نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
پژوهشکده چرخه سوخت هستهای، پژوهشگاه علوم و فنون هستهای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 8486-11365، تهران ـ ایران
چکیده
فرایند ذوب قلیایی با سدیم هیدروکسید یکی از متداولترین روشها جهت استحصال زیرکونیم از کانی زیرکن میباشد. در فرایند ذوب قلیایی زیرکن، مرحله فروشویی اسیدی تأثیر بسیار زیادی بر روی میزان بازیابی و خلوص محصول زیرکونیم تولید شده دارد. در این پژوهش روش خاکستری- تاگوچی جهت تعیین شرایط بهینه مرحله فروشویی اسیدی به کار گرفته شد. در این روش پارامترهای نوع اسید، غلظت اسید، دمای فرایند و نسبت جرمی مایع به جامد به عنوان پارامترهای کنترلی برای بررسی میزان بازیابی زیرکونیم و نسبت سیلیس به زیرکونیم (R=Si/Zr) انتخاب شد. بررسیهای انجام شده نشان داد شرایط بهینه برای فروشویی اسیدی، استفاده از سولفوریک اسید 4 مولار با نسبت مایع به جامد 20 و دمای ˚C 60 میباشد. در شرایط بهینه، میزان بازیابی زیرکونیم 73/92 درصد، مقدار R برابر با 0018/0 و مقدار سیلیس موجود در محلول فروشویی اسیدی ppm 94/30 به دست آمد. یافتههای این پژوهش روشی آسان، کمهزینه و مناسب را در مقایسه با روش کربوکلریناسیون برای استحصال زیرکونیم از کانی زیرکن ارایه میدهد.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Application of Grey-Taguchi method for optimizing acid leaching step in Zircon alkali fusion process
نویسندگان [English]
- A. Yadollahi
- K. Saberyan
- M. Torab Mostaedi
- A. Charkhi
Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box: 11365-8486, Tehran – Iran
چکیده [English]
Alkali fusion with NaOH is the most commonly used method for the extraction of zirconium from zircon sand. In the alkali fusion process, the acid leaching step has a great influence on the zirconium recovery and purity of the final product. In this study, the Grey-Taguchi method was utilized to find the optimum conditions of the acid leaching process. In order to apply this method, acid type, acid concentration, leaching temperature, and liquid/solid ratio were selected as control factors with responses of zirconium recovery and R=Si/Zr ratio. The results demonstrated that the optimum condition for acid leaching requires 4 mol/L sulfuric acid with a liquid/solid ratio of 20 at 60 °C. Zirconium recovery and Si/Zr ratio (R) under these optimum conditions were 92.73% and 0.0018, respectively. Also, the silica content in the acid leaching solution was 30.94 ppm. The results of this research suggest facile, low price, and proper method comparing to the carbochlorination method for recovery of zirconium from zircon mineral.
کلیدواژهها [English]
- Zircon
- Alkali fusion
- Acid leaching
- Grey-Taguchi method