Projekat br: 34006

Naziv projekta i vreme trajanja:   Mehanohemijski tretman nedovoljno kvalitetnih mineralnih sirovina
Vreme trajanja:                               2011 – 2014
Finansijer:                                        Ministarstvo prosvete i nauke Republike Srbije
Realizator:                                       Institut za Tehnologiju Nuklearnih i drugih Mineralnih Sirovina, Beograd,
                                                           Rudarsko-Geolo
ški fakultet, Beograd
Rukovodilac:                                   dr Milan Petrov

Predmet rada:

IIstraživanja u okviru projekta "Mehanohemijski tretman nedovoljno kvalitetnih mineralnih sirovina" imala su za predmet mehanohemijski tretman energetskih metaličnih i nemetaličnih mineralnih sirovina, a u cilju definisanja optimalnog tehno-ekonomskog procesa obogaćivanja I nakon toga njihove valorizacije. Mehanohemijski tretman je istraživan sa aspekta termodinamičkog otvorenog sistema i nepromenljivosti entalpije, odnosno principa dovođenja toplote i vršenja rada sistema iIi slobodna energija aktivacije koju je definisao Gibbs. Ovakav otvoreni termodinamički sistem koji je najpribližniji realnom mehanohemijskom procesu ima uticaja na toplotnu difuzivnost mineralnih materijala i procese molekulske adsorpcije. Pomenute promene imaju preovlađujući uticaj na tok procesa valorizacije pomenutih nedovoljno kvalitetnih mineralnih sirovina.:

Postoje indicije da mehano-hemijski postupak može na bazi stvorene slobodne energije aktivacije doprineti valorizaciji nedovoljno kvalitetnih i nekonvencionalnih mineralnih sirovina. Osnovna iideja je da se mehano-hemijskim tretmanom menja hemijski potencijal nekonvencionalnih mineralnih sirovina I time postižu uslovi za primenu istih u raznim poznatim I novim tehnološkim postupcoima valorizacije.
Poznato je da se metalični minerali različito ponašaju u procesu flotiranja sa različitim kolektorima. Može se primetiti da postoji značajna razlika u selektivnosti ksantata i aeropromotera na rudi bakra. Rezultati istraživanja, sprovedeni u ITNMS-u, pokazuju da se primenom kolektora aeropromotera dobijaju koncentrati bakra sa daleko lošijom raspodelom sumpora u odnosu na slučaj kada se kao kolektor primenjuje ksantat. Statistička analiza može dokazati da zaista postoji razlika u selektivnosti izdvajanja Cu i S iz rude a što je posledica različite aktivnosti površina različitih metaličnih minerala kada se one mehanohemijskim tretmanom pripremaju za flotaciju. Takođe postoji razlika u delovanju ksantata i aeroflota na tako aktivirane površine iz razloga različitosti samih reagenasa. Odgovor na ovakav ishod istraživanja [1,2,3,4] potražili smo u različitoj toplotnoj provodljivosti i toplotnoj difuzivnosti i sposobnosti prenosa toplote metaličnih minerala datoj prema formuli:


Gde je:  - toplotna difuzivnost (molekulska), m2/s; k - prenos toplote, W/(m K); ρ - gustina kg/m3 i
cp - specifična toplotna provodljivost pri konstantnom pritisku, J/(mol K)
 
                                  

Slika 1. Toplotna provodljivost i toplotna difuzivnost
Slika 2. Energija i reakcioni put kod Mehanohemijskog tretmana
Slika 3. Promena pritiska i zapremine MehanohemijskIm Tretmanu

Dijagram na slici jedan pokazuje da su u različitim agregatnim stanjima materije, tečno, čvrsto i gasovito različite vrednosti molekulske toplotne difuzivnosti i veličine provođenje toplote. Mehanohemijskim aktiviranjem imamo situaciju da se povećava molekulska toplotna difuzivnost zbog opadanja gustine.

Mehanohemijski tretman ima ulogu katalizatora pa tako proces adsorpcije biva veoma brzo obavljen zato što ima kraći reakcioni put (crvena isprekidana linija) od slučaja kada se ovo dešava bez promene hemijskog potencijala (crne puna linija).Tačka maximuma na dijagramu 2 biva niža onda kada mehanohemijskim tretmanom povećamo energiju u čvrstoj materiji za iznos Gibbs-ove slobodne energije. Tada je barijera prelaska reakcije XY u YX manja i lakše se ostvaruje, odnosno može se ostvariti u uređajima sa manjom specifičnom snagom.

Aktivna svojstva mineralnih površina nastaju u sistemu flotacijske pulpe (izuzetno složenog višefaznog disperznog sistema) gde se kinetička energija mehanohemijskog tretmana pretvara u toplotnu i u neposrednom kontaktu prelazi na čvrstu mineralnu materiju i obrnuto.

Saradnici na projektu:

Vladimir Jovanović,                            istraživač saradnik,
Ljubiša Andrić,                                    naučni savetnik,
Vladan Milošević,                                naučni saradnik,
Slavica Mihajlović,                              istraživač saradnik,
Gajić Miodrag,                                    stručni savetnik,
Melina Vukadinović,                           viši stručni saradnik,
Zoran Bartulović,                                istraživač saradnik,
Ivana Jovanović,                                istraživač saradnik,
Dejan Todorović,                                istraživač saradnik,
Milena Kostović,                                 Vanredni profesor.