معرفی نانوکلکتورهای دوستدار محیط زیست برای فرآوری مواد معدنی

ببه گزارش کمیاب آنلاین، محققان دانشکده مهندسی معدن دانشگاه تهران در پژوهشی جایگزینی طبیعی و دوستدار محیط زیست برای کلکتورهای شیمیایی در صنعت فرآوری مواد معدنی معرفی کردند.

به گزارش کمیاب آنلاین به نقل از دانشگاه تهران، محققان دانشگاه تهران در پژوهشی با سرپرستی دکتر مهدی قراباغی، و همکاری دکتر هادی عبدالهی، اساتید دانشکده مهندسی معدن دانشکدگان فنی و علی رحمانی، دانشجوی دکتری رشته فراوری مواد معدنی دانشگاه تهران انجام شده است، نوعی نانوذرات طبیعی با خواص آبگریزی ذاتی، جهت استفاده در صنعت فرآوری مواد معدنی، بخصوص فرآیندهای فلوتاسیون زیست سازگار معرفی شده است. این نانوذرات طبیعی می توانند بعنوان جایگزینی منحصر به فرد برای مواد شیمیایی سطح ساز مورد استفاده در صنعت فرآوری مواد معدنی به کار روند.
دکتر قراباغی در رابطه با مراحل فلوتاسیون مواد معدنی و اهمیت استفاده از نانوکلکتورهای نوین در افزایش کارآیی و کاهش خطرات محیط زیستی این شیوه، اظهار داشت: فلوتاسیون مهم ترین روش فرآوری مواد معدنی است. این شیوه یک فرایند جدایش فیزیکی- شیمیایی و تنها روش فرآوری است که به صورت هم زمان از سه فاز جامد، مایع و گاز بهره می برد. سالانه بیشتر از یک میلیارد تُن مواد معدنی در سراسر جهان به این شیوه تغلیظ می شود.
دانشیار گروه فرآوری مواد معدنی دانشکده مهندسی معدن دانشگاه تهران در رابطه با نانوکلکتورهای دوستدار محیط زیست اظهار داشت: با خُردایش ذرات آبگریز تا ابعاد نانومتر تحت شرایط کنترل شده، میتوان آنها را بعنوان کلکتور (سطح ساز) در فلوتاسیون استفاده نمود. بدین ترتیب علاوه بر سورفکتانت های شیمیایی مرسوم و برخی از کلکتورهای گازی، نانوذرات آبگریز بعنوان کلکتور طبیعی و جامد نوآورانه در فرایند فلوتاسیون در سالهای آتی کاربرد بسیاری خواهند یافت.
عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی معدن اظهار داشت: در این پژوهش به بررسی امکان استفاده از گروه جدیدی از سطح سازهای نانومقیاس، با کارآیی بیشتر و اثر مخرب محیط زیستی کمتر پرداخته شده است. پیش از این استفاده از نانوذرات اغلب برای مواد سنتزشده و غیرطبیعی به شکل محدود گزارش شده بود، اما در این پژوهش برای اولین بار از این گروه جدید نانوسطح سازها برای شناورسازی مواد معدنی طبیعی استفاده شده است. با عنایت به ارتباط مستقیم بازیابی فلوتاسیون با میزان پوشش سطح کانی باارزش توسط نانوذرات، در این مطالعه تاثیر پارامترهای غلظت نانوذرات، زمان آماده سازی، روش های آماده سازی، زمان فلوتاسیون و اندازه نانوذرات بر میزان پوشش کانی باارزش توسط نانوذرات مورد بررسی قرار گرفت.
وی در رابطه با یافته های این پژوهش اظهار داشت: نتایج آزمایش ها نشان داد که کاهش بازیابی فرآیندهای فرآوری مواد معدنی به سبب اتلاف ذرات کانی باارزش به شکل نَرمه و انتقال به سدهای باطله، از مسائل ریشه دار و مهم در این صنعت است. حال آن که کاربرد نانوکلکتورها، باعث گسترش دامنه ابعادی فلوتاسیون های مرسوم به اندازه های ریزتر هستند. استفاده از نانوذرات هیدروفوب در حد بهینه، توازن بین حضور نانو ذرات هیدروفوب در محیط فلوتاسیون و پوشش سطحی یکنواخت، کافی و تک لایه ای نانوذرات بر سطح کانی باارزش، سبب ایجاد شرایط بهینه فرایند و دستیابی به حداکثر بازیابی کانی باارزش می شود.
دکتر قراباغی تأثیرگذاری نانوذرات آبگریز طبیعی در محیط فلوتاسیون را این گونه توضیح داد: حضور نانوذرات آبگریز طبیعی در محیط فلوتاسیون دو نقش اصلی را ایفا می کند: نخست این که بعنوان واسطه سطح ساز (کانی باارزش-نانوذرات هیدروفوب-حباب) باعث می شوند کانی باارزش از محیط خارج و به قسمت کنسانتره منتقل می شود؛ دیگر این که سبب تقویت اتصال ذرات کانی باارزش به حباب، در طول مسیر انتقال ذره به زون کف می شوند، به صورتی که نانوذرات هیدروفوب در کل پالپ به شکل معلق حضور دارند و بعد از شناور شدن کانی باارزش از محیط عمل خارج نمی شوند. این امر سبب پایداری اتصال حباب-ذره در مدت زمان بیشتر شده و نتیجتاً بازیابی کانی باارزش را بیشتر می کند. همینطور به سبب باقی ماندن بخشی از نانوذرات هیدروفوب در محیط، مصرف واقعی آنها در مقیاس صنعتی و پایا بسیار کمتر است
نتایج این پژوهش اخیرا در مقاله ای با عنوان Investigation of calcite flotation by green natural hydrophobic talc nanoparticles as collectors، and the adverse influence of nanoparticle aggregates از جانب الزویر در نشریه Journal of Cleaner Production با ضریب تاثیر (IF) ۹.۸ انتشار یافته که در این لینک قابل دسترس است.


منبع: كمیاب آنلاین

آخرین مطالب مرتبط