CC BY
7
I
SCIENCE TIME
■
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩЕЙ РУДЫ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ХАНДИЗА
Росилое Мансур Сиргиееич Махмаёрое Жасур Бозороеич 2, Самадий Муроджон Абдусалимзода
1 Ташкентский химико-технологический институт, г. Ташкент
2 Гузарский сельскохозяйственный колледж, г. Гузар
E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
Аннотация. В работе приведены результаты анализа цинксодержащей руды месторождения Хандиза, физико-химических исследований руды методами химического и физико-химического анализа. Показано, что основными элементами руды являются кремний, цинк, алюминий, железо, медь.
Ключевые слова: цинксодержащая руда, нерастворимый остаток, кислотное разложение, силикатные минералы, сфалерит.
Введение. Сфалерит (др.-греч. Ефа^вро^ «сфалерос» - обманчивый), цинковая обманка - минерал класса сульфидов.
Состав (формула): 2п8. (2п,Ре)8 - формула твёрдого раствора, более точно отражающая типичный состав минерала; в качестве примеси встречаются Бе, Сё, 1п, Оа, Со, Мп, Ag, Аи, Аб и другие элементы. Ъъ - 67,1 %, 8 - 32,9 %. В качестве примесей чаще всего присутствует Бе (до 20 %). Иногда в виде таких же включений присутствует халькопирит (СиРе82) и изредка станнин (Си2Ре8п84), чем объясняется примесь в сфалерите меди и олова. Нередко в виде изоморфной примеси присутствуют Сё (обычно до десятых долей процента), 1п (до сотых долей процента), Со, Мп, Н§ и др. [1,2].
Камень сфалерит - это сульфид цинка, довольно распространенный минерал, являющийся одним из основных источников металлического цинка. За свои свойства сфалерит называется цинковой обманкой - в камне содержатся также попутные примеси железа, которые в зависимости от количества сильно влияют на внешний вид минерала. Поэтому его часто путают с другими породами, особенно с галенитом. Палитра окрашивания сфалерита очень широкая, в результате чего он также может называться псевдогаленит, медовая обманка, рубиновая обманка, мармарит, клейофан и другие. Причем это не
«
1 SCIENCE TIME 1
столько синонимы, сколько обозначения различных разновидностей этого минерала, отличающихся цветом и содержанием сопутствующих металлов.
Сфалерит является одним из главных источников получения цинка из рудного сырья, которое обычно находится в сульфидном состоянии. Из сфалерита выплавляют металлический цинк, попутно извлекают примеси: Cd, In, Ga и другие ценные компоненты. Сфалерит используют в лакокрасочном производстве для изготовления цинковых белил, применяют для получения латуни. Большое значение имеет получение из природного сфалерита химически чистого люминофорного ZnS, активированного Ag, Си, который применяют для изготовления люминофоров, различных светосоставов и светящихся красок. Кроме того, природный сфалерит может быть использован в качестве фотокатализатора разложения красителей в воде [3].
Объекты и методы. Исследования проводили с цинксодержащей рудой месторождения Хандиза, содержащей 4,95-5,15% Zn.
Химический анализ исходных, промежуточных и конечных продуктов проводили известными методами [4-8].
Для исследования химического и минералогического состава цинковых концентратов и руды использованы рентгенофлуоресцентный спектрометр (Zetium), атомно-абсорбционный спектрометр (Perkin-Elmer, AAS-30-UCA-690 Elan), рентгенофазовый анализы (Shimadzu, XRD 6100), ИК-спектроскопию (Shimadzu, IRAffinity-1), электронную микроскопию (Leica DM500, Германия).
С целью совершенствования технологии переработки полиметаллического сырья и выработки стратегии полной, комплексной переработки необходимы данные детального исследования минералогического и химического состава как руды месторождения Хандиза, так и получаемых сфалеритовых концентратов, содержащих ряд ценных компонентов.
Анализ химического состава показал, что руды месторождения Хандиза имеют сложный состав (табл. 1, 2).
Большинство элементов находится в виде изоморфной смеси в сульфидах.
Во всех разновидностях колчеданных руд преобладает пирит (при вариациях содержаний от 60 до90 %), сфалерит, галенит и халькопирит - 5-7 %. Нерудные минералы представлены серицитом (до 55 %), кварцем (до 30 %), хлоридом (до 8 %) и карбонатами. Содержание РЬ в рудах этого типа редко превышает 1-3 %, Zn - 3,0-5 %, Си - 0,25 %.
Сложный минералогический состав имеют массивные и прожилково-вкрапленные колчеданно-полиметаллические и полиметаллические руды. Рудные в основном представлены сфалеритом, галенитом, пиритом, халько пиритом, блеклой рудой (95% от массы руды). В небольших количествах присутствуют арсенопирит, марказит, пирротин, гематит, магнетит, борнит. Нерудные представлены кварцем (80-90 % нерудной составляющей), серицитом 2-10 %, хлоридом и карбонатом (менее 1 %).
В таблице 1 представлены данные спектрального анализа руды месторождения Хандиза. Основными элементами руды являются кремний, цинк,
1 SCIENCE TIME 1
алюминий железо, медь. Содержание натрия, калия и магния находится в пределах от 1% до 3%. Остальные элементы составляют десятие и сотые доли процента.
Данные рентгенофлуоресцентного анализа цинковой руды подтвердили данные спектрального анализа по содержанию кремния, цинка, железа, меди. Данные по содержанию калия, кальция несколько выше и составляют для калия более 3% и кальция около 1%.
Таблица 1
Результаты спектрального элементарного анализа цинксодержащей руды месторождения Хандиза
№ Si, Zn, Al, Са, Na, к, Fe, Mg, P, Ba, Mn, V, Ti, Cu, Pb, Bi, Ni, Sb, Zr,
пр % % % % % % % % % % % % % % % % % % %
об
1 30 4 4 0.4 1 0.8 5 1 0.04 0.01 0.05 0.01 0.03 2 0.5 0.003 0.003 0.01 0.003
2 30 3 8 0.5 1 0.8 5 3 0.05 0.02 0.05 0.01 0.03 2 0.5 0.002 0.001 0.006 0.005
3 30 3 10 0.5 1 0.8 5 2 0.04 0.03 0.05 0.01 0.03 2 0.4 0.001 0.001 0.006 0.005
4 30 3 10 0.5 1 1 5 3 0.04 0.02 0.05 0.01 0.02 1 0.5 0.003 0.001 0.005 0.005
Таблица 2
Результаты рентгенофлуоресцентного анализа цинковой руды месторождения Хандиза
№ Si, K, Ca, Ti, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Mo, Cd, Pb,
проб % % % % % % % % % % % %
1 25,0 3,40 1,10 0,082 0,035 3,39 0,012 0,70 5,03 <0,003 0,081 2,27
2 25,5 3,10 0,90 0,075 0,040 3,40 0,010 0,80 5,00 <0,003 0,090 2,01
3 25,3 3,25 0,95 0,065 0,030 3,35 0,014 1,01 5,15 <0,003 0,085 2,10
4 25,8 3,30 1,15 0,070 0,035 3,41 0,012 0,90 4,95 <0,003 0,083 1,99
1 SCIENCE TIME ■
[Groip : Standard. С eta : TKTl-Mansur-Kons]
3,35 CO CM
Ol'Ol — °Ч о) см h- О) I ^ ^ ! CD CM CO LO CO JLJ^ 3,19 : —--3, i - 3.04 wllj O) ( CO О CD . ч CM" CM" ulxjl о CO - CO CD T-" IT . — ю || CO T~ ю CM
Theta-2Theta (deg)
Рис. 1 Рентгенограмма цинксодержащей руды месторождения Хандиза
На рентгенограмме цинковой руды имеются дифференциальные максимумы, относящиеся к сульфидам и сульфатам цинка и железа, к оксидам кремния, карбонату и цианиду свинца, а также цинк астату (рис. 1). Пики 3.43; 3.35; 3.04 А принадлежат оксиду кремния, 10.10; 7.2 А принадлежат магний цинку, 2.97; 2.70 А принадлежат сульфиду железа, 2.56; 2.46; 2.28 А принадлежат астату цинка различной формы, 2.23 А принадлежит цинку железу, 2.13; 2.10; 2.00; 1.91 А принадлежат сульфату цинка различной формы, а пик 1.633 А -сульфиду цинка Р формы.
Идентификацию образцов проводили на основе дифрактограмм, которого снимали на аппарате XRD-6100 (Shimadzu, Japan), управляемом компьютером. Применяли CuKa-излучение ф-фильтр, Ni, 1.54178 режим тока и напряжения трубки 30 тА, 30 kV) и постоянную скорость вращения детектора 4 град/мин с шагом 0,02 град, (ю/20-сцепление), а угол сканирования изменялся от 4 до 80о.
Заключение. Таким образом, проведенные исследования по изучению минералогического и химического состава цинксодержащей руды показывают, что цинксодержащая руда месторождения Хандиза представляет интерес для переработки с целью эффективного получения хлористого цинка в промышленных масштабах.
1 SCIENCE TIME 1
Литература:
1. Позин М.Е. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот): учебник для вузов // М.Е. Позин. - Л.: Химия, 1961.-С. 486-497.
2. Марченко Н.В. Металлургия тяжелых цветных металлов [Электронный ресурс]: электрон, учеб. пособие // Н.В. Марченко, Е.П. Вершинина, Э.М. Гильдебрандт. - Элек-трон. дан. (6 Мб). - Красноярск: ИПК СФУ, 2009. - С. 9-15.
3. Yan Li, Anhuai Lu, Song Jin, Changqiu Wang. Photoreductive decolorization of an azo dye by natural sphalerite: Case study of a new type of visible lightsensitized photocatalyst // J. Hazard. Mater. - 2009. - 170. - P. 479-486.
4. Ревенко А.Г. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ природных материалов // Новосибирск: «Наука», 1994. - 264. - С. 2.
5. Мазалов Л.Н. Рентгеновские спектры и химическая связь // Новосибирск: «Наука», 1982. - 111 с.
6. Agarwal В.К. X-ray spectroscopy. - Berlin, Heidelberg. - New York: Springer; 1991. - 419 p.
7. ИК-спектроскопия в неорганической технологии // Зинюк Р.Ю, Баликов А., Гавриленко И.Б., Шевяков A.M. - Л.: Химия, 1983. - 160 с.
8. Бурриель - Марта Ф., Рамирес - Муньос X. Фотометрия пламени. - М. «Мир». 1972. - 520 с.
