Хлорирование аргиллитов месторождения Зидди (Таджикистан) Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ___________________________________2008, том 51, №11________________________________

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УДК 558.611:541.183

Д.Д.Расулов, Э.Д.Маматов, А.С.Курбонов, академик АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидов ХЛОРИРОВАНИЕ АРГИЛЛИТОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЗИДДИ (ТАДЖИКИСТАН)

В работах [1-3] изложены теоретические и практические основы хлорной технологии в целом и хлорирования алюминийсодержащего сырья.

Целью настоящей работы является изучение хлорирования аргиллитов месторождения Зидди (Таджикистан).

Результаты рентгено-фазового анализа (РФА) показали, что аргиллиты месторождения Зидди состоят из следующих минералов: кварц, каолинит, иллит, гетит.

Алюминийсодержащий минерал - каолинит и железосодержащий минерал - гетит после прокаливания при температуре 600°С хорошо хлорируются. Очевидно, при прокаливании происходит термообработка, когда удаляется химически связанная вода, и перестройка кристаллической структуры перехода с а-модификации в растворимую форму, то есть переход каолинита в метакаолинит. Химический состав аргиллитов месторождения Зидди приведен в таблице.

Таблица

Химический состав аргиллитов месторождения Зидды

Компоненты

Содержа- 8і02 АІ2О3 РЄ2Оз К2О СаО МйО Т1О2 СиО 2пО Ка2О Ппп.

ние, %масс 59.87 19.81 4.95 1.2 1.0 1.0 0.28 0.01 0.01 0.1 8.75

Для изучения технологии переработки аргиллитов использовали газообразный хлор, попутно получаемый при электролизе поваренной соли производственного объединения «Таджикхимпром» (г.Яван). Газообразный хлор осушался и заправлялся в баллоны. Аргиллит измельчался в лабораторной шаровой мельнице, после чего подвергался ситовому анализу, где был разделен на соответствующие фракции: 0.5, 0.2, 0.16, 0.1 и менее. Измельченная проба подвергалась обжигу при температуре 500-600°С в течение 50-60 мин. Обожженную массу аргиллита перемешивали с восстановителем и подвергали хлорированию. Результаты хлорирования приведены на рис.1.

Влияние температуры на хлорирование оксидов, входящих в состав аргиллита, исследовали в интервалах 100-1000°С при длительности процесса 120 мин (рис.1а). Содержание восстановителя - активированного угля в шихте составило 40-50%. В интервале температур 400-500°С степень хлорирования оксидов железа и алюминия возрастала.

Однако хлорируемость оксида алюминия по сравнению с оксидом железа в исследуемых пределах температур оставалась ниже почти в два раза. Максимальное извлечение оксида алюминия достигалось при температуре 700-800°С и составляло в некоторых опытах до 69.6%.

Следует отметить, что значительное влияние температуры на хлорируемость оксидов наблюдалось в интервале 500-700°С. В этом интервале степень хлорирования оксидов алюминия и железа возрастала от 13.9 до 59.8% и 25.8 до 94.9% соответственно.

Зависимость степени хлорирования Л1203 и Ре203 от продолжительности процесса изучали в интервале от 20 до 120 мин (рис. 1б). С увеличением длительности процесса переработки до 120 мин при оптимальной температуре 750-800°С извлечение оксидов Л1203 и Бе203 возрастало, достигнув максимального значения 69.6% и 95.2% соответственно. Дальнейшее увеличение продолжительности процесса не дало заметного увеличения степени извлечения оксидов алюминия и железа. Для максимального извлечения Л1203 и Бе203 достаточна обработка исходного аргиллита в течение 120 мин.

В следующей серии опытов изучалось влияние содержания восстановителя в шихте на разложение аргиллита. Содержание восстановителя в шихте изменялось от 2 до 100% (рис.1в), а неизменными факторами в данном процессе являлись: температура - 800°С и продолжительность процесса - 120 мин.

При увеличении количества угля от 2 до 10% степень хлорирования оксидов Л1203 и Бе203 возрастала от 5.7 до 15.2% и от 24.1 до 32.8% соответственно. Увеличение содержания восстановителя в шихте более 40-50% практически не изменяло степень извлечения оксидов. Максимальная степень извлечения достигалась при 70-80%-ом содержании восстановителя, и составляло: оксида алюминия - 70.4% и оксида железа - 96.5%.

Результаты проведенных опытов, где в качестве восстановителя были использованы угли Зиддинского и других месторождений Таджикистана (Назарайлок, Айни и др.), показали, что они проявляют хорошую восстановительную способность в процессе хлорирования аргиллитов Зидди. Это исключает транспортировку угля (восстановителя) из-за рубежа и использование активированного угля.

Влияние крупности частиц на извлечение оксидов при хлорировании аргиллитов изучалось после фракционного разделения аргиллита. Хлорирование сырья проводили в присутствии 40-50% восстановителя (угля) при оптимальной температуре 750-800°С в течение 120 мин.

Содержание восстановителя, %

Рис.1. Зависимость хлорирования оксидов Л1203 и Бе203 от температуры (а), продолжительности процесса хлорирования (б), содержания восстановителя (в) и размера частиц аргиллита (г).

Для проведения опытов были подобраны фракции аргиллита от 0.5 до 0.1 мм и менее (рис.1г). С уменьшением размера частиц аргиллита степень хлорирования оксидов постепенно повышалась. При этом показано, что оптимальной крупностью обрабатываемого сырья

для максимального извлечения оксидов является размер частиц 0.1 мм и менее. При этом

степень извлечения Л1203 и Ре203 составляла 68.1 и 94.9% соответственно.

Рис.2. Зависимость степени извлечения оксидов алюминия и железа от расхода хлора.

Для определения расхода подаваемого хлора в следующей серии опытов изучали влияние количества подаваемого хлора на хло-рируемость оксидов алюминия и железа, входящих в состав аргиллитов. Количество подаваемого хлора изменялось от 2 до 15 мл/мин. Результаты хлорирования приведены на рис. 2. Как показали результаты опытов, максимальное хлорирование оксидов наблюдается при расходе хлора 14-15 мл/мин, когда степень извлечения оксидов достигала: Л1203 - 72.6% и Бе203 - 96.5% соответственно. Дальнейшее увеличение расхода хлора не привело к существенному изменению степени разложения оксидов алюминия и железа. Отходящие газы после реакции хлорирования улавливались двухступенчатым поглощением сначала 10%-ным раствором щелочи, затем 12-15% раствором иодида калия. Количество хлора в поглотителях определяли объемным иодометрическим методом. При дальнейшем увеличении расхода хлора степень извлечения Л1203 и Бе203 практически не изменялась, а наоборот, затруднялся процесс улавливания отходящего непрореагированного хлора.

Таким образом, в результате выполненных исследований можно рекомендовать следующие условия разложения аргиллита месторождения Зидди: температура обжига - 600°С; температура хлорирования - 700-800°С; продолжительность хлорирования аргиллита - 120 мин; содержание восстановителя в шихте - 40-50% и размер частиц - менее 0.1 мм.

Агентство по ядерной и радиационной Поступило 05.09.2008 г.

безопасности АН Республики Таджикистан

ЛИТЕРАТУРА

1. Фурман А.А., Рабовский Б.Г. Основы химии и технологии безводных хлоридов. - М.: Химия, 1970.

2. Мирсаидов УМ., Сафиев Х.С. Комплексная переработка низкокачественного алюминийсодержащего сырья. Душанбе: Дониш, 1998, с. 238

3. Мороз Н.С. Применение хлора в металлургии редких и цветных металлов. - М.: Наука, 1966, 253 с.

Д.Д.Расулов, Э.Д.Маматов, А.СДурбонов, У.М.Мирсаидов ОМУЗИШИ ХЛОРОНИДАНИ АРГИЛЛИТ^ОИ ЗИДДИ (ТОЧИКИСТОН)

Дар макола холати таксимшавии аргиллити Зидди бо усули хлоронидан оварда шудааст. Натичах,ои омузиш нишон медихад, ки барои таксимшавии аргиллит хлоронидан яке аз усулх,ои муфид мебошад.

D.D.Rasulov, E.D. Mamatov, А.S.Kurbonov, U.M.Mirsaidov CHLORINATION ARGILLITE DEPOSITS OF ZIDDI MINE (TAJIKISTAN)

This article presents the process of chlorination of the argillite deposits of Ziddi mining. The result of the work shows that in order for the argillites to be divided - the method of chlorination is the best one to use.