هدف اصلی این پایان نامه درک تغییر رفتار مکانیکی و هیدرولیکی توده سنگ آندزیتی واقع در زیر سطح انباشته اسیدشویی، به دلیل نفوذ محلول اسید سولفوریک مورد استفاده در استحصال فلز مس به روش اسیدشویی است. به عبارت دیگر، مقصود؛ تحلیل بهتر فرآیند توأمان شیمیایی-هیدرو- مکانیکی حاصل از تزریق یک سیال واکنشگر به توده سنگ میباشد. فنآوری اسیدشویی فلز به عنوان یک راهحل امیدبخش و انقلابی به جهان صنعت معرفی شده است. اهداف اولیه این روش کاهش چشمگیر هزینههای سرمایه گذاری و آلودگی محیط زیست است. یک راه حل کارآمد در تخمین رفتار توده سنگ، مدلسازی عددی با نگرش المان محدود- شبکه درزه مجزا است. پیش از آغاز مدلسازی، باید تعدادی داده ورودی به نرم افزار کامپیوتری معرفی گردد. این اطلاعات عمدتاً از آزمونهای آزمایشگاهی اجرا شده بر نمونه های کوچک با ابعاد استاندارد حاصل میشوند. در مطالعات آزمایشگاهی اجراشده در این کار تحقیقاتی، پس از اینکه محلول اسیدی با مقادیر ph برابر 1، 3 و 5 تهیه شد؛ نمونه های درزه سنگ وسنگ بکر به مدت ?? روز درون محلول قرار داده شد. سپس خصوصیات فیزیکی سنگ بکر مانند چگالی، تخلخل، درصد جذب محلول و پارامترهای مکانیکی مقاومت فشاری تک محوره و سه محوره و همچنین ویژگیهای فیزیکی(زبری سطح) و مکانیکی(مقاومت برشی)درزه سنگ در نمونه های مشابه عادی با نمونه های فرسایش یافته توسط محلول اسیدی مقایسه شد. همچنین، توسط مدلسازی المان محدود؛ اثر محلولهای شیمیایی بر نفوذپذیری توده سنگ درزه دار ارزیابی شده است. نتایج آزمایشات موید این نکته است، که با کاهش ph محلول، چگالی خشک و اشباع، مقاومت محصور و نامحصور، مدول الاستیک، سرعت امواج فشاری در نمونه سنگ بکر و مقاومت برشی درزه سنگ کاهش و درصد تخلخل و جذب محلول نمونه بکر افزایش یافت. لازم به ذکر است، تغییرات زبری سطح درزه آندزیتی از روند یکنواختی پیروی نمی کند. همچنین نتایج حاصل از مدلسازی موید این واقعیت است، که با کاهش ph محلول اسیدی؛ نفوذپذیری توده سنگ افزایش می یابد.

استفاده از روش های بهسازی بیولوژیکی برای تولید سیمان کلسیتی، روشی نوین را جهت بهسازی زمین برای مهندسین ژئوتکنیک فراهم آورده است. این روش می تواند باعث ایجاد انقلابی در روش های بهسازی زمین برای جلوگیری از خرابی های ناشی از روانی شدگی خاک گردد. در این روش ها از میکروارگانیسم های غیر بیماری زایی که به طور طبیعی در محیط خاکی یافت می شوند، استفاده می شود تا موجب سیمانی شدن ذرات خاک، به خصوص در محل تماس آن ها با یکدیگر شده و باعث افزایش مقاومت آن گردد. پتانسیل قابل توجهی در این روش ها برای کاهش نگرانی های زیست محیطی موجود در سایر روش های بهسازی وجود دارد و در آینده ای نه چندان دور، این روش ها شاید بتوانند جای روش های سنتی را بگیرند. در این تحقیق، نتایج حاصل از یک مطالعه آزمایشگاهی جهت بررسی فاکتورهای مهمی که سیمانی شدگی بیولوژیکی را تحت تأثیر قرار می دهند، ارائه شده است. به منظور تعیین شرایط بهینه برای رسوب کربنات کلسیم، ابتدا آزمایش هایی با استفاده از روش های طراحی آزمایش، در فاز محلولی انجام گرفت. در این آزمایش ها عوامل ph، دما، غلظت اوره و کلرید کلسیم در محلول واکنشگر و درصد حجمی باکتری های اضافه شده به عنوان متغیرهای آزمایش در نظر گرفته شد. نتایج حاصل از آزمایش ها با استفاده از نرم افزارهای تخصصی آماری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و شرایط بهینه برای رسوب سیمان کلسیتی به ترتیب دمای 25 درجه سلسیوس، ph محدوده 7 تا 9، غلظت 5/0 مو لار محلول اوره و کلرید کلسیم و درصد حجمی باکتری های افزوده شده برابر با 9% به دست آمد. بهسازی بیولوژیکی خاک تحت شرایط بهینه ، با استفاده از باکتری های مصرف کننده اوره به نام sporosarcina pasteurii انجام گرفت. خاک مورد استفاده در این تحقیق نوعی ماسه بادی غیر چسبنده با دانه بندی یکنواخت می باشد. جهت انجام آزمایش تزریق، خاک مورد نظر داخل قالب هایی از جنس pvc به صورت خشک تا چگالی ماکزیمم برابر با gr/cm36/1 متراکم شد و سپس سوسپانسیون حاوی باکتری به نمونه ها تزریق گردید. به منظور تثبیت باکتری ها در داخل ستون ها و جلوگیری از شسته شدن آن ها طی فرایند بهسازی، تزریق محلول واکنشگر پس از مدت زمان 24 ساعت شروع گردید و تزریق نمونه ها تحت فشار ثابت و به صورت پیوسته به مدت 5 ساعت انجام شد. پس از اتمام مراحل تزریق، نمونه ها به مدت 24 ساعت در داخل اون در دمای 70 درجه سلسیوس خشک شدند تا به گیرش اولیه خود رسیده و بتوان سالم از قالب خارج کرد. جهت بررسی میزان افزایش مقاومت و کاهش نفوذپذیری در نمونه های بهسازی شده، آزمایش های مقاومت فشاری تک محوره و سه محوره، آزمایش سرعت موج ضربه ای و آزمایش نفوذپذیری در زمان های عمل آوری 3 روز، 7روز، 14 روز و 28 روز انجام شدند. بیشترین مقدار مقاومت فشاری تک محوره برابر با 650 کیلو پاسکال و مقادیر چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی به ترتیب برابر با 100 کیلو پاسکال و 41 درجه به دست آمد. نفوذپذیری نمونه ها نیز 10 مرتبه کاهش پیدا کرد.

برآورد سیلاب در مناطق با آمار محدود یا فاقد آمار یکی از مسائل مهم در طراحی سازه های آبی و مدیریت بهینه ی منابع آب به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می گردد. در این تحقیق برای برآورد سیلاب از روش های نرو فازی تطبیقی (anfis)، شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون خطی چند گانه استفاده شده است. هدف از این تحقیق شناخت قابلیت مدل سازی فازی و همچنین توانایی آموزش شبکه عصبی مصنوعی در برآورد سیلاب است. در این پژوهش، تحلیل فراوانی سیلاب در حوزه آبخیز کارون شمالی با روش منطقه ای انجام شده است. ابتدا 14 ایستگاه آب سنجی با حداقل 10 سال آمار انتخاب و پس از باز سازی چند سال آمار برای بعضی از ایستگاه ها پایه آماری مشترک 16 سال انتخاب گردید. در ادامه با استفاده از روش سلسله مراتبی وارد، مناطق همگن تعیین گردید. سپس با استفاده از برنامه کامپیوتری hyfa و روش حداکثر درست نمایی بهترین تابع توزیع منطقه ای مشخص گردید. با استفاده از توزیع غالب لوگ نرمال سه پارامتری برای هر حوزه سیلاب با دوره بازگشت های 2، 5، 10، 20، 25، 50، و100 سال محاسبه شد. در مرحله بعد با استفاده از روش های نرو فازی، شبکه عصبی - مصنوعی و روش رگرسیون خطی چند گانه، میزان دبی سیلاب برای دوره بازگشت های مختلف بدست آمد و مقادیر برآورد شده با مقادیر واقعی از روش ریشه میانگین مربعات خطا (rmse) مقایسه گردید. نتایج نشان داد روش نرو فازی تنها در دوره بازگشت 2 سال نسبت به شبکه عصبی مصنوعی ارجح بوده هرچند نسبت به روش رگرسیون چند گانه در دوره بازگشت های2، 5، 10 و 20 سال کارایی بهتری داشته است.

امروزه با افزایش فعالیت های صنعتی و معدنی، پساب های حاصل از این صنایع بیش از پیش حاوی عناصر فلزات سنگین می باشند. فلزات سنگین پایداری زیادی در محیط های آبی داشته و قابل نفوذ به درون ارگانیسم های زنده می باشند و اثرات بسیار مخربی بر سلامت انسان دارند. از این رو حذف این عناصر از پساب ها از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش به منظور حذف فلزات سنگین از محیط های آبی از فرآیند جذب بوسیله ی نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن (مگهمایت) (?- fe2o3) که به روش جدیدی سنتز شده بود استفاده گردید. تاثیر پارامترهای ph ، دما، غلظت اولیه ی آلاینده و غلظت جاذب بر فرآیند جذب کاتیون های pb(ii) ، zn(ii) و cd(ii) بر نانوذرات مگهمایت با استفاده از طراحی آزمایش رویه پاسخ به روش باکس- بنکن مورد بررسی قرار گرفتند. سطوح پارامترهای مورد بررسی برای ph برابر با 5/4، 6 و 5/7، برای دما برابر با c ?25، c ?35 وc ?45، برای غلظت اولیه ی آلاینده برابر با 10، 30 و 50 mg/l و برای غلظت جاذب برابر با 1، 3 و 5 g/l تعیین شدند. نتایج حاصل نشان داد که عامل ph و غلظت اولیه آلاینده، موثرترین عوامل فرآیند جذب cd(ii) بوده و پارامترهای ph و غلظت جاذب برای جذب pb(ii) و عوامل ph ، دما و غلظت اولیه آلاینده برای جذب zn(ii) فاکتورهای موثر شناخته شدند. همچنین اثرات متقابل پارامترها در جذب هرکدام از کاتیونها نیز مشخص شدند.شرایط بهینه ی جذب بر اساس میزان مطلوبیت در 5/7 = ph ، دمای c ? 45، غلظت اولیه ی برابر با mg/l 50 و غلظت جاذب برابر با g/l 74/4 اتفاق افتاد که در آن درصد جذب کاتیونهای pb(ii) ، zn(ii) و cd(ii) به ترتیب برابر با 100، 53/42 و 55/16 بدست آمد. بررسی ایزوترمی جذب کاتیون های مذکور نیز به منظور شناخت رفتار رقابتی آنها در سیستم تک جزئی و سه جزئی انجام گرفت. در سیستم تک جزئی نتایج نشان داد که جذب کاتیون های zn(ii) و cd(ii) از مدل ایزوترمی فروندلیچ و جذب pb(ii) از مدل ایزوترمی لانگمویر پیروی می کنند. ظرفیت جذب ماکزیمم برای کاتیون های مذکور به ترتیب برابر با 66/19، 43/12 و 27/22 میلی گرم فلز بر گرم جاذب بدست آمد. در بررسی ایزوترمی سیستم سه جزئی، مشخص شد که کاتیون ها برای جذب بر سطح نانوذرات مگهمایت، رفتار رقابتی دارند. در سیستم سه جزئی جذب کاتیونهای zn(ii) و pb(ii) از مدل ایزوترمی لانگمویر و جذب cd(ii) از مدل فروندلیچ تبعیت می کنند.در بررسی سینتیکی جذب کاتیون-های pb(ii)، zn(ii) و cd(ii) در سیستم سه جزئی مشخص شد که جذب هر سه کاتیون از مدل سینتیکی کاذب مرتبه دوم تبعیت می کنند.

هدف از انجام این تحقیق، بازیابی فلزات با ارزش جانبی از مناطق پرپتانسیل مجتمع گل گهر سیرجان است. نتایج بررسی های خصوصیت سنجی شیمیایی و مینرالوژیکی نشان داد که فلزات مس، کبالت و نیکل امید بخش ترین عناصر با ارزش هستند که قابلیت بررسی و مطالعه بیشتر را دارند. پس از بررسی های اولیه، باطله سولفورزدایی کارخانه بازیابی هماتیت، به عنوان پرپتانسیل ترین منبع موجود در گل گهر، جهت مطالعات بیشتر انتخاب گردید .ابتدا به منظور بررسی امکان تهیه کنسانتره پر عیار از فلزات مس، نیکل و کبالت یک سری آزمایش فلوتاسیون بر اساس طرح تاگوچی l9 انجام شد. با مطالعه نتایج به دست آمده از این آزمایش ها مشاهده گردید که حتی در بهترین شرایط نیز تغییر محسوسی در عیار ایجاد نمی شود. بنابراین فرآیند فلوتاسیون، روش مناسبی برای تهیه کنسانتره پرعیار از مس، نیکل و کبالت نمی باشد. در این راستا، به منظور بررسی بیشتر قابلیت شناورسازی فلزات با ارزش با استفاده از فلوتاسیون، آزمایشهای تکمیلی انجام شدند. نتایج نشان داد که حتی در حضور بازدارنده و فعال کننده و ترکیب چند کلکتور و یا استفاده از دو مرحله کلینر نیز تغییر محسوسی در مقادیر عیار فلزات باارزش ایجاد نمی شود. از این رو فرآیند فلوتاسیون برای تولید یک کنسانتره پر عیار از فلزات با ارزش پیشنهاد نمی گردد. بعلاوه یک آزمایش مغناطیسی به منظور بررسی امکان استفاده از روش مغناطیسی برای دستیابی به باطله غیر مغناطیسی سولفیدی و کنسانتره مغناطیسی قابل فروش، انجام شد. نتایج به دست آمده از این آزمایش نشان داد که جداسازی مغناطیسی نیز روش مناسبی برای تغلیظ فلزات و تولید کنسانتره پرعیار این فلزات نمی باشد. با توجه به عیار پایین، درگیری زیاد کانیهای سولفیدی در برگیرنده فلزات با ارزش با مگنتیت و همچنین پتانسیل بالای روشهای نوین بیوهیدرومتالورژیکی، امکان بازیابی فلزات مذکور از کف فلوتاسیون سولفورزدایی کارخانه بازیابی هماتیت با روش بیولیچینگ مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از یک طرح آزمایشی تمام فاکتوریل تأثیر پارامترهای نوع محیط کشت، ph محیط، درصد جامد و زمان در حضور کشت مخلوط میکروارگانیسم های ترموفیل معتدل اکسید کننده آهن و سولفور انجام شد. این آزمایشها در دور همزن rpm 150، دمای °c45، حجم پالپ ml 200 و افزایش 0/02% (w/w) مخمر در شیک فلاسک انجام گردید. نتایج نشان داد که بهترین شرایط در محیط کشت نوریس، 1/8=ph و درصدجامد 5% رخ می دهد. در این شرایط مقدار بازیابی مس، کبالت و نیکل به ترتیب 55/01%، 59/45% و 98/20% و بازیابی فلز کلی معادل مس برابر با 70/51% به دست آمد. به منظور بررسی امکان انجام فرآیند بیولیچینگ در شرایط عملیاتی نزدیک به محیط های صنعتی، آزمایش بیولیچینگ در رآکتور همزن دار در حضور کشت مخلوط میکروارگانیسمهای ترموفیل معتدل، ph اولیه 1/5، محیط کشت norris، درصد جامد 10% (w/v)، دمای ?c 45، دور همزن rpm450 و افزایش 0/02% (w/w) مخمر به مدت 40 روز انجام گردید. در این شرایط آزمایشی، بازیابی فلزات نیکل، کبالت و مس به ترتیب 99/13%، 97/13% و 83/57% بود. مقدار بازیابی فلز کلی معادل مس 95/77% محاسبه گردید. همجنین مشاهده شد که بازیابی فلز کلی معادل مس در رآکتور همزن دار نسبت به بهترین شرایط آزمایش های شیک فلاسک حدود 20% بالاتر بود.

استفاده از روش های بهسازی بیولوژیکی برای تولید سیمان کلسیتی، روشی نوین را جهت بهسازی زمین برای مهندسین ژئوتکنیک فراهم آورده است.در این روش ها از میکروارگانیسم های غیر بیماری زایی که به طور طبیعی در محیط خاکی یافت می شوند، استفاده می شود تا موجب تولید سیمان طبیعی در بین دانه های خاک گردد. پتانسیل قابل توجهی در این روش ها برای کاهش نگرانی های زیست محیطی وجود دارد و در آینده ای نه چندان دور، این روش ها شاید بتوانند جای روش های سنتی را بگیرند. در این تحقیق،سعی شده از روش بهسازی بیولوژیکی در جهت تثبیت شن های روان و مبارزه با ریز گردها استفاده گردد. بهسازی بیولوژیکی خاک تحت شرایط بهینه ، با استفاده از باکتری های مصرف کننده اوره به نام sporosarcina pasteurii انجام گرفت. ایجاد سیمان کلسیتی توسط محققان قبلی به اثبات رسیده است لذا در مقیاس کاربردی جهت بهسازی زمین موادی را مورد مطالعه قرار داده که توانایی دربرگرفتن مواد را در بین ساختار مولکولی یا لایه ای خود دارا باشند و بتوانند در یک بازه زمانی مناسب آنرا رها کنند.در این تحقیق از بنتونیت به دلیل شرایط ویژه اش استفاده شده است. جهت تعیین میزان نفوذ ماده بهساز و عمق بهسازی توسط این ماده قالبی از جنس pvc با ارتفاع 1 متر با ماسه به صورت خشک تا چگالی gr/cm36/1 متراکم شد و مورد بهسازی قرار گرفت. با توجه به شرایط تل های ماسه ای، مواد بهساز در بین لایه های کانی های سیلیکاته قرار داده شد تا با توجه به حجم آبگیری بالاو قابلیت تبادل یونی و رها سازی بسیار کند مواد بین لایه ای، بتوان رها سازی ماده بهساز را در طی زمان به صورت یک سیکل خودکار بکار گرفت. برای کنترل میزان کارکرد روش از تست هایی نظیر نفوذ استاندارد استفاده شده است.درآزمایش نفوذ استاندارد برای بررسی کیفی مقاومت سطحی از نفوذ سمبه 250 گرمی در دو حالت تر و خشک استفاده کردیم.این آزمایش نشان داد در اثر بهسازی ماسه با مواد بهساز نفوذ سمبه 250گرمی در هر دو حالت بسیار کاهش و حتی به صفر رسیده است. جهت اثبات عدم دخالت بنتونیت در بهم چسباندن دانه های ماسه آزمایش نفوذپذیری بر روی نمونه های بهسازی شده از جنس ماسه ریخته گری t40 صورت گرفت.نتایج آزمایشات انجام گرفته بین دو نمونه بهسازی شده با بنتونیت و نمونه بهسازی شده بدون بنتونیت اختلاف چندانی را در مقادیر نفوذپذیری نشان نداده و لذا بر عدم دخالت بنتونیت در بهم چسباندن دانه های خاک صحه می گذارد.

در فرآیند لیچینگ، عنصر باارزش توسط یک محلول شستشودهنده از فاز جامد به فاز مایع منتقل می شود. هیپ لیچینگ یکی از رایج ترین روش های لیچینگ در مقیاس بزرگ می باشد. عملکرد ایمن یک فرآیند لیچینگ تا حدود زیادی وابسته به پایداری سازه هیپ آن می باشد. بدون تردید آن چه در مقیاس بزرگ (ماکرو) هیپ رخ می دهد، به طور مستقیم یا غیر مستقیم متأثر از فرآیندهای حادث در مقیاس کوچک (میکرو) است. از طرفی پیش بینی وضعیت هیپ های معدنی پس از لیچینگ کمک شایانی به بهبود طراحی و مدیریت ساختار کلی هیپ می کند. هدف اصلی این تحقیق، شناخت رفتار مکانیکی هیپ های معدنی قبل و بعد از بهره برداری می باشد. در این راستا فرآیند توامان شیمیایی-هیدرو-مکانیکی موثر در محل هیپ 4 معدن مس سرچشمه به روش آزمایشگاهی و عددی مدلسازی گردید. نتایج آزمون های آزمایشگاهی انجام گرفته روی خاک هیپ قبل و بعد از لیچینگ شبیه سازی شبیه شده حاکی از کاهش وزن مخصوص دانه های خاک و ابعاد دانه های خاک می باشد. این در حالی است که نحوه توزیع دانه بندی خاک تغییر چندانی نداشته است. از طرفی نتایج آزمون های برش مستقیم انجام گرفته روی نمونه های لیچ شده کاهش 4/6 درجه ای زاویه اصطکاک خاک را نشان می دهد. پس از انجام آزمون های آزمایشگاهی نحوه انباشته شدن و لیچینگ مواد معدنی در هیپ و تاثیر آن ها بر روی پایداری هیپ به کمک نرم افزار pfc 2d در محیط دو بعدی شبیه سازی شد. در شیب های بالا با افزایش لایه ها و بالا رفتن سطح تنش در لایه های میانی، احتمال ناپایداری افزایش می یابد. در ارتفاع 4/5 متر که ارتفاع لایه های فعلی هیپ 4 معدن مس سرچشمه می باشند، تنها در شیب بستر 14 درصد لایه های دوم و سوم با کاهش زاویه قرار گیری قابل توجهی همراه هستند. مقایسه وضعیت لایه دوم و سوم هیپ در ارتفاع 6/5 متر و با شیب بستر 8 درصد نشان دهنده کاهش زاویه قرار گیری از حدود 1:2/5 به 1:3/5می باشد. در شیب بستر 14 درصد و ارتفاع 6/5 متر لایه دوم بحرانی تلقی می شود. در شیب بستر 14 درصد و ارتفاع 10 متر پس از اتمام لیچینگ 4 لایه، لغزش در لایه دوم پدیده غالب است. به نظر می رسد لیچینگ در مقیاس کوچک و در لایه های با ارتفاع کم تاثیر بسیار مخربی بر روی پایداری هیپ ندارد. بدیهی است با افزایش ارتفاع و تعداد لایه ها و افزایش شیب بستر هیپ، تامین پایداری آن یک مسئله بحرانی خواهد بود.

در چند دهه گذشته روش های متعددی برای حذف فلزات سنگین از پساب صنایع معدنی و غیر معدنی انجام شده است. نانوذرات اکسید آهن به دلیل خواص منحصربفردشان مانند کوچکی ذرات، سطح ویژه بالا، تعادل سطح ، خواص مغناطیسی بالا و سازگاری آنها با محیط زیست، پتانسیل بالایی برای کاهش آلاینده های فلزی از محلول های آبی دارند. در این پژوهش ازکربن فعال اصلاح شده با نانوذرات tac,?-?fe?_2 o_3(lepidocrocite) برای حذف مس و نیکل از محلول های رقیق آبی استفاده شده است. دراین راستا با استفاده از طرح آزمایشی مرکب مرکزی پارامتر های مختلف دما ،غلظت جذب شونده ، غلظت جاذب و ph بر حذف مس و نیکل بررسی شده است. آزمایش ها در ظروف لرزان در شرایط ثابت دور چرخش rpm 150و مدت زمان 4 ساعت انجام گردید. نتایج داده های آزمایشگاهی با استفاده از جدول anova تحلیل شده و مناسب ترین مدل با توجه به سطح اطمینان بالای 95 % برای پاسخ های به دست آمده استفاده شد. مدل انتخابی برای مس و نیکل ، به ترتیب مدل خطی و درجه دوم به دست آمد. نتایج نشان داد که در جذب مس و نیکل پارامترهای ph و غلظت اولیه فلز، عامل تأثیر گذار بوده اند. تأثیر این دو پارامتر به این صورت به دست آمد که افزایشph باعث افزایش بازدهی حذف مس و نیکل و افزایش غلظت جذب شونده باعث کاهش بازدهی حذف مس و نیکل شد. بهترین حالت جذب برای مس و نیکل در شرایط7 =ph و غلظت دو جزئیppm25 به دست آمد و مس و نیکل در ph بین 6 و 8 بهترین شرایط جذب را داشتند که برابر با 100و90.62% بدست آمد . در مطالعات ایزوترم، مس در حالت تک جزئی از مدل لانگمویر و نیکل از مدل فروندلیچ و در حالت دو جزئی مس از هر دو مدل فروندلیچ و لانگمویر تبعیت کرد. ماکزیمم ظرفیت جذب برای مس در حالت تک جزئی و دو جزئی به ترتیب برابر (mmol/g) 90/90 و (mmol/g) 31.85 و ثابت فروندلیچ برای نیکل (mmol/g) 0.93 به دست آمد. نتایج حاکی از آن است که سینتیک جذب برای مس و نیکل از مدل کاذب مرتبه دوم تبعیت کرد. علاوه بر موارد یاد شده ، آزمایش های تکمیلی به منظور یافتن کارآیی حذف این فلزات توسط نانوذرات اصلاح شده در شرایط بهینه بررسی شده و در 3 چرخه ابتدایی برای مس بالای 95% و برای نیکل بالای 80% حذف صورت گرفت. کلمات کلیدی : فلزات سنگین،کربن فعال اصلاح شده،نانوذرات مگهمایت،ایزوترم،سینتیک،بازدهی جذب

همراه با تولید آهن و فولاد، مقادیر قابل توجهی باطله¬ی جامد به شکل غبار و لجن تولید می¬شود و میزان این باطله¬ها هر سال رو به افزایش است. دفع این باطله¬ها یا استفاده مجدد از آن¬ها از مهمترین دغدغه¬های صنایع آهن و فولاد است. روش معمول برای دفع این باطله¬ها، انباشت کردن آن¬ها در نزدیکی کارخانه فولاد است. اما امروزه در اکثر کشورهای صنعتی غبار کارخانه¬های تولید آهن و فولاد جزء پسماندهای خطرناک محسوب می¬شود، زیرا عناصر سمی از جمله فلزات سنگین را به همراه دارد. بنابراین باید در مناطق مشخصی انباشت شوند. این امر دفع آن¬ها را پر هزینه می¬کند. از طرف دیگر غبارهای فولاد سازی معمولاً حاوی منابع مفیدی همچون آهن، کلسیم، روی، سرب و ... هستند که می¬توان آن¬ها را بازیابی کرد و مورد استفاده مجدد قرار داد. اگر باطله¬ها دفع شوند فلزات با ارزش از دست خواهند رفت. مسائل و مشکلات زیست محیطی مربوط به انباشت کردن لجن کنورتور و همچنین پتانسیل بالای لجن به منظور بازیابی آهن با توجه به محتوی آهن بسیار بالای آن، بازیابی و جداسازی آهن از لجن کنورتور را به یک ضرورت تبدیل کرده است. هدف از انجام این پروژه بررسی فرایند لیچینگ آهن از لجن کنورتور(کوره پایه اکسیژن) ذوب آهن اصفهان و بهینه سازی پارامترهای موثر بر آن جهت بازیابی حداکثری آهن است. در این پژوهش بازیابی آهن از لجن کنورتور ذوب آهن اصفهان با لیچینگ توسط اسید سولفوریک بررسی شده است. آزمایش¬های لیچینگ مقدماتی، برای تعیین اسید مناسب و بررسی اثر افزاینده¬ها و آزمایش¬های بهینه سازی، جهت بررسی پارامترهای موثر بر لیچینگ و تعیین شرایط بهینه انجام شدند. آزمایش¬ها در محفظه¬ی نیم لیتری با همزن مکانیکی و در فشار اتمسفری انجام گردیدند. در آزمایش¬های مقدماتی از اسید سولفوریک، اسید نیتریک و اسید کلریدریک به منظور تعیین نوع اسید مناسب استفاده شد. همچنین تأثیر افزایش کلرید سدیم و سولفات سدیم بر بازیابی آهن در سیستم لیچینگ مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمایش¬های لیچینگ مقدماتی نشان داد که مناسب¬ترین عامل انحلال، اسید سولفوریک است. به طوری که پس از 30 دقیقه، بازیابی آهن در محیط¬های اسید سولفوریک، اسید کلریدریک و اسید نیتریک به ترتیب برابر با %85، %71 و % 39 بدست آمد. همچنین مشاهده گردید که افزودنی¬ها تأثیر چندانی بر افزایش بازیابی آهن ندارند. بازیابی آهن در زمان 30 دقیقه، در هنگام استفاده از سدیم کلرید و سولفات سدیم به ترتیب برابر با %60 و %69 بدست آمد. در مرحله¬ی بعد با استفاده از طرح آزمایشی مرکب مرکزی تأثیر پارامتر های غلظت اسید، درصد جامد، دما و زمان فرآیند بر بازیابی آهن، مورد بررسی قرار گرفت. بازه¬های در نظر گرفته شده برای پارامترهای موثر به این صورت است: غلظت اسید از 1 تا 3 مول بر لیتر، درصد جامد %10 تا %20، دما 70 تا 90 درجه سانتیگراد و زمان 30 تا 90 دقیقه بودند. جهت تعیین شرایط بهینه¬ی لیچینگ، تعداد 30 آزمایش انجام گرفت. نتایج داده های آزمایشگاهی با استفاده از روش آنالیز واریانس (anova) تحلیل شده و مناسب ترین مدل با توجه به سطح اطمینان بالای %95 برای تحلیل پاسخ های به دست آمده استفاده شد. مدل مناسب برای بازیابی آهن، مدل درجه دوم به دست آمد. نتایج نشان داد که پارامترهای غلظت اسید و درصد جامد موثرترین عوامل بر کارایی لیچینگ هستند. تأثیر این پارامترها به این صورت است که افزایش غلظت اسید باعث افزایش بازیابی آهن و افزایش درصد جامد باعث کاهش بازیابی آهن می¬شود. دما و زمان، تأثیر کمتری بر بازیابی آهن داشتند. مطابق مدل آماری، بیشترین بازیابی آهن از پسماند لجن کنورتور در غلظت اسید 95/2 مول بر لیتر، درصد جامد %17/10، دمای 89 درجه سانتیگراد و زمان 80 دقیقه بدست می¬آید. بازیابی آهن در این شرایط به %95/88 می¬رسد. آزمایش¬های سینتیکی برای تعیین مدل لیچ و محاسبه انرژی فعال¬سازی انجام گرفتند. آزمایش¬ها با شرایط فرآیندی یکسان و در دماهای 45، 60، 75 و 90 درجه سانتیگراد انجام گرفتند. مشخص شد که واکنش لیچینگ آهن از لجن کتورتور از مدل هسته منقبض شونده پیروی می¬کند، و نفوذ در لایه محصول، کنترل کننده¬ی واکنش است. انرژی فعالسازی محاسبه شده برای واکنش لیچینگ آهن از لجن کنورتور برابر با 31/55 کیلوژول بر مول بدست آمد. آزمایش¬های چند مرحله¬ای لیچینگ به منظور بررسی بازیابی آهن از جامد باقی مانده انجام گرفتند. بازیابی آهن برای مراحل اول تا سوم به ترتیب، برابر با %85/61، %14/77 و %10/91 بدست آمد. میزان جامد باقی مانده در مراحل اول تا سوم به ترتیب، %3/60، %15/48 و %80/24 جامد اولیه است.

امروزه استحصال فلزات باارزش از منابع کم¬عیار بسیار مورد توجه است. لاتریت¬ها از منابع ارزشمند فلزات، به خصوص نیکل و کبالت محسوب می¬شوند. لیچینگ لاتریت¬ها برای تهیه نیکل از متداولترین روش¬ها در استخراج این فلز است. در این تحقیق نتایج حاصل از بررسی لیچینگ آمونیاکی و تأثیر اسید¬های مختلف و عوامل موثر بر لیچینگ اسیدی اتمسفری بر بازیابی نیکل از لاتریت¬های کم عیار ارایه شده است. نمونه مورد مطالعه از توف¬های آهن¬دار خراسان جنوبی است که مورد مطالعات کانی شناسی قرار گرفت. آنالیز نشان داد که نمونه حاوی58/0% نیکل، 0098/0 % کبالت و89/34% آهن می¬باشد. نتایج آنالیزهای xrd بر روی نمونه نیکل¬دار نشان داد که فازهای اصلی کانه گوتیت، هماتیت، منیزیت، دولومیت و سیلیکاتها هستند. نتایج نشان می¬دهد در لیچینگ آمونیاکی نمونه تحت فرآیند کارن، نیکل بسیارکم استحصال شده است. سپس فرآیند لیچینگ با اسید¬های مختلف بررسی شد که اسید نیتریک در بازیابی نیکل موثر نبود. اسیدسولفوریک در غلظت¬های بالاتر از kg/ton 600 باعث بازیابی نیکل می¬شود و اسیدکلریدریک در غلظت¬های بالا(m 5) بازیابی بالایی دارد. سپس تأثیر عوامل مختلف دما، غلظت اسید، زمان، درصد جامد، ابعاد نمونه و افزاینده¬ها بر لیچینگ اسیدی اتمسفری با اسیدسولفوریک بررسی شد. همچنین افزایش دما، غلظت اسید و زمان باعث افزایش بازیابی و افزایش درصد جامد و ابعاد نمونه باعث کاهش بازیابی نیکل می¬شود. بررسی تأثیر افزاینده¬ها نشان داد naclباعث افزایش بازیابی می¬شود اما k2so4 و na2so4 در بازیابی تأثیر چشمگیری ندارد. در آخر آزمایشی با شرایط بهینه با kg/ton800 وg/l 25 یون کلر در دمای0c90 انجام شد، در این شرایط بازیابی نیکل، کبالت بترتیب100 % و40% بود.

فلزات مس، نیکل، کبالت از جمله عناصر با ارزش موجود در منایع دور ریز باطله های صنایع هستند که در فرآوری هیدرومتالوژیکی منابع غلظت پایین از جریان محلول های حاوی مس، نیکل، کبالت و آهن جداسازی می گردند. هدف از انجام این تحقیق، جداسازی و بازیابی فلزات جانبی از محلول های دور ریز کم عیار و غلظت پایین بدست آمده از فرآیند بیوهیدرومتالوژی و منابع لاتریتی کم عیار نیکل دار است. در ابتدا به بررسی و تحلیل فرآیند جداسازی مس از محلول با روش استخراج با حلال با استخراج کننده chemprex cp-150 بر پایه اکسیم پرداخته شد. با بررسی نتایج به دست آمده از مطالعات سینتیکی مشخص شد که زمان تماس مناسب جهت انجام آزمایش های مربوط به استخراج مس 2 دقیقه می باشد. در مرحله بعدی، آزمایش های استخراج بر اساس طرح آزمایشی فاکتوریلی کامل هشت آزمایشی انجام شد. با انجام این آزمایش ها و تحلیل نتایج حاصل از آن ها مشخص شد که بهترین شرایط برای استخراج مس با استفاده از حلال آلی chemorex cp-150، در ph برابر 3/2 ، نسبت a:o برابر 1:1 بر محلول های شامل g/l 5/0 مس، ، g/l 25/0 نیکل، g/l 125/0 کبالت و g/l 1/0 آهن می باشد. در این راستا، به منظور بررسی بیشتر قابلیت استخراج حلالی فلز با ارزش مس و بررسی پارامترهای موثر از قبیل غلظت استخراج کننده، ph محلول، نسبت فازی، غلظت محلول اولیه بر استخراج بهینه مس و همچنین ایزوترم های استخراج شامل استخراج متقابل مس با استفاده از روش استخراج حلالی، آزمایش های تکمیلی صورت پذیرفت. از نتایج حاصل استنباط شد که تحت شرایط 10% (v/v) استخراج کننده، 6/0گرم بر لیتر محلول، نسبت فاز آبی به آلی برابر 2:1 ، 2 دقیقه زمان ماند، تعداد دو مرحله استخراج برای رسیدن به میزان 90/99 % استخراج مس مورد نیاز است. به دلیل حضور ناخالصی های فلزی دیگر به ویژه آهن در فرآیند بیوهیدرومتالوژی، قبل از استخراج مس به حذف آهن با روش ترسیب جاروسیتی آمونیاکی پرداخته شد. در ادامه به استخراج مس با روش استخراج حلالی تحت شرایط بهینه بدست آمده و سپس جداسازی نیکل و کبالت با روش ترسیب هیدروکسیدی و سولفیدی پرداخته شد. نتایج حاصل از فرآیند ترسیب نشان داد که تحت شرایط ph برابر (9- 5/8) و نسبت سولفید به فلز برابر 8/1برابر، دمای c°50 و مدت زمان 30 دقیقه ، در حدود 13/96% نیکل و 04/92% کبالت با این روش حذف شدند. در ادامه محلول غلظت پایین حاصل از لیچینگ لاتریت های کم عیار نیز مورد تحلیل قرار گرفت. پس از فرآیند لیچینگ و بازیابی نیکل برابر 87/98% ، مقدار آهن موجود درمحلول تحت فرآیند ترسیب جاروسیتی به میزان 92/99% حذف و تحت ترسیب سولفیدی در شرایط ph برابر (9- 5/8)و نسبت سولفید به فلز برابر 8/1برابر، دمای c °50 و مدت زمان 30 دقیقه 62/99% نیکل و 43/99% کبالت حذف شد.

بیواکسیداسیون کانی¬های سولفیدی یک روش مهم برای آزادسازی طلای محبوس شده در شبکه کانی‎¬‎های سولفیدی مقاوم است. روش ‏ببواکسیداسیون به دلیل داشتن مزایای فنی، اقتصادی و محیط زیستی، توجه ویژه¬ای را در صنایع معدنی به خود جلب کرده است.‏‎ ‎هدف از ‏انجام این پژوهش بررسی پاسخ¬دهی و تاثیر عوامل مختلف فرآیندی شیمیایی و عملیاتی کنسانتره طلای سولفیدی آرسنوپیریتی طرح طلای ‏زرشوران در حضور کشت مخلوط میکروارگانیسم¬¬های مزوفیل و ترموفیل معتدل به منظور بررسی افزایش میزان بازیابی طلا پس از آزمایش-‏های سیانیداسیون مورد مطالعه قرار گرفته است. مینرالوژی خاص سنگ معدن طلای زرشوران، این سنگ معدن را مورد توجه قرار داده است. ‏عیار اولیه طلای کنسانتره معدن زرشوران مورد استفاده در این پژوهش،ppm ‎‏ 3/5 بود. بیولیچینگ سنگ معدن¬های سولفیدی طلای آرسنیکی ‏منجر به استخراج آهن، آرسنیک و سولفور می¬شود. محتوای اولیه گوگرد، آهن و سولفور کنسانتره به ترتیب 293/1%، 354/4% و 98/0% ‏‏(وزنی) بود. آزمایش¬های فلاسک لرزشی با استفاده از نرم افزار طراحی آزمایش نسخه 7، با طرح فاکتوریل کامل دو عاملی و بررسی ‏فاکتورها در دوسطح طراحی و انجام شدند. ‏‎ ‎بدین منظور پس از سازگاری باکتری¬ها، آزمایش¬ها در سه بخش، بیواکسیداسیون توسط مخلوط ‏با کتری¬های مزوفیل در فلاسک لرزشی،‎ ‎‏ بیواکسیداسیون توسط مخلوط باکتری¬های ترموفیل معتدل در فلاسک لرزشی و بیواکسیداسیون توسط ‏مخلوط باکتری¬های ترموفیل معتدل در راکتور همزن دار انجام شدند. در آزمایش‎¬‎های بیواکسیداسیون با باکتری¬های مزوفیل در فلاسک ‏لرزشی، پارامترهای مورد بررسی شامل محیط کشت (نوریس و ‏k‏9‏m-‎‏)، ‏ph‏ اولیه (6/1 و 1/2)، دانسیته پالپ (5% و 10%(وزنی/حجمی)) و زمان ‏بیواکسیداسیون (10 و 20 روز) بود. شرایط بهینه، بیشترین میزان استخراج آهن، 1/42%، را در محیط کشت ‏k‏9‏m-‎، 85/1‏ph= ‎‏ با دانسیته پالپ ‏‏5% (وزنی/حجمی) و زمان بیواکسیداسیون 10 روز و بیشترین میزان استخراج آرسنیک 9/23%، را در محیط کشت نوریس، 6/1 ‏ph=‎‏ با ‏دانسیته پالپ 10% (وزنی/حجمی) و زمان بیواکسیداسیون 20 روز پیش بینی پیش بینی نمود. در نهایت کاهش 79% محتوای سولفور منجر به ‏بازیابی 54% طلا در آزمایش¬های سیانیداسیون شد. در آزمایش¬های بیواکسیداسیون با مخلوط باکتری¬های ترموفیل معتدل در فلاسک لرزشی، ‏پارامترهای مورد بررسی شامل محیط کشت (نوریس و ‏k‏9‏m-‎‏)، ‏ph‏ اولیه (6/1 و 1/2)، دانسیته پالپ (5% و 10%(وزنی/حجمی)) و زمان ‏بیواکسیداسیون (10 و 20 روز) بود. شرایط بهینه، بیشترین میزان استخراج آهن، 4/26%، را در محیط کشت ‏k‏9‏m-‎، 6/1 ‏ph=‎‏ دانسیته پالپ 5% ‏‏(وزنی/حجمی) و زمان بیواکسیداسیون 15 روز و بیشترین میزان استخراج آرسنیک،‎ ‎‏ 8/48% ، را در محیط کشت ‏k‏9‏m-‎، 6/1 ‏ph=‎‏ با دانسیته ‏پالپ 5% (وزنی/حجمی) و زمان بیواکسیداسیون 15 روز پیش بینی نمود. در نهایت کاهش 84% محتوای سولفور منجر به بازیابی 64% طلا در ‏آزمایش¬های سیانیداسیون شد. آزمایش¬های بیواکسیداسیون در راکتور همزن¬دار با مخلوط باکتری¬های ترموفیل معتدل در محیط کشت ‏نوریس، 8/1 ‏ph=‎‏ و دانسیته پالپ 10% نشان داد، در روز یازدهم انجام آزمایش (روز اتمام آزمایش)، میزان استخراج آهن و آرسنیک به ‏ترتیب 2/3% و 6/2% بود و در نهایت کاهش 61% محتوای سولفور منجر به بازیابی 80% طلا در آزمایش¬های سیانیداسیون شد. آزمایش¬های ‏بیواکسیداسیون در راکتور با دانسیته پالپ 20% با مخلوط باکتری¬های ترموفیل معتدل در محیط کشت نوریس، 8/1 ‏ph=‎‏ و افزایش تدریجی ‏دانسیته پالپ به 20% نشان داد، در روز سی و یکم انجام آزمایش (روز اتمام آزمایش)، میزان استخراج آهن و آرسنیک به ترتیب 3/1% و ‏‏1/1% بود و در نهایت کاهش 53% محتوای سولفور منجر به بازیابی 65% طلا، در آزمایش¬های سیانیداسیون شد.

چکیده ندارد.