای دارد[۱].
۲-۱- تولید از مدارهاى روى
فرآیندی که براى بازیابى ایندیم از اکسیدهاى ثانویه روى ارائه شده، به این صورت است که در مرحله اول، قسمت اعظم روى به وسیله لیچینگ با اسید سولفوریک رقیق زدوده مى‌شود. پسماند به وسیله اسید کلریدریک رقیق، براى انحلال ایندیم لیچ مى‌شود. سپس با رساندن pH به ۱، قلع زدوده مى‌شود. با افزایش بیشتر pH، ایندیم راسب مى‌گردد. ایندیم راسب شده براى بدست آوردن محصول میانى هیدروکسید ایندیم، با NaOH لیچ مى‌شود. انحلال هیدروکسید ایندیم در اسید کلریدریک رقیق، یک محلول ایندیم مى‌دهد که با سمنتاسیون مس و آرسنیک با آهن و در ادامه سمنتاسیون قلع و سرب با ایندیم، خالص مى‌شود. ایندیم از محلول خالص شده به وسیله سمنتاسیون با آلومینیوم بازیابى مى‌گردد[۱].
در فرآیندى که توسط کمپانى معدنى آناکندا[۳] توسعه داده شد، ایندیم از کنسانتره روى کلسینه شده (سولفور روى تشویه شده[۴]) یا بخار اکسید روى، بازیابى گردید[۱].
قسمت عمده روى به وسیله لیچینگ روى کلسینه یا بخار اکسید روى[۵] در اسید سولفوریک رقیق
(g/l H۲SO۴ ۵)، حل مى‌گردد و ایندیم در پسماند باقى مى‌ماند. در مرحله دوم، ایندیم به وسیله لیچ پسماند با اسید سولفوریک (g/l H۲SO۴ ۲۵ – ۲۰) حل مى‌شود[۴].
استخراج ایندیم از اسفالریت‌هاى کانسار راملزبرگ[۶] و کانسار بدگراند[۷] در جمهورى فدرال آلمان صورت مى‌گیرد. در تصفیه روى به وسیله تقطیر[۸]، ایندیم به همراه سرب باقى مى‌ماند. پس از اکسیداسیون پسماند لیچ، ایندیم از مونواکسید سرب[۹] که حاوى % ۴ – ۱ ایندیم است، بازیابى مى‌گردد. پس از لیچ مونواکسید سرب با اسید سولفوریک، % ۹۷ – ۸۸ ایندیم حل مى‌شود. با اضافه کردن تکه‌هاى روى به این محلول، مى‌توان اسفنج خام حاوى تقریباً % ۹۵ ایندیم بدست آورد. ایندیم خام دوباره در اسید سولفوریک حل مى‌شود. سپس سمنتاسیون قلع به وسیله نوارهاى ایندیم و زدودن تالیم و کادمیم با تکه‌هایى از آلیاژ روى حاوى % ۱ ایندیم و % ۳/۰ کادمیم صورت مى‌گیرد. در ادامه، ایندیم با خلوص بیشتر از % ۹۹/۹۹، از محلول خالص شده به وسیله ترسیب با تکه‌هاى آلومینیوم بازیابى مى‌شود. در پایان به وسیله ذوب کردن به همراه هیدروکسید سدیم و سیانید سدیم، مى‌توان به خلوص بالاتر دست یافت[۱].
در تصفیه‌خانه روى میتسوبیشى[۱۰]، ایندیم از پسماند لیچ (ppm In ۴۰۰) کنسانتره کلسینه روى
(ppm In ۱۲۰) بازیابى مى‌گردد. بدین ترتیب که ابتدا پسماند به وسیله فرآیند تشویه سولفوناسیون[۱۱] عمل‌آورى مى‌شود. لیچ کردن محصول سولفاته در اسید سولفوریک، حدود % ۶۰ ایندیم را حل مى‌کند و محلولى حاوى mg/l ۷۰ – ۵۰ ایندیم مى‌دهد. این محلول به وسیله دو مرحله خنثى‌سازى با کربنات کلسیم، تا غلظت g/l In ۲ غلیظ مى‌شود. سپس محلول غنى شده به مرحله استخراج با حلال ارسال مى‌شود و در ادامه، استریپینگ با اسید کلریدریک صورت مى‌گیرد که غلظت محلول آبى در این مرحله حدود g/l In ۳۰ – ۲۰ است. با فرو بردن صفحات آلومینیومى در محلول، ایندیم راسب مى‌گردد. پس از پاک کردن صفحات آلومینیومى، ایندیم بدست آمده ذوب شده و فلز ایندیم با خلوص % ۹۹/۹۹ به وسیله تصفیه الکتریکی بدست مى‌آید[۱].
۲-۲- تولید از مدارهاى سرب
در ذوب کننده‌هاى سرب – روى در کانادا، قلع و ایندیم در دود و بخارهاى کوره سرباره‌اى پیوسته[۱۲]، تمرکز مى‌یابد. مخلوطى از دودها، کک و سرباره حاوى آنتیموان در یک کوره دورانى حرارت مستقیم[۱۳]، ذوب مى‌گردد. آرسنیک به وسیله اضافه کردن قراضه‌هاى آهن به فرم آرسنات آهن زدوده مى‌شود. باقیمانده آلیاژ قلع – ایندیم – آنتیموان – سرب در آند قرار مى‌گیرد و به همراه کاتدى از جنس آلیاژ
قلع – سرب در یک محلول فروسیلیکات، الکترولیز مى‌گردد و لجن آندى حاوى ایندیم – آنتیموان تولید مى‌شود که به همرا اسید سولفوریک تشویه مى‌گردد. ایندیم از محصول سولفاته به وسیله آب لیچ مى‌شود. مس از محلول ایندیم به وسیله سمنتاسیون بر روى صفحات ایندیم زدوده مى‌شود. سپس ایندیم به صورت اسفنجى به وسیله اضافه کردن آلومینیوم یا روى بازیابى مى‌گردد. براى تهیه ایندیم با خلوص % ۹۹/۹۹، اسفنج ایندیم ذوب و تصفیه الکتریکى (الکترورفاینینگ) مى‌شود[۱، ۶].
در MHO [۱۴] در پرو، ایندیم از شمش سرب بدست مى‌آید. ایندیم در پسماند پیچیده‌اى[۱۵] که در طى تصفیه سرب در فرآیند هاریس[۱۶] تولید مى‌شود، تمرکز مى‌یابد. در کارخانه لااُرویا[۱۷]، ابتدا براى زدودن مس، شمش سرب سرباره‌سازى مى‌گردد، سپس در یک دماى بالاتر، قلع و ایندیم زدوده مى‌شوند. کف سرباره[۱۸] حاوى قلع و ایندیم، با استفاده از کک به فلز احیاء مى‌شود. در پایان مخلوطى از کلریدهاى سرب و روى اضافه مى‌شوند و ایندیم به صورت کلرید ایندیم در سرباره بازیابى مى‌گردد[۱].
۳- پتانسیل‌یابی فلز ایندیم در کانسارهای با اهمیت سرب و روی ایران
نظر به رابطه مستقیم ایندیم با کانسارهاى سرب و روى، در این بخش ابتدا توضیح مختصرى در مورد این کانسارها و توزیع معادن در ایران خواهد آمد. از آنجا که مهم‌ترین منبع ایندیم اسفالریت مى‌باشد، در این قسمت به آمار تولید معادن و کارخانه‌ها مخصوصاً میزان تولید کنسانتره سولفید روى اشاره شده است.
در ایران تا کنون ۶۰۰ کانسار و نشانه معدنى سرب و روى شناخته شده است که در ۱۵۰ مورد، فعالیت استخراجى نیز صورت گرفته و در حال حاضر حدوداً در ۱۰ کانسار فعالیت معدنکارى انجام مى‌گردد[۷].
با توجه به پراکندگى کانسارها و نشانه‌هاى معدنى سرب و روى در کشور، مى‌توان جایگاه این ذخایر را با توجه به ویژگى ساختارى و زمین‌شناسى و با در نظر گرفتن موقعیت جغرافیایى به صورت زیر دسته‌بندى کرد[۷]:
کانسارهاى محور ملایر – اصفهان واقع در زون سنندج – سیرجان، کانسارهاى سرب و روى در ایران مرکزى واقع در استان‌هاى یزد، کرمان و ناحیه انارک، کانسارهاى سرب و روى در زون البرز واقع در البرز خاورى، مرکزى و باخترى (ناحیه زنجان و طارم)، کانسارهاى سرب و روى منطقه حد واسط البرز، ایران مرکزى، سنندج – سیرجان (زون ارومیه – دختر)، کانسارهاى سرب و روى خاور ایران واقع در ناحیه طبس، نیم پهنه زابل – بلوچ (جنوب خراسان تا تفتان)، کانسارهاى سرب و روى واقع در زون کویر سبزوار، کانسارهاى سرب و روى آذربایجان و کانسارهاى سرب و روى در زاگرس.
میزان ذخایر قطعى سرب و روى کشف شده در سال ۱۳۸۰ ش. برابر با ۳۱ میلیون تن تخمین زده شده بود. تولید معدنی روى در ایران در سال ۲۰۰۱ م.، برابر با ۱۰۵ هزار تن اعلام شده است. همچنین میزان تولید کنسانتره روى (اکسیدى، کربناتى و سولفیدى) در ایران در سال ۱۳۷۸ برابر ۱۳۷ هزار تن بوده است[۷].
معادن عمده تولید کننده کانسنگ روى عبارتند از[۷]:
۱- معدن انگوران زنجان، با سنگ معدن کربناتى – سولفوره با عیار ۳۵ – ۲۵ درصد روى، میزان استخراج واقعى: ۲۷۱۰۰۰ تن در سال
۲- معدن ایرانکوه اصفهان، با سنگ معدن سولفوره با عیار روى ۸ درصد، میزان ذخیره قطعى:
۱۰ میلیون تن، میزان استخراج واقعى: ۳۳۸ هزار تن در سال
۳- معدن عمارت استان مرکزى با سنگ معدن سولفوره با عیار روى ۸ درصد، میزان ذخیره قطعى: ۲ میلیون تن سنگ معدن، میزان استخراج واقعى: ۷۸۶ هزار تن در سال
۴- معدن کوشک یزد با سنگ معدن سولفوره با عیار روى ۱۲ درصد، میزان ذخیره قطعى:
۵/۳ میلیون تن سنگ معدن، میزان استخراج واقعى: ۱۴۱ هزار تن در سال
همچنین معدن مهدى‌آباد در استان یزد، با سنگ معدن سولفوره با عیار روى ۱۰ درصد و ذخیره قطعى ۲۶ میلیون تن، در حال تجهیز مى‌باشد[۷].
میزان تولید کنسانتره سولفوره در سال ۱۳۸۱، به ترتیب در کارخانه‌هاى باما و کوشک برابر با ۲۶۵۰۰ و ۲۲۰۰۰ تن بوده است[۸، ۹].
با توجه به آنکه ایندیم، اغلب محصول جانبى کارخانه‌هاى تولید شمش روى به روش هیدرومتالورژى مى‌باشد، و نیز به دلیل نمونه‌بردارى کامل از کارخانه تولید شمش روى دندى، در ادامه، این کارخانه و فرآیند آن به اختصار توضیح داده مى‌شود.
کانسنگ معدن انگوران را مى‌توان به زون‌هاى مختلف سولفوره، اکسیده، کربناته نرم همراه با گل رس، کربنات کم عیار همراه با آهک و در نهایت کالامین تقسیم‌بندى نمود. بخش سولفوره معدن تا کنون به مرحله استخراج نرسیده است و بخش اکسیده شامل کانى‌هاى اسمیت‌زونیت و سروزیت به همراه باطله کوارتز و کلسیت مى‌باشد. خوراک این کارخانه در ابتدا کنسانتره روى کلسینه بوده است اما در حال حاضر قابلیت دریافت سه نوع خوراک را دارا مى‌باشد که از کارخانه تغلیظ سرب و روى دندى تامین مى‌شود[۱۰].
کارخانه ذوب روى انگوران از چهار واحد اصلى شامل لیچینگ (و خنثى‌سازى)، تصفیه، الکترولیز و ذوب تشکیل شده است. خوراک ورودى به همراه اسید سولفوریک، سولفات آلومینیم و سولفات آهن وارد تانک اول لیچ شده و سپس سرریز تانک اول به صورت سرى وارد چهار تانک بعدى مى‌شود. این عمل در ۵/۱ – ۱=pH صورت می‌گیرد. در تانک‌هاى ششم و هفتم، عمل خنثى‌سازى با افزودن آهک و سولفات آهن انجام مى‌شود. سپس محلول حاصل به تیکنر وارد شده و سرریز آن به فیلترپرس مرحله اول (فیلترپرس خنثى) پمپ مى‌شود. کیک حاصل از فیلترپرس خنثى‌سازى به عنوان باطله جمع‌آورى شده و محلول حاصل در یک مخزن ذخیره مى‌گردد و از آنجا به فیلترپرس مرحله دوم (پس‌فیلتر) منتقل مى‌شود[۱۰]. محلول حاصل از فیلترپرس مرحله دوم که عمدتاً حاوى یون‌هاى روى، کبالت، نیکل و کادمیم مى‌باشد، به منظور حذف کبالت به واحد تصفیه گرم وارد مى‌شود. در این بخش دماى محلول تا °C ۸۵ افزایش یافته و سپس با افزودن آهک و پرمنگنات پتاسیم، دى‌اکسید منگنز و کبالت به صورت همزمان راسب مى‌شوند. با عبور محلول از فیلترپرس تصفیه گرم، کیک کبالت جمع‌آورى شده و محلول تصفیه یافته جهت حذف یون‌هاى نیکل و کادمیم وارد مرحله تصفیه سرد مى‌گردد. در این مرحله با افزودن پودر روى و سولفات مس، نیکل و کادمیم به صورت رسوب درآمده و پس از فیلتراسیون به صورت کیک نیکل و کادمیم جمع‌آورى مى‌شود و محلول تصفیه شده داراى عیار روى gr/lit ۱۲۰، پس از اضافه نمودن سولفات منگنز به بخش الکترولیز انتقال مى‌یابد[۱۰].
سولفات منگنز که در ابتداى الکترولیز به محلول اضافه مى‌شود علاوه بر ایجاد یک لایه محافظ در آند، موجب کاهش مقدار کلر در ورقه‌هاى روى نیز مى‌شود. همچنین با تولید یون منگنز، خاصیت الکترولیتى محلول نیز افزایش مى‌یابد. در بخش الکترولیز، فلز روى بر سطح کاتد آلومینیومى سلول الکترولیز تشکیل ورقه‌هاى روى را مى‌دهد. محلول خروجى از الکترولیز با gr/lit ۲۲ روى، پس از انتقال به مخزن اسپنت[۱۹] و سرد شدن در برج‌هاى خنک کننده، دوباره با محلول جدید مخلوط شده و به بخش الکترولیز وارد مى‌شود. ورق‌هاى روى حاصل از واحد الکترولیز به منظور تهیه شمش روى وارد کوره دوار شده و پس از ذوب، شمش‌هاى روى با خلوص % ۹۶/۹۹ تهیه مى‌شود. محصول دیگر کوره، سرباره اکسید روى مى‌باشد که حدود ۵ درصد وزنى خوراک ورودى کوره را تشکیل مى‌دهد. هر چند این بخش از نظر وزنى قابل توجه نمى‌باشد ولى به دلیل درصد روى بالا قابل فروش است و صادر میگردد.[۱۰].
۳-۱- آنالیز ایندیم
بهترین وسیله براى آنالیز مقادیر کم عنصر ایندیم به روش دستگاهى، دستگاه جذب اتمى با کوره و پس از آن دستگاه ICP مى‌باشد[۱]. مهم‌ترین طول موج‌هاى ساطع شده از عنصر ایندیم، که در دستگاه‌هاى آنالیز مورد استفاده قرار مى‌گیرند عبارتند از: ۶۰۹/۳۲۵ و ۹۳۶/۳۰۳ نانومتر
در این مقاله، ایندیم توسط دستگاه ICP (Varian, model vista-pro ICP-OEP) آنالیز گردید. با توجه به آنکه عناصر منگنز (طول موج منگنز برابر است با ۶۱۲/۳۲۵ نانومتر) و آهن (طول موج آهن برابر است با ۵۸۹/۳۲۵ نانومتر) معمولاً با کانى‌هاى روى همراه مى‌باشند، با اینکه حساسیت طول موج ۶۰۹/۳۲۵ بیشتر است، اما از طول موج ۹۳۶/۳۰۳ براى آنالیز عنصر ایندیم استفاده گردید. بدین ترتیب از تداخل طول موج‌هاى عناصر منگنز و آهن با ایندیم جلوگیرى به عمل آمد و مقادیر قابل اطمینانى براى ایندیم آنالیز شد. دقت آنالیز ایندیم با طول موج ۹۳۶/۳۰۳، در حدود ppb ۲۰۰ (ppm ۲/۰) مى‌باشد.
۳-۲- نمونه‌بردارى
نظر به اهمیت معدن انگوران و پرعیار بودن ماده معدنى و احتمال وجود مقادیر قابل توجه ایندیم در آن، از خاک ورودى و بخش‌هاى مختلف کارخانه انگوران (کنسانتره روى خام، کنسانتره روى کلیسنه شده، پسماند لیچ اسیدى، محلول لیچ قبل و بعد از خنثى‌سازى، محلول لیچ پس از حذف کبالت، محلول ورودى به مرحله الکترولیز قبل از اضافه کردن دى‌اکسید منگنز و سرباره ذوب روى) نمونه‌بردارى به عمل آمد. همچنین از کنسانتره‌هاى کربناتی (اکسیده) و سولفیدی روى کارخانه باما، کنسانتره سرب کارخانه فرآورى معدن نخلک و کنسانتره سولفید روى کارخانه معدن کوشک، نمونه‌هایى تهیه گردید و براى تعیین مقدار ایندیم آنالیز شدند. به دلیل عدم تولید در معدن مهدی‌آباد، نمونه‌گیری از خاک این معدن ممکن نبود. اولین نمونه از پسماند لیچ اسیدى کارخانه انگوران تهیه گردید. آنالیز کیک حاصل از فیلترپرس خنثى‌سازى در جدول ۱ آمده است.
جدول ۱: آنالیز XRF کیک حاصل از فیلترپرس خنثى‌سازى کارخانه انگوران
|
بر حسب درصد وزنى
|
|||||
|
SiO۲ |
Zn |
CaO |
Fe۲O۳ |
Al۲O۳ |
1- محمود عبداللهی[1]، دکترای فرآوری مواد معدنی از دانشگاه لیدز انگلستان، 1375، دانشیار دانشگاه تربیت مدرس
2- محسن کرمی، دانشجوی کارشناسی ارشد فرآوری مواد معدنی، دانشگاه تربیت مدرس
3- احمد خدادادی، فوق دکترای محیط زیست از دانشگاه لاوال کبک کانادا، 1379، استادیار دانشگاه تربیت مدرس
چکیده:
ایندیم با عدد اتمی 49، یک عنصر فلزی با اهمیت استراتژیک از گروه 13 جدول تناوبی می‌باشد. کاربردهای وسیع ایندیم در صنایع الکترونیک، آلیاژهای میله کنترل رآکتورهای هسته‌ای و صنایع نظامی باعث افزایش در تقاضا و قیمت آن در چند سال اخیر شده است. ایندیم همیشه به صورت محصول جانبی از فرآیندهای استخراجی برخی فلزات پایه استحصال میشود و اسفالریت مهم‌ترین کانی میزبان ایندیم است. کشور ایران با داشتن ذخایر فراوان (بیش از 30 میلیون تن ماده معدنی کشف شده قطعی) سرب و روی، پتانسیل وجود مقادیر قابل توجه ایندیم را دارد. در این مقاله فرآیندهای استحصال فلز ایندیم از منابع سرب و روی بررسی شد. همچنین معادن و کانسارهای با اهمیت سرب و روی ایران، از نظر ایندیم مورد ارزیابی و آنالیز قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که در کنسانتره سولفید روی کارخانه‌های باما، کوشک و سرباره کوره ذوب کارخانه روی انگوران (دندی)، به ترتیب 40، 23 و 7 گرم در تن ایندیم وجود دارد. به علاوه، آزمایش‌های اولیه لیچینگ کنسانتره سولفید روی تشویه شده باما، نشان دادند که تحت شرایط اسید M 5، دمای °C 90، زمان 3 ساعت و چگالی پالپ gr/l 100، حدود 84 % از ایندیم موجود، وارد فاز آبی میگردد.
کلمات کلیدی: ایندیم، کانسارهای سرب و روی ایران، کارخانه فرآوری باما، لیچینگ
Investigation on indium content in the most important Iran’s Zinc and Lead deposits and pretreatment of it
Abstract:
Indium (In), with atomic number 49 which is part of the group 13 in the periodic table, is one of the strategic metals. Broad applications of indium in electronic industries, alloys production, nuclear reactor control-rod alloys and military industries, caused an increase in demand and price in recent years. Indium is always recovered as a by-product of extractive circuits of some base metals, and sphalerite is the most important indium-containing mineral. Iran with its abundant zinc and lead resources (more than 30 million tons), has the potential of considerable amounts of indium. In this study, extraction processes of indium from zinc and lead deposits were investigated. Also, important Iran’s zinc and lead mines and deposits from the indium point of view were evaluated and analyzed. Results showed that sphalerite concentrate of plants Bama, Kushk and generated slag in Angooran plant, contain 40, 20 and 7 gr/ton Indium, respectively. In addition, primary experiments of indium leaching for Bama’s roasted sphalerite concentrate showed that under 5 M acid concentration, temperature 90 °C, 3 hours and pulp density 100 gr/l conditions, about 84 % of indium contained in the concentrate was dissolved.
Keywords: Indium, Iran’s Zinc and Lead deposits, Bama plant, Kushk plant
[1] . تهران، پل گیشا، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی، بخش مهندسی معدن، گروه فرآوری مواد معدنی، تلفن: 88011001 (21) داخلی 3393، E-mail: minmabd@modares.ac.ir