CC BY
15
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ ГОРНО-РУДНОГО ПРОИЗВОДСТВА МЕСТОРОЖДЕНИЙ КАЛЬМАКИР И МУРУНТАУ
Рузметов Учкун Уринбаевич
доц. кафедры «Аналитической химии» химического факультета, Национального Университета Узбекистана имени Мирзо Улугбека,
Республика Узбекистан, г. Ташкент RuzmetovUchkun@,mail. т
Усмоналиев Жахонгир Иномали угли
магистрант кафедры «Аналитической химии» химического факультета Национального Университета Узбекистана имени Мирзо Улугбека,
Республика Узбекистан, г. Ташкент Usmonalievzahongir@gmail. com
RESEARCH OF TECHNOGENIC WASTES OF MINING AND ORE PRODUCTION OF KALMAKIR AND MURUNTAU DEPOSITS
Uchqun Ruzmetov
Associate professor, department of analytical chemistry National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek,
Uzbekistan, Tashkent
Jahongir Usmonaliyev
Graduate student, department of analytical chemistry National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek,
Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В статье приводятся результаты рентгено-флуоресцентного и атомно-эмиссионного анализов техногенного сырья горно-рудного производства АО АГМК и АО НГМК Республики Узбекистан, которое показало содержание цветных металлов таких, как медь, цинк, хром, марганец и другие. Рентгено-флуоресцентный анализ техногенного сырья в виде шлама и пульпы АГМК, показало содержание в больших количествах железа, кремния и алюминия, серы, кальция и иттрия в составе пульпы. Атомно-эмиссионным анализ техногенного сырья ГМЗ-1 показал, что в составе имеются значительные количества драгоценных металлов: 1,26 г/т серебра и 0,375 г/т золота, а также меди, цинка, урана, хрома, никеля и др.
ABSTRACT
The article discusses the results of X-ray fluorescence and atomic emission analyzes of technogenic raw materials of the mining production of JSC AGMK and JSC NMMK of the Republic of Uzbekistan, showed the content of non-ferrous metals such as copper, zinc, chromium, manganese and others. X-ray fluorescence of technogenic raw materials in the form of AGMK sludge and pulp showed the content of iron, silicon and aluminum in the composition of the pulp and sulfur, calcium and yttrium in the composition of the pulp in large quantites. Atomic emission analysis of technogenic raw materials GMZ-1 showed that the composition contains significant amounts of precious metals in the amount of 1,26 g/t of silver and 0,375 g/t of gold, copper and zinc were also found in the composition, uranium, chromium, nickel, ect.
Ключевые слова: рентгентно-флуоресцентный анализ, атомно-эмиссионный анализ, техногенные отходы, уран, хром, АО АГМК АО НГМК.
Keywords: X-ray fluorescence analyses, atomic emission analyses, technogenic raw materials, uranium, chromium, JSC AGMK, JSC NMMK.
Актуальность проблемы. Основной причиной, обусловливающий сравнительно невысокий уровень использования сырьевых ресурсов месторождений, является то, что при наличии в извлекаемой горной породе нескольких полезных компонентов [1, с. 103], горно-металлургические предприятия, в своем большинстве, ориентированы на получение лишь одного вида товарной продукции. Поэтому в отвалах
накапливаются значительные запасы вторичного минерального сырья [2, с. 280]. По оценкам экспертов, практическая реализация уже разработанных технических решений по освоению техногенных месторождений [3, с. 10] позволит сократить объём добычи минерального сырья на 20-30%. При флотационном обогащении медно-молибденовых руд выход отвальных хвостов [4, с. 17], практически равен
Библиографическое описание: Рузметов У.У., Усмоналиев Ж.И. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ ГОРНО-РУДНОГО ПРОИЗВОДСТВА МЕСТОРОЖДЕНИЙ КАЛЬМАКИР И МУРУНТАУ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2022. 6(96). URL: https://7universum. com/ru/nature/archive/item/13851
объему переработки исходного сырья, что обусловлено низким содержанием в нем основных компонентов. Складирование хвостов связано с большими материальными затратами [5, с. 64] и наносит непоправимый вред окружающей среде [9, с. 25]. Вместе с тем, хвосты от переработки медных руд являются дополнительным источником получения меди, молибдена, золота, серебра, а также ценным сырьем для получения неметаллических полезных компонентов [6, с. 115] (кварца, слюда, каолина и т. д.), строительных материалов (цемент, кирпич, керамические плитки и др.), химического сырья (пирита) [7, с. 20] и концентрата черных металлов -магнетита.
Целью настоящего исследование является проведение анализа техногенных отходов горно-рудного производства месторождений Кальмакир и Му-рунтау с применением современного высокочувствительного оборудования.
Приборы и реактивы
В работе использовали: Высокопроизводительный энергодисперсионный рентгеновский флуоресцентный спектрометр - Rigaku NEX CG EDXRF Analyzer with Polarization in set - 9022 19 000 Япония; эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой ICPE-9000 «Shimadzu», Киото Япония; концентрированная серная кислота H2SO4 (хч), химическая обычная и мерная посуда.
Объекты и методы исследования
Объектами для анализа служили техногенные отходы медеплавильного завода (МПЗ) Алмалыкского
Рентгено флуоресцентны
горно-металлургического комбината и гидрометаллургического завода №1 Навоийского ГМК. Для анализа были применены рентгено-флуоресцентный и атомно-эмиссионный с индуктивно-связанной плазмой методы спектроскопии. По предварительным результатам анализа образцов шлама и пульпы было установлено наличие в них следующих компонентов: Ре20э, 8Ю2, СаО, Mg0, 7п0 и СиО.
Атомно-эмиссионной спектроскопией с индуктивно связанной плазмой установлено, что в пробах техногенного сырья присутствуют как полиметаллы, так и драгоценные и рассеянные элементы. Существенное содержание драгоценных металлов золота (Аи) и серебра (Ag), в шламах НГМК по сравнению с таковыми ряда предприятий АГМК объясняется тем, что само исходное сырье - руда месторождения Мурунтау, используемое Гидрометаллургическим заводом 1 НГМК изначально богата золотом, серебром и ураном, в то время как руда месторождения Кальмакир, перерабатываемая на АГМК, является полиметаллической и основным макрокомпонентом считается медь (Си).
Результаты и их обсуждение
Рентгено-флуоресцентный анализ проб шлама показал, что больше всего в его составе находится железо - 46,5%, за ним следует кремний 21,4% и алюминий 4,54%. Также присутствуют и множество других элементов, имеющих большое значение для народного хозяйства: магний (Mg), сера (8), кальций (Са), калий (К), медь (Си), цинк (7п) и многие другие. Результаты рентгено-флуоресцентного анализа представлены в таблице 1.
Таблица 1.
анализ проб шлама МПЗ
№ Образец Содержание (%) оксида элемента № Образец Содержание (%) элемента
Хвосты МПЗ Хвосты МПЗ
1 MgO 0.903 1 Mg 0,690
2 A12O3 6.73 2 A1 4.54
3 SiO2 35.7 3 Si 21.4
4 SO3 2.93 4 S 1.50
5 K2O 1.84 5 K 1.98
6 CaO 2.00 6 Ca 1.86
7 TiO2 0.427 7 Ti 0.330
8 Cr2O3 0.0594 8 Cr 0.0547
9 MnO 0,0560 9 Mn 0.0176
10 Fe2O3 47.2 10 Fe 46.5
11 CuO 0.512 11 Cu 0.564
12 ZnO 0.813 12 Zn 0,902
13 Ga2O3 0.27 13 Ga 0.348
14 AS2O3 0.0365 14 As 0.389
15 Rb2O 0.0206 15 Rb 0.256
16 SrO 0.94 16 Sr 0.109
17 ZrO2 0.238 17 Y 1.8
18 M0O3 0.173 18 Zr 2.44
19 SnO2 0.51 19 Mo 1.59
20 Sb2O3 0.78 20 Sn 5.5
21 BaO 0.679 21 Sb 8.86
22 PbO 0.194 22 Ba 8.07
23 U2O3 0.29 23 Pb 2.45
24 Na2O 0.57 24 U 3.9
Исследование состава шлака показывает начи-тельное содержание железа, кремния, алюминия, калия, алюминия и т. д. Примечательно то, что в составе образца шлака имеется 3,9% урана, что делает
техногенные отходы Горно-рудного производства АГМК радиоактивными.
Исходная рентгенограмма шлама МПЗ приводится на рисунке 1 .
Р?Х9 Си Мо
Рисунок 1. Рентгено-флуориграмма образцов шлама МПЗ
Результаты флуоресцентного анализа проб пульпы МПЗ и флуоресцентная рентгенограмма, приведены в таблице 2 и рисунке 2, соответственно.
Таблица 2.
Рентгено флуоресцентный анализ проб пульпы МПЗ
№ Образец Содержание (%) оксида элемента № Образец Содержание (%) элемента
Хвосты МПЗ Хвосты МПЗ
1 С120 0.368 1 С1 0,336
2 А1203 1.28 2 А1 0.558
3 8102 5.58 3 81 2.27
4 803 56.1 4 Р 0.742
5 К2О 0.204 5 8 48.9
6 СаО 34.5 6 К 0.170
7 ТЮ2 0.418 7 Са 24.8
8 СГ2О3 3.78 8 Т1 0.0248
9 МпО 0.23 9 Мп 0.0081
10 Бе203 0.513 10 Бе 0.161
11 СиО 0.13 11 Си 0.47
12 7п0 0.15 12 7п 0.42
13 8е02 0.02 13 А8 3.5
14 ЯЪ20 0.003 14 8е 0.547
15 8г0 0.0212 15 ЯЪ 0.145
16 У203 0.019 16 8г 0.824
17 7г02 0.445 17 У 6.98
18 РЪО 0.687 18 1.5
19 8п02 0.648 19 А8 0.0145
20 Бу203 0.034 20 8п 2.1
21 и308 0.0003 21 РЪ 0.21
Рисунок 2. Рентгено-флуориграмма образцов пульпы МПЗ
Исследование состава пульпы показывает значительное содержание серы, кальция, мышьяка, кремния, циркония и т. д. Примечательно то, что в составе образца пульпы содержится 48,9% серы, что делает техногенные отходы Горно-рудного производства АГМК весьма привлекательными в получении
серной кислоты, имеющей широкое применения практически во всех отраслях народного хозяйства.
Присутствие указанных элементов в техногенных отходах горно-металлургического производства подтверждается результатами атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой. Результаты анализа представлены в таблице 3.
Таблица 3.
Результаты атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП),
г/т (Шламы ГМЗ-1)
№ Образец Содержание г/т элемента № Образец Содержание г/т элемента
Хвосты ГМЗ-1 Хвосты ГМЗ-1
1 Ag 1,26 26 1п 0,251
2 А1 50400 27 К 20200
3 АБ 83,5 28 Mg 18,4
4 Аи 0,375 29 Мп 399
5 Ва 565 30 Мо 3,76
6 Ве 1,77 31 № 13500
7 В1 1,56 32 № 17
8 Са 13100 33 N1 35,4
9 Сё 0,249 34 Р 606
10 Се 42,4 35 РЬ 17,6
11 Со 13,3 36 ЯЬ 90,9
12 Сг 87,7 37 Та 0,809
13 Бг 1,34 38 ТИ 10,4
14 Еи 0,901 39 Т1 3340
15 Бе 39300 40 и 3,15
16 ва 15,5 41 V 125
17 вё 2,98 42 7п 92,7
18 Се 42,4 43 РЬ 17,6
19 Ш 17 44 8г 225
20 8 8740 45 W 2,12
21 8Ь 0,781 46 У 11,3
22 8с 10,2 47 УЬ 1.81
23 8е 1,04 48 7г 69,4
24 8т 2,99 49 Hf 1,52
25 8п 9,12 50 Си 50,3
Исследование состава проб техногенных отходов НГМК ГМЗ-1 показывает значимое содержание благородных и редких металлов: золота, серебра, церия, циркония, самария, гафния и других, что делает актуальным разработку инновационных технологий по извлечению этих металлов из шламовых отходов.
Заключение
В результате деятельности горно-рудного производства Республики Узбекистан, образуются в больших объёмах хвостохранилища техногенных отходов. В связи с этим все более актуальной становится проблема комплексного использования минеральных ресурсов и техногенного сырья.
В ходе исследования проб техногенного сырья предприятий цветной металлургии Республики Узбекистан было выявлено значительное содержание важных цветных металлов. Это позволяет прогнозировать дальнейшее использование техногенного сырья.
Рентгено-флуоресцентный анализ проб шлака показал, что больше всего в его составе железа 46,5%, за ним следует кремний 21,4% и алюминий 4,54%. Также присутствует и многие другие элементы, имеющие большое значение для различных отраслей народного хозяйства: магний (Mg), сера (8), кальций (Са), калий (К), медь (Си), цинк (7п) и другие. Отходы медеплавильного завода АГМК могут использоваться в качестве основного компонента строительных материалов (цемент, кирпич, керамические плитки и др.), химического сырья (пирита) и концентрата черных металлов - магнетита. А в составе проб шлама Гидрометаллургического завода №1 НГМК современными физико-химическими и физическими методами анализа выявлено значительное содержание благородных металлов золота (Аи) и серебра (Ag), а также радиоактивного урана (И), что дает предпосылки для дальнейших исследований по доизвлечению этих ценных компонентов и глубокой переработки вторичных сырьевых ресурсов в рамках концепции «Зеленой химии».
Список литературы:
1. Хакимов К.Ж., Каюмов О.А. Техногенные отходы - перспективное сырьё для металлургии Узбекистана в оценке отвальных хвостов фильтрации золотых и медно-молибденовых руд.//Шгуегеит: технические науки., -2014 т. 1. -С. 102-105.
2. Хасанов А.С., Вахидов Б.Р. Разработка технологии получения пятиокиси ванадия из минерального и техногенного сырья».//ип^е^ит: технические науки (научно-технический журнал).- 2020- Т. 10, -С. 276-282.
3. Хамдамова Ш.Ш. Оценка потенциала кирпича из композиционного гипсового вяжущего как альтернатива традиционным стеновым материалам в Узбекистане. Журнал: Проблемы современной науки и образования. 2020. Т. 19. - С. 6-12.
4. Музаффаров А.М. Радиометрические исследования техногенных объектов» //Цветные металлы. -2016, Т. 1. -С. 15-19.
5. Мирзанова З.А. «Технология переработки техногенных отходов содержащие цветные металлы // Образование и наука. - 2021, Т. 4, -С. 59-65.
6. Юркевич Н.В. «Оценка современного состояния хвостохранилища золоторудного производства: ценные и токсичные компоненты.». Образование и наука. - 2017, Т. 2, - С. 113-117.
7. Хасанов А.С. Способы извлечения редких металлов из техногенных отходов металлургического производства. // International scientific review of the technical sciences. - 2019, - Т. 9. - С. 17-23.
8. Саидахмедов А.А. Исследования сернокислотного выщелачивания тонкой пыли медеплавильного производства // Academy. - 2020. - Т. 2. - С. 10-13.
9. Anastas P.T., Warner J.C. Green Cemistry: Theory and Practice. Oxford University Press, New York, 1998, 30 р. http://dic.academic.ru /dic.nsf/ruwiki/ 1377209.
