Please enable javascript in your browser.
Page
of
0
تاثیر متغیرهای فرایند بر تولید اسیدبوریک
همایی، صحرا Homaee, Sahra
Cataloging brief
تاثیر متغیرهای فرایند بر تولید اسیدبوریک
پدیدآور اصلی :
همایی، صحرا Homaee, Sahra
ناشر :
صنعتی شریف
سال انتشار :
1399
موضوع ها :
اسید بوریک Boric Acid بهینه سازی Optimization کانیهای بور Boron Minerals هیدروبراسیت...
شماره راهنما :
07-53759
Find in content
sort by
page number
page score
Bookmark
واژگان کلیدی: اسیدبوریک، بهینهسازی، کانیهای بور، هیدروبراسیت، تاثیر متغیرها
(5)
فصل1
(15)
مقدمه
(15)
پیشبینی متوسط قیمت اسیدبوریک در سراسر جهان از سال ۲۰۱۲ تا سال ۲۰۲۳
(16)
نمودار1-1 پیشبینی متوسط قیمت اسیدبوریک [3]
(16)
فصل2
(17)
مبانی نظری پژوهش
(17)
2-1 وضعیت جهانی معادن کانیهای بُر
(18)
2-1-1 فراوانی معادن کانیهای بور در جهان
(18)
نمودار2-1 فراوانی معادن کانیهای بور در جهان[3,9]
(18)
2-1-2 ذخایر جهانی بور در کشورهای بزرگ در سال ۲۰۱۹
(19)
نمودار2-2 ذخایر جهانی بور[3]
(19)
2-2 وضعیت معادن کانیهای بور در ایران
(19)
شکل2-1 پراکندگی کانسارهای بور در ایران[10]
(20)
2-2-2 معدن بُر قره گل
(20)
2-3 کاربردها و موارد مصرف اسیدبوریک
(21)
2-3-1 صنعت
(21)
نمودار2-3 . بافر اسیدبوریک در برابر افزایش pH در استخر [17]
(23)
2-3-2 صنایع کشاورزی
(23)
2-3-3 صنایع داروسازی
(23)
2-3-4 حشرهکشها
(23)
2-3-5 کانیهای مهم حاوی بُرات
(24)
جدول2-1 کانیهای بُر[22]
(24)
2-3-6 تبلور
(24)
2-3-6-1 تبلور مجدد12F
(25)
2-3-7 قدرت اسیدی
(25)
شکل2-2 اسید ضعیف و قوی[26]
(26)
2-3-8 تیتراسیون اسید و باز
(26)
2-3-9 تیتراسیون اسیدهای ضعیف
(26)
شکل2-3 تیتراسیون اسید ضعیف توسط باز قوی[27]
(27)
2-3-10 تیتراسیون اسیدبوریک
(27)
نمودار2-4 تأثیر مانیتول[29]
(27)
شکل2-4 A دی مانیتول،B کمپلس بور با پلی الکل[29]
(28)
نمودار2-5 pH برحسب حجم [30] NaOH
(30)
فرمول2-1
(30)
2-3-11 نحوه تولید اسیدبوریک از خاکه حاوی بور و اسیدسولفوریک
(30)
2-3-12 نحوه تولید اسیدبوریک از بوراکس و اسید نیتریک
(31)
2-3-13 نحوه تولید اسیدبوریک از بوراکس و اسیدسولفوریک
(31)
2-4 مروری بر تحقیقات انجامشده
(32)
جدول2-2 آزمون XRF [8]
(32)
نمودار2-6 اثر پارامترهای دما، زمان،pH برنرخ لیچینگ[8]
(33)
H2SO4(aq) + H2O(s) = ,4-−.(aq) + ,3-+.(aq) (10-2)
(34)
نمودار2-7 تأثیر غلظت یون,4-2−. روی نرخ لیچینگ[30]
(35)
شکل2-5 به ترتیب تصاویر میکروسکوپ نوری d,c,b,a پس از طی ۳، ۳۰، ۶۰، ۹۰ دقیقه میباشند.[34]
(36)
نمودار2-8 تأثیر نسبت جامد به مایع[6]
(36)
نمودار2-9 تأثیر سرعت بهم زدن[6]
(37)
نمودار2-10 تأثیر غلظت اسیدسولفوریک[6]
(37)
نمودار2-11 تأثیر دما[6]
(38)
شکل2-6 تصویر SEM کریستالهای اسیدبوریک[6]
(38)
شکل2-7 به ترتیبb,a بلورها بعد از 150,60 دقیقه بدون حضور اولتراسوند و c,d بلورها بعد از 150,60 دقیقه در حضور اولتراسوند[36]
(39)
نمودار2-12 تأثیر اندازه ذرات و دما روی انحلال کلمانیت [38]
(40)
نمودار2-13 تأثیر اندازه ذرات روی انحلال[44]
(41)
نمودار2-14 تأثیر دما روی انحلال[44]
(41)
نمودار2-15 تأثیر اندازه ذرات روی انحلال کلمانیت[45]
(42)
نمودار2-16 تاثیر نسبت, جامد-مایع. روی انحلال کلمانیت[45]
(42)
نمودار2-17 تأثیر دما روی انحلال کلمانیت[45]
(42)
جدول2-3 شرایط مطلوب[46]
(43)
جدول2-4 تأثیر عوامل بر روی تبلور مجدد[49]
(44)
جدول2-5 مقایسه روش سنتی تبلور مجدد و تبلور مجدد در حضور ضدانحلال (استون)[49]
(44)
شکل2-8 از راست به چپ: تصویر SEM کریستال اسیدبوریک تحت سرد شدن آهسته و سرد شدن در دمای اتاق[49]
(45)
نمودار2-18 نتیجه استفاده همزمان از اسیدسولفوریک و اسیدپروپانوئیک[50]
(46)
فصل3
(47)
روش پژوهش
(47)
3-1 تجهیزات و مواد مورداستفاده
(47)
جدول3-1 تجهیزات مورداستفاده
(47)
جدول3-2 مواد استفادهشده
(49)
3-2 روش انجام پژوهش
(50)
3-2-1 نحوه تهیه، آمادهسازی و بررسی ناخالصیهای سنگ هیدروبراسیت
(50)
شکل3-1 مراحل آمادهسازی سنگ
(51)
شکل3-2 الکهای استفادهشده و لرزانندهی سرند
(51)
3-2-2 انتخاب متغیرها و بازه تغییرات آنها
(52)
3-2-3 طراحی آزمایشها بر اساس اصول طراحی آزمایش(DOE)
(52)
جدول3-3 آزمایشهای طراحیشده برای بررسی تأثیر متغیرهای فرایند بر تولید اسیدبوریک
(52)
جدول3-4 اندازه ذرات
(53)
3-2-4 تولید اسیدبوریک به روش مرسوم آن
(54)
شکل3-3 مراحل لیچینگ
(54)
شکل3-4 کریستالهای اسیدبوریک
(55)
شکل3-5 محصول نهایی
(55)
3-2-5 بررسی تأثیر متغیرها روی خلوص اسید تولید شده به دو روش تیتراسیون و انجام آزمون ICP
(56)
3-2-5-1 تیتراسیون
(56)
شکل3-6 . نحوه قرار گرفتن قسمتهای مذکور
(57)
3-2-5-2 آزمون ICP
(57)
فصل4
(58)
4-1 آنالیز سنگ مورداستفاده
(58)
نمودار4-1 XRD نمونه اول
(58)
جدول4-1 نتایج XRD نمونه اول
(58)
نمودار4-2 XRD نمونه دوم
(59)
جدول4-2 نتایج XRD نمونه دوم
(59)
جدول4-3 نتیجه XRF خاکه
(60)
جدول4-4 ICP نمونه دوم
(60)
4-1-2 خلاصه روش تولید نمونهها
(61)
4-2 نتایج حاصل از تیتراسیون
(62)
نمودار4-3 منحنی pH
(62)
نمودار4-4 مشتق اول
(62)
جدول4-5 نتایج تیتراسیون
(63)
4-3 نتایج حاصل از ICP
(65)
جدول4-6 ICP ۷۰ عنصری
(65)
جدول4-7 ICP
(66)
4-3-2 خلاصه طراحی آزمایش (تأثیر متغیرهای فرایند بر تولید اسیدبوریک)
(67)
جدول4-8 خلاصه طراحی
(67)
جدول4-9 فاکتورها
(67)
4-4 بررسی نتایج تأثیرات متغیرها روی پاسخ اول (خلوص اسیدبوریک)
(68)
جدول4-10 ،۳۱ آزمایش طراحیشده برای بررسی تأثیر متغیرهای فرایند بر تولید اسیدبوریک و نتایج (ICP)
(68)
4-4-2 جدول آنالیز معیار(ANOVA)
(69)
جدول4-11 ANOVA
(69)
4-4-3 جدول اطلاعات آماری بهدستآمده (Fit Statistics)
(70)
جدول4-12 اطلاعات آماری
(70)
نمودار4-5 پراکندگی نرمال دادهها
(71)
نمودار4-6 مقادیر دادههای پیشبینیشده توسط مدل نسبت به دادههای واقعی
(72)
نمودار4-7 مقادیر باقیمانده نسبت به ترتیب انجام آزمایش
(72)
4-4-4 معادله نهایی با مقادیر حقیقی
(73)
4-4-5 معادله نهایی با مقادیرکدشده
(73)
جدول4-13 معادله کد شده
(73)
4-4-6 نمودار پراشیدگی18F
(75)
نمودار4-8 پراشیدگی %H3BO3
(75)
نمودار4-9 رفتار ماکسیمم مقدار غلظت اسیدسولفوریک بر زمان
(76)
نمودار4-10 اثر دما بر خلوص اسیدبوریک
(77)
نمودار4-11 تأثیر فاکتور دما و زمان در مقادیر ماکسیمم
(78)
نمودار4-12 اثر نسبت ,جامد -مایع. ماکسیمم روی زمان
(79)
نمودار4-13 اثر اندازه ذرات روی خلوص اسیدبوریک
(80)
نمودار4-14 پراشیدگی %H3BO3
(81)
نمودار4-15 پراشیدگی%Ca
(81)
4-4-7 اثر غلظت اسیدسولفوریک و دما
(82)
نمودار4-16 اثر غلظت و دما در ۲ بعد
(82)
نمودار4-17 اثر غلظت و دما در ۳ بعد
(82)
4-4-8 اثر غلظت اسیدسولفوریک و زمان
(83)
نمودار4-18 اثر غلظت و زمان در ۲ بعد
(83)
نمودار4-19 اثر غلطت و زمان در ۳ بعد
(83)
4-4-9 اثر غلظت اسیدسولفوریک و نسبت ,جامد-مایع.
(84)
نمودار4-20 اثر غلظت و S/L در ۲ بعد
(84)
نمودار4-21 اثر غلظت و S/L در ۳ بعد
(84)
4-4-10 اثر غلظت اسیدسولفوریک و اندازه ذرات
(85)
نمودار4-22 اثر غلظت و اندازه ذرات در ۲ بعد
(85)
نمودار4-23 اثر غلظت و اندازه ذرات در ۳ بعد
(85)
4-4-11 اثر دما و زمان
(86)
نمودار4-24 اثر دما و زمان در ۲ بعد
(86)
نمودار4-25 اثر دما و زمان در ۳ بعد
(86)
4-4-12 اثر دما و نسبت ,جامد-مایع.
(87)
نمودار4-26 اثر دما و S/L در ۲ بعد
(87)
نمودار4-27 اثر دما و S/L در ۳ بعد
(87)
4-4-13 اثر دما و اندازه ذرات
(88)
نمودار4-28 اثر دما و اندازه ذرات در ۲ بعد
(88)
نمودار4-29 اثر دما و اندازه ذرات در ۳ بعد
(88)
4-4-14 اثر زمان و نسبت,جامد-مایع.
(89)
نمودار4-30 اثر زمان و نسبت S/L در ۲ بعد
(89)
نمودار4-31 اثر زمان و S/L در ۳ بعد
(89)
4-4-15 اثر زمان و اندازه ذرات
(90)
نمودار4-32 اثر دما و اندازه ذرات در ۲ بعد
(90)
نمودار4-33 اثر زمان و اندازه ذرات در ۳ بعد
(90)
4-4-16 اثراندازه ذرات و نسبت جامد/مایع
(91)
نمودار4-34 اثر اندازه ذرات و S/L در ۲ بعد
(91)
نمودار4-35 اثر اندازه ذرات و S/L در ۳ بعد
(91)
4-5 بهینهسازی (نقاط بهینه پیشنهادی)
(92)
جدول4-14 محدودیتها
(92)
جدول4-15 نقاط بهینه پیشنهادی
(92)
جدول4-16 محدودیتها (نقاط سری دوم)
(93)
جدول4-17 نقاط بهینه پیشنهادی (سری دوم)
(93)
4-6 مقایسه نتایج حاصل از تیتراسیون و ICP
(94)
جدول4-18 مقایسه تیتراسیون و ICP
(94)
جدول4-19 جدول ANOVA (تیتراسیون)
(95)
جدول4-20 اطلاعات آماری
(95)
جدول4-21 مقایسه معادله با پاسخ تیتراسیون و پاسخ ICP
(96)
فصل5
(97)
5-1 جمعبندی
(97)
5-2 پیشنهادها
(98)
attachment1.pdf
واژگان کلیدی: اسیدبوریک، بهینهسازی، کانیهای بور، هیدروبراسیت، تاثیر متغیرها
فصل1
مقدمه
پیشبینی متوسط قیمت اسیدبوریک در سراسر جهان از سال ۲۰۱۲ تا سال ۲۰۲۳
نمودار1-1 پیشبینی متوسط قیمت اسیدبوریک [3]
فصل2
مبانی نظری پژوهش
2-1 وضعیت جهانی معادن کانیهای بُر
2-1-1 فراوانی معادن کانیهای بور در جهان
نمودار2-1 فراوانی معادن کانیهای بور در جهان[3,9]
2-1-2 ذخایر جهانی بور در کشورهای بزرگ در سال ۲۰۱۹
نمودار2-2 ذخایر جهانی بور[3]
2-2 وضعیت معادن کانیهای بور در ایران
شکل2-1 پراکندگی کانسارهای بور در ایران[10]
2-2-2 معدن بُر قره گل
2-3 کاربردها و موارد مصرف اسیدبوریک
2-3-1 صنعت
نمودار2-3 . بافر اسیدبوریک در برابر افزایش pH در استخر [17]
2-3-2 صنایع کشاورزی
2-3-3 صنایع داروسازی
2-3-4 حشرهکشها
2-3-5 کانیهای مهم حاوی بُرات
جدول2-1 کانیهای بُر[22]
2-3-6 تبلور
2-3-6-1 تبلور مجدد12F
2-3-7 قدرت اسیدی
شکل2-2 اسید ضعیف و قوی[26]
2-3-8 تیتراسیون اسید و باز
2-3-9 تیتراسیون اسیدهای ضعیف
شکل2-3 تیتراسیون اسید ضعیف توسط باز قوی[27]
2-3-10 تیتراسیون اسیدبوریک
نمودار2-4 تأثیر مانیتول[29]
شکل2-4 A دی مانیتول،B کمپلس بور با پلی الکل[29]
نمودار2-5 pH برحسب حجم [30] NaOH
فرمول2-1
2-3-11 نحوه تولید اسیدبوریک از خاکه حاوی بور و اسیدسولفوریک
2-3-12 نحوه تولید اسیدبوریک از بوراکس و اسید نیتریک
2-3-13 نحوه تولید اسیدبوریک از بوراکس و اسیدسولفوریک
2-4 مروری بر تحقیقات انجامشده
جدول2-2 آزمون XRF [8]
نمودار2-6 اثر پارامترهای دما، زمان،pH برنرخ لیچینگ[8]
H2SO4(aq) + H2O(s) = ,4-−.(aq) + ,3-+.(aq) (10-2)
نمودار2-7 تأثیر غلظت یون,4-2−. روی نرخ لیچینگ[30]
شکل2-5 به ترتیب تصاویر میکروسکوپ نوری d,c,b,a پس از طی ۳، ۳۰، ۶۰، ۹۰ دقیقه میباشند.[34]
نمودار2-8 تأثیر نسبت جامد به مایع[6]
نمودار2-9 تأثیر سرعت بهم زدن[6]
نمودار2-10 تأثیر غلظت اسیدسولفوریک[6]
نمودار2-11 تأثیر دما[6]
شکل2-6 تصویر SEM کریستالهای اسیدبوریک[6]
شکل2-7 به ترتیبb,a بلورها بعد از 150,60 دقیقه بدون حضور اولتراسوند و c,d بلورها بعد از 150,60 دقیقه در حضور اولتراسوند[36]
نمودار2-12 تأثیر اندازه ذرات و دما روی انحلال کلمانیت [38]
نمودار2-13 تأثیر اندازه ذرات روی انحلال[44]
نمودار2-14 تأثیر دما روی انحلال[44]
نمودار2-15 تأثیر اندازه ذرات روی انحلال کلمانیت[45]
نمودار2-16 تاثیر نسبت, جامد-مایع. روی انحلال کلمانیت[45]
نمودار2-17 تأثیر دما روی انحلال کلمانیت[45]
جدول2-3 شرایط مطلوب[46]
جدول2-4 تأثیر عوامل بر روی تبلور مجدد[49]
جدول2-5 مقایسه روش سنتی تبلور مجدد و تبلور مجدد در حضور ضدانحلال (استون)[49]
شکل2-8 از راست به چپ: تصویر SEM کریستال اسیدبوریک تحت سرد شدن آهسته و سرد شدن در دمای اتاق[49]
نمودار2-18 نتیجه استفاده همزمان از اسیدسولفوریک و اسیدپروپانوئیک[50]
فصل3
روش پژوهش
3-1 تجهیزات و مواد مورداستفاده
جدول3-1 تجهیزات مورداستفاده
جدول3-2 مواد استفادهشده
3-2 روش انجام پژوهش
3-2-1 نحوه تهیه، آمادهسازی و بررسی ناخالصیهای سنگ هیدروبراسیت
شکل3-1 مراحل آمادهسازی سنگ
شکل3-2 الکهای استفادهشده و لرزانندهی سرند
3-2-2 انتخاب متغیرها و بازه تغییرات آنها
3-2-3 طراحی آزمایشها بر اساس اصول طراحی آزمایش(DOE)
جدول3-3 آزمایشهای طراحیشده برای بررسی تأثیر متغیرهای فرایند بر تولید اسیدبوریک
جدول3-4 اندازه ذرات
3-2-4 تولید اسیدبوریک به روش مرسوم آن
شکل3-3 مراحل لیچینگ
شکل3-4 کریستالهای اسیدبوریک
شکل3-5 محصول نهایی
3-2-5 بررسی تأثیر متغیرها روی خلوص اسید تولید شده به دو روش تیتراسیون و انجام آزمون ICP
3-2-5-1 تیتراسیون
شکل3-6 . نحوه قرار گرفتن قسمتهای مذکور
3-2-5-2 آزمون ICP
فصل4
4-1 آنالیز سنگ مورداستفاده
نمودار4-1 XRD نمونه اول
جدول4-1 نتایج XRD نمونه اول
نمودار4-2 XRD نمونه دوم
جدول4-2 نتایج XRD نمونه دوم
جدول4-3 نتیجه XRF خاکه
جدول4-4 ICP نمونه دوم
4-1-2 خلاصه روش تولید نمونهها
4-2 نتایج حاصل از تیتراسیون
نمودار4-3 منحنی pH
نمودار4-4 مشتق اول
جدول4-5 نتایج تیتراسیون
4-3 نتایج حاصل از ICP
جدول4-6 ICP ۷۰ عنصری
جدول4-7 ICP
4-3-2 خلاصه طراحی آزمایش (تأثیر متغیرهای فرایند بر تولید اسیدبوریک)
جدول4-8 خلاصه طراحی
جدول4-9 فاکتورها
4-4 بررسی نتایج تأثیرات متغیرها روی پاسخ اول (خلوص اسیدبوریک)
جدول4-10 ،۳۱ آزمایش طراحیشده برای بررسی تأثیر متغیرهای فرایند بر تولید اسیدبوریک و نتایج (ICP)
4-4-2 جدول آنالیز معیار(ANOVA)
جدول4-11 ANOVA
4-4-3 جدول اطلاعات آماری بهدستآمده (Fit Statistics)
جدول4-12 اطلاعات آماری
نمودار4-5 پراکندگی نرمال دادهها
نمودار4-6 مقادیر دادههای پیشبینیشده توسط مدل نسبت به دادههای واقعی
نمودار4-7 مقادیر باقیمانده نسبت به ترتیب انجام آزمایش
4-4-4 معادله نهایی با مقادیر حقیقی
4-4-5 معادله نهایی با مقادیرکدشده
جدول4-13 معادله کد شده
4-4-6 نمودار پراشیدگی18F
نمودار4-8 پراشیدگی %H3BO3
نمودار4-9 رفتار ماکسیمم مقدار غلظت اسیدسولفوریک بر زمان
نمودار4-10 اثر دما بر خلوص اسیدبوریک
نمودار4-11 تأثیر فاکتور دما و زمان در مقادیر ماکسیمم
نمودار4-12 اثر نسبت ,جامد -مایع. ماکسیمم روی زمان
نمودار4-13 اثر اندازه ذرات روی خلوص اسیدبوریک
نمودار4-14 پراشیدگی %H3BO3
نمودار4-15 پراشیدگی%Ca
4-4-7 اثر غلظت اسیدسولفوریک و دما
نمودار4-16 اثر غلظت و دما در ۲ بعد
نمودار4-17 اثر غلظت و دما در ۳ بعد
4-4-8 اثر غلظت اسیدسولفوریک و زمان
نمودار4-18 اثر غلظت و زمان در ۲ بعد
نمودار4-19 اثر غلطت و زمان در ۳ بعد
4-4-9 اثر غلظت اسیدسولفوریک و نسبت ,جامد-مایع.
نمودار4-20 اثر غلظت و S/L در ۲ بعد
نمودار4-21 اثر غلظت و S/L در ۳ بعد
4-4-10 اثر غلظت اسیدسولفوریک و اندازه ذرات
نمودار4-22 اثر غلظت و اندازه ذرات در ۲ بعد
نمودار4-23 اثر غلظت و اندازه ذرات در ۳ بعد
4-4-11 اثر دما و زمان
نمودار4-24 اثر دما و زمان در ۲ بعد
نمودار4-25 اثر دما و زمان در ۳ بعد
4-4-12 اثر دما و نسبت ,جامد-مایع.
نمودار4-26 اثر دما و S/L در ۲ بعد
نمودار4-27 اثر دما و S/L در ۳ بعد
4-4-13 اثر دما و اندازه ذرات
نمودار4-28 اثر دما و اندازه ذرات در ۲ بعد
نمودار4-29 اثر دما و اندازه ذرات در ۳ بعد
4-4-14 اثر زمان و نسبت,جامد-مایع.
نمودار4-30 اثر زمان و نسبت S/L در ۲ بعد
نمودار4-31 اثر زمان و S/L در ۳ بعد
4-4-15 اثر زمان و اندازه ذرات
نمودار4-32 اثر دما و اندازه ذرات در ۲ بعد
نمودار4-33 اثر زمان و اندازه ذرات در ۳ بعد
4-4-16 اثراندازه ذرات و نسبت جامد/مایع
نمودار4-34 اثر اندازه ذرات و S/L در ۲ بعد
نمودار4-35 اثر اندازه ذرات و S/L در ۳ بعد
4-5 بهینهسازی (نقاط بهینه پیشنهادی)
جدول4-14 محدودیتها
جدول4-15 نقاط بهینه پیشنهادی
جدول4-16 محدودیتها (نقاط سری دوم)
جدول4-17 نقاط بهینه پیشنهادی (سری دوم)
4-6 مقایسه نتایج حاصل از تیتراسیون و ICP
جدول4-18 مقایسه تیتراسیون و ICP
جدول4-19 جدول ANOVA (تیتراسیون)
جدول4-20 اطلاعات آماری
جدول4-21 مقایسه معادله با پاسخ تیتراسیون و پاسخ ICP
فصل5
5-1 جمعبندی
5-2 پیشنهادها