CC BY
32ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В НЕТРАДИЦИОННЫХ ВИДАХ СЫРЬЯ Хошимханова М.А.
Хошимханова Мухае Абраловна - ассистент, кафедра химической технологии, Алмалыкский филиал Ташкентский государственный технический университет им. Ислама Каримова, г. Алмалык, Республика Узбекистан
Аннотация: в данной статье анализ имеющихся экспериментальных данных и результаты проведенных термодинамических расчетов позволяют представить общую картину поведения микроэлементов в процессе сжигания угля. Особо следует отметить, что на фазовый состав и распределение соединений между газообразной и твёрдой фазами влияет температурный режим процесса сжигания. Элементы не выносятся селективно из зоны высоких температур, т.е. перераспределения между шлаком и золой-уноса не происходит.
Ключевые слова: газообразная и твёрдая фаза, золошлаковые отходы, апатит, нетрадиционный сырья.
ВО!: 10.24411/2542-081Х-2019-11502
Узбекистан распологает большими запасами редких и благородных металлов и развитой металлургической промышленностью. Однако собственные промышленно важные проявления редкоземельных элементов (РЗЭ) отсутствуют. Вместе с тем, в различных отходах и в отдельных видах минерального и рудного сырья РЗЭ присутствуют в значительных концентрациях.
Особенность горючих сланцев Узбекистана, в отличие от сланцев прибалтийских республик, России и др. является их высокая металлоносность [1]. По содержанию ряда редких, редкоземельных и благородных металлов они конкурируют с
традиционными промышленными сырьевыми источниками, а по таким металлам как молибден, ванадий превосходит их.
Минерализованная часть ГС содержит целую гамму минералов, начиная от редко встречающихся интерметаллидов, до широко распространенных кварца, каолина, кальцита и апатита. В процентном отношении содержание каолина наибольшее ~25-27%, а кальцита, кварца серицита более 10 %. Доломит, мельниковит, монтмориллонит менее 6%. В таблице представлено распределение РЗЭ в горючих сланцах Бойсуна и Сангрунгау (г/т).
Таблица 1. Распределение РЗЭ в горючих сланцах Бойсуна и
Сангрунтау, г/т
Элемент Образец Элемент Образец
Б-1 Б-2 СН-1 Б-3 Б-1 Б-2 СН-1 Б-3
У Оё 30,14 14,6 24,8 7,6
Ьа 114,42 90 67 38 ТЬ 4,85 3,1 5,6 1,4
Се 103,91 83 80 51 Бу 31,60 21,4 36,2 8,3
Рг 13,02 9,5 8,5 5,3 Но 4,03 2,8 5,7 1,1
Ш 78,57 56 57 32 Ег 10,90 8,4 13,5 2,6
Бш 19,48 14,6 19,4 7,2 Тш 1,71 1,90 3,3 0,7
Ей 4,79 3,8 4,6 2,0 УЬ 14,34 13,9 23,0 5,1
Ьи 1,90 1,9 2,9 0,7
Другим перспективным источником РЗЭ является золошлаковые отходы ТЭЦ в которых установлено достаточно высокое содержание.
Установлено, что топливные шлаки являются поликристаллическими и полиминеральными образованиями, имеющими гетерогенное макро-, микро- и наностроение. Для этих шлаков установлена сфероидальная, овальная и обломочная текстура. Каждый минеральный индивид в свою очередь обладает микро- и субмикроструктурами. По химическому и вещественному составу топливные шлаки представляет собой гетерогенную систему с переменным составом; где главными компонентами являются кислотный
11
SiO2 и основные оксиды СаО, Fe реже MgO, а также нейтральные Al2О3.
Анализ имеющихся экспериментальных данных и результаты проведенных термодинамических расчетов [2.3] позволяют представить общую картину поведения микроэлементов в процессе сжигания угля. Особо следует отметить, что на фазовый состав и распределение соединений между газообразной и твёрдой фазой влияет температурный режим процесса сжигания. Элементы не выносятся селективно из зоны высоких температур, т.е. перераспределения между шлаком и золой-уноса не происходит.
В отдельных пробах обнаружено высокое содержание редких, благородных, редкоземельных и попутных элементов в золах Ангренского ТЭЦ (по данным рентгенофлуоросцентного и пробирного анализа):
Au - 0.2 г/т пробирный анализ, спектральный анализ 10 г/т Ag - 2 г/т пробирный анализ, спектральный анализ 20 г/т ^ - 500 г/т Zn -0.2%; Pb -0,3%, Мо-50-100 г/т. La -150 г/т. Y- 1000 г/т.УЪ-100 г/т. ^-10-100 г/т.
Однако проблема извлечения, как и в первом случае, заключается в отсутствии комплексной технологии переработки.
Наиболее реальным, с точки зрения опытно -промышленного извлечения РЗЭ является продукт переработки фосфорита при получении экстракционной фосфорной кислоты.
Содержание и состав РЗЭ в фосфоритах крупных месторождений и целом близок к среднему соотношению лантанидов в земной коре, но в каждом случае специфичен, поскольку во многом определяется генетическими условиями формирования различных типов фосфоритовых руд Колебания суммарных количеств РЗЭ в фосфоритах, изменения их индивидуального состава и содержания отдельных элементов обусловлены также различием в атомном строении лантаноидов, что отражается на их поведении в изменяющихся на разных этапах физико -
химических условиях процессов фосфатонакопления. Специфичный и устойчивый индивидуальный состав лантаноидов в рудах различных фосфоритоносных провинций и бассейнов придаёт ему роль своеобразного геохимического индикатора.
Установлено, что присутствие РЗЭ в фосфоритах в повышенных по сравнению с кларком количествах, может возникать за счет привноса о фосфоритоносный бассейн минералов, содержащих редкие земли. При поверхностном выветривании они легко разлагаются, и лантаниды мигрируют в расстворенном состоянии, осаждаясь в скоплениях фосфоритов вследствие избирательной адсорбции их соединениями фосфора. В основном возникновение повышенных концентраций РЗЭ в фосфатах происходит в седиментационную стадию их формирования, а некоторое их перераспределение происходит на стадиях диагенеза и эпигениза. Это подтверждается отсутствием прямой пропорциональности между содержаниями Р205 -ТЯ203 и бедностью редкоземельными элементами нефосфатных компонентов пород. Содержание ТЯ203 в микрозернистых фосфоритах Каратау колеблется от 0,01 до 0,2% (ср 0.078%); представлены они элементами иттриевой группы. В зернистых фосфоритах Кызылкумского бассейна примеси РЗЭ цериевой группы установлены в количестве 0,024 0,055% (ср 0,04%).
В таблице для сравнения приведены содержания РЗЭ в хибинских апатитах, фосфоритах Каратауского и Кызылкумского бассейнов, отобранных в различных участках месторождений.
Таблица 2. Содержание лантанидов в фосфатах, %
РЗЭ Хибинские апатиты Фосфориты Каратау Фосфориты Кызылкумов
Ьа 1.9 • 10-1 2.3 • 10-2 (1,8-10,1>10-3
Се 3.6 • 10-1 2.9 • 10-2 (3,1 -21,0)^10-3
Ш 1.1 • 10-1 1.9 • 10-2 (1,8-13,6>10-3
Бш 2.4 • 10-2 4.1 • 10-3 (0,51-3,6)^10-3
Ей 4.5 • 10-3 3.9 • 10-4 (0,06-0,33>10-3
ТЬ 1.0 • 10-3 5.3 • 10-4 (0,63-5,4)^10-3
Бу 6.7 • 10-3 3.9 • 10-3 (0,11-0,77>10-3
УЬ 8.5 • 10-4 2.9 • 10-3 (0,29-2,3)^10-3
Сумма 0.697 0.083 (8,3-55,2)40-3
Общее содержание редких земель в хибинских апатитах в 2,6 раза выше, чем в фосфоритах Каратау и в 22 раза по сравнению с фосфоритами Кызылкумов. Разница в содержании редких земель цериевой группы («легких» РЗЭ) выше, чем элементов иттриевой («тяжёлые» РЗЭ). Во всех трех указанных типах фосфатных руд максимальные количества приходятся на Се, Ьа и № при различии содержаний на порядок и более. Содержание РЗЭ определяли эмиссионно-спектральным анализом с ионносвязанной плазмой.
Список литературы
1. Исоков М.У., Туресебеков А.Х., Барминский С.Н., Василевский Б.Б., Шарипов Х.Т. Геохимия и минералогия горючих сланцев Узбекистана, Изд.ГП «НИИМР». Ташкент, 2014. 78 с.
2. Шпирт М.Я., Клер В.Р., Перциков И.З. Неорганические компонент. И.З. Перциков. Неорганические компоненты твердых топлив. М.: Химия, 1990. 240 с.
3. Шарипов Х.Т., Борбат В.Ф., Камолов Т.О., Адеева А.Н. Минералого-геохимические особенности ЗШО ТЭС и их утилизация с выделением макро и микрокомпонентов. Изд. «Мухаррир». Ташкент, 2013. 205 с.
