محمدحسن صادقی - دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی شیمی- دانشگاه صنعتی اصفهان
محسن نصراصفهانی - عضو هیئت علمی (استاد)، دانشکده مهندسی شیمی- دانشگاه صنعتی اصفهان

در این مقاله سینتیک لیچینگ کنسانتره ایلمنیت کهنوج در اسید سولفوریک به صورت جامع بررسی شده است. در این راستا تأثیر پارامترهای دما، غلظت اسید، سولفوریک، و اندازه ذرات سینتیک لیچینگ بررسی شد. بهبود عملکرد لیچینگ در دماهای بالاتر مشخص کرد که استخراج گرماشیمیایی تیتانیوم به صورت سولفات تیتانیوم در اسید سولفوریک یک عملیات گرمابر و شدیداً تابع دما است. افزایش غلظت اسید سولفوریک سبب افزایش نه چندان چشمگیر راندمان لیچینگ شد، به صورتی که در محدوده غلظت اسید مورد بررسی راندمان لیچینگ تنها 8 درصد افزایش یافت. استخراج بیشتر تیتانیوم از لیچینگ ایلمنیت با اندازه ذرات کوچکتر، به علت مساحت سطح بیشتر محیا شده برای واکنش، مشاهده شد. افزایش راندمان لیچینگ از 8 درصد به 59 درصد با کاهش اندازه ذرات از 112μm به 8/12، قابل توجه است. به منظور مدلسازی سینتیک لیچینگ از مدل هسته کوچک شونده، با درنظر گرفتن مقاومت های "واکنش شیمیایی" و "نفوذ در لایه محصول"، استفاده شد. این مدل بر داده های آزمایشگاهی به خوبی منطبق بود. ثابت سرعت واکنش به صورت تابعی از دما و ضریب نفوذ در لایه محصول به صورت تابعی از دما و غلظت اسید سولفوریک تعیین شدند. در این محاسبات انرژی فعالسازی واکنش شیمیایی 64/6kJ/mol بدست آمد. نتایج این آزمایش ها نشان داد که، در ابتدا واکنش شیمیایی مرحله کنترل کننده سرعت است و با گذشت زمان به مرور مقاومت نفوذ نیز قابل توجه شده و هر دو مقاومت در سینتیک نقش کنترل کنندگی پیدا کرده اند.

سینتیک لیچینگ، ایلمنیت کهنوج، اسید سولفوریک، مدل هسته کوچک شونده