تاثیر میزان کربنات سدیم و فعال سازی مکانیکی بر سینتیک احیای کربوترمی مولیبدنیت

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 4، دوره 26، شماره 1 - شماره پیاپی 11، اسفند 1393، صفحه 53-68   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v26i1.25327

نویسندگان

کاظم شیبانی^* ؛ محمد حسن عباسی؛ مرتضی شمعانیان

دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در این پژوهش، سینتیک احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور مقادیر مختلفی از کربنات سدیم بررسی شده است. برای این منظور، مخلوط پودری مولیبدنیت، گرافیت و کربنات سدیم با سه نسبت مولی مختلف 1 : 4 : 2 ، 1 : 4 : 3 و 1 : 4 : 4 هر کدام بهمدّت 40 ساعت فعّالسازی شد. الگوهای پراش پرتوی ایکس از نمونههای فعّالسازی شده نشان دادند که با انجام آسیاکاری بر روی نمونهها با نسبتهای مختلف کربنات سدیم تا 40 ساعت، هیچ واکنشی درون محفظهی آسیاکاری رخ نمیدهد. افزون بر این، تأثیر فعّالسازی مکانیکی بر کاهش اندازهی ذرات مولیبدنیت در سه مخلوط با نسبتهای مختلف کربنات سدیم با استفاده از روش ویلیامسون- هال بررسی شد و مشخص شد که افزایش میزان کربنات سدیم درون مخلوط سبب کاهش تأثیر فعّالسازی مکانیکی بر اندازهی ذرات مولیبدنیت میشود. بهمنظور بررسی فرایند احیاء، آزمون آنالیز حرارتی همزمان با سه نرخ حرارتدهی خطی 10، 15 و 20 درجهی سانتیگراد بر دقیقه بر روی نمونهها انجام شد و مشخص شد که افزایش کربنات سدیم بیش از مقدار استوکیومتری سبب افزایش دمای واکنش احیاء میشود. نتایج حاصل از آزمون آنالیز حرارتی بهسه روش سینتیکی فریدمن، کسینجر، و اوزاوا تحلیل شد و دیده شد که انرژی فعّالسازی واکنش احیاء با افزایش میزان کربنات سدیم افزایش مییابد.

کلیدواژه‌ها

مولیبدنیت؛ احیای کربوترمی؛ سینتیک؛ کربنات سدیم؛ فعال سازی مکانیکی

مراجع

Werner V., Hugo M., "Mechanisms of the hydrogen reduction of molybdenumoxides", International Journal of Refractory Metals, Vol. 20, pp. 261-269, (2002).

2. Cao Zh., Zhong H., "A novel technology for molybdenum extraction from molybdenite concentrate", Hydrometallurgy, Vol. 99, pp. 2-6, (2009).

3. lalik E., "Kinetic analysis of reduction of MoO3 to MoO2", Catalysis Today, Vol. 169, pp. 85-92, (2011).

4. Gupta, C.K, Extractive metallurgy of molybdenum, CRC press, USA, (1992).

5. Prasad P.M., Mankhand T.R., "Lime-scavenged reduction of molybdenite", Minerals Engineering, Vol. 6, No.8-10, pp.857-871, (1993).

6. ابول پور، ب، افصحی، م، "بررسی اثر ریز ساختار آهک بر مدل سازی واکنش احیای هیدروژنی مولیبدن دی سولفید"نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، ص ص 25-41، (1390).

7. Padilla R., Ruiz M.c., Sohin H.Y., "Reduction of Molybdenite with carbon in the presence of lime", Metallurgical and Materials Transactions, Vol. 28B, pp.265-274, (1997).

8. آذر دودران، ه، عباسی م. ح، پنجه پور، م، "بررسی اثر فعال سازی مکانیکی بر سینتیک احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور آهک در شرایط همدما" مجموعه مقالات دوازدهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران، (1387).

9. آذردودران، ه، بررسی اثر فعال سازی مکانیکی بر احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور آهک، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، (1388).

10. لقمانی دوین، ن، بررسی تأثیر آهن و کار مکانیکی بر احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور آهک، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، (1390).

11. لقمانی ن، عباسی م.ح، احمدیان م، "بررسی تاثیر حضور آهن بر سینتیک احیای مکانوشیمیایی مولیبدنیت " مجموعه مقالات اولین همایش ملی مس، ص ص 516-524، کرمان (1390).

12. بیرالوند، خ، عباسی، م. ح، سعیدی، ع، "بررسی ترمودینامیکی احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور اکسید منیزیم"مواد پیشرفته در مهندسی، سال 31، شماره 1، (1391).

13. بیرالوند، خ، تاثیر فعال سازی مکانیکی بر احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور اکسیدهای قلیایی، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، (1390).

14. Lin C., Chen H., “Carbothermic reduction of zinc sulfide in the presence of sodium carbonate”, Journal of The Chinese Institute of Chemical Engineers, Vol. 39, pp. 457-465, (2008).

15. Huang C., Lin C., “Kinetics of the carbothermic reduction of zinc sulfide in the presence of the calcium oxide”, Journal of The Chinese Institute of Chemical Engineers, Vol. 38, pp. 143-149, (2007).

16. Lin C., Peng Y., “The effects of catalysts on the carbothermic reduction of zinc sulfide in the presence of calcium oxide”, Journal of The Chinese Institute of Chemical Engineers, Vol.38, pp.91-93, (2007).

17. Huping H., Qiyuan Ch., Zhoulan Y., “Structural change of mechanically activated molybdenite and the effect of mechanical activation on molybdenite”, Materials Transactions, Vol. 35B, pp. 1203-1207, (2004).

18. Balaz P., Tokacs L.,Luxova m., “Mechanochemical processing of sulphidic minerals”, International Journal Process, Vol. 74, pp. 365-371, (2004).

19. Kissinger H., “Reaction kinetics in differential thermal analysis”, Anal.chemical, Vol.29, pp.1702-1706, (1957).

20. Ozawa T., “A new method of analyzing thermogravimetric data”, chemical.society, Vol.38, pp.1881-1887, (1965).

21. Roine A., : outokumpu HSC chemistry software, ver. 5.1, (2002).