لیست اختراعات محمدرضا توكلي محمدي
كاتاليست هاي مستعمل پالايشگاه هاي نفت و پتروشيمي، يكي از مهمترين منابع ثانويه استحصال فلزات با ارزش به علت محتوي عنصري بالا محسوب مي شوند. هدف اصلي اين اختراع، بازيابي نيكل و آلومينوم از اين نوع منابع مي باشد. كاتاليست مستعمل مورد مطالعه، كاتاليست Ni/Al2O3 (حاوي 5/12 درصد نيكل و 8/28 درصد آلومينيوم) است. براي بازيابي نيكل و آلومينيومِ اين نوع كاتاليست از فرايندهاي ليچينگ قليايي، ليچينگ اسيدي و ترسيب استفاده شده است. ليچينگ قليايي كاتاليست تحت شرايط بهينه (06/1 مولار هيدروكسيد سديم، دماي 95 درجه سانتيگراد، زمان 44/52 دقيقه و نسبت مايع به جامد 5) منجر به بازيابي 31/51 درصدي آلومينيوم گرديد. در ادامه، بازيابي 65/94 درصدي نيكل و 78/50 درصدي آلومينيوم با ليچينگ اسيدي كاتاليست تحت شرايط بهينه (اسيد هيدروكلريك 4 مولار، اسيد پركلريك 63/0 مولار، زمان 180 دقيقه، دماي 95 درجه سانتيگراد و نسبت مايع به جامد 15) به دست آمد. با تنظيم pH فيلتريت ليچينگ قليايي معادل 5/11، 12/88 درصد آلومينيوم ترسيب نمود. ترسيب 59/99 درصدي نيكل و 26/6 درصدي آلومينيوم از فيلتريت ليچينگ اسيدي در pH معادل 43/13 به دست آمد. با كاهش مجدد pH معادل 5/11، 66/89 درصد آلومينيوم مجددا ترسيب نمود. بدين ترتيب، طي فرايند فرآوري كاتاليست Ni/Al2O3، 26/94 درصد نيكل و 53/67 درصد آلومينيوم بازيابي شدند.
فلوتاسيون، روش رايج توليد كنسانتره مس سولفيدي از كانسنگ هاي سولفيدي است ولي تاكنون در دنيا، توليد اين كنسانتره از ليچينگ كانسنگ هاي مس اكسيدي صورت نگرفته است. فرايند هيدرومتالورژيكي توسعه يافته در اين اختراع، با بهره گيري از روش هاي ليچينگ/ترسيب دو مرحله اي اين امر را محقق ساخته است. از مزاياي فرايند پيشنهادي مي توان به سادگي، سرعت و ظرفيت بالاي توليد، خلوص بالاي محصول ( بيش از60 درصد در مقايسه با عيار 30-20 درصد كنسانتره فلوتاسيون)، رفع محدوديت اسيدخوري بالاي كانسنگ و اقتصادي بودن آن حتي براي ذخاير كم عيار (كمتر از يك درصد) اشاره كرد. در اين فرايند، پس از خردايش و آسياكني نمونه (حاوي 89/0 درصد مس) تا ابعاد كوچكتر از 75 ميكرون و ليچينگ اسيدي آن با 40 كيلوگرم بر تن اسيد در دماي 70 درجه سانتيگراد، زمان 120 دقيقه و نسبت مايع به جامد 5، 9/92 درصد مس محتوي به فيلتريت اسيدي انتقال يافت. با افزودن 2 گرم عامل قليايي به اين محلول باردار و همزني به مدت 5 دقيقه در دماي محيط، عمده ناخالصي هاي همراه رسوب كرد و انتقال بيش از 96 درصد مس به محلول قليايي صورت گرفت. در مرحله دوم ترسيب، با افزودن 300 ميلي گرم عامل شيميايي به اين محلول باردار و همزني به مدت 5 دقيقه در دماي محيط، كنسانتره مس سولفيدي (بيش از 60 درصد) حاصل شد. مزيت زيست محيطي و اقتصادي ديگر فرايند پيشنهادي، بازتوليد محلول قليايي است كه جهت استفاده مجدد به مرحله اول ترسيب برمي گردد. نظر به اجراي موفق فرايند ابداعي در مقياس صنعتي، انتظار مي رود تكرار اين ايده در واحدهاي مشابه با ظرفيت¬هاي كوچك و بزرگ به ارتقاي ظرفيت توليد مس كشور، افزايش ميزان صادرات غير نفتي و تسريع ورود ارز به كشور علاوه بر ايجاد اشتغال و كارآفريني كمك كند.
كنتاكتور استخراج فلوتاسيوني ستوني (CFE)، سلول ابداعي جهت بهبود عملكرد تجهيزات مورد استفاده در روش استخراج با حلال (بويژه براي محلولهاي رقيق) در صنايع معدني، شيمي و هيدرومتالورژي ميباشد. اين كنتاكتور در واقع اصلاح شده كنتاكتور ابداعي پيشين اين محققين با نام سلول استخراج با حلال از قبل پخش شده با نيتروژن محلول (DNPDSE) محسوب ميشود. بر خلاف كنتاكتورهاي مرسوم كه عمليات اختلاط فازهاي آبي و آلي در آنها بصورت قطره اي انجام مي شود، در اين كنتاكتور، مشابه كنتاكتور DNPDSE، از جايگزيني تفرق حبابي فاز آلي به جاي تفرق قطره اي آن در فاز آبي استفاده شده است. اين نحوه اختلاط با افزايش سطح تماس بين دو فاز و افزايش نيروي شناوري براي فاز آلي، بهبود عملكرد استخراج و جدايش را براي اين نوع تجهيزات بدنبال دارد. وجه تمايز كنتاكتورهاي CFE و DNPDSE در بكارگيري اسپارجرهايي مشابه دانكومر سلول جيمسون براي توليد حباب هاي فاز آلي در محدوده ابعادي 100 تا 600 ميكرون مي باشد كه بجاي فرايند پيچيده و طولاني توليد پلي افرون و تبديل آنها به حباب هاي ميكروني با سيستم غير ايمن فلوتاسيون با هواي محلول (DAF) بكار گرفته شده است. اين جايگزيني علاوه بر سادهسازي عمليات استخراجي، باعث افزايش سرعت عملكرد سيستم، بهبود ظرفيت توليد و رفع مشكلات مرتبط با امولسيون سازي و جدايش بد دو فاز در كنتاكتور DNPDSE شده و با حذف سيستم پيچيده و طولاني توليد حباب فاز آلي در اين كنتاكتور، موجب كاهش زمان فرايند استخراجي، افزايش ايمني و عدم رقيق سازي محلول آبي مورد بررسي گرديده است. اين كنتاكتور در قالب رساله دكتري با عنوان \\"بررسي ضريب انتقال جرم در روش نوين استخراج فلوتاسيوني ستوني (CFE) و مدلسازي پارامترهاي موثر\\" در دانشگاه تربيت مدرس طراحي و ساخته شده است.
موارد یافت شده: 5