مطالعه انحلال عناصر نادر خاكي از خاكستر باطله كارخانه زغال­شويي البرز مركزي

Experimental studies of rare earth elements dissolution from tailing ash of Central Alborz coal washing plant

در سال‌هاي اخير كاهش منابع مرسوم عناصر نادر خاكي در جهان موجب گرديده فعاليت‌هاي اكتشافي جهت تأمين منابع ثانويه اين عناصر آغاز گردد. در اين ميان، ذخاير زغال‌سنگ و محصولات جانبي آن مورد توجه بوده و مطالعات متعددي بر روي آن صورت گرفته است. بررسي‌ها حاكي از آن است كه ميزان تمركز اين عناصر در خاكستر زغال‌سنگ چندين برابر زغال‌سنگ است. با توجه به افزايش تقاضا و كاهش توليد اين عناصر از منابع مرسوم و نيز رشد بالاي قيمت، مطالعه روش‌هاي استخراج عناصر نادر خاكي از خاكستر زغال‌سنگ در انواع روش‌هاي فيزيكي و شيميايي به دليل كاهش هزينه‌هاي عملياتي و اكتشافي، به‌عنوان محصول جانبي باارزش، در بسياري از كشورها مي‌تواند به كاهش بحران مواد اوليه فعلي كمك كند. به همين خاطر، بررسي منابع زغالي حاوي اين عناصر در ايران مي‌تواند آينده‌اي روشن در زمينه بازيابي عناصر نادر خاكي داشته باشد. اين مطالعه از ديد نوآوري به بررسي بازيابي اين عناصر از باطله زغال­شويي پرداخت. با در نظر گرفتن نتايج به‌دست‌آمده از سوابق مطالعاتي مبني بر آن­كه مرحله فرآوري فيزيكي به دليل ماهيت حضور اين گروه از عناصر در خاكستر زغال‌سنگ نقش مؤثري نداشته است، مطالعه نمونه مورد نظر در اين تحقيق با استفاده از روش ليچينگ اسيدي توسط اسيدسولفوريك صورت گرفت. در اين تحقيق نحوه رفتار نمونه و تأثير روش پيشنهاد شده در بازيابي عناصر نادر خاكي بررسي ‌شده و با طراحي مجموعه ­اي از آزمايش­ها، تاثير پارامترهاي مورد مطالعه و نقش آن­ها در بهبود بازيابي مورد ارزيابي قرار گرفت. بر اساس داده‌هاي به‌دست ‌آمده، در دماي 85 درجه سلسيوس، غلظت اسيد 5 مول بر ليتر، مدت ‌زمان 4 ساعت در دانه ­بندي 116- ميكرون، بازيابي 28/71 درصد از مجموع عناصر نادر خاكي حاصل شد.

In recent years, the reduction of conventional sources of rare earth elements in the world has led to the beginning of exploration activities to provide secondary sources of these elements. In the meantime, coal reserves and its by-products have been considered and several studies have been conducted on it. Studies show that the concentration of these elements in coal ash is several times that of coal. Due to the increase in demand and decrease in production of these elements from conventional sources and high price growth, the study of methods for extracting rare earth elements from coal ash in a variety of physical and chemical methods due to reduced operating and exploration costs as a valuable by-product in many Countries can help reduce the current raw material crisis. Therefore, the study of coal resources containing these elements in Iran can have a bright future in the field of recovery of rare earth elements. From an innovative point of view, this study examined the recovery of these elements from coal waste. Considering the results obtained from the study records that the physical processing stage did not play an effective role due to the nature of this group of elements in the coal ash, the study of the sample in this study was performed using acid leaching by sulfuric acid. . In this study, the behavior of the sample and the effect of the proposed method on the recovery of rare earth elements were investigated and by designing a set of experiments, the effect of the studied parameters and their role in improving the recovery were evaluated. Based on the obtained data, at 85 °C, acid concentration of 5 mol /Lit, duration of 4 hours in -116 micron granulation, recovery of 71.28% of total rare earth elements was achieved.