جداسازی کادمیم از پسماندهای کارخانه ذوب روی با روش استخراج حلال اولتراسونیکی

کادمیم یکی از عناصر با ارزش موجود در خوراک منابع سولفیدی و اکسیدی روی است که در فرآوری هیدرومتالورژیکی روی، به صورت یک پسماند جامد تحت عنوان کیک فیلتر سرد از جریان محلول حاوی روی جداسازی می¬گردد. این فلز، کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف استراتژیک دارد. هدف از انجام این تحقیق جداسازی کادمیم از روی با استفاده از روش استخراج با حلال و بررسی پتانسیل امواج التراسونیک در بهبود نرخ و قابلیت انتخاب پذیری استخراج فلزات مذکور و مقایسه آن با روش مرسوم استخراج حلال به کمک همزن مکانیکی است. برای این منظور، پس از مطالعات خصوصیت سنجی پسماند، آزمایش¬های مقدماتی لیچینگ، در شرایط غلظت پالپ 20?، دمای 60 درجه سانتی¬گراد، زمان 2 ساعت و استفاده از اسید سولفوریک (v/v) 20? انجام گردید. نتایج نشان داد که میزان بازیابی روی و کادمیم در فرایند مذکور به ترتیب 93 و 88% است. در مرحله بعد، آزمایش¬های استخراج حلال به دو صورت استفاده از همزن مکانیکی و استفاده از اولتراسونیک در دمای محیط و استفاده از استخراج کننده d2ehpa(v/v) 20? رقیق شده در کروزن انجام گردید. آزمایشهای با سیستم اختلاط مکانیکی در زمان 10 دقیقه، دور همزن rpm550 و سطوح مختلف ph و آزمایش¬های با سیستم اختلاط التراسونیکی در زمان 3 دقیقه و سطوح مختلف ph، قدرت التراسونیک و نسبت فاز آلی به آبی (o/a: 1:1) انجام شدند. نتایج بدست آمده نشان دهنده استخراج مطلوب روی (بالاتر از 50%) و عدم استخراج مطلوب کادمیم در هر دو سیستم اختلاط مکانیکی و التراسونیکی بود. به منظور بررسی شرایط استخراج کادمیم، از محلولهای شبیه سازی شده در محیط سولفاتی استفاده شد و تاثیر نوع سیستم اختلاط، نسبت فلزات روی و کادمیم، ph، زمان تماس دو فاز و قدرت اولتراسوند بر کارایی جداسازی فلزات مذکور مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با استفاده از سیستم اختلاط اولتراسونیکی، راندمان استخراج کادمیم نسبت به سیستم اختلاط مکانیکی به میزان 20? افزایش و زمان استخراج آن به 1 دقیقه کاهش می¬یابد، در صورتی که استخراج فلز روی با استفاده از سیستم اولتراسونیکی تغییر چشمگیری نداشت. علاوه بر آن مشاهده گردید که که در سیستمهای اختلاط مکانیکی و اولتراسونیکی، بالاترین نرخ استخراج هر دو فلز به ترتیب در ph های 4 و 1 رخ داد. نتایج نشان داد که افزایش قدرت اولتراسوند تا 60 وات باعث افزایش نرخ استخراج کادمیم می¬گردد و در قدرت¬های بالاتر از آن امولسیون تشکیل شده مانع از جداسازی دو فاز می¬شود. با توجه به نتایج، علی رغم افزایش درصد استخراج کادمیم توسط دستگاه اولتراسونیک، درصد استخراج فلز روی تحت شرایط مختلف همچنان بیش از کادمیم است، در نتیجه در محیط هایی که میزان فلز روی زیاد است، استفاده از استخراج کننده d2ehpa برای استخراج کادمیم مناسب نمی¬باشد و پیشنهاد می¬گردد فلز روی با روش استخراج حلال و فلز کادمیم با روشهای دیگر نظیر سمنتاسیون و تقطیر خلا جداسازی گردد.