فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

فرآیند تجزیه قلیایی با سدیم هیدروکسید یکی از متداول‌ترین روش ها جهت استحصال زیرکونیم از کانی زیرکن می باشد. این فرآیند شامل سه مرحله ذوب با قلیا، آب‌شویی و فروشویی اسیدی است. در این پژوهش روش طراحی آزمایش تاگوچی به همراه تحلیل رابطه ای خاکستری، جهت آنالیز و بهینه‌سازی پارامترهای مؤثر بر فرآیند تجزیه قلیایی، جهت استحصال زیرکونیم از کانی زیرکن بکار گرفته شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که ذوب قلیایی در شرایط بهینه دمای 650 درجه سانتی‌گراد، نسبت مولی سدیم هیدروکسید به زیرکن 6:1 و غلظت سدیم هیدروکسید 30 درصد، منجر به تجزیه 6/98 درصدی زیرکن اولیه می شود. به‌نحوی‌که هیچ پیکی از زیرکن در الگوی پراش اشعه ایکس محصول به‌دست‌آمده از واکنش ذوب قلیایی در این شرایط مشاهده نشد. در مرحله آب‌شویی، سه مرتبه شستشوی محصول به‌دست‌آمده از واکنش ذوب قلیایی با نسبت مایع به جامد 5 در دمای 30 درجه سانتی‌گراد منجر به حذف 9/98 درصد از سدیم و 9/77 درصد از سیلیسیم موجود در ترکیب شد. در این شرایط بهینه، طیف پراش اشعه ایکس جامد به‌دست‌آمده از آب‌شویی پس از حرارت دهی در دمای 800 درجه سانتی‌گراد، حضور پیک های ZrO2 و SiO2 را نشان داد. در مرحله اسیدشویی، فروشویی با سولفوریک اسید 4 مولار با نسبت مایع به جامد 20 و در دمای 60 درجه سانتی‌گراد منجر به بازیابی 7/92 درصدی زیرکونیم موجود در زیرکن اولیه شده و مقدار سیلیسیم در محلول فروشویی اسیدی 31 میلی‌گرم بر لیتر به دست آمد. یافته های این پژوهش شرایط بهینه عملیاتی برای روشی آسان، کم‌هزینه و مناسب در مقیاس صنعتی برای استحصال زیرکونیم از کانی زیرکن را ارائه می دهد.