فهرست مطالب

مهندسی منابع معدنی - سال هشتم شماره 2 (تابستان 1402)

نشریه مهندسی منابع معدنی
سال هشتم شماره 2 (تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/04/19
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سپیده داودی، وحید توکلی* صفحات 1-17
    این مطالعه توانایی روش انحراف معیار داده های چاه پیمایی را در زون بندی مخزنی بررسی می کند. به این منظور، 110 متر از رسوبات یک چاه از سازند داریان در بخش مرکزی خلیج فارس با استفاده از 390 مقطع نازک میکروسکوپی، داده های چاه پیمایی و تخلخل و تراوایی مغزه بررسی شد. تحلیل رخساره ای انجام شده به شناسایی 9 ریزرخساره در پنج زیرمحیط منجر شد. برای بررسی کیفیت مخزنی در هر یک از زون ها، گونه های سنگی پتروفیزیکی به روش های شاخص زون جریانی و رخساره های الکتریکی تعیین شدند. بر اساس شاخص زون جریانی، شش واحد جریانی هیدرولیکی برای رخساره های مخزن به دست آمد. با استفاده از روش خوشه بندی مبتنی بر نمودار و استفاده از لاگ های پتروفیزیکی گاما، نوترون و چگالی، 5 رخساره الکتریکی شناسایی شد، سپس این دو روش با هم مقایسه شدند که در بسیاری از فواصل عمقی تطابق خوبی داشتند. زون 1 به دلیل فراوانی زیاد رخساره های الکتریکی و واحدهای جریانی با کیفیت مخزنی بیشتر، بهترین کیفیت مخزنی را دارد. زون 2 واحدهای جریانی با کیفیت مخزنی پایین و رخساره های الکتریکی با گامای زیاد دارد. فراوانی رخساره های الکتریکی با کیفیت مخزنی بالا در زون 3 نسبت به زون 1 کمتر است. برای تعیین زون بندی با روش انحراف از معیار، هر داده لاگ مورد نظر از متوسط داده ها در کل چاه کسر شد و سپس مقادیر به دست آمده با یکدیگر جمع شدند تا مقدار تجمعی انحراف از معیار محاسبه شود. این روش با سه زون تشکیل دهنده سازند داریان منطبق بوده اما همانند روش تعیین گونه های سنگی، برای تفکیک واحد های مخزنی مناسب نیست.
    کلیدواژگان: سازند داریان، انحراف تجمعی، واحد جریان هیدرولیکی، رخساره های الکتریکی
  • سید جعفر موسوی، محمدرضا شایسته فر*، پرویز معارف وند صفحات 19-40
    سرمایه گذاری ها و پیشرفت پروژه های معدنی بستگی به کمیت و کیفیت منابع و ذخایر معدنی دارد، بنابراین اطلاع از اعتبار تخمین ذخیره معدنی بر اساس روش های گوناگون اهمیت فراوانی دارد. این پژوهش به بررسی نقش زمین آمار و شبکه عصبی مصنوعی در مدل سازی، تخمین عیار بلوک های اکتشافی و تخمین ذخیره کانسار پرداخته است. مدل سازی توزیع فضایی مقادیر آهن با استفاده از سه روش کریجینگ معمولی، شبیه سازی متوالی گاوسی و شبکه عصبی مصنوعی انجام شده است. برای ساخت مدل بلوکی کانسار، از 29 گمانه اکتشافی با میانگین عمق 75/142 متر و مجموع طول 9/4139 متر استفاده شد. تحلیل‏های آماری بر روی 1247 داده کامپوزیت‏ شده 2 متری انجام شد. پس از بررسی های آماری، واریوگرافی سه بعدی برای شناخت ناهمسانگردی منطقه و انتخاب بهترین واریوگرام و بیضوی جستجو برای متغیر آهن، انجام و مدل سه بعدی کانسار برای تخمین عیار به روش های کریجینگ معمولی و شبیه سازی متوالی گاوسی به دست آمد. همچنین مدل سازی و تخمین عیار به روش شبکه عصبی مصنوعی انجام گرفت. اعتبارسنجی نتایج به دست آمده از روش شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که این تخمین اعتبار بسیار خوبی دارد و به علت سادگی استفاده و عدم نیاز به محاسبات سنگین واریوگرافی جایگزین مناسبی برای روش‏های زمین‏آماری کریجینگ و شبیه‏سازی متوالی گاوسی است. در ادامه نیز بر اساس عیار حدهای مختلف، میزان تناژ و عیار متوسط محاسبه و نمودار عیار-تناژ رسم شد. نتایج نشان می دهد که این کانسار به ازای عیار حد 20 درصد، 439 میلیون تن ماده معدنی با عیار متوسط 42 درصد دارد.
    کلیدواژگان: کریجینگ معمولی، شبیه سازی متوالی گاوسی، شبکه عصبی مصنوعی، منحنی عیار-تناژ، کانسار لکه سیاه
  • مریم اسماعیلی، سعید سلطانی محمدی*، سید علی بنی طبا صفحات 41-59

    کرومیت با مصرف گسترده در صنایع مختلف یکی از فلزات استراتژیک به شمار می رود. در میان انواع مختلف کانسارهای کرومیت ایران، کرومیت های انبانه ای از لحاظ اقتصادی بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. از طرفی برنامه ریزی برای تصمیم گیری در خصوص سرمایه گذاری در زمینه اکتشاف منابع معدنی، نیازمند تخمین های دقیق و قابل استناد از کمیت (تناژ) و کیفیت ماده معدنی (عیار) مورد انتظار است. ارایه تخمینی از کیفیت و کمیت ماده معدنی مورد انتظار در محدوده های اکتشافی نیازمند ارزیابی کمی منابع معدنی بر پایه مدل های توصیفی، چگالی و تناژ- عیار متوسط تیپ های مختلف کانساری انجام می پذیرد. در این تحقیق از روش ارزیابی سه بخشی، برای ارزیابی کمی منابع کرومیت انبانه ای در افیولیت های نایین استفاده شده است. این روش با در نظر گرفتن رابطه معکوس بین مساحت نواحی امیدبخش کانسار مورد نظر و چگالی کانسار به بررسی احتمال رخداد کانسار در منطقه مورد مطالعه می پردازد. ارزیابی انجام شده، این منطقه را برای اکتشافات بعدی مستعد ارزیابی می کند به گونه ای که انتظار می رود به احتمال 90 درصد حداقل 3 کانسار با تناژ حداقل 46700 تن، به احتمال 50 درصد حداقل 19 کانسار با تناژ حداقل 69400 تن و به احتمال 10 درصد حداقل 40 کانسار با تناژ حداقل 2140000 تن در این منطقه وجود داشته باشد. برای راستی آزمایی نتایج حاصله، با ترسیم منحنی لگاریتمی عیار- مساحت و نیز شاخص سینگولاریتی، جامعه زمینه و آنومالی برای عنصر کروم در منطقه مورد مطالعه به تفکیک مشخص شد. آنومالی های کروم در حاشیه شرقی افیولیت نایین، به تعداد حداقل سه آنومالی بارز قابل مشاهده است. این تعداد آنومالی حداقل تعداد کانسار محاسبه شده به وسیله روش ارزیابی سه بخشی را تایید می کند.

    کلیدواژگان: ارزیابی سه بخشی، تخمین کانسارهای کشف نشده، کرومیت، نایین
  • ستار مهدوری*، محمد حیاتی صفحات 61-81
    اولین گام برای اجرای عملیات استخراج در معادن سطحی، احداث شبکه ای از راه های ارتباطی برای دسترسی به بخش های مختلف معدن و انتقال مواد معدنی یا باطله است. برای طراحی موفقیت آمیز رمپ در معادن روباز، ارزیابی و تحلیل ریسک ایمنی آن بر اساس شرایط زمین شناسی، ویژگی های ژیومکانیکی، نوع ماشین آلات و طرح معدن ضروری است. در این تحقیق ریسک ایمنی رمپ معادن روباز با هدف تعیین محدوده های حادثه خیز بررسی شده است. برای این منظور از اطلاعات حاصل از گمانه های اکتشافی معدن سنگ آهن چادرملو برای مدلسازی استفاده شده است. در ابتدا مدل بلوکی اقتصادی معدن و رمپ پیشنهادی طبق مفروضات این تحقیق در سناریوهای مختلف مدلسازی شده است. پس از انتخاب مسیر بهینه رمپ، کل طول رمپ در فواصل 100 متری پهنه بندی شد تا ریسک ایمنی رمپ در 42 محدوده ارزیابی شود و از طریق محاسبه شاخص کل ریسک، نواحی حادثه خیز شناسایی شوند. به این ترتیب پس از ترسیم نمودار پاپیونی و بر اساس نظر خبرگان پنج رویداد آغازین شامل ناپایداری دیواره، سقوط ماشین، پرتاب سنگ، لغزندگی و تصادف به عنوان رویدادهای اصلی منجر به حادثه در طراحی رمپ معادن روباز شناسایی شده و سپس احتمال وقوع هر یک از رویدادهای آغازین و شدت اثر پیامدهای آنها تعیین شدند. بر اساس نتایج حاصل از این تحقیق رویدادهای سقوط ماشین و ناپایداری دیواره بیشترین تاثیر منفی را بر ایمنی رمپ دارند. همچنین بیشترین مقدار شاخص کل ریسک برابر 110 (محدوده های شماره 37 و 42) و کمترین مقدار آن معادل 5 (محدوده های شماره 4، 5 و 9) محاسبه شده است.
    کلیدواژگان: تحلیل ریسک، ایمنی، طراحی رمپ، روش استخراج روباز
  • شهرام فتاحی، سعید کیان پور*، کیومرث سهیلی صفحات 83-97
    هدف این تحقیق بررسی پیش بینی قیمت نفت با رهیافت متن کاوی و مدل داده های بزرگ است. برای استخراج خودکار ویژگی های متن از اخبار آنلاین نفت خام از روش  شبکه عصبی کانولوشنال استفاده می شود و از این طریق قدرت توضیح دهندگی مدل افزایش می یابد. همچنین حالت مختلف سری زمانی با استفاده از تجزیه حالت از روش کانولوشن مورد استفاده قرار می گیرد. نزدیک به 13000 عنوان خبری  طی سال های 2021-2011 جمع آوری شد و در نتیجه مشخص شد روش های پیش بینی مبتنی بر متن کاوی و داده های بزرگ مبتنی بر اینترنت از روش های دیگر بهتر عمل می کند. از این رو می توان گفت ارتباط موازی عنوان های خبری و تیتر آن ها و جستجو در موتور جستجوی گوگل در پیش بینی دقیق قیمت نفت خام بسیار مناسب است.
    کلیدواژگان: قیمت نفت، گوگل ترندز، داده کاوی، یادگیری عمیق، شبکه عصبی کانولوشن
  • جواد غلام نژاد*، مرتضی رستگار صفحات 99-111
    مقاومت فشاری تک محوره ماده سنگ یکی از پارامترهای مهم و تاثیرگذار در پروژه های ژیوتکنیکی و معدنکاری است. با توجه به زمان بر بودن و پرهزینه بودن آزمایش مقاومت فشاری مستقیم، آزمایش های غیرمستقیمی مانند بارگذاری نقطه ای، چکش اشمیت و سرعت امواج صوتی ابداع شده که در این میان آزمایش بارگذاری نقطه ای خیلی پرکاربرد، ساده و اقتصادی است، اما این روش نیز محدودیت هایی مانند تاثیر جهت بارگذاری در نتیجه اعمال بار به بخش کوچکی از سنگ و وابستگی زیاد نتایج به ابعاد نمونه دارد. در سال 2009 میلادی آزمایش فشردگی شعاعی مغزه (CST) ابداع شد که مزیت این آزمایش، اعمال بار به صورت شعاعی به مغزه روی دایره ای عمود بر محور آن است. در این مقاله نتایج طراحی و ساخت دستگاه آزمایش فشردگی شعاعی که در ایران برای اولین بار انجام شده، تشریح شده است تا بتوان با آن مقاومت فشاری تک محوری سنگ ها را با دقت بالا و هزینه کمتر تخمین زد. طراحی و ساخت دستگاه در آزمایشگاه مکانیک سنگ دانشگاه یزد انجام شد. برای کالیبراسیون دستگاه، 70 نمونه استاندارد سنگی و بتنی به طول های 20، 10 و 5 سانتیمتر و قطر 7/54 میلی متر آماده سازی شد. علاوه بر CST، آزمایش بارگذاری نقطه ای و مقاومت فشاری تک محوری بر روی این 70 نمونه انجام و سپس ارتباط بین مقاومت فشاری تک محوره به دست آمده از روش مستقیم با روش CST و همچنین بار نقطه ای بررسی شد. محاسبات نشان داد که ارتباط بین مقاومت فشاری تک محوره و فشار روغن در لحظه شکست در روش CST یک ارتباط خطی با ضریب همبستگی 78/0 و ارتباط خطی بین مقاومت فشاری تک محوره و شاخص بار نقطه ای با ضریب همبستگی 63/0 است. ضمنا نتایج به دست آمده در روش CST حساسیتی به سطوح دو انتهای نمونه و طول نمونه ندارد.
    کلیدواژگان: مکانیک سنگ، مقاومت فشاری تک محوره، آزمایش بار نقطه ای، مغزه، آزمایش فشردگی شعاعی
  • یاسر معظمی، مهدی قراباغی*، سید ضیاءالدین شفائی صفحات 113-128
    امروزه پذیرش فناوری های سبز و توسعه پایدار توجه بیشتری را در صنعت متالورژی به خود معطوف کرده است. در همین راستا، لیچینگ کنسانتره کالکوپیریت با استفاده از مایع یونی 1-بوتیل-3-متیل-ایمیدازولیوم هیدروژن سولفات (BmimHSO4) در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت. اثر پارامترهایی همچون دما، غلظت مایع یونی BmimHSO4، غلظت هیدروژن پراکسید، نسبت جامد به مایع و اندازه ذرات بر روی نرخ انحلال کالکوپیریت بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان داد، غلظت هیدروژن پراکسید بیشترین تاثیر و دما کمترین تاثیر را بر روی نرخ انحلال کالکوپیریت دارند. همچنین تحت شرایط،  غلظت مایع یونی BmimHSO4 40%، غلظت هیدروژن پراکسید 30%، دما 40 درجه سانتی گراد، نسبت جامد به مایع 10 گرم بر لیتر، اندازه ذرات زیر 37 میکرون و زمان ماند 180 دقیقه استحصال مس بیش از 97 درصد به دست آمد. بررسی مطالعات سینتیکی نیز با استفاده از مدل هسته کوچک شونده نشان داد مکانیزم فرآیند لیچینگ کالکوپیریت با استفاده از مایع یونی BmimHSO4  از مکانیزم شیمیایی پیروی می کند. همچنین مرتبه واکنش نسبت به غلظت BmimHSO4، غلظت H2O2، نسبت جامد به مایع و اندازه ذرات به ترتیب 5386/0، 933/0، (676/0-) و (1078/1-) محاسبه شد. در این شرایط انرژی فعال سازی و ثابت آرنیوس نیز به ترتیبkJ/mol  63/46 و 106×2596/0 به دست آمد.
    کلیدواژگان: مایعات یونی، سینتیک لیچینگ، کنسانتره کالکوپیریت، هیدروژن پراکسید، مدل هسته کوچک شونده
  • سید محسن زمزمی، جواد وظیفه مهربانی* صفحات 129-149
    در این تحقیق، جداسازی فاز جامد و آب در باطله نهایی مدار فرآوری کایولن زنوز بررسی شد. کوارتز، کایولینیت کانی های اصلی و به مقدار جزیی کلسیت کانی تشکیل دهنده باطله نهایی شناسایی شدند. ته نشینی ذرات جامد پالپ، با تغییر پارامترهای مختلف بررسی و تاثیر آنها، در سرعت اولیه ته نشینی، شفافیت آب بخش زلال، ویسکوزیته و چگالی پالپ ته نشین شده ارزیابی گردید. نتایج نشان داد، با افزایش درصد جامد پالپ ته نشین شده از 5% تا 45% (در غیاب فلوکولانت)، سرعت ته نشینی به صورت غیرخطی کاهش و شفافیت آب بخش زلال، به دلیل ته نشینی بهتر ذرات معلق در درصدهای جامد بالا، افزایش یافت. افزایش pH، سرعت ته نشینی را بهبود بخشید و پالپ ته نشین شده متراکم تر شد. علی رغم افزایش سرعت ته نشینی، شفافیت آب بخش زلال، به دلیل وجود ذرات ریز معلق در pH های بالا، کاهش یافت. آنالیزها، نشان داد که 55% ذرات معلق در بخش آب زلال ریزتر از 10 میکرون بوده و درصد کانی های کایولینیت و کلسیت در بخش معلق، نسبت به خوراک اولیه افزایش یافته است. باتوجه به نتایج حاصل، با افزایش pH بار سطح و پتانسیل زتای ذرات معلق منفی تر شده، که این مساله ممکن است باعث افزایش نیروی های دافعه ذرات ریز شده و در نهایت به معلق شدن ذرات ریز منجر شود. استفاده از فلوکولانت حتی به مقدار کم نیز سرعت اولیه ته نشینی را تا 6 برابر افزایش داده و شفافیت آب زلال را بهبود بخشید، ولی چگالی بخش ته نشین شده به دلیل افزایش حجم پالپ، کاهش یافت.
    کلیدواژگان: سرعت ته نشینی، شفافیت آب، فلوکولانت، باطله، کائولن
|
  • S. Davoodi, V. Tavakoli * Pages 1-17
    This study considers the ability of log deviation data in reservoir zonation. In this regard, 110 m of carbonate rocks from one well of the Dariyan Formation in the central part of the Persian Gulf were investigated by using 390 thin sections, well log data, and core porosity and permeability. Facies analysis led to the identification of nine microfacies in five sub-environments. To evaluate the reservoir quality in each zone, petrophysical rock types were determined by flow zone indicator and electrofacies methods. Based on the flow zone indicator, six hydraulic flow units were obtained for the reservoir interval. Using the multi-resolution graph-based clustering method and petrophysical logs of gamma, neutron, and density, 5 electrofacies were identified. Then, the two methods were compared, which show a strong correlation at many depth intervals. Zone 1 with the high frequency of electrofacies and flow units with higher reservoir quality, has the best reservoir quality. Zone 2 has low reservoir quality, flow units, and electrofacies with high gamma radiation. The frequency of high-quality reservoir electrofacies in zone 3 is lower than in zone 1. To determine reservoir zonation by the standard deviation method, each log data was subtracted from the average in the whole well and then the obtained values were added together to calculate cumulative deviation. This method is consistent with the three zones of the Dariyan Formation, but as the method of determining rock types, it is not suitable for the separation of reservoir units.
    Keywords: Dariyan Formation, Hydraulic flow unit, Electrofacies, Cumulative deviation
  • S.J. Mousavi, M.R. Shayestehfar *, P. Maarefvand Pages 19-40
    Investments and progress of mining projects depend on the quantity and quality of mineral resources and reserves; therefore, it is significant to know the reliability of the ore deposit estimation based on various methods. This research has investigated the role of geostatistics and artificial neural networks in modeling, estimating the concentration of exploration blocks, and estimating mining reserves. Spatial distribution modeling of iron values has been performed using three methods of ordinary kriging, Gaussian simulation, and artificial neural networks. To construct the block model of ore deposit, 29 exploratory boreholes with an average depth of 142.75 meters and a total length of 4139.9 meters were used. After drawing the variograms, the search ellipse was calculated, and a 3D model was obtained to estimate the concentration by ordinary kriging and Gaussian sequential simulation methods. Also, modeling and estimating the concentration was done by the artificial neural network method. Results showed that the artificial neural network technique has high validity. Also, due to its ease of use and no need for extra variographic calculations can be an appropriate alternative to geostatistical and simulation approaches. Finally, based on different cut-offs, the concentration-volume curve was drawn. The results show that this ore body has 439 million tons of ore with an average concentration of 42 % per 20% cut-off concentration.
    Keywords: Ordinary kriging, Sequential Gaussian Simulation, Artificial neural network, Concentration-volume curve, Lake-siah
  • M. Esmaeili, S. Soltani-Mohammadi *, S.A. Banitaba Pages 41-59

    Chromite is one of the most used strategic metals. Among different types of Chromite deposits, Padiform Chromite is more considerable economically. On other hand, decision-making for mineral exploration investigation requires accurate estimation of the quality and quantity of new deposits. For estimation of the quality and quantity of deposits, quantitative mineral resource assessments are required. Quantitative mineral resource assessment is based on descriptive, density, and average grade-tonnage models. In this research, a three-part assessment method has been used to estimate podiform chromite deposits in Naeen’s Ophiolites. The three-Part assessment method is based on an inverse relationship between the permissive area for a specific deposit type and the number of deposits. Evaluation by the three-part assessment method shows that the understudy region is high potential. Results show a 50% chance of at least 19 deposits with at least 69400 metric tons of chromite & 10% chance of at least 40 deposits with at least 46700 tons of chromite existing in the understudy region. Geochemical anomalies have been used for validation. These anolmalies have been separated based on the concentration-area (C-A) and singularity index methods. At least three geochemical anomalies in the east margin of Naeen ophiolite were identified.

    Keywords: Three-part assessments, Estimation of Undiscovered Deposits, Chromite Naeen
  • S. Mahdevari *, M. Hayati Pages 61-81
    The first step for carrying out mining operations in surface mines is to build a network of communication routes to access different parts of the mine, and also transport ore and waste. For the successful design of ramps in open pit mines, it is necessary to evaluate and analyze the related safety risk based on the geological conditions, geomechanical characteristics, type of machinery, and the mine design. In this research, the ramp safety risk was investigated to determine the accident-prone zones.  In this regard, the information obtained from the exploration boreholes of the Chadormalu iron ore mine was used for modeling. At first, the economic block model of the mine and the ramp were modeled in different scenarios. After selecting the optimal ramp, the total length of the ramp was zoned at 100-meter distances to assess the safety risk in 42 zones, and to identify accident-prone zones by calculating the total risk index. Thus, by drawing a bow-tie diagram, the five initial events including wall instability, car crash, stone throwing, slippery, and accident were identified as the main events leading to incidents; then the probability and consequences severity of each initial event were determined. According to the results, the car crash and wall instability events have the most negative impact on the ramp safety. Also, the highest and the lowest values of the total risk index were 110 (in zones 37 and 42) and 5 (in zones 4, 5, and 9), respectively.
    Keywords: Risk analysis, Safety, Ramp design, Open-pit mining method
  • Sh. Fattahi, S. Kianpoor *, K. Soheili Pages 83-97
    This study uses data modeling and text mining techniques for oil price predictions. To improve the model's explanatory capability, text features from internet news articles on crude oil are automatically extracted using convolutional neural networks. Additionally, various time series models employ a state analysis approach called convolution. The years 2021 to 2011 saw the collection of almost 13000 news items, and it was discovered that text mining and data from large Internet-based apps perform better for prediction than other approaches. This means that it is pretty fair to say that there is a parallel link between news headlines, those headlines, and searches in the Google search engine. This relationship is highly appropriate for correctly forecasting the price of crude oil.
    Keywords: Oil price, Google Trends, Data Mining, deep learning, Convolution Neural Network
  • J. Gholamnejad *, M. Rastegar Pages 99-111
    Uniaxial Compressive Strength (UCS) of rock material is one of the most important and effective parameters in geotechnical and mining projects. Direct evaluation of UCS is expensive and time-consuming, therefore indirect tests such as point load, Schmidt hammer and sound wave velocity tests have been developed, among which the point load test is very commonly used, simple and economic. However, this method has limitations such as the effect of loading direction, the application of load to a small part of the rock and the high dependency of the results on the dimensions of the sample. In 2009, the Core Strangle Test (CST) was developed, which has the advantage of applying load through a circle perpendicular to the core axis. In this paper, the results of designing and manufacturing a CST machine, which has been performed for the first time in Iran, are described in order to estimate the UCS of rocks with high accuracy and low cost. The design and construction of the machine were done in the rock mechanics laboratory of Yazd University. In order to calibrate the machine, 70 standard rock and concrete samples with lengths of 20, 10 and 5 cm and a diameter of 54 mm were prepared. In addition to CST, point load and direct UCS tests were performed on these 70 specimens. Then, the relationship between UCS obtained by direct, CST and point load methods was investigated. Calculations showed that the relationship between UCS and machine oil pressure at the moment of failure in the CST method is a linear relationship with a correlation coefficient of 0.78 and the relationship between UCS and point load index is also linear with a correlation coefficient of 0.63.
    Keywords: Rock mechanics, uniaxial compressive strength, Point load test, Core, Core strangle test
  • Y. Moazzami, M. Gharabaghi *, S.Z. Shafaei Pages 113-128
    Today, the adoption of green technologies and sustainable development has dragged more attention in the metallurgical industry. Accordingly, in this study, the leaching kinetics of chalcopyrite (CuFeS2) concentrate using 1-Butyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate (BmimHSO4) as an acidic ionic liquid was investigated. Effects of operational parameters including temperature, BmimHSO4 concentration, H2O2 concentration, solid-to-liquid ratio and particle size on the rate of copper dissolution from CuFeS2 were systematically examined. The results showed that the concentration of hydrogen peroxide and temperature had the greatest and the least effect on the dissolution of chalcopyrite, respectively. Also, the highest Cu extraction (ca. 97%) in this work was achieved using 40% BmimHSO4, 30% H2O2, and 10 g/L solid to liquid ratio for particle sizes less than 37 µm and 45 °C for leaching time of 180 min. Kinetics study using Shrinking Core Model (SCM) revealed that CuFeS2 leaching process using BmimHSO4 follows the chemical reaction-controlled process. In addition, the orders of reaction with respect to BmimHSO4 and H2O2 concentration, solid to liquid ratio, particle size were estimated to be 0.5386, 0.933, -0.676 and -1.1078, respectively. Under these circumstances, the activation energy and Arrhenius constant were 46.63 kJ/mol and 0.2596×106, respectively.
    Keywords: Ionic liquids, leaching kinetics, chalcopyrite concentrate, Hydrogen peroxide, Shrinking Core Model
  • S.M. Zamzami, J.V. Mehrabani * Pages 129-149
    In this research, the separation of solid phase and water in the final tailings of the Zonouz kaolin processing circuit was investigated. The sedimentation of solid particles was investigated by changing different parameters and their effects were evaluated on the initial rate of sedimentation, clarity of clear water, viscosity, and density of the settled pulp. Increasing the pH improved the sedimentation rate, and the settled pulp became denser. Despite the increase in sedimentation rate, the clarity of clear water decreased due to the presence of fine suspended particles at high pH. The use of flocculant, even in a small amount, increased the initial sedimentation rate by six times and improved the clarity of clear water. However, the density of the sedimented part decreased due to the increase in pulp volume.
    Keywords: Settling rate, Water clarity, Flocculent, Tailings, Kaolin