مهرداد خامفروش

خاکستر زغال سنگ حاوی مقادر زیادی از فلزات باارزش و سنگین است. به همین دلیل بازیافت آن به دلایل اقتصادی و زیست محیطی پر اهمیت است. جهت انحلال فلزات با ارزش، اسید سولفوریک به عنوان عامل لیچینگ مورد استفاده قرار گرفت. برای بازیابی بیشتر فلزات و بالا بردن سینتیک واکنش از هیدروژن پراکسید به عنوان یک عامل اکسید کننده ی قوی و امواج التراسونیک استفاده شد. از روش سطح پاسخ برای بهینه سازی فاکتورهای نسبت جامد به مایع، اسید سولفوریک و درصد هیدروژن پراکسید استفاده شد. در نقطه بهینه ی (w/v)% 06/ نسبت جامد به مایع، (v/v)% 18/32 اسید سولفوریک و (w/v)% 67/15هیدروژن پراکسید، میزان بازیابی برای دو فلز وانادیم و ایتریم به ترتیب % 100 و % 97 بدست آمد. برای بررسی سینتیک فرایند از مدل هسته کوچک شونده استفاده شد که پس از بررسی نفوذ در ساختار جامد به عنوان مرحله ی کنترل کننده سرعت تعیین گردید. سرعت درجه ی واکنش برای هر دو فلز مورد مطالعه از نوع درجه اول تعیین شد. همچنین مطالعات ترمودینامیکی این فرایند نیز مورد بررسی قرار گرفت. میزان آنتالپی برای وانادیم وایتریم به ترتیب kJ.mol-1 66/1+ و kJ.mol-1 98/2+ است که نشان می دهد فرایند گرماگیر است. انرژی گیبس برای هر دو فلز در تمام دماهای مورد بررسی دارای مقدارهایی با علامت منفی بودند که نشان می دهد فرایند خودبه خودی است. همچنین برای تعیین میزان تاثیر التراسونیک بر لیچینگ، میزان بازیابی در شرایط بهینه و بدون التراسونیک انجام شد که بعد از بررسی میزان راندمان برای وانادیم و ایتریم به ترتیب % 76 و % 30 بدست آمد.