وبلاگ

:
 اکتشاف مواد معدنی، زیربنای اقتصاد و صنعت هر جامعه را تشکیل میدهنـد. بشـر از همـان آغـاز
آفرینش خود و در طول تاریخ، بر حسب نیازمندیها و شناخت، از مـواد معـدنی اسـتفاده کـرده اسـت .
اکنون نیز انسان، از تمامی مواد معدنی به حالتها و شیوه های گوناگون، اقدام به اکتشاف مواد معـدنى
و بهره برداری ار آنها می نماید. به عبارت دیگر، همین مواد معدنی هستند که پاپه و اسـاس تمـدن را
تشکیل می دهند.

همان گونه که می دانیم استان تهران به دلیل ویژگی های مهم اجتماعی، اقتصادی، فرهنگی، سیاسـی
و غیره در بین دیگر استانهای کشور از مقام والاتری برخوردار می باشد. بـه همـین سـبب شناسـایی و
اکتشاف مناطق دارای پتانسیل منابع معدنی در این استان همیشه از دغدغه های مهندسین اکتشاف و
زمین شناسان و متخصصان این علم بوده است. شناسایی این پتانسیل های خفته در خـاك، هـم راه را
برای استخراج و بهره گیری از این منابع ارزشمند هموار می کند و هم اینکه اگـر بـا توجـه بـه وجـود
برخی محدودیت ها نتوان عمل استخراج را انجام داد ولی در ترقی و افـزایش مقـام اسـتان در داشـتن
ذخایر معدنی نقش بسزایی دارد.
فعالیتهای زمین شناسی و اکتشافی انجام شده در استان تهران بـه الحـاظ گونـاگون نظیـر مرکزیـت،
سهولت دسترسی، نیاز صنایع اقماری استان به مواد معدنی و… در مقایسه بـا بسـیاری از اسـتانها ی
کشور در خور توجه است فعالیت های مورد نظر از دو نوع موضوعی و ناحیه ای است که مـی تـوان آن
را در دو بخش زمین شناسی و اکتشاف و به شرح زیر ساما ن داد:

1) بررسی های زمین شناسی ناحیه ای:
اگر چه بخش بیشتر مطالعات زمـین شناسـی اسـتان تهـران از نـوع موضـوعی اسـت ولـی مطالعـات
سیستماتیک مربرط به تهیه نفشه های زمین شناسی به دو مقیاس زیر است:
الف – بررسی های زمین شناسی به مقیاس 1: 250،000 :
نقشه های زمین شناسی به مقیـاس 1:250،000 بـه عنـوان اطلاعـات پ ایـه برنامـه هـای اکتشـافی و
عمرانی، با هدف شناخت خاصه های زمین شناسی به ویژه ساختار کلی و توان معدنی یک ناحیه تهیـه
می شود. تمام استان تهران با بخشی از 5 نقشه بنامهای قزوین – رشت، آمل، ساوه، تهـران و سـمنان
پوشیده می شود. بررسی های صحرایی نقشه های مذکور خاتمه یافته و در حـال حاضـر در پارهـای از
برنامه های عمرانی و بسیاری از برنامه های آموزشی مورد استفاده قرار می گیرند.

به طور كلی، تعداد زیادی آلیاژهای پلاستیك-لاستیك ممكن هستند. این مطلب ناشی از این است كه تعداد
زیادی از پلاستیك ها و لاستیك های تجاری موجود می توانند با دامنه وسیعی از نسبت ها با هم آلیاژ شوند.
تركیب های مورد نظر نسبت های بیشتری از لاستیك نسبت به پلاستیك را دارا می باشند و در سال های اخیر
از نظر تكنولوژیكی جهت استفاده به عنوان ترموپلاستیك الاستومرها (TPE) مورد توجه قرار گرفته اند. آنها
می توانند خیلی از خواص لاستیك ها را داشته باشند، اما در عین حال مانند ترموپلاستیك ها فرایند شوند و
احتیاج به پخت قطعه نهایی در هنگام ساخت ندارند و لذا این یك مزیت اقتصادی قابل توجه را جهت ساخت
قطعات پیشنهاد می كند. اگرچه تعداد زیادی تركیب های آلیاژی الاستومری وجود دارند ولی تعداد نسبتا كمی
از آنها از لحاظ تكنولوژیكی مهم بوده اند و این مطلب اكثرا از آنجا ناشی می شود كه بیشتر پلیمرها حداقل از
نظر ترمودینامیكی با یكدیگر ناسازگارند. توسعه آلیاژهای پلیمری با مشكلات زیادی روبرو بوده است و یكی
از مهمترین این مشكلات عدم اختلاط پذیری مناسب اغلب پلیمرها با یكدیگر است. بعبارت دیگر هنگامی كه
پلیمرها با یكدیگر مخلوط می شوند، اجزای مخلوط تمایل به جدایی از یكدیگر دارند و هر یك، فاز جداگانه
ای را تشكیل می دهند. اگر چه این خصوصیات اختلاط ناپذیری همواره با نیروهای جاذبه فیزیكی ضعیف بین

فازها اغلب سبب ایجاد سیستمهای آلیاژی اختلاط ناپذیری می شوند كه در صورت عدم اصلاح، خواص
مكانیكی خوبی ندارند، ولی می توان با كنترل صحیح مورفولوژی فازها طی فرآیند، یا استفاده از عوامل
سازگاركننده، آلیاژهایی با خواص قابل قبول بدست آورد. اگر پلیمرهای یك آلیاژ از لحاظ ترمودینامیكی
سازگار باشند، آلیاژ آنها می تواند به صورت تك فازی وجود داشته باشد و اختلاط در حد مولكولی اتفاق می
افتد. در چنین مواردی خواص آلیاژ حاصل متوسطی از از خواص دو فاز خالص است. برای مثال آلیاژ كردن
یك لاستیك با یك پلاستیك كه از لحاظ ترمودینامیكی سازگاری دارد یك تركیب با Tg بین Tg لاستیك
و پلاستیك می دهد و اساسا این Tg متوسط، نزدیك دمای اتاق است. از طرف دیگر، اگر لاستیك و
پلاستیك از لحاظ ترمودینامیكی سازگار نباشند، آنموقع آلیاژ دو فازی می شود و به هر حال دارای دو Tg نیز
خواهد بود. با گسترش روز افزون استفاده از مواد پلیمری، مسأله بازیافت آنها امروزه اهمیت بسیار زیادی پیدا
كرده است. ضایعات پلاستیكی به راحتی مجدداً جمعآوری شده و پس از گذشت مراحل سادهای ذوب شده و
دوباره محصولات دیگری از آنها ساخته میشود اما در مورد مواد الاستومری بازیافت به دلایل ایجاد شبكه
اتصالات عرضی در مرحله شكل دهی قطعات لاستیكی بسیار مشكلتر است. ضمناً قطعات لاستیكی به ویژه
تایرها مصرف بسیار زیادی دارند و ضایعات آنها (ضایعات تولید و تایرهای مستعمل) باعث آلودگی محیط
زیست میشوند. بنابراین مدتی پس از كشف فرآیند ولكانیزاسیون اولین گامها در جهت بازیافت لاستیك
برداشته شد.
هدف 1-1
در به كارگیری و تحقیقات بر روی لاستیك بازیافتی در این پروژه دو هدف اصلی دنبال می شود: بهره
اقتصادی و حل مشكلات زیست محیطی. لاستیك بازیافتی جایگزین پلاستیكهای ارزان قیمت، فرشهای
اتومبیل، محصولات لاستیكی سخت، زیره و پاشنه كفش و سایر محصولات شده است. متأسفانه به دلیل سود
كم لاستیك بازیافتی، پژوهش در صنعت بازیافت به طور قابل ملاحظه ای كاهش یافته است. در حال حاضر،
دلایل اقتصادی كافی برای بهبود خواص لاستیك بازیافتی كه آنها را با پلیمرهای سنتزی قابل رقابت سازد
وجود ندارد. پس تنها عامل محرك، مسائل زیست محیطی می باشد كه تولید، بكارگیری و تحقیقات در این
زمینه را باعث می شود چرا كه در غیر اینصورت با تولید سالانه 8 میلیون حلقه لاستیك در ایران و مقدار قابل
توجه دیگری در جهان، مشكل عظیمی برمشكلات زیست محیطی ایران و جهان اضافه خواهد شد.
اگرچه افزودن لاستیك بازیافتی (Reclaimed Rubber) به پلی اتیلن خطی (LDPE) سبب كاهش در
خواص مكانیكی چون مدول و استحكام كششی می شود اما استفاده از عوامل سازگارساز و شروع كننده
رادیكالی به روش سازگار سازی غیر فعال و سازگار سازی غیر فعال توسط سازگاركننده های مختلف سبب
افزایش هر چند اندك در مدول و استحكام كششی می شود.

:
یكی از مواد نانومتری كه كاربردهای تجاری گسترده ای در صنعت لاستیك پیدا كرده است و اكنون
شركت های بزرگ لاستیك سازی بطور گسترده ای از آن در محصولات خود استفاده می كنند، ذرات
نانومتری خاك رس است كه با افزودن آن به لاستیك خواص آن بطور قابل ملاحظه ای بهبود پیدا می
كند كه از جمله می توان به این موارد اشاره كرد : افزایش مقاومت لاستیك در برابر سایش، افزایش
استحكام مكانیكی، افزایش مقاومت گرمایی، كاهش قابلیت اشتعال ،بهبود بخشیدن اعوجاج گرمایی.
 استفاده از نانو ذرات خاك رس نیز بر عوامل زیر می تواند تأثیر داشته باشد:
افزایش دمای اشتعال لاستیك : تهیه نانوكامپوزیت الاستومرها از جمله SBR مقاوم، به عنوان مواد
پایه در لاستیك سبب بهبود برخی خواص از جمله افزایش دمای اشتعال و استحكام مكانیكی بالامی شود

و دلیل اصلی آن حذف مقدار زیادی از دوده است.
كاهش وزن لاستیك : تهیه و بهینه سازی نانوكامپوزیت الاستومرها با وزن كم از طریق جایگزین كردن
این مواد با دوده در لاستیك ، امكان حذف درصد قابل توجهی دوده توسط درصد بسیار كم از نانوفیلر
وجود دارد. بطوریكه افزودن حدود ۳ تا ۵ درصد نانوفیلر می تواند استحكام مكانیكی معادل ۴۰ تا ۴۵
درصد دوده را ایجاد كند. بنابراین با افزودن ۳ تا ۵ درصد نانوفیلر به لاستیك، وزن آن به مقدار قابل
توجهی كاهش می یابد.
قطعات لاستیكی خودرو : نانوكامپوزیت الاستومرها می تواند به عنوان یك ماده پرمصرف در صنایع
ساخت و تولید قطعات خوردو بكار رود. از ویژگی های این مواد، بالا بودن مدول بالا، پایداری ابعاد، وزن
كم و مقاومت سایشی بالا می باشد. استفاده از نانو ذرات خاك رس در الاستومر های BR ،NR و SBR
كه در قسمت های مختلف تایر استفاده می شود، میتواند تغیرات چشمگیری را در خواص آنها ایجاد كند.
نسبت وزن تایر به عمر آن : با افزودن میزان مصرف یكی از نانوفیلرها می توان مصرف دوده را پایین
آورد. به عبارت دیگر اگر وزن تایر كم شود، عمر لاستیك افزایش می یابد. بنابراین جهت بالا بردن
عمرلاستیك كافی است با افزودن یك سری مواد نانومتری به لاستیك عمر آن را افزایش داد.

-1 -1
دومین جزء اصلی یك كامپوزیت، رزین میباشد. كه در اینجا منظور از رزین هر نوع پلیمری است كه
به عنوان زمینه یا فاز پیوسته كامپوزیت استفاده میشود. نقش رزینها دركامپوزیتهای لیفی عبارت
است از:
– نگهداری الیاف در كنار یكدیگر.
– انتقال تنش به الیاف.
– محافظت از الیاف در مقابل عوامل محیطی(نظیر رطوبت).
– حفاظت سطح الیاف از سایش.

زمینه نقش اساسی در بعضی از خواص كامپوزیت نظیر استحكام و مدول عرضی

، خواص برشی 1
وخواص در حالت فشاری دارد اما نقش كمی در تحمل نیروهای كششی ایفا مینماید. همچنین زمینه
و استحكام برشی صفحهای 2 تأثیر مهمی بر استحكام برشی بین لایهای
كامپوزیت دارد. استحكام برشی 3
بین لایهای در طراحی سازههایی كه تحت بار خمشی قرار میگیرند و نیز استحكام برشی صفحهای به
5 حایز اهمیتاند. هنگام اعمال نیروهای فشاری، زمینه از كمانش 4 هنگام اعمال بارهای پیچشی
احتمالی الیاف نیز ممانعت مینماید؛ لذا تا حدودی در استحكام فشاری ماده كامپوریت نقش دارد.
در یك كامپوزیت، وابستگی زیادی به خصوصیات 6 سهل و یا دشوار بودن فرآیند پذیری و وجود نقص
فیزیكی زمینه مانند گرانروی، نقطه ذوب ودمای پخت آن دارد. انواع زمینههای پلیمری مورد استفاده در صنعت كامپوزیت به دو دسته گرمانرم
و گرماسخت 1
تقسیم میشود. مهمترین پلیمرهای گرما- 2
سخت عبارتند از: رزینهای پلیاستر، رزینهای وینیلاستر، رزینهای اپوكسی، رزینهای فنولیك،
رزینهای اپوكسی نووالاك، رزینهای پلیایماید
، رزینهای سلیكون و رزینهای اوره وملامین 3
فرمالدئید. پرمصرفترین رزینها در صنعت كامپوزیت، رزینهای پلیاستر غیراشباع و اپوكسی می-
باشد. مهمترین پلیمرهای گرمانرم عبارتند از: پلیپروپیلن، پلیاتیلن، نایلونها (6 و66)، پلیاسترهای
اشباع نظیر پلیاتیلن ترفتالات (PET) و پلیبوتیلنترفتالات (PBT)، پلیكربنات، پلیاستالها،
پلیسولفونها، پلیایمایدها (نظیر پلیاتر ایمایدها، پلیآمید ایماید و پلیاكریلیك استر ایماید) و پلی-
اتراتركتون (PEEK). مقایسهای از خواص این دو دسته از پلیمرها در جدول 1-1 و جدول 2 -1
نشان داده شده است.

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته  معدن با عنوان : فرآوری عناصر نادر خاكی

در ادامه مطلب می توانید صفحات ابتدایی این پایان نامه را بخوانید و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشـگاه آزاد اسلامـی
واحــد تهـران جنوب
دانشكده تحصیلات تكمیلی
سمینار برای دریافت درجه كارشناسی ارشد “M.Sc”
مهندسی معدن – اكتشاف
عنوان :
فرآوری عناصر نادر خاكی

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چكیده
در این نوشته كلیاتی در ارتباط با تاریخچه كشف و نامگذاری عناصر كمیاب خاكی فراوانی توزیع آنها به این معنـی كـه ایـ ن
عناصر در حقیقت خیلی كمیاب نیستندو خواص اولیه آنها از نظر مغناطیسی بررسی می شود.
 كانسارهای آنها كه به عنوان مثال در كربناتیتها بیشتر از دیگـر انـواع سـنگها بـوده بـه ترتیـب در كربناتهـای كلـسیمی،
منیزیمی و آهن دار بیان شده است. عناصر كمیاب در پوسته زمین به صورت فلز آزاد یافت نمی شود و به طور طبیعی در
كانیهائی كه شامل تركیبی از عناصر كمیاب گوناگون وغیر فلزات هستند یافت می شوند . بررسی ایـن كانیهـا وكانیهـای مهـم
اقتصادی آنها از جمله باستنازیت ، مونازیت ،زینوتیم و غیره به همراه ساختمان و تركیب شیمیائی و دیگر خصوصیات آنها به

علاوه مصارف عناصر نادر خاكی در صنایع مختلف از جمله شیشه و سرامیك ، رآكتورهای اتمی ، در تولید آهنرباهـای دائمـی
و… مورد نظر است.
تقاضا برای این عناصر در جهان رو به افزایش است. كه این موضوع با استفاده از جداولی قابل توضیح بیشتر است.
 روشهای متداول فرآوری عناصر كمیاب خاكی (كانه آرائی، ذوب ، تصفیه) می باشد.یكی از روشهای استحـصال و جـدایش
عناصر كمیاب خاكی شامل استخراج حلال سیال- سیال براساس تفاوت در میل تركیبی عناصر نادر خاكی مجـزا بـرای عامـل
كی لیت ساز در یك حلال آلی است. فسفاتها از مواد خام مورد علاقه متالورژیستها می باشد و از نظر وزنی در مقایسه بـا مـواد
دیگر ازاهمیت بیشتری برخوردار می باشد. روشهای لیچینگ فسفاتها – بازیابی لانتانیدها كه از سنگ فسفات با منشاء رسـوبی
حدود 0,5% و منشاء آذرین صورت می گیرند – روشهای پر عیار كردن شن مونازیتی وزینـوتیم – روش اسـید سـولفوریك و
روش هیدروكسید سدیم برای فرآوری كنسانتره آنها.
 یكی دیگر از روشهایی كه برای فرآوری كانیهای كمیاب خاكی اسـتفاده مـی شـود ، تبـادل یـونی اسـت . ایـن روش در
متالورژی استخراجی برای بازیابی عناصر با ارزش مانند اورانیم و جداسا زی فلزات با خواص مشابه مانند نیكـل و كبالـت ، زیـر
كونیم ، هافنیوم ، تانتالیوم ، نیو بیوم و لانتانیدها از محلول لیچ بكار می رود .اصول كلی این روش و تجهیزات مـورد نیـاز ایـن
روش به صورت مفیدی قابل توضیح است.
روش دیگر استخراج با حلال : یك فرایند شیمیائی است كه در این روش فلزات موجود در فاز آبی برای تشكیل كمپلكس آلـی
فلزی با یك ماده آلی واكنش می دهند لذا اجزاء فلز فاز آبی را ترك كرده و وارد فاز آلی می شوند.
 فلز در فاز آلی با اتمهای كربن به تركیبات آلی فلزی پیوند نداردولی با اكسیژن ، ازت ، گوگرد یا هیـدروژن بـ ا یـك پیونـد
كئوردینانسی (داتیو) ارتباط دارد. عكس این روش را استریپینگ گویند.جنبه های مهندسی و تجهیـزات ایـن روش نیـز قابـل
توضیح بیشتر است.
فصل اول
كلیات
1-1 تاریخچه عناصر كمیاب خاكی :
 تاریچه كشف و نامگذاری عناصر كمیاب به طور خلاصه در زیر آمده است . اصطلاح عناصـر كمیـاب rare)
( earth توسط جان گادولین در سال 1794 پیشنهاد شد . دو واژه (Rare) ، كمیاب ، زیرا در مقادیر بسیار انـدك
در پوسته زمین یافت می شود و (Earth) خاكی ، بخاطراینكه اكسیدهای متشكله آن گـاهی در زمـین تـشكیل
یافته اند. تشابه شیمیایی متعدد بین REE نشان داده است كه بیش از یك قرن از اولین اكتشاف ، برای تكمیـل
نمودن طبقه آنها گذشته است.تاریخچه كشف ، نامگـذاری و اسـتخراج عناصـر كمیـاب خـاكی توسـط حبـشی
Habashi در سال 1994 بازنگری شد. تولید مهم از عناصر كمیاب خاكی در سال 1880 ، با معدن كانی مونازیـت
در برزیل آغاز شد.
2-1 فراوانی وتوزیع:
 عناصر كمیاب ، در حقیقت ، خیلی كمیاب نیستند . Ce بیست و پنجمین عنصر از نظر بیشترین فراوانی
در پوسته زمین ، (60ppm)است . هر كدام در پوسته زمین فراوانتر از نقره، طلا یا پلاتـین هـستند، در حالیكـه
،لوتتیم 200 بار فراوان تر از طلا ونیزایتریم، نودیم وآنتانیم دارای فراوانی بیشتر از سرب می باشد.
عناصر كمیاب خاكی سبك ( Eu تا La) فراوانتر از عناصر كمیاب خاكی سنگین (Lu تـا Gd ) اسـت ، بعـلاوه
عناصری كه دارای عدد اتمی زوج هستند ، فراوانتر از همسایگان خود با عدد اتمی فرد مـی باشـ ند ، چراكـه وزن
سنگین تر باعث پایداری نسبی هسته اتم با عدد اتمی زوج در مقایسه با آنهایی كه دارای عدد اتمی فرد هستند ،
می شود .توضیحات بیشتر در جدول 1-2 آمده است.